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Projekt Mobilitätskonzept Krefeld – Potentialbestimmung für autonome Fahrzeuge im ÖPNV und Aufbau eines multimodalen Verkehrsangebots

Projekt Mobilitätskonzept Krefeld – Potentialbestimmung für autonome Fahrzeuge im ÖPNV und Aufbau eines multimodalen Verkehrsangebots

Bild: Beispiel ÖPNV Reisewiderstand in Krefeld
Bild: Beispiel ÖPNV Reisewiderstand in Krefeld

Autonome Kleinbusse, die schon mit wenigen Insassen wirtschaftlich betrieben werden können, sollen Teile der Herausforderungen der Verkehrswende lösen, indem sie Randgebiete sowie Schwachlastzeiten bedienen. So können zusätzliche ÖPNV-Mobilitätsangebote geschaffen werden, die mit konventionellen Bussen nicht wirtschaftlich zu betreiben sind.

Wie ein optimaler Einsatz von autonomen Bussen in Krefeld aussieht, wird aktuell durch die SWK MOBIL GmbH in Kooperation mit dem SWK E² Institut der Hochschule Niederrhein untersucht.

Ziel ist es, ein multimodales Verkehrsangebot aus der vorhandenen Infrastruktur mit konventionellen Bussen und Straßenbahnen sowie einer neuen autonomen Kleinbusflotte zu entwickeln. Bei gleichen Fahrpreisen soll zukünftig mehr Mobilität angeboten werden können. Hierfür werden innovative mathematische Algorithmen eingesetzt, die im Raum Krefeld für eine halbe Million einzelne Wege die Reisewiderstände mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln berechnen und vergleichen. Die mathematische Beschreibung der Reisewiderstände entstammt der Standardisierten Bewertung der Intraplan Consult GmbH und berücksichtigt sowohl Reisezeiten als auch Unannehmlichkeiten wie z.B. Umstiege oder die Parkplatzsuche. Damit kann identifiziert werden, wo der ÖPNV Verbesserungspotenzial aufweist.

Gleichzeitig werden anonyme Daten aus einer Mobilitätsbefragung des Jahres 2017 und weiteren Quellen zusammengeführt. Unter anderem wird der Flächennutzungsplan des Liegenschaftskatasters genutzt, um zeitlich unterscheidbare Wegezwecke, wie dem Arbeits- oder Schulweg, bestimmten Relationen automatisiert räumlich zuzuordnen und somit eine Quelle-Ziel-Zeit-Matrix grob zu schätzen. Sobald sich die Mobilität wieder in Bereichen vor der COVID-19-Pandemie befindet, soll eine weitere umfangreichere Befragung durchgeführt werden, um detailliertere Quelle-Ziel-Zeit-Relationen zu ermitteln und die zuvor angewandten Schätzfunktionen zu bewerten.

Durch das Zusammenführen der Bewegungsdaten und der Reisewiderstände liegt ein detailliertes mathematisches Modell zur Mobilität der Krefelder Bevölkerung vor. Mittels numerischer Methoden können anschließend Millionen Szenarien für ergänzende autonome Busrouten in kurzer Zeit berechnet werden und schließlich das Szenario ausgewählt werden, welches sich am wirtschaftlichsten darstellt und gleichzeitig den geringsten ÖPNV-Widerstand aufweist. Mit diesem Szenario sollten die meisten Personen dazu gebracht werden können, ihr Auto stehen zu lassen.

Die Ergebnisse der Reisewiderstandsberechnung des aktuellen ÖPNV-Netzes wurden als Video visualisiert, welches unten verlinkt ist. Für die Reisewiderstände des MIV wurden unter Anderem Floating Car Data des Krefelder Taxiunternehmens Knorrek genutzt, um realitätsnahe Fahrzeiten aller in Krefeld mit dem Auto zurückgelegten Wege zu berechnen, die tageszeitabhängig auch regelmäßige Staus zu Stoßzeiten berücksichtigen.

Aktuell wird mit diesen Reiswiderständen und der statistisch geschätzten Quelle-Ziel-Zeit-Matrix an einem Algorithmus gearbeitet, der rechenzeiteffizient mittels unterschiedlicher Heuristiken Bewertungskennzahlen bestimmt, die das Potential neuer AV-Linien abschätzen. Ein Einblick in die erste Iteration der Auswertung ist im zweiten verlinkten Video zu sehen. Hier sind die 25% der Relationen abgebildet, die das höchste Verhältnis zwischen ÖPNV-Reisewiderstand und MIV-Reisewiderstand aufweisen und somit auf den ersten Blick ein hohes Verbesserungspotential aufweisen. Bis zum Ende der ersten Phase im März 2021 wird dieser Algorithmus und die Kennzahlen erweitert und der Reisewiderstand einer autonomen Kleinbuslinie mit weiteren Einschränkungen aus der Literatur einbezogen. Damit schließt die erste Phase mit der Identifizierung einer ersten Teststrecke mit hohem Potential ab.

Die Methoden und Erkenntnisse werden mit allgemein verfügbaren Datenquellen gefüttert, sodass eine Übertragung in andere lokale Kontexte in bundesweiten Kommunen möglich ist.

Link ÖPNV-Reisewiderstände:

https://youtu.be/ERgpP0fHCo4

Link erste Potential-Auswertung:

https://youtu.be/o9OekmBDRdU

Kontakt:
Lukas Spengler, Mitarbeiter SWK MOBIL GmbH, Tel.: 0157 87377 547, E-Mail.: lukas.spengler@hs-niederrhein.de