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Forschungsstelle
ASTRA SBT
Projektnummer
SVI2005/005
Projekttitel
Quantitative Auswirkungen von Mobility Pricing Szenarien auf das Mobilitätsverhalten und auf die Raumplanung
Projekttitel Englisch
Quantitative impacts of mobility pricing scenarios on mobility behaviour and spatial planning

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Projektbeschreibung
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Methoden
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Stand der eigenen Forschung
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Projektziele
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Forschungsplan
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Zielerreichung
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Abstract
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Executive summary/ Handlungsempfehlung
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Umsetzung und Anwendungen
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Beurteilungsbericht
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Weitergehender Forschungsbedarf
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Publikationen / Ergebnisse
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Berichtsnummer
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Literatur
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
Road Pricing, Mobility Pricing, Routenwahl, Zielwahl, Wahl der Abfahrtszeit, Verkehrsmittelwahl, Verkehrsmodelle, Umweltauswirkungen
Schlüsselwörter
(Englisch)
road pricing, mobility pricing, route choice, destination choice, departure time choice, mode choice, transport model, environmental impacts
Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Es wurden neben der Erstellung des MIV und ÖV Referenzmodell 2030 sechs verschiedenen Mobility Pricing Szenarien berechnet und die Auswirkungen analysiert:

Szenario A (Objektpricing) sieht ein Objekt- und Valuepricing an einigen ausgewählten Streckenabschnitten vor. Das Szenario A hat aufgrund der Definition und der erforderlichen Vergleichbarkeit zu den anderen Szenarien nur geringe Wirkung auf die Nachfrage.

Das Szenario B (Zonenmodell) ist als Kordon-Maut definiert und dabei wird für jede Überfahrt der Gemeindegrenzen einer der 11 grössten Schweizer Städte in den Spitzenstunden (6-8 und 16-18 Uhr) eine Maut von 3 Franken erhoben. Hier sind die Wirkungen in den Agglomerationsgebieten deutlich sichtbar. Es erfolgt eine Verschiebung der Zielwahl hin zu mehr Fahrten im MIV innerhalb der Pricing-Zonen, als auch eine Verlagerung auf den ÖV und eine Verflachung des Spitzenstundenverkehrs. Zusätzlich entstehen aber auch MIV-Umfahrungsverkehre um die Pricing-Zone. Bei der Lärmentwicklung und der Strassenerkehrssicherheit zeigt dieses Szenario positive Effekte. Der ÖV gewinnt im Umkreis der Städte auf den Radiallinien in den Spitzenstunden Fahrgäste dazu, dies kann aber zu ÖV-Zusatzinvestitionen führen. Die raumstrukturellen Auswirkungen durch Szenario B können direkt an den Pricingzonengrenzen, also lokal sehr begrenzt, und mit geringer Intensität auftreten.

Szenario C (Netzmodell) sieht eine Abgabe von 4 Rp. pro Fz-km auf dem Nationalstrassennetz und dem Netz von Bedeutung (insgesamt ca. 5'000 km) vor. Gleichzeitig wird der Mineralölsteuerzuschlag um 12 Rp. pro Liter Benzin gesenkt. Das Szenario C beeinflusst die Verkehrsmittelwahl der längeren Wege Richtung ÖV und entlastet durch Verlagerung von Fahrten vom bemauteten Netz ins untergeordnete Netz das Hochleistungsstrassennetz. Andererseits ändert sich dadurch die Verkehrsbelastung in den bebauten Gebieten. Die MIV-Aussen- und Transitverkehre werden in ihrer Routenwahl beeinflusst und vermehrt auf ausländische Strecken verlagert. Die Verlagerung von Fahrzeugkilometern ins untergeordnete Netz bringt insbesondere bei der Lärmbelastung und bei der Strassenverkehrssicherheit negative Aspekte mit sich. Die Tagesdurchschnittsgeschwindigkeit auf den Autobahnen nimmt in den dicht besiedelten Gebieten zu. Die ÖV-Zuwächse konzentrieren sich auf die interregionalen und nationalen Verbindungen.

