Aktivitäten orientierte Analyse des Neuverkehrs

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: SVI2004/012

Schlüsselwörter (Deutsch)

Neuverkehr – Mikrozensus Verkehr – Structural equation model – HATS – Stated response Befragung – Zeitplanung – MATSIM – Agenten-basierte Simulation

Schlüsselwörter (Englisch)

Induced demand – Swiss National Travel survey – Structural equation model – HATS – stated response survey – scheduling – MATSIM – agent-based microsimulation

Forschungsprogramme (Deutsch)

Die vorgesehenen Arbeiten werden auf die folgenden Arbeitspakete verteilt:

Metaanalyse der Literatur

Die vorhandene Literatur zu den Elastizitäten aller benannten Verhaltensdimensionen wird durch eine kontinuierliche, wenn auch nicht prioritäre Literaturrecherche soweit möglich ergänzt. Diese berichteten Schätzungen werden gegen Ende des Projekts einer Metanalyse unterzogen, um unsere weiteren Ergebnisse besser einordnen zu können.

Ergänzung der Mikrozensen 1974-2005

Zur Ermittlung der Nachfrageelastizitäten müssen die berichteten Reisen der Mikrozensen um Kostenschätzungen ergänzt werden. Schwerpunkt der geplanten Arbeiten sind die Eigenschaften der Gemeinden, die Eigenschaften der Kohorten (Bush, 2003), die Reisezeiten auf der Grundlage der erwähnten Netzmodelle, der monetären Kosten auf der Grundlage des Preisindex von Abay (2000), der qualitätsbereinigten PW-Kosten (Frei, 2005), verbesserte Schätzungen der ÖV-Preise, der bekannten regionalen Preisvariationen für Kraftstoff (Carle, 2006).

Im Falle des vollständig geokodierten Mikrozensus 2005 sind präzisere Schätzungen möglich, auch da die Fahrzeuge besser erfasst wurden. Auf der Grundlage des am IVT vorhandenen NavTeq-Netzes werden die Reisezeiten und –kosten im mIV geschätzt. Die ÖV-Reisezeiten werden durch Anfragen bei den entsprechenden Fahrplanauskunftsystemen abgeschätzt. Die ÖV-Preise werden durch Anfragen bei der Verbünden erhoben. Die ab 2007 beim ARE - verfügbaren dynamischen Matrizen des nationalen Verkehrsmodells werden verwendet werden, um die Wirkungen lokaler Staus abzuschätzen.

Modellierung und Analyse der Mikrozensen

Aus den Mikrozensen wird ein künstliches Panel erstellt, dass die Varianz der Daten soweit wie möglich erhält, d.h. fein klassifizierte Gruppen. Die ersten Modelle werden die oben spezifizierten Hypothesen einzeln testen, wobei neben den generalisierten Kosten besonderen Wert auf die Wirkung der Kohortenzugehörigkeit, respektive der unterschiedlichen Befragungsmethoden gelegt werden wird. Die structural equation - Modelle werden auf der Grundlage dieser ersten Modelle formuliert und testen alle Hypothesen für alle Dimensionen gemeinsam. Sie liefern die gewünschten Einzelelastizitäten, die für die Wirkung der anderen Effekte korrigiert sind.

Die Einzeldaten des Mikrozensus 2005 werden im selben Sinne im Querschnitt untersucht, um die Wirkung der verbesserten Kostenschätzungen und der Aggregation zum künstlichen Panel abschätzen zu können.

Analog zu den Arbeiten im Rahmen der Perspektiven 2030 des ARE (Axhausen, Bernard, Beige, Jermann, 2003) werden wir eine Status-quo Prognose mit den neuen und verbesserten Modellschätzungen durchführen.

