Auswirkungen einer City-Maut in Deutschland

Diplomarbeit von Stefan Trommer

Einleitung:

Probleme, verursacht durch den motorisierten Individualverkehr (MIV) sind vielfältig und komplex. Dazu zählen Staus, Verkehrsunfälle, Zersiedelungseffekte, Belastungen der Luft, des Bodens und des Wassers, um nur einige zu nennen. Diese werden in Agglomerationsräumen durch eine ungleich höhere Einwohner- und Verkehrsdichte besonders deutlich. Politik und Planung müssen bestrebt sein, diese Auswirkungen durch zielgerichtete Maßnahmen einzudämmen. Eine Möglichkeit stellt die Einführung einer City-Maut dar. Während Straßengebühren in der Vergangenheit vorrangig zur Finanzierung von Infrastruktur erhoben worden sind, rückt gegenwärtig die Lenkungswirkung dieses Instrumentes in den Mittelpunkt des Interesses.

Ein Blick über den Tellerrand zeigt, dass das Modell erfolgreich sein kann. Singapur führte innerstädtische Straßenbenutzungsgebühren bereits vor über 30 Jahren ein und die Resultate der jüngsten europäischen Bespiele mit London und Stockholm sind beachtlich. So konnte das Verkehrsaufkommen in den Innenstädten um über 20% gemindert und die Emissionen von Luftschadstoffen wie CO2 und Stickoxiden sowie Feinstaub nennenswert gesenkt werden.

Diese Erfolge werden in der Debatte um eine Adaption auf deutsche Städte gern angeführt. Doch sind derartige Systeme einfach übertragbar? Die einleitenden Zitate sind repräsentativ für die zum Teil hitzige Debatte um die Einführung von City-Maut-Systemen in Deutschland. Verbände, Interessengemeinschaften, Politik und Bürger sind in ihrer Meinung gespalten. Autofahrer sehen sich in ihrer Mobilität eingeschränkt und sollen ohne einen direkten Mehrwert zu erfahren, zusätzliche Gebühren entrichten. Der Einzelhandel empfindet eine solche Maßnahme als indirekte Förderung nicht-integrierter Standorte zum Nachteil innerstädtischer Lagen. Befürworter hingegen sehen eine Chance zur Steigerung der Lebensqualität in den Innenstädten und den Auftakt zu einer nutzergerechten Finanzierung durch Internalisierung externer Kosten. Aus der Diskussion um City-Maut-Systeme und deren Einführung wird eines deutlich: Es besteht die Notwendigkeit die Wirksamkeit und Effizienz solcher verkehrspolitischer Maßnahmen näher zu untersuchen. Daraus ergibt sich das Erfordernis, Auswirkungen von Verkehrsmaßnahmen prognostizieren zu können.

Ein geeignetes Mittel dazu sind Verkehrsnachfragemodelle. Auf Basis von Raum- und Strukturdaten, statistischen Bevölkerungsdaten und Zeitverwendungsstudien kann das Verkehrsverhalten von Personen mikroskopisch abgebildet und Aktivitätenmuster abgeleitet werden. Straßenbenutzungsgebühren bezeichnen wandelnde Rahmenbedingungen und beeinflussen bspw. die Wahl von Verkehrsmitteln oder Aktivitätenorten der Personen. Modelle zur Simulation der Verkehrsnachfrage müssen entsprechend angepasst werden und benötigen Parameter, mit deren Hilfe das veränderte Verkehrsverhalten der modellierten Personen möglichst genau nachgebildet werden kann. Die modellbestimmenden Parameter werden unter Verwendung zahlreicher soziodemographischer und sozioökonomischer und Variablen ermittelt und geben die Wirkmächtigkeit einer Maßnahme in Abhängigkeit des jeweiligen Variablenkontext wieder. Sie bestimmen in großem Maße das Ergebnis und somit die Qualität der Modellaussagen.

