Die vorliegende Studienarbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, inwiefern sich Revealed-Preference-Daten aus der deutschen Mobilitätsbefragung "Mobilität in Städten" SrV 2008 dazu eignen, um basierend auf denen im Datensatz enthaltenen Wegen Verkehrsmittelwahlmodelle zu schätzen. Dazu wurden Wegedaten aus der Befragung verwendet, und die Wahlalternativen mit Hilfe der Google Directions API rekonstruiert. Mit den rekonstruierten Variablen Reisezeit und Reisekosten sowie verschiedenen sozioökonomischen und externen Variablen aus SrV 2008 wurden verschiedene Wahlmodelle geschätzt. Durch schrittweises Hinzufügen der Variablen konnte das Modell immer weiter verbessert werden. Wie zu erwarten, erwiesen sich dabei die Reisezeit und die Reisekosten als hoch signifikant. Von den restlichen Variablen waren jedoch lediglich das Geschlecht der befragten Person sowie die Wettersituation zum Zeitpunkt der Wahlentscheidung signifikant. Für das finale Modell wurden Zeitkostensätze errechnet und mit verschiedenen europäischen Studien verglichen. Die errechneten Zeitkostensätze erwiesen sich dabei als plausibel. Die SrV-Daten eignen sich also für die Schätzung von Wahlmodellen.:1 Einleitung 1 1.1 Vorstellung des Themas 1 1.2 Ziel dieser Arbeit 1 1.3 Gliederung dieser Arbeit 2 1.4 Wesentliche Ergebnisse 2 2 Theoretischer Hintergrund 3 2.1 Diskrete Wahltheorie 3 2.1.1 Deterministischer Nutzen 4 2.1.2 Stochastischer Störterm 5 2.1.3 Logit-Modell 6 2.2 Parameterschätzung 8 2.2.1 t-Test 9 2.2.2 Likelihood-Ratio Test 9 2.2.3 Likelihood-Ratio-Index 10 2.3 Datenquellen 10 3 Generierung eines RP-Datensatzes aus SrV-Daten 13 3.1 SrV 2008 13 3.2 Auswahl an Variablen und Datensätzen 13 3.3 Rekonstruktion der generischen Variablen 15 3.3.1 Google Directions API 15 3.3.2 Automatisierte API-Abfrage 16 3.3.3 Reisekosten 17 3.4 Erzeugter Datensatz 18 4 Modellentwicklung und Parameterschätzung 21 4.1 Entwicklung des Wahlmodells 21 4.2 Parameterschätzung mit Biogeme 24 4.3 Anwendung der Parameterschätzung auf die SrV-Daten 28 5 Diskussion der Modellergebnisse 33 5.1 Darstellung der Nutzeneinflüsse 33 5.2 Zeitkostensätze 35 5.3 Fehlerquellen 37 5.4 Fazit 38 Literaturverzeichnis 41 Datenquellen 45 Anhang 49 / The following thesis analyzes, if revealed preference data from the German mobility survey "Mobilität in Städten" SrV 2008 is suited to estimate mode choice models. For that purpose, trip data from the survey was used and the different choice alternatives were reconstructed with the Google Directions API. Several mode choice models were estimated with the help of the reconstructed variables travel time and travel costs plus several socioeconomic and external variables from SrV 2008. The variables were added to the model step by step, thereby the quality of the model improved. As expected, travel time and travel costs were highly significant. However from the remaining variables only the gender of the person and the weather at the time of the trip were significant. For the final model, values of time were calculated and these were compared with values from different European studies. The calculated values of time proved to be feasible. Therefore, SrV data is suited to be used for mode choice models.:1 Einleitung 1 1.1 Vorstellung des Themas 1 1.2 Ziel dieser Arbeit 1 1.3 Gliederung dieser Arbeit 2 1.4 Wesentliche Ergebnisse 2 2 Theoretischer Hintergrund 3 2.1 Diskrete Wahltheorie 3 2.1.1 Deterministischer Nutzen 4 2.1.2 Stochastischer Störterm 5 2.1.3 Logit-Modell 6 2.2 Parameterschätzung 8 2.2.1 t-Test 9 2.2.2 Likelihood-Ratio Test 9 2.2.3 Likelihood-Ratio-Index 10 2.3 Datenquellen 10 3 Generierung eines RP-Datensatzes aus SrV-Daten 13 3.1 SrV 2008 13 3.2 Auswahl an Variablen und Datensätzen 13 3.3 Rekonstruktion der generischen Variablen 15 3.3.1 Google Directions API 15 3.3.2 Automatisierte API-Abfrage 16 3.3.3 Reisekosten 17 3.4 Erzeugter Datensatz 18 4 Modellentwicklung und Parameterschätzung 21 4.1 Entwicklung des Wahlmodells 21 4.2 Parameterschätzung mit Biogeme 24 4.3 Anwendung der Parameterschätzung auf die SrV-Daten 28 5 Diskussion der Modellergebnisse 33 5.1 Darstellung der Nutzeneinflüsse 33 5.2 Zeitkostensätze 35 5.3 Fehlerquellen 37 5.4 Fazit 38 Literaturverzeichnis 41 Datenquellen 45 Anhang 49