Das Szenario D (Zonen-Strecken-Zonen-Modell) kombiniert das Szenario B (Zonenmodell) und C (Netzmodell) und führt sowohl in den Agglomerationen als auch auf den Autobahnen zu einer Entlastung. Teilweise heben sich die Wirkungen der Szenarien B und C gegenseitig auf. Dies zeigt sich sowohl bei der Lärmbelastung mit moderaten Verschlechterungen als auch bei der Strassenverkehrssicherheit mit geringen Verbesserungen. Die durchschnittliche Geschwindigkeit pro Tag nimmt auf den Autobahnen zu. Im ÖV kommt es sowohl auf den radial auf die Städte zulaufenden Linien als auch auf den übergeordneten Verbindungen zu Fahrgastgewinnen.

Im Szenario E1 (Gebietsmodell mit km-Abgabe) ist eine distanzabhängige Abgabe von 4 Rp. pro Fz-km im gesamten Schweizer Strassennetz vorgesehen, zusätzlich wird der Mineralölsteuerzuschlag von 30 Rp. pro Liter abgeschafft. Szenario E1 hat aufgrund der geringen Mauthöhe und der gleichzeitigen Senkung des Benzinpreises nur eine geringe Wirkung auf die Nachfrage. Auch hier erfolgt sowohl eine Verlagerung vom MIV zum ÖV als auch eine Beeinflussung der Aussen- und Transitfahrten. Hier zeigen sich nur geringe und räumlich ausgeglichene verteilte Veränderungen bei den Umweltauswirkungen als auch bei der Strassenverkehrssicherheit.

Für Szenario E2 (Gebietsmodell mit km-Abgabe) wurde von generell hohen Mobilitätskosten ausgegangen. Die km-Abgabe beträgt 15 Rp. pro Fz-km, der Mineralölsteuerzuschlag von 30 Rp. pro Liter Benzin wird abgeschafft und die ÖV-Preise werden im gleichen absoluten Ausmass wie die gesamten variablen MIV-Preise erhöht, daher steigen die ÖV-Preise pro P-km um mehr als 50%. Szenario E2 bewirkt aufgrund der Mauthöhe eine Verlagerung von MIV-Fahrten auf den ÖV. Bei der Routenwahl ist einerseits eine erhöhte Distanzsensibilität aufgrund der geringeren Zahlungsbereitschaft bei einer Maut, welche teilweise zu höheren Belastung im untergeordneten MIV-Netz führt, als auch andererseits eine massive Verlagerung der Aussen- und Transitfahrten auf das ausländische Strassennetz bemerkbar. Durch die Verlagerung von MIV-Fahrten ins untergeordnete Netz kommt es zu unerwünschten Effekten bei der Strassenverkehrssicherheit und der Lärmentwicklung. Die durchschnittliche Geschwindigkeit pro Tag im Autobahnnetz steigt an, auf einigen Netzabschnitten, wie z.B. dem Gotthard-Tunnel, massiv, im untergeordneten Netz kommt es teilweise zu einer Verringerung der Geschwindigkeit. Beim ÖV gewinnen die interregionalen und nationalen Verbindungen massiv dazu. Auch zeigt das Szenario E2, in welchem das höchste Abgabenniveau der untersuchten Szenarien vorgesehen ist, im Vergleich zu den Werten aus dem NPVM für das Jahr 2000, dass die MIV-Verkehrsleistung im Jahr 2030 auch mit einem Mobility Pricing System mit hohen Mobilitätskosten signifikant höher liegen würde als im Jahr 2000.

Kurzbeschreibung
(Englisch)

In the framework of the research package mobility pricing different mobility pricing systems for Switzerland are analysed. The project proposed here aims to quantify the tactical demand changes for different scenarios and the impact on the spatial development and the environment. In order to make a valid forecast of the demand changes due to the introduction of mobility pricing the modern tools of transport modelling will be used.