Die vorliegende Arbeit identifiziert Determinanten, welche Verhaltensreaktionen von Personen bei Einführung einer City-Maut in Deutschland bestimmen. Als Grundlage dient eine Umfrage zum Verkehrsverhalten von Pkw-Nutzern in Berlin und Stuttgart. Beide Städte sind in ihrer Genese sehr unterschiedlich. Es gilt zu zeigen, ob die Verhaltensreaktionen der Personen verschieden sind oder Parallelen gezogen werden können. Dies geschieht in einer vergleichenden Auswertung der Umfragedaten beider Städte. In welcher Art und Weise sowie Umfang die verhaltensrelevanten Variablen eine Reaktion beeinflussen, soll durch Bestimmung von entsprechenden Parametern gezeigt werden.

Aus den einleitenden Ausführungen können erste erkenntnisleitende Fragestellungen formuliert werden: Lassen sich anhand der regionalen Umfrage Auswirkungen der Einführung einer City-Maut auf das Verkehrsverhalten der Pkw-Nutzer in Berlin und Stuttgart Verhaltensparameter für die Reaktion auf die preispolitische Maßnahme City-Maut identifizieren? Sind die gewonnenen Parameter ausreichend genau um die Auswirkungen in einem aktivitätenbasierten Verkehrsnachfragemodell abzubilden? Können diese, auf einer regionalen Umfrage basierenden Parameter auf andere Städte übertragen werden? Als Instrument der univariaten, deskriptiven Auswertung der verwendeten Daten sowie zur Identifizierung verkehrsverhaltensrelevanter Parameter mittels bi- und multivariater Verfahren kommt die Statistiksoftware SPSS in der Version 15 zur Anwendung.

Gang der Untersuchung:

Die Arbeit gliedert sich in einen theoretischen (Kapitel 2-4) und einen operationalen Teil (Kapitel 5 und 7). Kapitel 2 führt in wichtige Begriffe, Abläufe und Zusammenhänge des Verkehrsverhaltens von Personen ein. Anschließend werden in Kapitel 3 Instrumente zur Steuerung der Verkehrsnachfrage diskutiert und die Auswirkungen einer City-Maut als Beispiel einer preispolitischen Maßnahme mittels der Erkenntnisse aus den Städten London und Stockholm gezeigt.

Kapitel 4 zeigt Möglichkeiten der Prognose der Verkehrsnachfrage auf und versucht die Notwendigkeit des Einsatzes neuer aktivitätenbasierter Verkehrsmodelle darzustellen. Dabei wird die Funktionsweise des Verkehrsnachfragemodells TAPAS ausführlich vorgestellt, da die zu ermittelnden Parameter zukünftig in diesem Modell Verwendung finden sollen.

Anschließend werden in Kapitel 5 die Forschungshypothesen für den operationalen Teil der Arbeit formuliert.

Kapitel 6 beschäftigt sich mit der Datengrundlage und dem methodischen Vorgehen in der Auswertung der Umfrage.

In Kapitel 7 findet eine ausführliche Analyse des Datensatzes in Hinführung auf den Test der Hypothesen statt. Den Hauptteil bildet dabei eine Regressionsanalyse zu Berechnung der Parameter, welche im Ergebnis an das Modell TAPAS weitergegeben werden können. Die Arbeit schließt mit einer Diskussion der Resultate und einem Ausblick in Kapitel 8.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 4, Verkehrsmodellierung: Verkehrsmodellierung findet in der Verkehrsplanung vor allem zu Prognosezwecken des zukünftigen Verkehrsgeschehens statt. Modelle können z.B. die Zweckmäßigkeit von Um- und Ausbaumaßnahmen oder verkehrliche Auswirkungen gesellschaftlicher Veränderungen simulieren. Sie sind ein unverzichtbares Instrument und das einzige Mittel, Zusammenhänge zwischen ursächlichen Randbedingungen der Verkehrsentstehung und den eigentlichen Verkehrsvorgängen herauszufiltern.