Em ecologia, o comportamento dos animais é freqüentemente estudado para entender melhor suas preferências por diferentes tipos de alimento e habitat. O presente trabalho esta relacionado a este tópico, dividindo-se em três capítulos. O primeiro capitulo refere-se à estimação da função da probabilidade da seleção de recurso (RSPF) comparado com um modelo de escolha discreta (DCM) com uma escolha, usando as estatísticas qui-quadrado para obter as estimativas. As melhores estimativas foram obtidas pelo método DCM com uma escolha. No entanto, os animais não fazem a sua seleção baseados apenas em uma escolha. Com RSPF, as estimativas de máxima verossimilhança, usadas pela regressão logística ainda não atingiram os objetivos, já que os animais têm mais de uma escolha. R e o software Minitab e a linguagem de programação Fortran foram usados para obter os resultados deste capítulo. No segundo capítulo discutimos mais a verossimilhança do primeiro capítulo. Uma nova verossimilhança para a RSPF é apresentada, a qual considera as unidades usadas e não usadas, e métodos de bootstrapping paramétrico e não paramétrico são usados para estudar o viés e a variância dos estimadores dos parâmetros, usando o programa FORTRAN para obter os resultados. No terceiro capítulo, a nova verossimilhança apresentada no capítulo 2 é usada com um modelo de escolha discreta, para resolver parte do problema apresentado no primeiro capítulo. A estrutura de encaixe é proposta para modelar a seleção de habitat de 28 corujas manchadas (Strix occidentalis), assim como a uma generalização do modelo logit encaixado, usando a maximização da utilidade aleatória e a RSPF aleatória. Métodos de otimização numérica, e o sistema computacional SAS, são usados para estimar os parâmetros de estrutura de encaixe. / In ecology, the behavior of animals is often studied to better understand their preferences for different types of habitat and food. The present work is concerned with this topic. It is divided into three chapters. The first concerns the estimation of a resource selection probability function (RSPF) compared with a discrete choice model (DCM) using chi-squared to obtain estimates. The best estimates were obtained by the DCM method. Nevertheless, animals were not selected based on choice alone. With RSPF, the maximum likelihood estimates used with the logistic regression still did not reach the objectives, since the animals have more than one choice. R and Minitab software and the FORTRAN programming language were used for the computations in this chapter. The second chapter discusses further the likelihood presented in the first chapter. A new likelihood for a RSPF is presented, which takes into account the units used and not used, and parametric and non-parametric bootstrapping are employed to study the bias and variance of parameter estimators, using a FORTRAN program for the calculations. In the third chapter, the new likelihood presented in chapter 2, with a discrete choice model is used to resolve a part of the problem presented in the first chapter. A nested structure is proposed for modelling selection by 28 spotted owls (Strix occidentalis) as well as a generalized nested logit model using random utility maximization and a random RSPF. Numerical optimization methods and the SAS system were employed to estimate the nested structural parameters.