HATS – Befragung zur Zeitplanung

Die obigen Analysen konzentrieren sich auf die langfristigen Veränderungen, die sich durch die strukturellen Veränderungen ergeben haben (Ausbau der Verkehrssysteme, Wohlstandszunahme, erhöhter PW-Besitz, wachsende Ausstattung mit Wohnraum, fallende Preise der Verkehrsteilnahme). Die HATS – Befragung (Household Activity Travel Simulator) erlaubt uns, Einblicke in die unmittelbaren Reaktionen auf Veränderungen im Verkehrsangebot (Jones, Dix, Clarke und Heggie, 1983). Eine Stichprobe von 250 Befragten (Einzelpersonen, Paare und Haushalte) wird im Rahmen einer der laufenden Omnibus - Befragungen rekrutiert. Die Rekrutierten werden gebeten, für die Dauer von einer Woche ein Verkehrstagebuch zu führen, aus dem wir einen Tag als Grundlage der SR-Befragung wählen werden. Es ist vorgesehen, den Fragebogen der 2003 SVI Thurgau - Befragung zu verwenden. Der ausgesuchte Tag wird durch das zu erstellende Computerprogramm den Befragten visualisiert und für ihre Eingriffe zur Verfügung gestellt, d.h. die Befragten kodieren ihre Reaktionen auf die jeweiligen (bis zu acht) SR - Szenarien selbst und erhalten sie auch automatisch dargestellt, so dass sie die Konsistenz ihrer Änderungen überprüfen können. Die SR-Szenarien betreffen substantielle Änderungen der Randbedingungen des Tages (Reisezeiten, Kosten, Verlässlichkeiten), so dass den Befragten die Kosten und Nutzen ihrer Aktivitäten bewusst werden. Die Befragten können ihre Reaktionen auf diese Szenarien so lange ändern, bis sie ihnen korrekt und angemessen erscheinen. Bei Paaren und Haushalten werden jeweils alle betroffenen Zeitpläne (Tage) dargestellt. Ein Pretest mit 10 Befragten wird Programm und Befragungsansatz gründlich testen.

Schätzung der Modelle der Zeitplanung

Die Modellierung des Neuverkehrs erfordert Modelle der Zeitplanung, die alle relevanten Dimensionen abdecken. Sie bauen auf den Ansätzen von Becker (1965) auf. Die Ansätze zur Modellschätzung werden im Rahmen der laufenden Arbeiten zu MATSIM entwickelt. Hier können sie mit dem ideal geeigneten HATS-Datensatz geschätzt werden. Wir erwarten uns einen deutlichen Qualitätsgewinn durch das bessere Verständnis der Tage im HATS – Interview. Bei den sonst zur Verfügung stehenden Datenquellen, wie z.B. dem Mikrozensus 2005, fehlt die Kontrolle über die Dynamik. Diese Arbeiten werden von den parallelen Schätzungen im Rahmen der Dissertation Meister profitieren.

MATSIM-Experimente

Die Elastizitäten aus den Entscheidungsmodellen geben zwar einen ersten Eindruck der möglichen Reaktionen der Einzelnen, vernachlässigen aber die Wechselwirkungen zwischen allen Verkehrsteilnehmern. Die oben beschriebene agenten-basierte Mikrosimulation MATSIM-T erlaubt es, die Gesamtwirkungen einschliesslich der Wechselwirkungen zwischen allen Handelnden abzuschätzen. Auf der Grundlage der oben erwähnten und getesteten Anwendungen und mit den neu ermittelten Modellen der Zeitplanung und Elastizitäten sollen entsprechende Experimente durchgeführt werden. Da uns die Mikrosimulation vollständige Kontrolle über die Randbedingungen gibt, können auch extreme Szenarien berücksichtigt werden. Wir schlagen vor, dass die Fallstudien nach Rücksprache mit der Begleitkommission die Verlässlichkeit der Systeme, die Öffnungszeiten der Aktivitätseinrichtungen und die generalisierten Kosten der Verkehrsteilnahme verändern. Die Simulation berechnet, wie sich die Tage und Zeitpläne der simulierten Personen für die jeweiligen Szenarien anpassen werden, wobei die Wechselwirkungen der Personen in Raum und Zeit berücksichtigt werden (d.h. durch Stau, Parkplatzprobleme, hohe Auslastung von Aktivitätseinrichtungen). Die Analyse kann also verfolgen, wie sich die Struktur und Anzahl der Aktivitäten und Wege ändert. Wir können die Analysen der Mikrozensus-Daten mit den Simulationsergebnissen wiederholen und vergleichen. In der Simulation werden ja neben den Veränderungen in Wege-, Abfahrtszeit-, Verkehrsmittel- und Zielwahl auch Veränderungen in Art und Umfang der Aktivitätenteilnahme sichtbar (Anzahl Wege, Anzahl Reisen oder Ausgänge, Struktur der Aktivitätenketten).

