Die Untersuchung von Verkehrsströmen ist eine wichtige Komponente für verkehrliche und wirtschaftliche Untersuchungen an den Binnenwasserstraßen. Die dafür erforderliche großräumige Darstellung der Verkehrsströme ist mit einem Verkehrssimulationsmodell möglich. Ein erstes Mikrosimulationsmodell für Binnenwasserstraßen wurde im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks vom Institut für Ökonometrie und Statistik, insb. im Verkehrswesen der TU Dresden bis Anfang 2018 entwickelt und für einen Abschnitt des Mittelrheins aufgebaut. Das FuE-Vorhaben Entwicklung eines Verkehrssimulationsmodells auf Binnenwasserstraßen befasst sich mit der Entwicklung einer verbesserten und erweiterten Version für das Anwendungsgebiet Niederrhein, wo aufgrund der hohen Verkehrsdichte das Konzept eines spurgebundenen Verkehrs nicht mehr zielführend ist.
Mithilfe des Verkehrssimulationsmodells können Analysen der Flottenstrukturen, der Transportkapazitäten und der Transportmengen durchgeführt werden. Eine Veränderung der Flottenstruktur kann durch klimatische Änderungen oder durch die Einführung neuer Schiffsabmessungen und Schiffstypen verursacht werden. Infolge von Veränderungen des Verkehrs und seines Verhaltens verändern sich auch die transportierten Gütermengen, was die Leistungsfähigkeit der Wasserstraße beeinflusst. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen ist eine Erweiterung des Verkehrssimulationsmodells um neue Ansätze notwendig.

Durch die Weiterentwicklung des Verkehrssimulationsmodells können unter anderem Breiten- und Tiefenengstellen identifiziert werden, die die Kapazität der Wasserstraßen vermindern. Zudem können Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs unter Berücksichtigung veränderter hydrologischer Bedingungen, z. B. infolge des Klimawandels, untersucht werden. Damit erhält die WSV frühzeitig Informationen über potentielle Engstellen, die die Sicherheit, Leichtigkeit und Wirtschaftlichkeit der Binnenschifffahrt einschränken können. Die Verkehrssimulation ist darüber hinaus ein wichtiges Werkzeug, mit dem z. B. im Rahmen einer intelligenten Schleusenzulaufsteuerung eine Prognose der Verkehrsentwicklung in einem Wasserstraßenabschnitt auf der Basis von AIS-Daten erfolgen kann. Mit der Simulation können die voraussichtlichen Ankunftszeiten (ETA) der Schiffe an der Schleuse ermittelt werden.

Die Weiterentwicklung des vorhandenen Mikrosimulationsmodells für die Binnenschifffahrt erfolgt am Institut für Ökonometrie und Statistik, insb. im Verkehrswesen der TU Dresden. Das Verkehrssimulationsmodell besteht grundsätzlich aus

Ein wichtiger Parameter des fahrdynamischen Modells ist z. B. die von einem Binnenschiff benötigte Fahrspurbreite in Flusskrümmungen, die zur Bewertung von Engstellen verwendet wird (Fischer et al. 2017) und die Grundlage für eine regelbasierte Entscheidung darstellt darüber, ob eine Begegnung oder Überholung in einer Flusskrümmung möglich ist.
Das vorhandene Verkehrssimulationsmodell beruht auf spurgebundenem Verkehr und ist daher hinsichtlich der maximal möglichen Anzahl der Fahrspuren stark begrenzt. Aus diesem Grund wird im Rahmen der Weiterentwicklung der Ansatz des spurgebundenen Verkehrs aufgegeben, und die Entwicklung einer vollständig zweidimensionalen Verkehrssimulation mit freien Trajektorien angestrebt werden. Dies soll es ermöglichen, auch auf breiten, stark frequentierten Wasserstraßen wie dem Niederrhein eine heterogene Flotte, vom Europaschiff bis zum 6-er Schubverband, zu simulieren.
Andere Aspekte der Weiterentwicklung betreffen die Einbeziehung des Ladens und Löschens von Gütern, von Ruhe- und Wartezeiten sowie die umfassende Berücksichtigung von Verkehrsregeln.