Since the implementation of the National Passenger Transport Model (NPVM) for the year 2000 the UVEK has got a consistent model instrument for applications. The expected effects of mobility pricing on the behaviour of passengers can be calculated in line with the methodology of the NPVM. In the project B1 the relevant parameters on base of stated preference (SP) data are estimated.

By the modelling work for the different scenarios, the changes in departure time, route, mode and destination choice are considered. Afterwards the impact of the different scenarios on travel time and spatial development changes as well as on the environment and the revenue of Public transport companies are calculated. These calculations will always consider Switzerland as a whole.

The project will be jointly executed by Verkehrsconsulting Fröhlich, Zurich, and Ernst Basler & Partner, Zurich, together with the freelancer adviser Dr. Vrtic under the leadership of the Verkehrsconsulting Fröhlich. The following work packages are designated: problem analysis and working concept; methodology; data preparation; creation of the transport model for the reference year 2030;l generation of the network models for the scenarios; demand calculation for the scenarios; impact analysis; final report and model transfer.
Projektbeschreibung
(Deutsch)

Im Rahmen des Forschungspakets Mobility Pricing werden verschiedene Szenarien von Mobility Pricing Systemen in der Schweiz analysiert. Die Szenarien werden so definiert, dass verschiedene Lenkungs- und Finanzziele überprüft werden können. Dementsprechend sind bei einzelnen Szenarien unterschiedliche Nachfragewirkungen zu erwarten. Die Aufgabenstellung in diesem Projekt ist es, die taktischen Nachfrageveränderungen für die definierten Szenarien zu quantifizieren sowie weitere Auswirkungen auf den Raum und die Umwelt zu analysieren.

Um eine verlässliche Prognose der Nachfrageveränderungen durch die Einführung des Mobility Pricings zu ermitteln, müssen die modernen Werkzeuge der Verkehrsmodellierung angewendet werden. Als eine weitere Kostenkomponente führt die Einführung des Mobility Pricings in Abhängigkeit der Wegecharakteristiken zu unterschiedlichen Veränderungen der gesamten Kosten bzw. Nutzen eines Weges. Damit stellen die Quelle-Ziel-Matrizen und die Bewertung der einzelnen Kostenkomponenten, einschliesslich des Mobility Pricings, die wesentlichen Grundlagen für die Berechnung von Nachfrageveränderungen dar.

Mit der Implementierung des Nationalen Personenverkehrsmodells (NPVM) für das Jahr 2000 hat das UVEK ein methodisch sauberes und schlüssiges Modellinstrumentarium für nachfolgende Anwendungsfragen zur Verfügung gestellt. Die zu erwartenden Effekte des Mobility Pricings auf das Verkehrsverhalten können der Methodik des NPVM folgend berechnet werden. Im Projekt B1 werden die dafür relevanten Modellparameter auf Grundlage von Stated Preference (SP) Daten ermittelt. Bei der Modellierung der unterschiedlichen Mobility Pricing Szenarien werden die Veränderungen durch Ziel-, Verkehrsmittel-, Routen- und Abfahrtszeitwahl berücksichtigt.

Anschliessend werden die Wirkungen der verschiedenen Szenarien auf Reisezeitveränderungen, siedlungsstrukturelle Veränderungen, Auswirkungen auf die Umwelt und Einnahmen der ÖV-Unternehmen berechnet. Somit können Aussagen über die Wirkungen für die ganze Schweiz getroffen werden.