Schlussbericht und Archivierung der Daten

In letzten Arbeitspaket werden die Ergebnisse aus der Metaanalyse, den structural euqation Modellen der Mikrozensen und der Simulatonsergebnisse synthetisiert und entsprechende Empfehlungen für den Umgang mit dem Neuverkehr in der Verkehrsmodellierung entwickelt. Die Ergebnisse werden es uns erlauben, grobe Schätzungen der Elastizitäten der verschiednen Verhaltensdimensionen vorzunehmen. Es ist aber schon jetzt klar, dass diese Schätzungen nur mit grosser Sorgfalt zu verwenden sein werden, da natürlich im Einzelfall die Bedingen vom relevanten Mittelwert der Kostenstrukturen abweichen werden. Die neuen Zeitplanungsmodelle können aber bei Bedarf eingesetzt werden, um präziere Schätzungen vorzunehmen.

Ein letzter Arbeitsschritt dient der Archivierung der erhobenen Daten und Programme. Die Archivierung erfolgt mit dem internationalen ddi - Standard und die Daten werden auf www.ivt.ethz.ch veröffentlicht[1]. Das verwendete Simulationsprogramme wird unter der Adresse www.matsim.org anderen Interessierten zur Verfügung gestellt werden.

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[1] Die web-Seite wird mit der Standardsoftware NESSTAR betrieben, die auch on-line Auswertungen zulässt.

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das Projekt plant die Hypothesen auf zwei Wegen zu testen. Im ersten Teil der Arbeit werden die Hypothesen durch kombinierte Regressions- und faktoranalystische Modelle getesten, die auf der Grundlage der Mikrozensen Verkehr seit 1974 geschätzt werden. Im zweiten Teil werden in einem ersten Schritt stated response – Befragungen zur Zeitplanung durchgeführt, die die Grundlage für umfassende Modelle der Zeitplanung sein werden, die im letzten Teilschritt im Rahmen eines bestehenden Simulationssystems die Grundlage für experimentelle Test der Hypothesen sein werden

Kurzbeschreibung (Englisch)

The project will test the set of hypotheses in two ways. In the first step, it will estimate suitable structural equation models on the basis of the enriched sets of national travel surveys data since 1974. The second approach will use an existing microsimulation model of travel behaviour to conduct the required computational experiments. The simulation model will be improved for the this purpose by a newly estimated activity scheduling model on the basis of a new stated response survey, modelled on the example of the HATS surveys of the 1980s.

Projektbeschreibung (Deutsch)

Neuverkehr, induzierter Verkehr, ist ein häufig missverstandenes Phänomen, das wegen seiner Verteufelung in bestimmten planerischen und politischen Zusammenhängen nur ungern benannt und ausgewiesen wird. Die Verkehrsplanung teilt mit der Ökonomie drei Annahmen: erstens, dass die Gesamtnachfrage (Nachfragekurve) vom Wohlstand einer Gesellschaft abhängt; zweitens, dass eine gegebene Nachfragekurve mit den generalisierten Kosten des konsumierten Gutes, hier Verkehr, fällt; und drittens, dass die Konsumenten unter den vorhandenen Alternativen, diejenige mit den minimalen generalisierten Kosten erwerben werden. Sie nimmt auch – axiomatisch - an, dass ein erhöhter Konsum Ausdruck einer höheren Wohlfahrt ist. Da die meisten Gesellschaften der letzten 200 Jahre dieses Ziel konsequent verfolgt haben, soll es im Rahmen dieses Projektes nicht in Frage gestellt werden, obwohl dies von einer wachsenden Literatur getan wird. Die verkehrsplanerische Diskussion trennt bisher die Effekte der langfristigen Veränderungen des Wohlstands nicht scharf genug von den kurz- und mittelfristigen Effekten durch Veränderungen der generalisierten Kosten.

Während die Messung der verbrauchten Menge der meisten Konsumgüter eindeutig ist, stellt sich beim Verkehr die Frage, wie man seine vier zentralen pro Kopf - Messgrössen: Anzahl Wege und Reisen[1], tägliche Wegelänge und –dauer korrekt gemeinsam betrachten kann. Die Möglichkeit der Konsumenten, Wege durch gemeinsame Fahrten in privaten oder kommerziell bereitgestellten Fahrzeugen zu bündeln, erschwert die Analyse weiter, da für viele Analysen nur die pro Fahrzeug – Messgrössen von Interesse sind.