Em ecologia, o comportamento dos animais é freqüentemente estudado para entender melhor suas preferências por diferentes tipos de alimento e habitat. O presente trabalho esta relacionado a este tópico, dividindo-se em três capítulos. O primeiro capitulo refere-se à estimação da função da probabilidade da seleção de recurso (RSPF) comparado com um modelo de escolha discreta (DCM) com uma escolha, usando as estatísticas qui-quadrado para obter as estimativas. As melhores estimativas foram obtidas pelo método DCM com uma escolha. No entanto, os animais não fazem a sua seleção baseados apenas em uma escolha. Com RSPF, as estimativas de máxima verossimilhança, usadas pela regressão logística ainda não atingiram os objetivos, já que os animais têm mais de uma escolha. R e o software Minitab e a linguagem de programação Fortran foram usados para obter os resultados deste capítulo. No segundo capítulo discutimos mais a verossimilhança do primeiro capítulo. Uma nova verossimilhança para a RSPF é apresentada, a qual considera as unidades usadas e não usadas, e métodos de bootstrapping paramétrico e não paramétrico são usados para estudar o viés e a variância dos estimadores dos parâmetros, usando o programa FORTRAN para obter os resultados. No terceiro capítulo, a nova verossimilhança apresentada no capítulo 2 é usada com um modelo de escolha discreta, para resolver parte do problema apresentado no primeiro capítulo. A estrutura de encaixe é proposta para modelar a seleção de habitat de 28 corujas manchadas (Strix occidentalis), assim como a uma generalização do modelo logit encaixado, usando a maximização da utilidade aleatória e a RSPF aleatória. Métodos de otimização numérica, e o sistema computacional SAS, são usados para estimar os parâmetros de estrutura de encaixe. / In ecology, the behavior of animals is often studied to better understand their preferences for different types of habitat and food. The present work is concerned with this topic. It is divided into three chapters. The first concerns the estimation of a resource selection probability function (RSPF) compared with a discrete choice model (DCM) using chi-squared to obtain estimates. The best estimates were obtained by the DCM method. Nevertheless, animals were not selected based on choice alone. With RSPF, the maximum likelihood estimates used with the logistic regression still did not reach the objectives, since the animals have more than one choice. R and Minitab software and the FORTRAN programming language were used for the computations in this chapter. The second chapter discusses further the likelihood presented in the first chapter. A new likelihood for a RSPF is presented, which takes into account the units used and not used, and parametric and non-parametric bootstrapping are employed to study the bias and variance of parameter estimators, using a FORTRAN program for the calculations. In the third chapter, the new likelihood presented in chapter 2, with a discrete choice model is used to resolve a part of the problem presented in the first chapter. A nested structure is proposed for modelling selection by 28 spotted owls (Strix occidentalis) as well as a generalized nested logit model using random utility maximization and a random RSPF. Numerical optimization methods and the SAS system were employed to estimate the nested structural parameters.

El mundo de las telecomunicaciones está cambiando de un escenario donde únicamente las personas estaban conectadas a un modelo donde prácticamente todos los dispositivos y sensores se encuentran conectados, también conocido como Internet de las cosas (IoT), donde miles de millones de dispositivos se conectarán a Internet a través de conexiones móviles y redes fijas. En este contexto, hay muchos retos que superar, desde el desarrollo de nuevos estándares de comunicación al estudio de la viabilidad económica de los posibles escenarios futuros. En esta tesis nos hemos centrado en el estudio de la viabilidad económica de diferentes escenarios mediante el uso de conceptos de microeconomía, teoría de juegos, optimización no lineal, economía de redes y redes inalámbricas. La tesis analiza la transición desde redes centradas en el servicio de tráfico HTC a redes centradas en tráfico MTC desde un punto de vista económico. El primer escenario ha sido diseñado para centrarse en las primeras etapas de la transición, en la que ambos tipos de tráfico son servidos bajo la misma infraestructura de red. En el segundo escenario analizamos la siguiente etapa, en la que el servicio a los usuarios MTC se realiza mediante una infraestructura dedicada. Finalmente, el tercer escenario analiza la provisión de servicios basados en MTC a usuarios finales, mediante la infraestructura analizada en el escenario anterior. Gracias al análisis de todos los escenarios, hemos observado que la transición de redes centradas en usuarios HTC a redes MTC es posible y que la provisión de servicios en tales escenarios es viable. Además, hemos observado que el comportamiento de los usuarios es esencial para determinar la viabilidad de los diferentes modelos de negocio, y por tanto, es necesario estudiar el comportamiento y las preferencias de los usuarios en profundidad en estudios futuros. Específicamente, los factores más relevantes son la sensibilidad de los usuarios al retardo en los datos recopilados por los sensores y la cantidad de los mismos. También hemos observado que la diferenciación del tráfico en categorías mejora el uso de las redes y permite crear nuevos servicios empleando datos que, de otro modo, no se aprovecharían, lo cual nos permite mejorar la monetización de la infraestructura. También hemos demostrado que la provisión de capacidad es un mecanismo válido, alternativo a la fijación de precios, para la optimización de los beneficios de los proveedores de servicio. Finalmente, se ha demostrado que es posible crear roles específicos para ofrecer servicios IoT en el mercado de las telecomunicaciones, específicamente, los IoT-SPs, que proporcionan servicios basados en sensores inalámbricos utilizando infraestructuras de acceso de terceros y sus propias redes de sensores. En resumen, en esta tesis hemos intentado demostrar la viabilidad económica de modelos de negocio basados en redes futuras IoT, así como la aparición de nuevas oportunidades y roles