Eingriffe in das Verkehrssystem haben naturgemäß einen sehr langen Planungs- und Realisierungshorizont. Veränderungen des Verkehrsverhaltens von Personen, welche sich während dieser Zeit vollziehen, beschränken sich jedoch nicht nur auf die verkehrlichen Aspekte wie Routenwahl und Fahrverhalten. Das Arbeitsplatz- und Freizeitangebot sowie Wohngebiete wandeln sich. Neue Standorte entstehen und alte verlieren an Bedeutung. Abweichende gesellschaftliche Rahmenbedingungen bringen ebenso Umgestaltungen mit sich. Ein Verkehrsmodell sollte in der Lage sein diese Faktoren zu verarbeiten. Verlässliche Prognosen können jedoch nur erstellt werden, wenn die Hintergründe und Ursachen des Verkehrs hinreichend erklärbar sind. Um wiederum Einfluss auf die Entwicklung nehmen zu können, sind Kenntnisse über die Wirkung verschiedener Stellgrößen notwendig.

Dieses Kapitel gibt eine Einführung in die Verkehrsmodellierung. Dazu wird eingangs der Begriff des Modells erörtert und die Bedeutung der Verkehrsmodellierung in der Verkehrsplanung aufgezeigt. Es wird der 4-Stufen-Algorithmus als Vertreter eines in der Praxis etablierten Verkehrsmodells vorgestellt, bevor anschließend neuere Ansätze in Form aktivitätenbasierter Verkehrsnachfragemodelle dargestellt werden.

Kapitel 4.1, Der Begriff des Modells: Der Ansatz, dessen sich STACHOWIAK in seiner Modelltheorie bedient, lässt sich sehr gut auf die Verkehrsmodellierung anwenden. Er belegt den Begriff mit folgenden drei Merkmalen:

Abbildung – Ein Modell beschreibt ein Original und repräsentiert natürliche Objekte und Vorgänge.

Abstraktion – Nicht alle Merkmale des Originals werden im Modell abgebildet. Nur die für den Zweck relevanten Eigenschaften finden sich wieder.

Pragmatismus – Orientierung am Nützlichen. Das Modell wird für einen bestimmten Zweck geschaffen. Diese werden durch die Fragestellungen: Für wen? Warum? Was? bestimmt.

Verkehrsmodelle bilden ebenfalls Zustände eines Originals ab. Sie beschreiben Vorgänge im Verkehrssystem. Um Auswirkungen durch Veränderungen am Verkehrssystem zu prognostizieren, bedient man sich aus Kostengründen und zur Sicherung der Funktionalität eines Modells. Des Weiteren muss eine Abstraktion stattfinden. Eine Erhebung aller Daten und die Handhabe derer in einem Modell wäre zu komplex und nicht notwendig, denn nur bestimmte Indikatoren sind von Nutzen. Beispielsweise werden bei einer Verkehrszählung zur Messung der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärke (DTV) Fahrzeugmerkmale wie Farbe, Motorleistung und Verbrauch nicht erhoben, da sie für die Fragestellung nicht relevant sind. Es gilt jedoch nicht ausschließlich die Frage zu beantworten wovon, etwas Modell ist, sondern auch für wen, wann und wozu bezüglich seiner spezifischen Funktionen“, also welchem praktischen Nutzen es dient.

Kapitel 4.2, Modellierungsansätze im Entwicklungsverlauf: In den 1950er Jahren wurde in den USA erstmals versucht die Verkehrsnachfrage in Modellen abzubilden. Ziel war es, die Verkehrsinfrastruktur dem stetigen Wachstum des Verkehrsaufkommens anzupassen. Auf Grundlage von strukturellen Daten wie Einwohnerzahlen und Arbeitsplätzen wurde für ein definiertes Untersuchungsgebiet das Wegeaufkommen berechnet und nachfolgend auf einzelne Verkehrsmittel und Routen verteilt. Man spricht vom sog. 4-Stufen-Algorithmus oder auch 4-Stufen-Modell. Dieses setzt sich aus den Teilschritten der Verkehrserzeugung, Verkehrsverteilung, Verkehrsaufteilung und der Verkehrsumlegung zusammen. Gegenstand der Untersuchung ist dabei der Raum und darin ablaufende Prozesse. Ziel ist die quantitative Erfassung von Verkehrsgrößen. Eine Erklärung von Ursachen des Verkehrsverhaltens ist nicht Teil des Modells. Dies begründet sich in der Annahme, dass das Verhalten ausschließlich durch exogene Einflüsse bestimmt wird. Das 4-Stufen-Modell gehört zu den klassischen Verkehrsnachfragemodellen und berechnet vereinfacht die raumbezogene Verkehrsnetzbelastung, auf Grund dessen es der Gruppe sog. aggregierter Verkehrsmodelle zugeordnet werden kann.