Die Verkehrsteilnehmer steuern kurzfristig, d.h. für den gegebenen Wohnort, den aktuellen Arbeitsplatz und die vorhandene Ausstattung an Mobilitätswerkzeugen (PW, Motorrad, Fahrrad, Abonnemente), ihre Verkehrsnachfrage durch folgende Entscheidungen:

• Ausser-Haus zu gehen
• Anzahl und Dauer der Ausser-Haus-Aktivitäten
• Verknüpfung der Aktivitäten und der zugehörigen Wege zu Reisen (Verkehrserzeugung; Verhältnis Wege zu Reisen)
• Anfangszeitpunkte der Aktivitäten (Wahl der Abfahrtszeit)
• Orte der Aktivitätsausübung (Zielwahl)
• Wahl der Verbindung, d.h. der Abfolge der Etappen und ihrer Routen von der Quelle bis zum Ziel (Verkehrsmittel- und Routenwahl)

Darüberhinaus steuern sie ihre Nachfrage nach Fahrzeugen durch die Wahl der

• Gruppengrösse (Wahl des Besetzungsgrades)

Je nachdem, welche dieser Dimensionen die Untersuchenden berücksichtigen und welche sie vernachlässigen, ergeben sich andere Definitionen und Mengen an „Neuverkehr“. In der Abwesenheit staatlich überwachter Normen zur Durchführung verkehrsplanerischer Analysen ist es aussichtlos, hier Einheitlichkeit zu erwarten. Es ist aber auch aussichtslos, Verkehrsverhaltensmodelle oder Elastizitäten für alle möglichen Abgrenzungen des „Neuverkehrs“ anzugeben. Angesichts der vielfältigen Ergebnisse zur Elastizität der Wahl der Verbindung (siehe unten) und der Wahl der Abfahrtszeit soll sich dieses Projekt auf eine Analyse der verbleibenden Dimensionen konzentrieren und aufzeigen, welche Wirkungen veränderte generalisierte Kosten der Verbindung auf jede einzeln haben. Dabei wird die Zielwahl vereinfacht über die täglichen Wegelänge erfasst, da es nicht möglich sein wird, die räumliche Ausstattung der Schweizer Gemeinden an Aktivitätenmöglichkeiten im Detail für die Modellierung zu erfassen oder für altere Datensätze zu rekonstruieren.

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[1] Wege sind Bewegungen zwischen zwei Aktivitäten; eine Reise ist die Sequenz von Wegen, die von zu Hause wieder nach zu Hause führt (Axhausen, 2000).

Methoden (Deutsch)

Wie diskutiert, will sich dieses Projekt auf die Veränderungen in den folgendenen Dimensionen konzentrieren: Ausser-Haus-Anteil, Anzahl und Dauer der Aktivitäten, Verhältnis Wege zu Reisen, Gruppengrösse und deren Wechselwirkungen mit Wegeanzahl, Wegelänge (Zielwahl) und Wegedauer (Mobilitätswerkzeuge). Die Grundhypothese ist dabei, dass das Verkehrsverhalten auf Verringerungen der generalisierten Kosten[1] der Wege, respektive der Aktivitäten reagiert:

• der Anteil Tage mit Aktivitäten ausser Haus steigt.
• die Dauer der ausser Haus verbrachten Zeiten zunimmt.
• die Anzahl der ausser Haus durchgeführter Aktivitäten zunehmen.
• die Nachfrage nach Verkehrsleistungen (und d.h. auch die Reiseweiten und -dauern) steigt
• die Anzahl der Wege pro Reise fällt, da der Rückweg nach Hause billiger wird .

Die Analysen werden sich auf drei Datenquellen stützen: die Mikrozensen Verkehr 1974 bis 2005, eine neue stated response (SR) Befragung unter Verwendung des HATS – Ansatzes (household activity travel simulator) (siehe unten) und Experimente mit der Mikrosimulation MATSIM-T. Die Mikrozensen geben Auskunft über die langfristigen Elastizitäten und über die Elastizitäten im Querschnitt. Die SR Befragung HATS erschliesst die kurzfristige Dynamik, die in praktisch allen relevanten Dimensionen anders ist, aber planerisch und politisch relevanter ist.

