Forschungskolleg ACCESS!
Transformationspfade zu einer nachhaltigen Mobilität
Gefördert vom
Städteplanung im Einklang: Bilevel Optimierung für die Schaffung autofreier Zonen


Kontakt
Vladimir Stadnichuk, M.Sc. RWTH
Lehrstuhl für Operations Management

Motivation

Vor dem Hintergrund des ungebremsten Klimawandels, der begrenzten Verfügbarkeit fossiler Energieträger und der gesundheitsgefährdenden Luftqualität in vielen Innenstädten gewinnen nachhaltige Verkehrskonzepte zunehmend an Bedeutung. Um diesem Trend entgegenzuwirken, verfolgen viele Städte innovative Ansätze, um einen Wandel des Mobilitätsverhaltens weg von umweltbelastenden Mobilitätsmustern zu bewirken. Zu diesen Ansätzen zählen unter anderem die Reduzierung von Parkraum, die Verbesserung der Rad- und ÖPNV-Infrastruktur, die Förderung innovativer Mobilitätskonzepte oder die komplette Verbannung von Autos aus den Innenstädten. Letzteres ist unter dem Begriff autofreie Zonen bekannt. Autofreie Zonen stellen eine Verschärfung des bekannten Konzepts der Umweltplakette dar, bei welchem Autos gänzlich verbannt werden, der ÖPNV, z.B. in Form von Bussen, und das Fahrrad als Mobilitätsformen aber weiterhin zur Verfügung stehen.

Die Potenziale autofreier Zonen werden derzeit kontrovers diskutiert. Positive Effekte autofreier Zonen sind die Verringerung des Verkehrsaufkommens sowie der Luft- und Lärmbelastung. Darüber hinaus wird die Nutzung aktiver Mobilitätsformen, z.B. des Fahrrads, gefördert und ehemalige Parkplätze bzw. Straßenflächen können zu Grün- oder Gemeinschaftsflächen umgewidmet werden. Insgesamt führen diese Effekte zu einer Verringerung der vorzeitigen Sterblichkeit und zu einer Verbesserung des Lebensstandards in den Gebieten. Es gibt jedoch auch negative Auswirkungen, die berücksichtigt werden müssen. Lokale Unternehmen könnten darunter leiden, wenn Kunden die Zonen nicht mit dem Auto erreichen können, und die Sperrung bestimmter Zonen in der Stadt könnte den Verkehr auf andere Zonen verlagern, die das erhöhte Verkehrsaufkommen nicht bewältigen können.

Zielsetzung

Vor diesem Hintergrund besteht die Zielsetzung dieses im Forschungskolleg ACCESS! angesiedelten Forschungsprojektes in der Beantwortung folgender Forschungsfragen:

  • Welche Potentiale bieten autofreie Zonen im Hinblick auf das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele?
  • Welchen Einfluss haben autofreie Zonen auf das Mobilitätsverhalten der Bürger?
  • Inwieweit treten negative Auswirkungen durch autofreie Zonen auf und welche Strategien gibt es, um diese zu minimieren?

Vorgehen und Methode

Zur Erreichung dieser Zielsetzung erfolgt zuerst eine ausführliche Literaturanalyse zum Thema autofreie Zonen. Basierend auf dieser wurde ein hierarchisches Setting bei den beteiligten Akteuren festgestellt. Auf dem oberen Level befindet sich die Stadtverwaltung, welche die Entscheidung darüber trifft, wo in der Stadt autofreie Zonen entstehen sollen mit dem Ziel, das Verkehrsnetz in der Stadt nachhaltiger zu gestalten. Auf dem unteren Level befinden sich die Bürger, also die Nutzer des Verkehr Netzwerks, deren primäres Ziel es ist, eine schnelle Verbindung in dem existierenden Verkehrsnetz zu finden.

Um nun die optimale Konfiguration von autofreien Zonen unter den gegebenen Bedingungen zu finden, wurde ein Bilevel-Optimierungsmodell entwickelt. In den nächsten Schritten wird dieses Modell implementiert und darauf aufbauend eine Fallstudie in einer Beispielstadt der Modellregion durchgeführt.