Mobilitätsforschung am Beispiel COVID-19

Sie sind eigentlich Expert*innen für die menschliche Mobilitätsforschung. Aber die Wissenschaftler*innen der TU Berlin haben ihre menschlichen Mobilitätsmodelle jetzt genutzt und sie durch bislang bekannte Virusinfektionsdynamiken ergänzt, um zum einen neue Berechnungen zu der möglichen Ausbreitung des Virus zu erstellen. Zum anderen lässt sich anhand dieser Simulationen auch der potentielle Erfolg von Maßnahmen wie Kontaktsperren oder Schulschließungen berechnen.  

Prof. Dr. Kai Nagel, Leiter des Fachgebiets Verkehrssystemplanung und Verkehrstelematik an der TU Berlin, und seine wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen haben ihre vorhandenen Mobilitätsmodelle aus der Verkehrsplanung, mit der zum Beispiel die Entwicklung von Verkehrsflüssen vorhergesagt wird, ergänzt um aus der Literatur bekannte Daten der Virus-Epidemiologie. 

„Wir verwenden menschliche Mobilitätsmodelle, für die wir Experten sind, und fügen diesen eine Virusinfektionsdynamik hinzu, für die wir keine Experten sind, die wir jedoch der Literatur, einschließlich neuerer Veröffentlichungen, entnommen haben. Dies führt zu einem Modell zur Dynamik der Virusausbreitung“, erklärt Kai Nagel.  

Der Wissenschaftler und seine Mitarbeiter*innen betonen, dass diese vorläufigen Ergebnisse noch unabhängig bestätigt werden müssen. Aufgrund der aktuellen Situation haben sie sich aber entschlossen, diese Resultate bereits zu veröffentlichen. „Unsere Ergebnisse basieren auf vorläufigen Infektionsparametern aus der Literatur, die in einem Modell verwendet werden, das in seinen Bewegungsmustern umfassender und allgemeingültiger ist, als die meisten anderen epidemiologischen Modelle, die uns bekannt sind. Wir sind uns aber bewusst, dass das sicher nicht ausreichend ist, um alle Aspekte der Realität zu beschreiben“, so Sebastian Müller, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei  Prof. Kai Nagel.  

Das Modell wird parallel zum Verlauf der Pandemie kontinuierlich weiterentwickelt. Die Simulationen beziehen sich explizit auf Berlin und sind jederzeit für die Öffentlichkeit im Internet abzurufen (https://matsim-vsp.github.io/covid-sim [1]). 

So versucht zum Beispiel eine Version (V5) die bisherige Dynamik abzubilden. Dazu bietet sie verschiedene Einstellungsmöglichkeiten bezüglich der vermuteten Reaktionen auf die jetzigen Maßnahmen (Schließungen von Kindergärten, Schulen, Freizeiteinrichtungen, vieler Einkaufsmöglichkeiten, Kontaktverbote, etc.). Andere Einstellungen zeigen auch Berechnungen über die Auswirkungen verschiedener Wiedereröffnungs-Szenarien: „Die Simulationen besagen klar, dass eine vollständige Öffnung der Kindergärten und Schulen zum 20. April 2020 ohne weitere, ergänzende Gegenmaßnahmen die Infektionsdynamik wieder aufflammen lassen würde”, erläutert Kai Nagel.   

„In zukünftigen Arbeiten werden wir auch weitere Gegenmaßnahmen untersuchen. Ein Ansatz wird sich damit beschäftigen, ob und wie die Kontaktverfolgung, also das Aufspüren aller Infektionsketten, gepaart mit einer partiellen Kontaktsperre, eventuell ebenfalls erfolgversprechend sein könnte“, so Kai Nagel.  Diese Arbeiten sind in Zusammenarbeit mit dem Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (vgl. http://www.zib.de/infektionsausbreitung [2]) und der Humboldt-Universität zu Berlin (vgl. http://rocs.hu-berlin.de/corona/ [3]) geplant.