de negocio, lo cual nos permite justificar económicamente el desarrollo y la implementación de las tecnologías necesarias para ofrecer servicios de acceso inalámbrico masivo a dispositivos MTC. / The communications world is moving from a standalone devices scenario to a all-connected scenario known as Internet of Things (IoT), where billions of devices will be connected to the Internet through mobile and fixed networks. In this context, there are several challenges to face, from the development of new standards to the study of the economical viability of the different future scenarios. In this dissertation we have focused on the study of the economic viability of different scenarios using concepts of microeconomics, game theory, non-linear optimization, network economics and wireless networks. The dissertation analyzes the transition from a Human Type Communications (HTC) to a Machine Type Communications (MTC) centered network from an economic point of view. The first scenario is designed to focus on the first stages of the transition, where HTC and MTC traffic are served on a common network infrastructure. The second scenario analyzes the provision of connectivity service to MTC users using a dedicated network infrastructure, while the third stage is centered in the analysis of the provision of services based on the MTC data over the infrastructure studied in the previous scenario. Thanks to the analysis of all the scenarios we have observed that the transition from HTC users-centered networks to MTC networks is possible and that the provision of services in such scenarios is viable. In addition, we have observed that the behavior of the users is essential in order to determine the viability of a business model, and therefore, it is needed to study their behavior and preferences in depth in future studios. Specifically, the most relevant factors are the sensitivity of the users to the delay and to the amount of data gathered by the sensors. We also have observed that the differentiation of the traffic in categories improves the usage of the networks and allows to create new services thanks to the data that otherwise would not be used, improving the monetization of the infrastructure and the data. In addition, we have shown that the capacity provision is a valid mechanism for providers' profit optimization, as an alternative to the pricing mechanisms. Finally, it has been demonstrated that it is possible to create dedicated roles to offer IoT services in the telecommunications market, specifically, the IoT-SPs, which provide wireless-sensor-based services to the final users using a third party infrastructure. Summarizing, this dissertation tries to demonstrate the economic viability of the future IoT networks business models as well as the emergence of new business opportunities and roles in order to justify economically the development and implementation of the new technologies required to offer massive wireless access to machine devices. / El món de les telecomunicacions està canviant d'un escenari on únicament les persones estaven connectades a un model on pràcticament tots els dispositius i sensors es troben connectats, també conegut com a Internet de les Coses (IoT) , on milers de milions de dispositius es connectaran a Internet a través de connexions mòbils i xarxes fixes. En aquest context, hi ha molts reptes que superar, des del desenrotllament de nous estàndards de comunicació a l'estudi de la viabilitat econòmica dels possibles escenaris futurs. En aquesta tesi ens hem centrat en l'estudi de la viabilitat econòmica de diferents escenaris per mitjà de l'ús de conceptes de microeconomia, teoria de jocs, optimització no lineal, economia de xarxes i xarxes inalàmbriques. La tesi analitza la transició des de xarxes centrades en el servici de tràfic HTC a xarxes centrades en tràfic MTC des d'un punt de vista econòmic. El primer escenari ha sigut dissenyat per a centrar-se en les primeres etapes de la transició, en la que ambdós tipus de tràfic són servits davall la mateixa infraestructura de xarxa. En el segon escenari analitzem la següent etapa, en la que el servici als usuaris MTC es realitza per mitjà d'una infraestructura dedicada. Finalment, el tercer escenari analitza la provisió de servicis basats en MTC a usuaris finals, per mitjà de la infraestructura analitzada en l'escenari anterior. Als paràgrafs següents es descriu amb més detall cada escenari. Gràcies a l'anàlisi de tots els escenaris, hem observat que la transició de xarxes centrades en usuaris HTC a xarxes MTC és possible i que la provisió de servicis en tals escenaris és viable. A més a més, hem observat que el comportament dels usuaris és essencial per a determinar la viabilitat dels diferents models de negoci, i per tant, és necessari estudiar el comportament i les preferències dels usuaris en profunditat en estudis futurs. Específicament, els factors més rellevants són la sensibilitat dels usuaris al retard en les dades recopilats pels sensors i la quantitat dels mateixos. També hem observat que la diferenciació del tràfic en categories millora l'ús de les xarxes i permet crear nous servicis emprant dades que, d'una altra manera, no s'aprofitarien, la qual cosa ens permet millorar la monetització de la infraestructura. També hem demostrat que la provisió de capacitat és un mecanisme vàlid, alternatiu a la fixació de preus, per a l'optimització dels beneficis dels proveïdors de servici. Finalment, s'ha demostrat que és possible crear rols específics per a oferir servicis IoT en el mercat de les telecomunicacions, específicament, els IoT-SPs, que proporcionen servicis basats en sensors inalàmbrics utilitzant infraestructures d'accés de tercers i les seues pròpies xarxes de sensors. En resum, en aquesta tesi hem intentat demostrar la viabilitat econòmica de models de negoci basats en xarxes futures IoT, així com l'aparició de noves oportunitats i rols de negoci, la qual cosa ens permet justificar econòmicament el desenrotllament i la implementació de les tecnologies necessàries per a oferir servicis d'accés inalàmbric massiu a dispositius MTC. / Sanchis Cano, Á. (2018). Economic analysis of wireless sensor-based services in the framework of the Internet of Things. A game-theoretical approach [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/102642 / TESIS