Forschungsinformationssystem des BMVI

zurück Zur Startseite FIS

Smarte Verkehrskonzepte für die resiliente Stadt der Zukunft

Erstellt am: 15.11.2021 | Stand des Wissens: 17.01.2023
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Institut für Mobilitäts- und Stadtplanung, Universität Duisburg-Essen, Prof. Dr.-Ing. Dirk Wittowsky

Eine resiliente Stadt ist in der Lage, Störungen und kritische Ereignisse rechtzeitig zu erkennen, sie zu vermeiden oder sie im Falle ihres Eintretens proaktiv abzufedern und sich von den Auswirkungen zu erholen. Grundlegende städtische Strukturen und Funktionen werden dabei aufrechterhalten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, um Handlungsabläufe zu analysieren, robuste Bewältigungsstrategien für zukünftige Ereignisse zu entwickeln und bereits vorhandene Strategien zu adaptieren. Hierbei gilt es, die unterschiedlichen Aspekte von Urbanisierung, nachhaltiger Entwicklung und Klimawandel integriert zu betrachten [ICLEI19, S. 5].
Städte sind komplexe Systeme, deren unterschiedlichen Ebenen eng miteinander verwoben sind, aufeinander aufbauen und voneinander abhängen (Abb. 1) [BBSR18c, S. 19].
BBSR2018_Stresstest Stadt_S.19.png