Methoden
(Deutsch)

Mit der Implementierung des Nationalen Personenverkehrsmodells (NPVM) für das Jahr 2000 hat das UVEK ein methodisch sauberes und schlüssiges Modellinstrumentarium für nachfolgende Anwendungsfragen zur Verfügung gestellt. Die zu erwartenden Effekte des Mobility Pricings auf das Verkehrsverhalten können der Methodik des NPVM folgend berechnet werden. Im Projekt B1 werden die dafür relevanten Modellparameter auf Grundlage von Stated Preference (SP) Daten ermittelt. Eine ausführliche Beschreibung zur verwendeten Methodik je Modellschritt findet sich im Anhang.

Stand der eigenen Forschung
(Deutsch)

Die Einführung von Mobility Pricing zwingt die Verkehrsteilnehmer, sich bei ihren Entscheidungen zum Mobilitätsverhalten mit einer weiteren Angebotskomponente zu beschäftigen. Welche Verhaltensänderungen stattfinden werden, ist vor allem vom strukturellen Ansatz des Pricings und von der absoluten Höhe der zu bezahlenden Beträge abhängig. Die bisherigen Erfahrungen mit Strassenbenutzungsgebühren – insbesondere bei privat finanzierten Infrastrukturprojekten – haben gezeigt, dass Routenwahl-, Zielwahl-, Verkehrsmittelwahl- und Abfahrtszeitveränderungen die dominierenden Effekte sind. Für die Quantifizierung dieser sind angesichts der unterschiedlichen Zahlungsbereitschaft und Kostenwahrnehmung der Verkehrsteilnehmer die State of the Art-Ansätze der Makromodellierung notwendig.

Projektziele
(Deutsch)

Die Ergebnisse dieses Projekts werden die Auswirkungen des Mobility Pricings auf das Mobilitätsverhalten in der Schweiz zeigen. Durch die Analyse der verschiedenen Szenarien wird dargestellt, welche Nachfrageveränderungen von einzelnen Mobility Pricing-Systemen zu erwarten sind und welche verkehrspolitischen Ziele erreicht werden können. Neben den gesamten Nachfrageveränderungen werden die Auswirkungen auch einzeln nach Routenwahl-, Zielwahl-, Verkehrsmittelwahl- und Wahl der Abfahrtszeitveränderungen berechnet. Neben den Verhaltensveränderungen wird dieses Projekt auch Aussagen über die Auswirkungen des Mobility Pricings auf die Auslastung der Verkehrsinfrastruktur, die Raumentwicklung und die Umwelt treffen.

Projektziele
(Englisch)
The results of this project will show the impacts of mobility pricing on the behaviour and the decisions of passengers in Switzerland. The analysis of the different scenarios will demonstrate which change in demand can be expected and which transport policy aims can be reached. Besides the overall demand changes the impacts on departure time, route, mode and destination choice will be calculated. Furthermore the project will give evidence on the impact of mobility pricing on the utilisation of the transport infrastructure, the spatial development and the environment.
Forschungsplan
(Deutsch)

1. Problemanalyse und Vorgehenskonzept: Gemeinsame Erarbeitung der detaillierten Ausgangslage, sowohl auf der Seite der vorhandenen Daten als auch auf der Seite der Methoden und des Anwendungsbedarfs.

2. Methodische Grundlage sowie Daten- und Modellanforderungen: Die Literaturanalyse dient der Absicherung der gewählten Methoden und der Darstellung des State of the Art in der Verkehrsmodellierung für die Fragestellung. Mit diesen gesicherten Grundlagen und dem im Arbeitsschritt 1 formulierten Vorgehenskonzept können dann detaillierte Anforderungen an Daten und Modell aufgestellt werden.

3. Datenaufbereitung, Netzmodelle und Mengengerüste: Darstellung von Umfang und Qualität der vorhandenen Daten. Auswahl, Bereinigung (Säuberung) und Zusammenführung der verschiedenen vorhandenen Datensätze und Netzmodelle.

4. Erstellung des Modells für das Referenzjahr 2030: Erstellung von Netzmodellen, Mengengerüsten und Berechnung der Nachfrage analog zum NPVM für das Referenzjahr.

