Aktivitäten-basierte Modelle beschreiben Nachfrage auf Ebene individueller Personen, nicht Personengruppen wie in herkömmlichen Modellen. Es wird also ein Datensatz von Haushalten und Personen benötigt, der die gesamte Bevölkerung in der Modellierungsregion repräsentiert.
Als Eingabe dient das Ergebnis einer in der Regel nationalen stichprobenhaften Haushaltsbefragung mit Wegetagebüchern sowie diverse Statistiken zu Personen- und Haushaltsattributen auf unterschiedlichen Aggregationsstufen (Anwendung: ABM Synthetische Bevölkerung erzeugen), zum Beispiel:
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Anzahl Personen je Standort
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Altersverteilung je Verkehrsbezirk
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Anzahl Pkw je Postleitzahlengebiet
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Anzahl Erwerbstätiger je Gemeinde
Ähnlich wie bei aggregierten Nachfragemodellen muss die Haushaltsbefragung nicht aus dem Planungsgebiet stammen. Sie wird ohnehin mithilfe der sozio-ökonomischen Daten des Planungsgebiets entsprechend angepasst. Die räumliche Auflösung, in der die sozio-ökonomischen Daten verwendet werden, ist nicht vorgegeben, sie richtet sich nach der Datenlage und kann insbesondere auf unterschiedlichen Ebenen vorliegen.
Das Verfahren wählt für jeden Standort geeignete Haushalte aus der Stichprobe so aus, dass alle Statistiken möglichst gut getroffen werden und dabei möglichst wenig von der originalen Stichprobenbevölkerung abgewichen wird. Die ausgewählten Haushalte werden mitsamt ihren Haushaltsmitgliedern und gegebenenfalls deren Touren in den Standort „geklont“.
Das Verfahren arbeitet sich dabei von der gröbsten Aggregationsstufe zur feinsten durch. In jeder Stufe wird die Bevölkerung der vorangehenden Stufe möglichst geeignet auf die Objekte der aktuellen Stufe verteilt. Im erwähnten Beispiel wird also zunächst eine Gesamtbevölkerung für das Planungsgebiet erzeugt, die dann geeignet auf die Gemeinden verteilt wird, dann je Gemeinde auf die darunter liegenden Postleitzahlengebiete, von dort auf die Verkehrsbezirke und am Ende auf die Standorte. Die Basis-Haushalte, aus denen die synthetische Bevölkerung erzeugt werden soll, müssen im Modell einschließlich der zugehörigen Personen und ggf. deren Touren vorhanden sein. Der Aktivitätsstandort, an dem diese Haushalte verortet sind, spielt dabei keine Rolle, da der finale Ort erst im Verfahren bestimmt wird.
Die statistischen Eckdaten werden im Modell an Standorten und Flächenobjekten gehalten, also an (Ober-)Bezirken, Gebieten und/oder Flächen-POIs. Diese Objekte bilden eine Hierarchie. Die Zuordnung eines Objekts zu einem in der Hierarchie darüberstehenden Objekt ist entweder im Datenmodell definiert – beispielsweise besitzen Bezirke eine Zuordnung zu ihrem Oberbezirk – oder sie wird geometrisch berechnet, etwa die Zuordnung von Standorten zu einem Gebiet. Die unterste Stufe in der Hierarchie bilden Standorte. Für sie muss es immer mindestens eine Randsummenbedingung geben, in der Regel Anzahl Personen oder Anzahl Haushalte.
Die Randsummenbedingungen sind nach ihrer Wichtigkeit sortiert: An oberster, zugleich wichtigster Stelle steht die Standortbedingung. Der Algorithmus versucht, diese möglichst immer einzuhalten. Je weniger wichtig eine Bedingung ist, desto eher wird eine Verletzung zugunsten wichtigerer Bedingungen in Kauf genommen. Mit Ausnahme der ersten Bedingung können die übrigen Bedingungen – und damit ihre Wichtigkeit – beliebig in ihrer Reihenfolge verschoben werden. Insbesondere müssen sie sich nicht nach der Hierarchie ihrer Geografie-Ebenen richten.
Bei der Definition der Randsummenbedingungen wird jeweils der Soll-Wert, ein Attribut an den Objekten einer Geografie-Ebene, einem Haushaltsattribut oder einer Haushaltsformel gegenübergestellt. Die resultierende Bedingung lautet: Die Summe des Haushaltsattributs über alle Haushalte innerhalb eines geografischen Objekts soll (möglichst) identisch sein mit dem Soll-Wert, also dem Attributwert dieses Objekts.
Soll- und Haushaltswerte sind immer ganzzahlig. Andernfalls werden sie vor der Berechnung gerundet.