Kapitel 4.3, Der 4-Stufen-Algorithmus: Modelle nach dem 4-Stufen-Algorithmus repräsentieren die gängige Modellierungspraxis in der Verkehrsplanung. Es ist ein technisch ausgerichtetes Verkehrsnachfragemodell auf Basis von Einzelwegen. Ziel ist die Ermittlung von Verkehrsgrößen in Bezug auf räumliche und zeitliche Einheiten. Beispielhaft kann hier die Verkehrsbelastung von Netzstrecken genannt werden, wie die Menge von Kraftfahrzeugen, die einen Straßenabschnitt in einem bestimmten Zeitraum passieren. Der Untersuchungsraum konstituiert sich in der Regel aus einer Vielzahl kleinteiliger Einheiten, sog. Verkehrszellen. Die verkehrsmittelspezifische Nachfragemodellierung erfolgt sequentiell und soll kurz in den folgenden Abschnitten erläutert werden.

Verkehrserzeugung: Im ersten Schritt wird die Gesamtheit aller Ortsveränderungen im Untersuchungsgebiet ermittelt. Dazu werden Daten zur Bevölkerungs- und Raumstruktur benötigt, anhand derer das Quell- und Zielverkehrsaufkommen auf Verkehrszellenebene ermittelt wird. Das Ergebnis gibt noch keinerlei Aufschluss über eine räumliche Verteilung der erzeugten Verkehrsströme und wird demzufolge auch als ungerichtete Verkehrsnachfrage bezeichnet.

Verkehrsverteilung: Ziel ist die Verteilung des im ersten Schritt erzeugten Gesamtverkehrsaufkommens einer jeden Zelle auf bestimmte Ziele. Es soll ermittelt werden, wohin sich Personen bewegen. Grundannahme für die Höhe des einer Verkehrszelle zugewiesenen Zielverkehrsaufkommens ist der Gravitationsansatz. Jede Verkehrszelle besitzt, entsprechend den Daten zur Raum- und Bevölkerungsstruktur, ein Potenzial oder in diesem Fall besser eine Attraktivität. Entscheidendes Kriterium für die Beziehungen zweier Verkehrszellen ist dabei die räumliche Distanz, da die Anziehungskraft mit zunehmender Entfernung kleiner wird. Ergebnis der Verkehrsverteilung ist eine Matrix, welche die Verkehrsnachfrage auf Quelle-Zielbeziehungen verteilt. Im Vergleich zum Schritt der Verkehrserzeugung sind diese Daten nun gerichtet, d.h. Quellen und Zielen von Beförderungsvorgängen zugeordnet (vgl. ebd., S. 93ff).

Verkehrsaufteilung Den Fahrtmengen werden nun mögliche Verkehrsmittel zugeordnet. Kriterien für die Auswahl sind die Verfügbarkeit und Nicht-Verfügbarkeit von Verkehrsmitteln sowie Kapazitäten, die durch das Verkehrssystem vorgegeben sind. Im Ergebnis dieses Schrittes lassen sich die Anteile der Verkehrsmittel am Gesamtverkehrsaufkommen im sog. Modal Split darstellen (vgl. ebd., S. 98).

Verkehrsumlegung Im abschließenden Schritt findet eine Umlegung der ermittelten Quell-Ziel-Beziehungen auf mögliche Routen des Verkehrsnetzmodelles statt. Daraus lassen sich Netzbelastung und Netzgeschwindigkeiten ermitteln.