Die Pendlermatrizen der Volkszählungen werden von Fröhlich (2007) im Rahmen seiner IVT Dissertation umfassend und detailliert analysiert. Er zeigt überzeugend, wie sich die Wirkungen der Erreichbarkeit, und damit der generalisierten Kosten über die Jahrzehnte abschwächen, insbesondere hinsichtlich der Mobilisierung von Arbeitskräften für das Pendeln. Eine Wiederholung dieser Analyse ist nicht angebracht. Wegen der fehlenden Angaben zu Alter, Geschlecht, Einkommen, PW-Besitz der Pendler bietet es sich auch nicht an, die Analysen vertiefen zu wollen, da nur noch marginal neue Ergebnisse zu erwarten sind.

Die lokalen und regionalen Verkehrsprojekte, ihre Auswirkungen auf die kleinräumige Erreichbarkeit und Verkehrsgunst und ihre wirtschaftlichen Effekte werden in Forschungsprojekten schon im NFP 5, respektive dem NFP 25 thematisiert. Aber selbst die jüngsten vor kurzem abgeschlossenen Studien des ARE zur S-Bahn Zürich (Güller et al., 2004), Vereina-Tunnel (Aliesch, Sauter und Kuster, 2006), Magadino-Ebene (Giacomazzi et al., 2004), zur A7 (Sommer et al., 2004) oder zur Entkopplung (Maibach, Schneider und Rudel, 2005) blieben in ihren Schlüssen vage. Auch die bekannten Studien von Cairns, Hass-Klau und Goodwin, 1998 oder Cerwenka und Hauger (1996) zum verschwindenen, respektive Neuverkehr leiden, wie alle Vorher-Nachher-Studien an den enormen empirischen Datenanforderungen. Im Prinzip müssen alle Wege, deren Route eine veränderte Strecke verwenden, im Untersuchungsfall wiedergefunden werden. Siehe Abbildung 1 für die Routen, die von einer Sperrung der Zürcher Nordtangente betroffen wären. Es ist leicht einsichtig, dass es empirisch unmöglich ist, die sich ergebenden Veränderungen verlässlich zu erfassen. Auch bei regionalen oder städtischen Massnahmen sind die Wirkungen im Zweifel grossräumiger als die im Rahmen der üblichen Erhebungen erfassten Untersuchungsräume. Nur so sind die Aussagen zum verschwindenen Verkehr zu verstehen, denn ansonsten würden ja meist relativ kleine Veränderungen in den generalisierten Kosten einer Fahrt unverhältmässige Wirkungen auf die Entscheidung zur Durchführung einer Fahrt haben. (Die Wirkungen auf Parksuchverkehre in städtischen Netzen sind eine andere Frage). Es wird deshalb auf die Analyse von Vorher-Nachher-Studien verzichtet, insbesondere da es im Einzelfall zu schwierig ist abzuschätzen, welchen Anteil der Gesamtwirkung in den Erhebungen erfasst wurde.

Die Untersuchungen werden auf den in der Disser­­tation Chalasani harmonisierten und plausibilisierten Daten aus den Mikrozensen Verkehr (1974-2005[2]) aufbauen. Die Mik­ro­zen­sus-Da­ten wer­den durch Informationen aus den oben erwähnten nationalen Netzmodellen und aus Gemeindedatenbanken ergänzt. Da die Netzmodelle und die Gemeindedaten nur für die Jahre 1970, 1980, 1990 und 2000 vorliegen, sind entsprechende Interpolationen notwendig. Die Analyse wird mit dem structural equation Ansatz durchgeführt, der es erlaubt gleichzeitig die Abhängigkeiten über die Zeit (Panel) und zwischen den Grössen (Wegeanzahl, Reiseanzahl, Wegdauer, Wegelänge, Ausser-Hausanteil, Aktivitätendauer) zu modellieren (Siehe z.B. die Arbeiten von Simma und Kollegen: Lleras, Simma et al., 2002; Simma und Axhausen, 2003, 2004 und dort für die Verweise auf die weitere Literatur). Dazu werden die Daten als virtuelles Panel behandelt, auch um die Wirkungen der Generationen und Kohorten zu berücksichtigen[3] , die substantiell sind (Bush, 2003). Bei der Analyse müssen auch die grossen Unterschiede in der Erhebungsmethodik berücksichtigt werden (Chalasani, 2006 für ein entsprechendes Beispiel). Da für den durchweg geokodierten Mikrozensus 2005 deutlich präziere Kostenschätzungen der Wege vorgenommen werden können, wird dieser zusätzlich im Querschnitt analysiert.

