Marktpotential von Verkehrsinformationen

Linauer, Martin

Marktpotential von Verkehrsinformationen

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Durch die fortschreitende Arbeitsteilung unserer Gesellschaft und durch die ständig wachsende Produktionsaufteilung in der Industrie sowie durch vermehrten Besorgungs- und Freizeitverkehr wächst das Güterverkehrs- als auch Personenverkehrsaufkommen immer stärker an. Betrachtet man die Verkehrsentwicklung im Personenverkehr seit 1980 in Österreich, so zeigt sich ein deutlicher Anstieg der Fahrleistungen von knapp unter 80 Milliarden Pkw-km im Jahr 1980 auf beinahe 120 Milliarden Pkw-km im Jahr 1999.
Unterstützt durch die zunehmende Motorisierung der Bevölkerung mit Zuwächsen um bis zu 35% führt dies in Verbindung mit der dezentralen Siedlungsentwicklung und dem Ausbau der Hochleistungsstraßeninfrastruktur (z.B. S1, S2, A5 usw.) zu einer Art Speckgürtel um Ballungszentren. Die Anzahl der Wege mit dem Pkw nimmt deutlich zu.
Mobilitätsszenarien für den Großraum Wien prognostizieren im Trendszenario1 bis zum Jahr 2035 ein Ansteigen des Anteils des motorisierten Individualverkehrs (Pkw und Motorrad) von 34% auf bis zu 45 % in Wien und von 65% auf 69% im Umland. Der Anteil des öffentlichen Verkehrs sinkt hingegen von 35% auf 29%. Die Summe der zurückgelegten Pkw-Kilometer eines Werktages im Großraum Wien wird im Trendszenario um ca. 90% von heute 45 Millionen Pkw-km pro Werktag auf 86 Millionen Pkw-km pro Werktag anwachsen. Das wird vor allem in der Stadt Wien zu deutlich mehr überlasteten Straßen führen. Im Trendszenario ist nahezu mit einer Verdreifachung der Straßenkilometer in Wien mit Verkehrsüberlastung (mehr als 5 Stunden pro Tag) zu rechnen. So zeigt zum Beispiel der Gürtel bei der Volksoper einen Anstieg der überlasteten Tageszeiten von derzeit einer Stunde auf das Fünffache. Auf der Südosttangente beim Knoten St. Marx steigt die Anzahl der überlasteten Tagesstunden von derzeit 3 Stunden auf weit mehr als 5 Stunden pro Tag.
Im Maßnahmenszenario, das die Verkehrsentwicklung bis 2035 unter dem Aspekt einer flächendeckenden Pkw Straßenmaut sowie der intensiven Attraktivierung des öffentlichen Verkehrs betrachtet, wird immerhin noch ein Wachstum der zurückgelegten Pkw-Kilometer eines Werktages von 35% auf 61 Millionen Pkw-km gegenüber dem Bestand prognostiziert.
Die daraus resultierenden lokalen Umweltauswirkungen durch Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC), Stickoxiden (NOx), Schwefeldioxid (SO2), Partikel- sowie Lärmemissionen werden sich bis 2035 auf Grund der technologischen Entwicklungen gegenüber dem Bestand […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

ID 9221

Linauer, Martin: Marktpotential von Verkehrsinformationen

Hamburg: Diplomica GmbH, 2006

Zugl.: Donau-Universität Krems, MA-Thesis / Master, 2005

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http://www.diplom.de, Hamburg 2006

Printed in Germany

Erklärung

Eidesstattliche Erklärung

Ich, DI Dr. Martin Linauer,

geboren am 8.5.1972 in St. Pölten, Österreich,

erkläre,

1. dass ich meine Master Thesis selbständig verfasst, andere als die angegebenen

Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und mich auch sonst keiner unerlaubten Hilfen

bedient habe,

2. dass ich meine Master Thesis bisher weder im In- noch im Ausland in irgendeiner Form

als Prüfungsarbeit vorgelegt habe,

3. dass ich, falls die Arbeit mein Unternehmen betrifft, meinen Arbeitgeber über Titel,

Form und Inhalt der Master Thesis unterrichtet und sein Einverständnis eingeholt habe.

Wien, 23. Mai 2005

Unterschrift

Vorwort

Vorwort

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher

Mitarbeiter im Geschäftsfeld Verkehrstechnologien des Österreichischen Forschungs- und

Prüfzentrums Arsenal (arsenal research) in Wien.

Herrn DI Anton Plimon sowie Herrn DI (FH) Dietrich Leihs danke ich für die Anregung

sowie die Ermöglichung des Studiums an der Donau-Universität Krems. Meinen Kollegen

im Österreichischen Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal danke ich für die ständige

Bereitschaft zur fachlichen Diskussion sowie der ausgezeichneten technischen Unter-

stützung.

Mein besonderer Dank gilt Herrn Simon Ballam für die Übernahme der Betreuung meiner

Mater Thesis. Sein Rat und seine sachkundigen Anregungen hatten einen wesentlichen

Beitrag zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen.

Frau Mag. Maria Spindler vom Büro für Beratung und Forschung danke ich für ihre

wertvollen Hinweise, sowie für die Übernahme der Kobetreuung.