Abbildung 1: Modell der funktionsfähigen Stadt mit den essenziellen Grundfunktionen [BBSR18c, S. 19]
Mobilität und Verkehrssysteme bilden zentrale Einheiten, die städtische Funktionen sicherstellen und ihre Akteure verknüpfen. Vor allem die räumliche Verteilung von Wohnorten, Arbeitsplätzen und Versorgungseinrichtungen bestimmt das Ausmaß an Mobilität und damit das Verkehrsaufkommen sowie die Verkehrsmittelverteilung in unseren Städten. Die Anzahl der Verkehrsträger und ihre Verteilung haben wiederum Einfluss auf lokale Emissionswerte (Lärm, Luftschadstoffe, Flächenverbrauch, Versiegelung), die Umweltqualität und Standortattraktivität.
Zur Vernetzung und Nutzbarmachung städtischer Systeme birgt der kontinuierliche Fortschritt in den Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) große Vorteile. Im Sinne der vernetzten Smart City verfügen die Sektoren Verkehr, Gesundheitswesen, Wetterüberwachung oder Energiewirtschaft über umfangreiche Datensätze, beispielsweise zu Fahrverhalten, Bewegungsradien, Raumwahrnehmung, körperlicher und geistiger Leistungsfähigkeit, Immissionen oder Verbrauch, die durch Sensorik in Form von Big Data gesammelt, aufbereitet und ausgewertet werden können. Durch ihre Verschneidung können Schwachstellen im Verkehrssystem, kritische Knoten- oder Überlastungspunkte sowie vulnerable Hotspots identifiziert werden. Gleichzeitig lassen sich Ausweichräume ausweisen, die Möglichkeiten für Alternativrouten bieten. Unter Einbezug von Echtzeitdaten kann eine flexible Verkehrssteuerung erfolgen, die Belastungspunkte frühzeitig entzerrt, dynamisch Alternativrouten generiert und im Krisenfall sowohl Personen- als auch Logistikverkehre auf die bestehende Situation vorbereiten und anpassen kann.
Zukünftig werden bei der Datengenerierung auch die in den Städten lebenden Menschen eine entscheidende Rolle spielen. Als sogenannte Prosumer [BMWI16c] (zusammengesetzt aus den englischen Wörtern "producer" und "consumer") profitieren sie zum einen als "Konsumenten" von den Informationen, die durch Big Data verfügbar werden. Zum anderen "produzieren" sie durch ihr Handeln selbst Datenmaterial, das für Analysen, intelligente Verkehrssteuerung und intelligentes Verkehrsmanagement sowie zur Koordination von Mobilität in Krisensituationen genutzt werden kann. So geben anonymisierte Nutzerdaten Auskunft über Verhaltensroutinen und können im Krisenfall dazu beitragen, Bewegungsmuster zu simulieren und geeignete Ausweichmöglichkeiten bereitzustellen. [Dang20, S. 47; GaWi15, S. 15]
Ein häufiger Unsicherheitsfaktor ist die Frage nach Datenschutz und Persönlichkeitsrecht der von Prosumern genutzten und bereitgestellten Daten. In den meisten Fällen der Datensammlung werden jedoch keine personenbezogenen Datensätze zur validen Ergebnisgenerierung und für die Ableitung von Strategien benötigt. Daten können dementsprechend vollkommen anonymisiert erhoben, übermittelt und ausgewertet werden. Auch hinsichtlich Richtigkeit und Zuverlässigkeit von selbst erhobenen Datensätzen herrscht häufig Unsicherheit. Gerade Informationen, die über Trackinggeräte, Apps oder andere manuell gesteuerte Erhebungsinstrumente erfasst werden, lassen nicht immer Rückschlüsse auf vollständige Wegstrecken oder Routinen zu, da sie abhängig von der individuellen Handhabung durch die Nutzenden sind. Die Erhebungen beruhen auf einer freiwilligen Teilnahme, bei der sich häufig vor allem diejenigen angesprochen fühlen, die sich ohnehin bewusst und meist nachhaltig fortbewegen - abweichende Mobilitätsmuster fallen deshalb aus der Erhebung. Dennoch lassen sich Erkenntnisse zum Mobilitätsverhalten bestimmter Nutzergruppe, zur Nutzung bestimmter Straßenabschnitte oder zum Vermeidungsverhalten ziehen, was wiederum Rückschlüsse auf Wegebeschaffenheit, Gefahrenstellen oder potenzielle Anknüpfungspunkte für Intermodalität zulässt.
Zumeist werden die Daten von Dienstanbietern erhoben und von ihnen zur Verfügung gestellt. Nutzer, wie Städte oder Forschungsinstitutionen können auf diese Weise große Mengen an Daten als "neuen Rohstoff" für die Stadt- und Verkehrsplanung nutzen. Je mehr Daten in die Analysen einfließen, desto präziser und differenzierter lassen sich die Ergebnisse für mögliche taktische und strategische Management-Aufgaben nutzen. Deshalb gilt von politischer Seite aus für rechtliche Grundlagen zu sorgen, die eine datenschutzkonforme Erhebung, Lagerung und Weiterverarbeitung ermöglichen. Plattformen wie der Mobilitäts Daten Marktplatz (MDM) [bast21b] bieten die Möglichkeit der proaktiven trans- und interdisziplinäre Vernetzung zwischen Erhebenden und Nutzern, zwischen Institutionen, Kommunen und Politik. Dies fördert nicht nur die Verlässlichkeit des Datenmaterials, sondern auch dessen Benutzerfreundlichkeit: Unternehmen, die ihre Daten institutionenübergreifend austauschen, profitieren von zusätzlichen Informationen und können so ihr eigenes Material validieren.