Im HATS – Ansatz wird mit dem befragten Haushalt einer seiner Tage rekonstruiert und dann die Randbedingungen deutlich verändert (Reisezeiten, Reisekosten, Verfügbarkeit von Fahrzeugen, Anfangszeiten von Aktivitäen). Die von den Befragten umgeplanten Tage geben Auskunft über die hier interessierenden kurzfristigen Elastizitäten, aber erlauben es auch das Verhaltensmodell für MATSIM-T zu schätzen. Nach einem Anschreiben werden die Befragten mit einer telephonischen Befragung für ein persönliches einstündiges Interview rekrutiert. Es sind 250 Befragte geplant. Sie erhalten vorab ein schriftliches Verkehrsverhaltenstagebuch für eine Woche, das sich an die SVI Befragung 2003 Thurgau (Löchl et al., 2005) anlehnen wird. Einer der erfassten Tage wird die Grundlage des persönlichen Interviews. Die Befragten erhalten dabei vier bis sechs Szenarien, in denen die Rahmenbedingungen des er­fass­ten Tages systematisch geändert werden. Sie haben dann die Möglichkeit, ihren Tag so anzupassen, dass er ihnen wieder sinnvoll, wünschenswert und machbar erscheint (Anzahl und Abfolge der Aktivitäten, Zeitpunkt und Dauer, Verkehrsmittel, Gruppe der Mitreisenden). Die Dauer der Interviews mit den Paaren und Familien wird etwas länger sein, um Zeit für die Diskussionen zwischen den Befragten zu lassen.

Im dritten Teil der Untersuchung wird das MATSIM – T Modell der Schweiz verwendet, um mit Hilfe systematischer Fallstudien die erwarteten Neuverkehre auf den verschiedenen Aggregationsniveaus, respektive Dimensionen zu ermittlen. Da wir alle Wirkungen erfassen können, gibt es keine Abgrenzungsprobleme, die für reale Fallstudien typisch sind.

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[1] Die Summe der risiko- und komfortgewichteten Elemente der Reisezeit und der entscheidungsrelevanten monetären Kosten.

[2] Der MZ 2005 wird Anfang 2007 veröffentlicht und wird dann entsprechend umstrukturiert.

[3] Dazu werden „künstliche“ Personen geschaffen, in dem Einzelbeobachtungen nach den Kriterien Jahrgang, Geschlecht, Schulbildung, Berufstätigkeit, Fahrerlaubnis, PW-Besitz, Abonnementsbesitz, Typ des Wohnstandorts, etc aggregiert werden.

Stand der eigenen Forschung (Deutsch)

Wahl der Verbindung und der Abfahrtszeit

Die Routen- und Verkehrsmittelwahl stand in der Schweiz und international im Zentrum des Interesses. Für die Schweiz haben Vrtic, Meyer-Rühle, Rommerskirchen, Cerwenka und Stobbe (2000) den damaligen Wissenstand zusammengefasst. Ein aktuelles SVI-Projekt am IVT wird die Modellschätzungen für die seitdem durchgeführten Befragungen und Studien aktualisieren und aggregieren. Die bekanntesten internationalen Zusammenfassungen sind Goodwin, 1992; Oum, 1992; Graham und Glaister, 2004; Goodwin, Dargay and Hanly (2004). Zur Wahl der Abfahrtszeit bieten König (2004) und Bruns, Locher, Bernard, Imhof, Chaumet und Axhausen (2007) aktuelle Zusammenfassungen. Widmer und Vrtic (2005) stellen aktuelle Ergebnisse zum Parken zur Verfügung. Eine erneute Analyse der Literatur ist deshalb nicht notwendig.

Wirkungen struktureller Veränderungen auf das Verkehrsverhalten

Goodwin (1992), Oum (1992) und Goodwin et al. (2004) fassen auch die bekannten Einkommens- und Benzinpreiselastizitäten des PW-Besitzes und der Verkehrsnachfrage zusammen. Aktuelle Schweizer Ergebnisse stellen Rudel und Maggi (2007) im Rahmen der laufenden Untersuchungen zum Mobility Pricing vor. Fröhlich (2003) fasst die Ergebnisse zur Wirkung des Strassenausbaus zusammen.