Mein allerherzlichster Dank richtet sich aber an meine Frau Doris sowie an meine Eltern

und allen meinen Freunden, die viel Verständnis, Geduld, Aufmunterung und moralische

Unterstützung aufbrachten und mich motivierten, das Ziel der Fertigstellung der Arbeit

nicht aus den Augen zu verlieren.

Bei meinen Söhnen Leon und Philipp möchte ich mich auf diesem Wege für die vielen

Stunden entschuldigen, die ich wegen der Verfassung dieser Arbeit nicht mit ihnen

verbringen konnte und ihnen für ihr Verständnis und ihre Liebe danken.

ARTIN

INAUER

Wien, im Mai 2005

Kurzfassung

Kurzfassung

Durch die fortschreitende Arbeitsteilung unserer Gesellschaft und durch die ständig

wachsende Produktionsaufteilung in der Industrie sowie durch vermehrten Besorgungs-

und Freizeitverkehr wächst das Güterverkehrs- als auch Personenverkehrsaufkommen

immer stärker an. Im Hinblick auf die begrenzten Ressourcen der Verkehrssysteme

spielen aktuelle Verkehrsdaten eine immer wichtigere Rolle zur optimierten Nutzung der

verschiedenen Verkehrsträger.

In der vorliegenden Arbeit wurde ein konservativer Ansatz zur Bewertung der Staukosten-

einsparungen im Straßenverkehr durch Echtzeit-Verkehrsinformation entwickelt. Anhand

von Szenarien wird der Nutzen sowie die Kosten sowohl aus interner als auch aus

volkswirtschaftlicher Perspektive abgeschätzt und monetär quantifiziert. Ausgehend von

den erzielten Ergebnissen wurde in weiterer Folge ein Preismodell für die Bereitstellung

von Echtzeit-Verkehrsinformation für Kfz-Nutzer abgeleitet. In weiterer Folge können

verschiedene Telematikdienste basierend auf Verkehrsinformationen als Produkt

kommerziell entwickelt und umgesetzt werden.

Abstract

Abstract

Due the progressing division of work in our society and through the increasing division of

manufacturing processes in the industry as soon as the growing of free time and provision

traffic of the particular person the volume of traffic goes up. In view to the limited

resources of the traffic systems actual traffic information play a more and more decisive

role for the optimal usage of the different traffic carriers.

In the present thesis a conservative approach for the evaluation of saving congestion

costs by using online traffic information was developed. In different scenarios the benefit

as soon as the costs in the view of the internal and also the external economical viewpoint

would be estimated. Starting from the results on savings a price model for the provision of

online traffic information for traffic user would be prepared. As a result of the proposed

price model different traffic telematics services based on real time traffic information can

be developed and implemented.

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Einleitung...1

1.1

Überblick...1

1.2

Problemstellung ...2

1.3

Zielsetzung ...3

1.4

Vorgangsweise ...4

Grundlagen...5

2.1

Interne und externe Kosten der Kfz-Nutzung ...5

2.2

Definition von Stau...11

2.3

Straßenverkehrsinformationen ...16

2.4

Verkehrsdatenerfassung...17

2.5

Begriffsbestimmungen ...20

2.5.1

Verkehrstelematik ...20

2.5.2

Logistik ...21

2.5.3

Spediteur...21

2.5.4

Transporteure...22

Staukosten...23

3.1

Allgemeines ...23

3.2

Methodische Grundüberlegungen ...24

3.3

Bewertung von Zeitverlusten ...26

3.3.1

Empirische Erhebungsmethoden zur Zeitbewertung ...30

3.3.2

Zeitwert-Studien in Holland ...32

3.3.3

Zeitwert-Studien in Großbritannien ...36

3.3.4

Zeitwert-Studien in Österreich...39

3.3.5

Fazit ...41

3.4

Bewertung des Treibstoffmehrverbrauchs...44

Inhaltsverzeichnis

3.4.1

Fazit ...46

3.5

Bewertung der staubedingt verringerten Unfallfolgekosten ...47

3.5.1

Unfallrate auf Grund der Geschwindigkeit ...47

3.5.2

Unfallrate als Funktion der Verkehrsbelastung ...49

3.5.3

Fazit ...50

3.6

Bewertung der staubedingten Umweltkosten ...52

3.6.1

Fazit ...55

Fallstudie ...56

Schlussfolgerungen und Ausblick ...69

5.1

Schlussfolgerungen ...69

5.2

Ausblick ...74

Literaturverzeichnis...75

Glossar...80

Abbildungsverzeichnis...84

Tabellenverzeichnis...86

Anhang...88

10.1

Level of Service Konzept für Autobahnen ...88

10.2

Level of Service Konzept für Hauptverkehrsstraßen ...89

10.3

Fahrplanabfrage ...91

1 Einleitung

1 Einleitung

1.1 Überblick

Durch die fortschreitende Arbeitsteilung unserer Gesellschaft und durch die ständig

wachsende Produktionsaufteilung in der Industrie sowie durch vermehrten Besorgungs-

und Freizeitverkehr wächst das Güterverkehrs- als auch Personenverkehrsaufkommen

immer stärker an. Betrachtet man die Verkehrsentwicklung im Personenverkehr seit 1980

in Österreich, so zeigt sich ein deutlicher Anstieg der Fahrleistungen von knapp unter 80