5. Erstellung der Netze für die Szenarien: Attributierung der Netze laut Vorgaben für die verschiedenen Szenarien und Berechnung der Kenngrössen.

6. Nachfrageberechnung der interzonalen Fahrten der Szenarien: Nachfrageberechnung der notwendigen Modellschritte je Szenario analog zum NPVM (Abfahrtszeit, Routen-, Verkehrsmittelwahl und Zielwahl) sowie Netzbelastungen und Darstellung der Differenz der Verkehrsbelastungen zum Referenzfall und untereinander.

7. Auswertungen: Berechnung und Darstellungen der Reisezeitveränderungen, Abschätzung der Auswirkungen auf Raumstruktur, Berechnung der Auswirkungen auf die Umwelt und die Einnahmen der ÖV-Unternehmen.

8. Endbericht und Datenübergabe: Erstellung eines nachvollziehbaren detaillierten Schlussberichts und Dokumentation der Daten und Modelle und deren Übergabe. Die Verkehrsmodelle werden mit der Verkehrsplanungssoftware VISUM erstellt, welche auch innerhalb des UVEK verwendet wird, und können daher problemlos übernommen werden.

Zielerreichung
(Deutsch)

Das Projekt Quantitative Auswirkungen von Mobility Pricing Szenarien auf das Mobilitätsverhalten und auf die Raumplanung (Projekt B2) hatte als Ziel, die taktischen Nachfrageveränderungen im Personenverkehr für die definierten Mobility Pricing Szenarien zu quantifizieren sowie die Auswirkungen auf den Raum und die Umwelt zu analysieren.

Die vorgenommenen Projektziele wurden erreicht.
Abstract
(Deutsch)
.
Executive summary/ Handlungsempfehlung
(Deutsch)

Die umfangreiche Aufgabenstellung musste in einem relativ kurzen Zeitraum bewältigt werden. Dies war aber nur möglich, da die entsprechenden Grundlagen vorhanden waren. Dies bestätigt den in der Schweiz auf Bundesebene verfolgten Ansatz, die Modellerstellung und Anwendung zu trennen sowie die Grundmodelle, wie z.B. das Nationale Personenverkehrsmodell (NPVM) des VM-UVEK (Federführung liegt beim Bundesamt für Raumentwicklung, ARE), vorzuhalten.

Das NPVM ist für die Modellierung von Überlastungsfunktionen innerhalb von Grossstädten zu wenig fein aufgelöst. Daher ist es wünschenswert, die Wirkung einer tageszeitabhängigen Maut an einem stundenfeinen kantonalen oder städtischen MIV-Modell zu testen, in welchem das innerstädtische Strassennetz und die Nachfrage vollständig inklusive der Knoten- bzw. Abbiegewiderstände und des Rückstauverhaltens abgebildet sind.
Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)

Die ermittelten Projektergebnisse für die Schweiz können die Grundlage bilden für Berechnung der Auswirkungen von Mobility Pricing auf regionaler Ebene.

Beurteilungsbericht
(Deutsch)

Die Forschungsstelle hat eine breit angelegte Untersuchung durchgeführt, um die Projektziele zu erreichen. Trotz seines grossen Umfangs und seiner hohen Komplexität wurde das Projekt fristgerecht abgeschlossen. Es wurde mit dem Projektbericht ausführlich und kohärent dokumentiert.

Aus der Sicht der Begleitkommission hat die Forschungsstelle sehr gute Arbeit geleistet und die Projektziele wurden erreicht.
Weitergehender Forschungsbedarf
(Deutsch)

1) Die Berechnung der Verschiebung der Abfahrtszeitwahl ist für die Beurteilung von Strassenbauprojekten in Agglomerationen unbedingt erforderlich. Das NPVM ist für die Modellierung von Überlastungsfunktionen innerhalb von Grossstädten zu wenig fein aufgelöst. Daher ist es wünschenswert, die Wirkung einer tageszeitabhängigen Maut an einem stundenfeinen kantonalen oder städtischen MIV-Modell zu testen, in welchem das innerstädtische Strassennetz und die Nachfrage vollständig inklusive der Knoten- bzw. Abbiegewiderstände und des Rückstauverhaltens abgebildet sind.