Die Wirkungen des veränderten Gesamtsystems verfolgen im Moment drei IVT-Doktoranden (Fröhlich, Tschopp und Bodenmann). Ihre Grundlage sind nationale Netzmodelle des mIV und des ÖV (Fröhlich, Tschopp und Axhausen, 2005) für jedes Jahrzehnt seit 1950 und eine detaillierte Datenbank zu den Gemeinden seit 1950 in ihren Grenzen von 2000, in der neben den Daten des BfS noch weitere Daten zur Wirtschaftskraft und Raumentwicklung zusammengestellt worden sind (Tschopp et al., 2003). Fröhlich verwendet diese Daten, um die Gesamtelastizitäts des Auspendelns seit 1970 zu modellieren. Tschopp untersucht, wie der Wandel der Verkehrssysteme über veränderte Erreichbarkeiten die Anzahl der Einwohner und der Arbeitsplätze in den Gemeinden beeinflusst. Bodenmann thematisiert die Wechselwirkungen zwischen Firmenstandorten und dem Verkehrssystem seit 1970. Alle drei Studien erfassen die makroskopischen Veränderungen, die durch das Verkehrssystem ausgelöst wurden, in grossem Detail. Tschopp und Fröhlich zeigen beide, dass die Wirkungen der Ausbauten über die Jahrzehnte an Wirkung verloren haben.

Die Literatur zu den ausgewählten Dimensionen ist dünn, da die Verkehrserzeugung in den letzten dreissig Jahren vernachlässigt worden ist (siehe aber Madre, Brög, Axhausen, im Druck; Moktharian und Chen, 2004; Van Wee, Rietveld und Meurs (2006)

Modelle der Zeitplanung

Ein Modell der Zeitplanung ist immer auch ein Modell des Nutzens der Aktivitäten und damit des möglichen Neuverkehrs. Die vorhandene Literatur baut auf Ansätzen auf, die Beckers (1965) Modell erweitern und verfeinern, insbesondere um Wechselwirkungen zwischen Personen zu erfassen (Kato und Matsumoto, 2006; Meister et al., 2006). Dabei geht es insbesondere um die korrekte Berücksichtigung der Randbedingungen, die durch die langfristigen Bindungen der Personen entstehen (Bates, 2006 oder Axhausen, 1990 und die Literatur dort). Joh (2004) zeigt, wie man diese Modelle kalibrieren kann. Einen etwas weniger umfassenden Ansatz findet man bei Bowman und Ben-Akiva, 2001. Eine vertiefte Übersicht über die Modelle geben Axhausen, 2000 und 2006.

Mikrosimulationen der Zeitplanung

Die Werkzeuge der aktivitäten-orientierenten Verkehrsplanung sind praktisch alle agenten-basierte Mikrosimulationen (Widmer und Axhausen, 2001), die die Entscheidungen und Wechselwirkungen zwischen den Agenten oder Verkehrsteilnehmern räumlich und zeitlich detailliert erfassen und modellieren. (Quasi)-Gleichgewichte (steady states) werden durch Iteration berechnet, durch die die Agenten von Iteration zu Iteration mehr über ihre (simulierte) Umwelt lernen. Die Mikrosimulationen, oder besser die verwendeten Verhaltensmodelle der Zeitplanung sagen vorher, wer, wo, in welcher Reihenfolge und wie Aktivitäten durchführen wird. Die bekanntesten Beispiele sind ALBATROSS/RAMBLAS (Arentze und Timmermans, 2000; Joh, 2004), FAMOS (Pandyala und Kitamura, 2004), CERG (Bhat und Singh, 2000: Bhat et al., 2004), ILUTE (Miller, 2004; Miller et al., 2004); ILUMASS (Mühlhans und Strauch, 2005), PROPOLIS (Lautso et al., 2004; Möckel et al., 2003) und - last but not least - MATSIM-T, das von Nagel, Axhausen und ihren Mitarbeitern in Zürich entwickelt wurde (Balmer et al., 2005; Balmer, Axhausen und Nagel, Im Druck) (Siehe auch unten für weitere Details).