Milliarden Pkw-km im Jahr 1980 auf beinahe 120 Milliarden Pkw-km im Jahr 1999

[UMWELTBUNDESAMT (2001), S. 443]. Unterstützt durch die zunehmende Motori-

sierung der Bevölkerung mit Zuwächsen um bis zu 35% [SAMMER (2004), S. 5] führt dies

in Verbindung mit der dezentralen Siedlungsentwicklung und dem Ausbau der

Hochleistungsstraßeninfrastruktur (z.B. S1, S2, A5 usw.) zu einer Art ,,Speckgürtel" um

Ballungszentren. Die Anzahl der Wege mit dem Pkw nimmt deutlich zu.

Mobilitätsszenarien für den Großraum Wien [SAMMER (2004), S. 25 ff] prognostizieren im

Trendszenario

bis zum Jahr 2035 ein Ansteigen des Anteils des motorisierten

Individualverkehrs (Pkw und Motorrad) von 34% auf bis zu 45 % in Wien und von 65% auf

69% im Umland. Der Anteil des öffentlichen Verkehrs sinkt hingegen von 35% auf 29%.

Die Summe der zurückgelegten Pkw-Kilometer eines Werktages im Großraum Wien wird

im Trendszenario um ca. 90% von heute 45 Millionen Pkw-km pro Werktag auf 86

Millionen Pkw-km pro Werktag anwachsen. Das wird vor allem in der Stadt Wien zu

deutlich mehr überlasteten Straßen führen. Im Trendszenario ist nahezu mit einer

Verdreifachung der Straßenkilometer in Wien mit Verkehrsüberlastung (mehr als 5

Stunden pro Tag) zu rechnen. So zeigt zum Beispiel der Gürtel bei der Volksoper einen

Anstieg der überlasteten Tageszeiten von derzeit einer Stunde auf das Fünffache. Auf der

Südosttangente beim Knoten St. Marx steigt die Anzahl der überlasteten Tagesstunden

von derzeit 3 Stunden auf weit mehr als 5 Stunden pro Tag. Im Maßnahmenszenario, das

die Verkehrsentwicklung bis 2035 unter dem Aspekt einer flächendeckenden Pkw

Straßenmaut sowie der intensiven Attraktivierung des öffentlichen Verkehrs betrachtet,

Das Trendszenario prognostiziert unter den Rahmenbedingungen der aus heutiger Sicht wahrscheinlich

umgesetzten Maßnahmen (,,business-as-usual").

1 Einleitung

wird immerhin noch ein Wachstum der zurückgelegten Pkw-Kilometer eines Werktages

von 35% auf 61 Millionen Pkw-km gegenüber dem Bestand prognostiziert.

Die daraus resultierenden lokalen Umweltauswirkungen durch Kohlenmonoxid (CO),

Kohlenwasserstoff (HC), Stickoxiden (NO

), Schwefeldioxid (SO

), Partikel- sowie

Lärmemissionen werden sich bis 2035 auf Grund der technologischen Entwicklungen

gegenüber dem Bestand deutlich verbessern (z.B. Partikel-Emissionen minus 77%, NO

Emissionen minus 60%). Die Entwicklung der Kohlendioxid (CO

) Treibhausgas-

emissionen im Verkehrssektor in der Ostregion ist hingegen Besorgnis erregend. So ist im

Trendszenario im Großraum Wien mit einer Zunahme der CO

-Emission bis 2035 um bis

zu 67% zu rechnen. Das Kyoto Ziel von minus 13% CO

-Emissionen (Basis 1990) wird

also weit verfehlt [SAMMER (2004), S. 39].

Ähnliche Szenarien ergeben sich auch für andere Ballungsräume wie Graz, Linz,

Salzburg oder Innsbruck.

1.2 Problemstellung

Auf Grund begrenzter Ressourcen und Umweltbelastungen ist es nicht sinnvoll allein den

Neu- und Ausbau des Straßennetzes voranzutreiben. Vor allem in den sensiblen

Ballungsräumen müssen durch entsprechende Konzepte sowohl die ökonomischen (viele

Leerfahrten, hoher Infrastrukturbedarf, Zeitverlust durch Verkehrsstauungen, erhöhter

Treibstoffverbrauch) als auch die ökologischen (Lärm- und Schadstoffbelastungen)

Auswirkungen des motorisierten Individualverkehrs reduziert werden. So kann durch eine

effiziente Verkehrssteuerung sowie durch umfangreiche Verkehrsinformation vor und

während einer Fahrt, die bestehende Verkehrsinfrastruktur effizienter nutzbar gemacht

werden. Dies kann beispielsweise durch ein Verkehrsmanagementsystem erreicht

werden, das Informationen des Verkehrszustandes aufnimmt, verarbeitet und die

Ergebnisse in Form von Empfehlungen oder Vorschriften an die Verkehrsteilnehmer

weitergibt. Die Steigerung der Leistungsfähigkeit des Verkehrsflusses durch Verkehrs-

managementsysteme wird von Experten mit einer Bandbreite von 5-15% angegeben [vgl.