2) Der Parameter für die MIV-Verlässlichkeit musste bei der Berechnung der Nutzenfunktion unberücksichtigt bleiben, da für die relevante Frage in der SP-Erhebung im Projekt B1 „Verspätung von mindestens 10 Minuten bei jeder x-ten, z.B. zehnten, Fahrt“ keine Funktion in makroskopischen Verkehrsmodellen bekannt ist. Dafür müssten mit vergleichenden Analysen von mikroskopischen und makroskopischen Modellansätzen entsprechende Funktionen erarbeitet werden.

3) Die langfristigen, strategischen Effekte, wie die veränderte Ausstattung mit Personenwagen und ÖV-Abonnementen, den so genannten Mobilitätswerkzeugen, oder Wechsel von Wohnort und Arbeitsplatz, sind bisher (zu) wenig mit schlüssigen quantitativen Methoden untersucht worden.

4) In der Schweiz wurden bisher vorwiegend Verkehrsmodelle für den DWV (durchschnittlicher Werktagsverkehr) erstellt. Eine gültige Formulierung für die Umrechnung von DWV-Werten aus Verkehrsmodellen auf DTV und Jahreswerte liegt nicht vor. Auch ein grossräumiges Modell für den Wochenend- und Feiertagsverkehr ist nicht bekannt. Es ist aber anzunehmen, dass die Struktur der Nachfrage an Wochenenden bzw. Feiertagen deutlich unterschiedlich von den Werktagen ist. Daher ist sowohl für eine realitätsnahe Berechnung vom durchschnittlichen täglichen Verkehr (DTV) als auch für Jahreswerte sowohl ein Werktags- als auch ein Wochenend- und Feiertagsmodell notwendig, um die Beziehungen und Verhältnisse abschätzen zu können.

5) Bei der ÖV-Umlegung wird beim heutigen Stand der Technik von keiner Kapazitätsbeschränkung der ÖV-Linien ausgegangen. Eine Erweiterung der ÖV-Umlegung um Kapazitätsbeschränkungen sowie auslastungsspezifischen Komfortfaktoren stellt ein interessantes Forschungsthema da.
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
Eingereicht bei ITS 2008, Geplant: TRB 2009
Berichtsnummer
(Deutsch)
1208
Literatur
(Deutsch)

Marchal, F. (2003) Departure time choice modeling (PDF, 542 KB), Vortrag, IVT-Seminar, Juni 2003.

Ortuzar, J. de D. und L.G. Willumsen (2001) Modelling Transport, 3. Auflage, Wiley, Chichester.

PTV (2005) Benutzerhandbuch VISUM 9.2, Planung Transport Verkehr AG, Karlsruhe.

Vrtic, M., P. Fröhlich, N. Schüssler, K.W. Axhausen, S. Dasen, S. Erne, B. Singer, D. Lohse und C. Schiller (2005): Erzeugung neuer Quell-Zielmatrizen im Personenverkehr, im Auftrag des Eidgenössischen Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK), des Bundesamtes für Raumentwicklung (ARE), des Bundesamtes für Strassen (ASTRA) und des Bundesamtes für Verkehr (BAV), IVT, ETH Zürich, Emch+Berger AG und Lehrstuhl für Verkehrsplanung, TU Dresden, Zürich und Dresden.

Vrtic, M. (2003) Simultanes Routen- und Verkehrsmittelwahlmodell, Dissertation, Fakultät für Verkehrswissenschaften, TU Dresden, Dresden.

Vrtic, M. und K. W. Axhausen (2003) Experiment mit einem dynamischen Umlegungsverfahren, Strassenverkehrstechnik, 47 (3) 121-126.