Digitalisierung, Vernetzung und Integration von Verkehrs- und Mobilitätsstrukturen sind grundlegend für den Erhalt der Grundfunktionalität von Städten. Sie sorgen für ein differenzierteres Verständnis von Schwachstellen, sowohl in der gebauten Umwelt, als auch im Mobilitätsverhalten der Bevölkerung. Im Rahmen der Ausarbeitung von Resilienzstrategien kann dieses Wissen für Vulnerabilitätsanalysen, für die Entwicklung von Leitbildern oder die Erfassung von Störereignissen und die Reaktion auf sie eingesetzt werden. [zllise: 542804, S. 17] Eine Aufgabe der Strategie ist es, Schlussfolgerungen aus Krisensituationen und erkannten Schwachstellen zu ziehen. Dafür bedarf es einer intensiven inter- und transdisziplinären Zusammenarbeit - nicht nur in den Bereichen Mobilität, Stadt- und Raumstruktur. Umwelt- und Klimaschutzaspekte müssen ebenso mit einfließen wie Technologien, Sozialgefüge, Bevölkerungsverhalten, Wissensintegration und Wirtschaftlichkeit. Dabei muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass einzelne Bereiche des Stadtsystems in der Strategieentwicklung nicht vernachlässigt beziehungsweise durch widersprüchliche Handlungsansätze und Zielindikatoren geschwächt werden. Verstärkter interkommunaler Austausch ermöglicht die Übertragung von Strategieansätzen ähnlicher städtischer Strukturen sowie die Entwicklung regionaler Strategien. [FeFl16, S. 77]
Ansprechpartner
Institut für Mobilitäts- und Stadtplanung, Universität Duisburg-Essen, Prof. Dr.-Ing. Dirk Wittowsky
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Resilienz von Verkehrssystemen unter besonderer Berücksichtigung des Klimawandels (Stand des Wissens: 26.11.2021)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?543869
Literatur
[bast21b] Rittershaus, Lutz Mobilitäts Daten Marktplatz, 2021
[BBSR18c] Prof. Dr. Theo Kötter, Dr. Dominik Weiß, Timo Heyn, Jan Grade, Dr. Gottfried Lennartz Stresstest Stadt - wie resilient sind unsere Städte?, 2018/02, ISBN/ISSN 978-3-87994-224-4
[BMWI16c] Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (Hrsg.) Energiewende global, 2016/03/22
[Dang20] Dangschat, Jens S. Gesellschaftlicher Wandel, Raumbezug und Mobilität, veröffentlicht in Wechselwirkungen von Mobilität und Raumentwicklung im Kontext gesellschaftlichen Wandels, 2020, ISBN/ISSN 978-3-88838-099-0
[FeFl16] Miriam Fekkak, Mark Fleischhauer, Stefan Greiving, Rainer Lucas, Jennifer Schinkel, Uta von Winterfeld Resiliente Stadt - Zukunftsstadt: Forschungsgutachten, 2016/11, Online-Referenz https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:wup4-opus-66143
[GaWi15] Garde, Jan, Wittowsky, Dirk Mit "Smart Cities" zur Mobilitätswende? Die Zukunft der urbanen Mobilität im digitalen Zeitalter, veröffentlicht in Magazin Innenstadt - Thema: Die digitale Stadt, Ausgabe/Auflage 02/15, Münster, 2015/12
[ICLEI19] ICLEI Local Governments for Sustainability e.V. (Hrsg.) Resilient Cities. Thriving Cities: The Evolution of Urban Resilience, 2019
Glossar
IKT Informations- und Kommunikationstechnologien
City Der in der Stadtforschung und im allgemeinen Sprachgebrauch für die Kennzeichnung des Stadtzentrums meist größerer Städte verwendete Begriff City ist nicht eindeutig, da er im Englischen eine völlig andere Bedeutung hat. Im englischen Sprachgebrauch kann der Begriff City für drei verschiedene Varianten stehen:
  1. allgemein für eine Großstadt,
  2. für eine historische Stadt mit Bischofssitz und Kathedrale,
  3. für eine Stadt mit königlicher Urkunde und zeremoniellen Privilegien.
Der deutsch Begriff der City leitet sich aus der frühen Konzentration von Bürofunktionen in der historischen City of London ab, da sich dort bereits im 18. Jahrhundert mit dem aufkommenden und rasch entfaltenden Banken- und Versicherungswesen der neue Typ des Bürohauses herausbildete, der den Prozess der Citybildung enorm beschleunigte. In erster Linie ist City ein Funktionsbegriff. Die City ist der zentralst gelegene Teilraum einer größeren Stadt mit einer räumlichen Konzentration hochrangiger zentraler Funktionen des tertiären und quartären Sektors.
Prosumer
Der Begriff Prosumer setzt sich zusammen aus den englischen Wörtern producer (Produzent/Hersteller) und consumer (Konsument/Verbraucher). Er bezeichnet Menschen, die ein bestimmtes Gut herstellen oder bereitstellen und es gleichzeitig auch konsumieren oder verarbeiten. Prosumer sind in der nachhaltigen Energie-, Wärme- oder Nahrungsmittelgewinnung und -nutzung ebenso zu finden, wie in der Generierung von Datenmaterial für intelligente Technologien und Smart-City-Ansätze.
Verkehrsaufkommen Das Verkehrsaufkommen beschreibt die Anzahl der zurückgelegten Wege, beförderten Personen oder Güter pro Zeiteinheit. Im Unterschied dazu bezieht sich das spezifische Verkehrsaufkommen auf zurückgelegte Wege und beschreibt die mittlere Anzahl der Ortsveränderungen pro Person und Zeiteinheit.
Urbanisierung Ausbreitung städtischer Lebens- und Verhaltensweisen, Wachstum der Städte durch Land-Stadt gerichtete Wanderungsbewegungen (Landflucht)
MDM Der MDM: Mobilitäts Daten Marktplatz ist ein zentrales Online-Portal, das Verkehrsdaten bereitgestellt, um damit durch den vereinfachten Datenaustausch mit Dritten sowie durch den Zugang für private Dienstleistungsanbieter neue Möglichkeiten im Bereich des Verkehrsmanagements und Serviceangebote zu ermöglichen. Die Bundesanstalt für Straßenwesen ist im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums für den Betrieb dieser Austauschplattform zuständig.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?542843

Gedruckt am Mittwoch, 29. Mai 2024 01:15:28