ÖAMTC AKADEMIE (2000), S. 1; BMVBW (2002), S. 1 ff; ASFINAG (2004), S. 2].

Parallel zu den kollektiven Verkehrsbeeinflussungsanlagen bekommt die individuelle

Verkehrsbeeinflussung und Verkehrsinformation durch private Diensteanbieter einen

immer höheren Stellenwert. Der einzelne Verkehrsteilnehmer hat mit Hilfe von

Verkehrstelematiksystemen die Möglichkeit, sich Bestwegempfehlungen geben zu lassen.

1 Einleitung

Die beste Größe zur Beurteilung der Verkehrslage aus Sicht des Fahrzeuglenkers ist die

Angabe der Reisezeit. Durch Verkehrs- und Reisezeitprognosen in Kombination mit

Flottenmangementsystemen sowie dynamischen Navigationslösungen im Fahrzeug kann

eine Minimierung von Zeitverlusten für das Individuum erreicht werden (individuelle

Nutzenmaximierung). Aus dem Individualnutzen der Reisezeitersparnis des einzelnen

Kfz-Lenkers gegenüber den restlichen Verkehrsteilnehmern wird von der Privatwirtschaft

ein Kaufmotiv für Verkehrsinformation abgeleitet (vgl. LEIHS (2002), S. 33 ff]. Besonders

in Deutschland, Frankreich und Italien wurden Anfang 2000 zahlreiche private Telematik-

Unternehmen gegründet, deren Ziel es war, gegen Entgelt individuelle Verkehrsinfor-

mationsdienste bereit zu stellen. Die meisten dieser Unternehmen sind inzwischen wieder

vom Markt verschwunden (z.B. Vodafon Passo (D), TEGARON Info (D), etc.). Grund

dafür sind einerseits die hohen Investitionen in die flächendeckende Verkehrsdaten-

erfassung zur Bereitstellung von flächendeckender Verkehrsinformation und anderseits

eine Überschätzung des angebotenen Nutzen für den Verkehrsteilnehmer (und somit

auch der erzielbaren Preise).

1.3 Zielsetzung

Ziel der Arbeit ist, die Einsparungen von Staukosten durch Verkehrsinformation zu

verifizieren um in weiterer Folge das Marktpotential von Verkehrsinformation abschätzen

zu können. Als Basis wird ein konservativer Ansatz zur Bewertung der Staukosten im

Straßenverkehr entwickelt. Anhand von Szenarien werden die Staukosten sowohl aus

individueller als auch aus volkswirtschaftlicher Perspektive abgeschätzt und monetär

quantifiziert.

Ausgehend von den erzielten Ergebnissen können in weiterer Folge verschiedene

Telematikdienste basierend auf Verkehrsinformationen als Produkt kommerziell entwickelt

und umgesetzt werden.

Prinzipiell wird durch (individuelle) Verkehrsinformation meist nur das Symptom ,,Stau"

behandelt, nicht aber der grundlegende Anstieg der Verkehrsleistungen des motorisierten

Individualverkehrs. Einer nachhaltigen Entwicklung des motorisierten Individualverkehrs

sollte daher oberste Priorität gegeben werden. Neben der effizienten Nutzung der

bestehenden Verkehrsinfrastruktur für den motorisierten Individualverkehr müssen

gleichzeitige der Ausbau und die Beschleunigung der öffentlichen Verkehrsmittel

vorangetrieben werden.

1 Einleitung

1.4 Vorgangsweise

Generell baut die vorliegende Arbeit auf einer umfassenden Literaturstudie zum Thema

monetäre Staukostenbewertung auf. Die vorhandenen Ansätze und Ergebnisse wurden

teilweise in die Arbeit eingebracht und weiterentwickelt. Im Zuge eines Fallbeispieles

werden sowohl die individualisierten als auch die externen (sozialen) Staukosten eines

Kfz-Nutzers abgeschätzt. Es wird die Annahme getroffen, dass ein bestimmter Anteil der

Staukosten durch Echtzeit-Verkehrsinformation eingespart werden kann. Die Ergebnisse

dienen zur Ermittlung des Marktpotentials sowie zur Preisbildung von Verkehrs-

information.

Nachfolgend ist eine kurze Beschreibung zum Aufbau der vorliegenden Arbeit angeführt:

Zu Beginn werden in Kapitel 2 die theoretischen Grundlagen behandelt. Im Besonderen

wird auf die internen und externen Kosten der Kfz-Nutzung, auf die Definition von Stau

und dessen Zustandsbestimmung, der Definition von Straßenverkehrsinformation sowie

auf die Möglichkeiten der modernen Verkehrsdatenerfassung eingegangen. Abschließend

werden Begriffsbestimmungen die zum besseren allgemeinen Verständnis beitragen

angeführt.

Kapitel 3 widmet sich der Ermittlung von Staukosten. Neben allgemeinen Angaben zu den

Staukosten in Österreich werden die methodischen Grundüberlegungen der Staukosten-

ermittlung behandelt. Als interne Staukostenanteile werden die monetäre Bewertung von

Zeitverlusten sowie die Bewertung der staubedingten Treibstoffmehrverbräuche

angesetzt. Bei den externen Staukostenanteilen wird auf die Bewertung der staubedingt

verringerten Unfallfolgekosten sowie auf die Umweltkosten eingegangen.