MATSIM-T (Siehe www.matsim.org) ist bereits angewendet worden und wird z.Z. in den laufenden IVT-Doktorarbeiten Balmer, Charypar, Meister und Frick inhaltlich weiterentwickelt, rechentechnisch beschleunigt und durch Datenschnittstellen zur den üblichen vorhandenen Datenquellen anwenderfreundlich gemacht. Es ist eine open source - Software und steht allen Interessierten zur Verfügung. Raney et al. (2003) zeigen, dass MATSIM-T als dynamisches Umlegungswerkzeug so gute Ergebnisse liefert wie kommerzielle makroskopische Umlegungsansätze. Eine Stärke von MATSIM-T ist seine sparsame Darstellung der Zeitplanung, d.h. Verkehrserzeugung, -verteilung und -aufteilung. Diese wird direkt in einem Schritt modelliert (Meister et al., 2005) und nicht auf verschiedene Teilmodelle verteilt, wie in den andern erwähnten Modellsystemen. Der Ansatz bestimmt, wie viele Aktivitäten aus dem Aktivitätenkalender, d.h. den wünschbaren und vorgesehenen Aktivitäten, durchgeführt werden und wie viel Zeit jede Aktivität erhält. Die Anzahl und Abfolge der Aktivitäten sind also nicht a priori gegeben und das Modell kann so auf die Kostenstrukturen im Raum, z,B, wegen neuer Infrastrukturen, reagieren. Das Model kann also alle Dimensionen abdecken, die oben identifiziert wurden. Das Zeitplanungsmodell ist aber noch nicht für Schweizer Verhältnisse kalibriert worden.

Projektziele (Deutsch)

Bei einer Verbesserung des Verkehrsangebotes wird mit induziertem Neuverkehr gerechnet. Ein Rückbau des Verkehrsangebotes müsste demzufolge zu einer Reduktion des Verkehrsaufkommens führen. Welches genau sind die Reaktionen der Verkehrsteilnehmer auf Angebotsreduktionen, wie würden sich diese auf die Verkehrsleistungen (intermodal) auswirken, mit welchen Auswirkungen auf die Siedlung und die Regionalwirtschaft wäre zu rechnen? Konkretisierung an Hand von Fallbeispielen.

Projektziele (Englisch)

The aim of the study is to test the basic hypothesis that changes in the generalised cost of travel, or of activity participation will change travel behaviour:

• the share of days with out-of-home activities increases.

• the duration of out-of-home activities increases

• the number of out-of-home activities increases

• travel demand, both trip durations and distances, increases

• the number of journeys increases relative to the number of trips, as the return home is becoming cheaper.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Die geplanten Arbeiten werden mit Hilfe einer umfassenden Modellierung vorhandener und neuer Daten Auskunft geben über:

• Die langfristigen Trends in der Verkehrsnachfrage als Funktion der strukturellen Veränderungen der Bevölkerung, des Wohlstands und der generalisierten Kosten der Verkehrsteilnahme (Mikrozensus – Analyse; Meta-Analyse)

• Die kurzfristigen Dynamik des Verhaltens (SR HATS-Befragung; Meta-Analyse; MATSIM-Simulationen)

• Die Eigen- und Kreuzelastizitäten und Modelle werden für die einzelnen Elemente des Verkehrsverhaltens ausgewiesen und können damit in der Praxis differenzierter eingesetzt werden.

• Erlauben es Empfehlungen entwickeln, wie der Neuverkehr abzuschätzen ist, insbesondere welche Effekte vielleicht vernachlässigt werden können.

Darüber hinaus ermöglichen sie es, detaillierte Modelle der Zeitplanung zu schätzen, die den Nutzen der agenten-basierten Mikrosimulationen deutlich erhöhen. Die Verbesserungen und Ergänzungen des Mikrozensus 2005 werden anderen Projekten zur Verfügung stehen.

Die Ergebnisse werden norm-ähnlich aufbereitet werden, um sie der Praxis leicht zugänglich zu machen, wobei aber der volle Schlussbericht alle notwendigen Details enthalten wird.

Die Verfügbarkeit der Ergebnisse wird es der verkehrsplanerischen Praxis erlauben, die bisher vernächlässigten nachfrageinduzierenden Massnahmewirkungen jenseits der Routen- und Verkehrsmittelwahl besser zu erfassen. Die Abschätzung der Nutzen einer Massnahme werden so realistischer und vollständiger.

Berichtsnummer (Deutsch)

1362

Literatur (Deutsch)

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Aliesch, B., J. Sauter und J. Kuster (2006) Räumliche Auswirkungen des Vereinatunnels: Eine ex-post Analyse, ARE, Bern.

Arentze, T.A. und H.J.P. Timmermans (2000) Albatross: A Learning-Based Transportation Oriented Simulation System, EIRASS, Eindhoven.

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