In Kapitel 4 wird eine Fallstudie zur Einsparung von Staukosten durch Echtzeit-

Verkehrsinformation basierend auf verschiedenen Szenarien durchgeführt. Die ermittelten

Staukosteneinsparungen werden als Basis für die Mehrwertvergütung von Verkehrs-

informationsdiensten herangezogen.

In Kapitel 5 dieser Arbeit sind die Schlussfolgerungen zusammengefasst. Im Abschnitt

Ausblick werden Empfehlungen für den weiteren Forschungsbedarf gegeben.

2 Grundlagen

2 Grundlagen

2.1 Interne und externe Kosten der Kfz-Nutzung

Durch die Nutzung des Pkws und der Verkehrswege mit dem Kfz entstehen einerseits

Kosten, die die Kfz-Nutzer als interne (private) Kosten wahrnehmen und für die sie als

Kostenträger aufkommen müssen (Fahrzeugbetriebskosten, Zeitkosten). Dem gegenüber

stehen externe Kosten, wie Unfallkosten, Lärmkosten, Klimakosten, Schadstoffkosten an

Gebäuden und sonstige Schadstoffkosten, für die die Allgemeinheit (sowohl Pkw-Nutzer

als auch Nicht-Pkw-Nutzer gleichermaßen) entweder direkt oder indirekt über allgemeine

Steuern aufkommen muss. Kosten die sowohl intern als auch extern sein können sind

Staukosten und Kosten der Bereitstellung der Straßeninfrastruktur. Staukosten erhöhen

einerseits die eigenen Zeit- und Fahrzeugsbetriebskosten der Kfz-Nutzer, andererseits

werden durch das Befahren der Straße die Zeit- und Fahrzeugsbetriebkosten aller

anderen Kfz-Nutzer erhöht. Werden die Kosten der Bereitstellung der Straßeninfrastruktur

nicht zur Gänze über verkehrsspezifische Steuern von den Pkw-Nutzer bezahlt, sondern

aus allgemeinen Steuereinnahmen finanziert, sind diese ebenfalls als extern für die Kfz-

Nutzer zu sehen.

Das ökonomische Problem beim Auftreten externer Kosten besteht darin, dass die Pkw-

Nutzer bei Antritt der Fahrt nur die mit der Fahrt verbundenen internen (privaten) Kosten

berücksichtigen (meist nur die Treibstoffkosten) und nicht auch die externen Kosten. Ein

Teil der Mobilität verursacht somit aus volkswirtschaftlicher Sichtweise höhere

gesellschaftliche Schäden, als er gesellschaftlichen Nutzen bringt und führt somit zu

Wohlfahrtsverlusten [vgl. STEININGER (2004), S. 22 ff].

Derzeit ist davon auszugehen, dass ein großer Teil des Autoverkehrs in Städten höhere

Kosten verursacht, als er an Nutzen bringt. Das ist nicht nur deshalb der Fall, weil die

Lebensqualität in der Stadt und die Gesundheit der Menschen durch Lärm und Abgase

des Verkehrs beeinträchtigt wird. Mit steigender Verkehrsstärke kommt es zu

zunehmenden gegenseitigen Behinderungen der Benützer des Straßennetzes. In Städten

werden diese Behinderungen hauptsächlich durch steigende Wartezeiten an Kreuzungen

verursacht. Nur ein Teil der Behinderungen entfällt auf das Erreichen der Kapazitäts-

grenzen im Längsverkehr, also auf das, was in erster Linie mit ,,Stau" assoziiert wird.

Diese ,,klassischen" Staus durch Überschreiten der optimalen Verkehrsstärke außerhalb

2 Grundlagen

von Kreuzungsbereichen ergeben sich nur zu Spitzenzeiten des werktäglichen Verkehrs

auf bestimmten Stadtautobahnen und Hauptverkehrsstraßen. Die Kosten der

gegenseitigen Behinderungen im Längsverkehr als auch jene auf Kreuzungen werden im

Folgenden ,,Staukosten" genannt. Die Staukosten bestehen im Wesentlichen in

zusätzlichen Zeitkosten von Fahrzeuginsassen und zeitabhängigen Fahrzeugkosten der

zurückgelegten Wege.

Bei hohen Verkehrsstärken können wie schon erwähnt alleine die Kosten durch

zusätzliche Behinderungen und Wartezeiten, die ein zusätzliches Fahrzeug verursacht,

weit höher sein, als der gesamte Nutzen dieser zusätzlichen Kfz-Fahrt. Ähnliches gilt auch

bei Parkplätzen. Sind genügend Parkplätze frei, ist die Suchzeit minimal. Erst knapp vor

der vollen Auslastung steigt die Suchzeit drastisch an. Jedes zusätzliche geparkte

Fahrzeug verursacht dann Kosten, die wesentlich höher sind als der Nutzen des

Parkvorganges [RAUH (2004), S. 12].

Wie in Abbildung 3-1 dargestellt, sind die privaten Grenzkosten (zeit- und fahrzeug-

abhängige Kosten) bei niedriger bis mittlerer Verkehrsstärke nahezu unabhängig von der

Verkehrsstärke (horizontaler Grenzkostenverlauf). Erst ab einer bestimmten Verkehrs-

stärke gibt es einen raschen Anstieg dieser privaten Grenzkosten durch die gegenseitige

Behinderung der Fahrzeuge. Durch die Wechselwirkung zwischen den Fahrzeugen

steigen nicht nur die Kosten des marginalen Straßenbenützers selbst sondern der

jeweilige Kostenanstieg trifft auch alle anderen Benützer des Straßenabschnittes in

gleicher Weise. Die steigenden privaten Grenzkosten werden so zu steigenden

kurzfristigen Durchschnittskosten für alle Straßenbenützer. Jeder Anstieg der privaten

Grenzkosten ist also mit der Zahl der betroffenen Straßenbenützer zu multiplizieren um

zum jeweiligen Anstieg der sozialen Grenzkosten zu kommen. Durch diesen großen

Multiplikationsfaktor kommt es, sobald ein merkbarer Anstieg der privaten Grenzkosten

einsetzt zu einem vielfach steileren Anstieg der sozialen Grenzkosten.

2 Grundlagen

Abbildung 2-1: Soziale und private Grenzkosten des Staus [RAUH (2004), S. 13, vom

Autor korrigiert]

Als vereinfachtes Beispiel kann eine Stadtautobahn betrachtet werden, die nur von Pkw

mit zeitabhängigen privaten Kosten von 7,- Euro pro Stunde befahren wird. Der Anstieg

der Verkehrsstärke dieser Stadtautobahn von 1.900 auf 2.000 Fahrzeuge pro Stunde pro

Fahrstreifen bewirkt ein Absinken der Durchschnittsgeschwindigkeit von beispielsweise

70 km/h auf 40 km/h.

Die privaten Staukosten der Benützer des marginalen Fahrzeuges ergeben sich dann mit

0,075

Euro pro Personenkilometer. Für alle Straßenbenützer zusammen werden jedoch

durch die 100 zusätzlichen Fahrzeuge zusätzliche Kosten (soziale Staukosten) von etwa

150 Euro verursacht. Dies entspricht etwa 1,50 Euro je zusätzlichen Fahrzeug auf der

Stadtautobahn. Die zusätzlichen Straßenbenützer haben keine Veranlassung, auf diese

von ihnen verursachten Staukosten zu reagieren, und könnten das auch nicht, weil sie

deren jeweilige Höhe nicht wahrnehmen können. Sie richten ihr Verhalten nur nach den

im Beispielfall 20-fach niedrigeren privaten Kosten. Die Staukosten, die anderen

Straßenbenützern auferlegt werden, sind daher externe Kosten. Externe Staukosten

verhindern die ökonomisch optimale Nutzung der vorhandenen Straßenkapazität. Die

ökonomisch optimale Verkehrsstärke ist erreicht, wenn die sozialen Grenzkosten gleich

dem Grenznutzen sind. Bis die von den Verkehrsteilnehmern wahrnehmbaren

Der Reisezeitverlust duch die Geschwindigkeitsreduktion von 70 km/h auf 40 km/h bezogen auf 1 km

Straßenlänge berechnet sich wie folgt: [(1 km /70 km/h)-(1 km /40 km/h)] x 7 Euro/h = 0,075 Euro

2 Grundlagen

Durchschnittskosten das weitere Anwachsen des Verkehrs begrenzen, hat die Verkehrs-

stärke das ökonomische Optimum längst überschritten.

Zeitverluste durch gegenseitige Behinderungen entstehen im städtischen Straßennetz in

erster Linie dort, wo die Kapazität der Straßen am geringsten ist, das sind die

Kreuzungsbereiche. In Kreuzungsbereichen ist nicht von einem sprunghaften sondern in

erster Näherung von einem etwa linearen Anstieg der Zeitverluste durch gegenseitige

Behinderung auszugehen. Auch in diesem Fall steigen die sozialen Grenzkosten

schneller als die privaten [RAUH (2004], S. 13 ff].

Ein mögliches Modell zur Annäherung an das ökonomische Optimum ist Road Pricing

(siehe Abbildung 2-2). Road Pricing soll aus wohlfahrtsökonomischen Überlegungen dazu

dienen, die Straße den Nutzern so zur Verfügung zu stellen, dass die

gesamtwirtschaftliche Wohlfahrt optimiert ist. Eine Maut in Höhe der Differenz zwischen

privaten und sozialen Grenzkosten bei optimaler Verkehrsstärke (soziale Grenzkosten =

Grenznutzen) bringt einen Wohlfahrtsgewinn in Größe der punktierten Fläche. Damit

würden sich die privaten Kosten den sozialen Kosten angleichen und zu einer Reduktion

der Verkehrsnachfrage auf jenes Niveau führen, bei dem die sozialen Grenzkosten genau

dem Grenznutzen einer zusätzlichen Fahrt entsprechen. gesamten Kosten bzw. Nutzen

bei der jeweiligen Verkehrsstärke dar. Ohne Maut steigt der Verkehr bis die privaten

Grenzkosten den Grenznutzen erreicht haben. Zusätzlich zu den privaten entstehen

externe Grenzkosten, die für Kfz-Nutzende nicht wahrnehmbar sind. Eine Stadtmaut

erhöht die privaten Grenzkosten. Bei ökonomisch optimaler Mauthöhe unterbleiben genau

jene Fahrten, bei denen die sozialen Grenzkosten (Summe aus privaten und externen

Grenzkosten) den Nutzen übersteigen würden.

Die Einführung einer City Maut ist politisch nur schwer umsetzbar bzw. gibt es berechtigte

Argumente gegen die Einführung eines solchen Systems [vgl. ÖAMTC (2003), S. 1].

Im Gegensatz zu ,,Road Pricing" stellt die Bereitstellung von Verkehrsinformation für Kfz-

Nutzer eine weitere Möglichkeit dar, um das ökonomische Optimum der Straßenverkehrs-

nutzung zu erreichen. Durch die Bereitstellung von Echtzeit-Verkehrsinformationen und

Reisezeiten als auch durch Verkehrsprognosen kann der jeweilige Kfz-Nutzer bereits im

Voraus den Nutzen seiner Fahrt mit den zu erwarteten Reisekosten abschätzen. Durch so

genanntes ,,Ramp Meetering", bei dem eine Zuflusskontrolle in Abhängigkeit vom

jeweiligen Verkehrszustand z.B. auf die Stadtautobahn erfolgt, kann dies noch unterstützt

2 Grundlagen

werden. Das Auftreten von externen Staukosten durch zusätzliche Kfz bei Überschreitung

der optimalen Straßenkapazität kann somit vermieden werden.

Abbildung 2-2: Prinzip Road Pricing [RAUH (2004), S. 6]

Wie in Abbildung 2-3 ersichtlich, konnte durch Einsatz einer ,,Ramp Meetering" Anlage am

Westbound SR-94 Highway in San Diego, Höhe Lemon Grove Ave, die Geschwindigkeit

am Highway konstant gehalten werden. Beim Ausfall der Anlage am 2.2.1999 brach die

Geschwindigkeit aufgrund von Verkehrsüberlastung auf 10-20 Miles/Hour ein (siehe

Abbildung 2-4).

Durch Verkehrsinformation kann somit im optimalen Fall eine Verteilung der

Verkehrsbelastung sowohl in zeitlicher als auch in räumlicher Sicht erreicht werden, ohne

,,Road Pricing" Systeme installieren zu müssen. Bei gleichzeitigem Ausbau der

Infrastruktur für öffentliche Verkehrsmittel als auch der Radwege könnte durch die

Möglichkeit des Reisezeitvergleiches mit dem motorisierten Individualverkehr auch ein

Modal Shift zugunsten der öffentlichen Verkehrsmittel erreicht werden. Vorraussetzung ist

jedoch ein Reisezeitvorteil der öffentlichen Verkehrsmittel gegenüber dem motorisierten

Individualverkehr. In der Praxis ist dies jedoch selten der Fall. Ein direkter Reisezeit-

vergleich zwischen öffentlichen Verkehrsmitteln und dem Kfz kann deshalb auch einen

entgegengesetzte Wirkung d.h. eine Verschiebung zu Gunsten des motorisierten

Individualverkehrs aufweisen und somit verkehrspolitisch unerwünscht sein.

2 Grundlagen

Abbildung 2-3: Verlauf der Geschwindigkeit (rot) und der Verkehrsstärke (blau) mit Ramp

Meetering [DOT (1999)]

Abbildung 2-4: Verlauf der Geschwindigkeit (rot) und der Verkehrsstärke (blau) ohne

Ramp Meetering [DOT (1999)]

2 Grundlagen

2.2 Definition

von

Stau

Bei Betrachtung der ökonomischen Zusammenhänge in Abschnitt 2.1 ergibt sich eine

Antwort auf die häufig gestellte Frage, ab welcher Verkehrsstärke von ,,Stau" gesprochen

werden kann. Eine ökonomische Definition für das Bestehen von Stau lautet:

Stau ist jene Verkehrsstärke, bei der das ökonomische Optimum der Infrastruktur-

Auslastung überschritten ist. Dieses ökonomische Optimum ist überschritten, wenn

private Grenzkosten plus soziale Stau-Grenzkosten der marginalen Fahrt deren

Grenznutzen übersteigen [RAUH (2004), S.14].

SCHIRHACKL (1995, S. 6 ff) geht für seine Abschätzung der Staukosten zusammen-

fassend von folgendem Staubegriff aus: Unter Stauung wird nicht nur das ,,zum Stillstand

kommen" von Fahrzeugen verstanden; auch der Verkehrsfluss bei merklich

verkehrsbedingter Geschwindigkeitsreduktion unter die ,,gesamtwirtschaftlich orientierte

Optimalgeschwindigkeiten" führt zu Zeitverlusten und erhöhtem Ressourcenverbrauch

und wird dem Begriff Stau zugeordnet. Der angewendete Wortsinn kann mit dem

Begriffspaar ,,behinderter Verkehr" gleichgesetzt werden.

WALTERS (1987, S. 570 ff) definiert Stau relativ weitreichend als einen Zustand, bei dem

sich die auf der Fahrbahn befindlichen Fahrzeuge dermaßen beeinflussen, dass ihre

Geschwindigkeit unter die Geschwindigkeit bei verkehrsfreier Fahrbahn sinkt.

Aus verkehrstechnischer Sicht besteht Stau wenn die maximale Leistungsfähigkeit einer

Straße [Kfz/h] überschritten wird. Gemäß Highway Capacity Manual 85 [TRB (1985)]

beträgt die maximale Verkehrsstärke auf Autobahnen ca. 2000 Kfz/h/Fahrstreifen. Die

maximale Verkehrsstärke ist aber auch von Einflussfaktoren wie Lkw-Anteil,

Lichtsignalregelung, Topographie, etc. abhängig. Prinzipiell besteht zwischen der

Verkehrsstärke

, der Verkehrsdichte

und der mittleren Geschwindigkeit

eines

stationären und homogenen Verkehrsstromes in einem freien Streckenabschnitt einer

Straße besteht ein statistisch beobachtbarer Zusammenhang. Er lässt sich durch folgende

Kontinuitätsgleichung beschreiben:

2 Grundlagen

Gleichgung 2-1

Verkehrsstärke in Fahrzeugen pro Zeiteinheit [Kfz/h]

Verkehrsdichte in Fahrzeugen pro Längeneinheit [Kfz/km]

Mittelwert der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten aller Fahrzeuge auf

der betrachteten Strecke [km/h]

Durch die Kontinuitätsgleichung werden die möglichen Zustandsformen des Verkehrs auf

der freien Strecke beschrieben.

Abbildung 2-5: Zusammenhang zwischen Verkehrsmenge

und mittlerer Geschwindig-

keit

[SAMMER (2003), S. 7]

Der Kurvenverlauf in Abbildung 2-5 zeigt, dass jede Verkehrsstärke mit Ausnahme der

maximalen, mit zwei Verkehrsdichten abgewickelt werden kann. Nach Überschreiten des

Maximums der Verkehrsmenge wächst die Verkehrsdichte bei weiter abnehmender

mittlerer Geschwindigkeit. Der bis dahin stationäre Verkehrsstrom wird instationär, d.h.

der Verkehrsfluss bricht zusammen, es tritt Stau auf. Im Bereich kleiner Verkehrsmengen

herrscht freier Verkehrsfluss, der Verkehrsstrom ist ungestört. Der Lenker kann seine

2 Grundlagen

Geschwindigkeit frei wählen. Die Geschwindigkeit wird nicht durch vom Verkehr

abhängige Faktoren (Verkehrsbedingungen) bestimmt.

Abbildung 2-6: Zusammenhang zwischen Verkehrsdichte

und Verkehrsmenge

[SAMMER (2003), S. 8]

Mit zunehmender Verkehrsdichte bis zum Erreichen der maximalen Verkehrsstärke

max

wird der Verkehrsstrom durch Bildung von Teilkolonnen mehr und mehr gestört. Die

mittlere Geschwindigkeit sinkt mit zunehmender Verkehrsmenge ab, ebenso wird die

Streuung der Verteilung der Geschwindigkeit (der einzelnen Fahrzeuge) kleiner. In

Abbildung 2-6 wird die maximale Verkehrsmenge auf freier Strecke mit

max

= 2000 Kfz/h

und einer optimalen Verkehrsdichte

opt

= 35 Kfz/km bewältigt. Die kritische Geschwindig-

keit

krit

dazu beträgt etwa 55 km/h. Der Verkehrsstrom wird bei weiter anwachsender

Verkehrsdichte durch eine geschlossene Kolonne gebildet, der Verkehrsfluss wird instabil.

Aufgrund der weitgehend Definitionen von Stau wird in der Verkehrstechnik die

Verkehrsflussqualität (Level of Service, LoS) als Qualitätsmaß zur Abwicklung von

Verkehrsströmen verwendet. Als Beurteilungsgrößen werden die Merkmale

Verkehrsdichte, Fahrzeugabstand, Freizügigkeit beim Spurwechsel, Geschwindigkeit,

Überholmöglichkeit, etc. herangezogen (siehe Tabelle 2-1).

In Abbildung 2-7 ist die Klassifizierung der Verkehrsflussqualität (LoS) für Autobahnen

nach HCM 85 [TRB (1985)] und HCM 94 [TRB (1994)] überblicksmäßig dargestellt.

Details

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Erscheinungsform: Originalausgabe
Jahr: 2005
ISBN (eBook): 9783832492212
ISBN (Paperback): 9783838692210
DOI: 10.3239/9783832492212
Dateigröße: 4.2 MB
Sprache: Deutsch
Institution / Hochschule: Donau-Universität Krems - Universität für Weiterbildung – unbekannt
Erscheinungsdatum: 2006 (Januar)
Note: 2,0
Schlagworte: staukosten telematikdienste verkehrsdaten verkehrsinformationssystem verkehrsleitsystem

Autor

Martin Linauer (Autor:in)

Marktpotential von Verkehrsinformationen

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Autor

Martin Linauer (Autor:in)