Kai Nagel
Analyse der Wirkungen von
Straßenbenützungsgebühren mittels
agentenbasierter Modellierung
Conference object, Published version
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Suggested Citation
Nagel, Kai: Analyse der Wirkungen von Straßenbenützungsgebühren mittels agentenbasierter
Modellierung. - Pkw-Straßenbenützungsgebühren - Lösung oder Hemmschuh für eine nachhaltige
Mobilität? : Tagungsband zur Fachtagung am Mo., 29.09.2014 anlässlich des 70. Geburtstags von Gerd
Sammer. - Wien : Inst. für Verkehrswesen, 2015. - (Schriftenreihe / Institut für Verkehrswesen,
Department für Raum, Landschaft und Infrastruktur, Universität für Bodenkultur Wien ; 35). - S. 47–60.
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Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-47-
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Prof.
Dr.
Kai
NAGEL
Technische
Universität
Berlin
Fachgebiet
Verkehrssystemplanung
und
Verkehrstelematik
Analyse
der
Wirkungen
von
Straßenbenützungsgebühren
mittels
agentenbasierter
Modellierung
1.
Einleitung
Die
Weiterentwicklung
von
Hardware
und
Programmierwerkzeugen
hat
es
möglich
gemacht,
große
Verkehrssysteme
mit
mehreren
Millionen
von
Rei
senden
synthetisch
nachzubauen
und
zu
simulieren.
In
solchen
Simulationen
werden
alle
synthetischen
Reisenden
mit
einem
individuellen
Tagesplan
aus
gestattet,
welcher
eine
Abfolge
von
Aktivitäten
und
Orten
enthält,
die
durch
Wege
verbunden
sind.
Wie
es
üblich
ist,
wird
diese
Simulation
zunächst
für
den
Bezugsfall
ins
Gleichgewicht
gebracht,
indem
die
synthetischen
Reisenden
Routen,
Ver
kehrsmittel,
Abfahrtszeiten
etc.
so
lange
verändern,
bis
sie
sich
nicht
mehr
verbessern
können.
Die
betrachteten
Anpassungsdimensionen
sind
dabei
konfigurierbar.
Anschließend
wird
die
Maßnahme,
hier
eine
Maut,
eingerichtet.
Die
synthe
tischen
Reisenden
reagieren
darauf
entsprechend
ihrer
Anpassungsdimen
sionen
und
erreichen
ein
neues
Gleichgewicht.
Wie
üblich
können
Bezugsfall
und
Planfall
miteinander
vergleichen
und
bewertet
werden.
Es
werden
Resultate
für
folgende
Fälle
gezeigt
und
diskutiert:
•
Der
sogenannte
e-toll
in
Gauteng
(Südafrika).
•
Eine
hypothetische
Internalisierung
externer
Kosten
für
den
Großraum
München.
•
Eine
hypothetische
Cordon-Maut
am
Autobahn-Ring
in
Brüssel.
Der
mikroskopische
Ansatz
erlaubt
dabei
die
nachträgliche
Aggregation
der
Resultate
in
beliebige
Untergruppen
der
Gesamtbevölkerung.
Dies
erlaubt
die
Identifikation
von
Projektgewinnern
und
-Verlierern
und
damit
von
potentiellen
Befürwortern
und
Gegnern.
Von
der
Tendenz
her
erscheinen
Mautsysteme,
welche
auch
steuernde
Wirkung
haben,
effizienter
als
solche,
welche
nur
der
Einnahmengenerierung
dienen.
-48
-
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
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für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
2.
E-toll
in
Gauteng
(Südafrika)
2.1
Situation
Die
Provinz
Gauteng
in
Südafrika
umfasst
den
Großraum
Johannesburg-
Pretoria.
Sie
hat
12
Millionen
Einwohner
und
erwirtschaftet
10%
der
Wirt
schaftsleistung
des
gesamten
afrikanischen
Kontinents.
In
Konsequenz
dieser
hohen
wirtschaftlichen
Aktivität
ist
das
Verkehrssystem
zunehmend
stark
belastet.
Zum
Ausgleich
wurden
vor
allem
zwei
Maß
nahmen
durchgeführt:
•
Massiver
Autobahnausbau,
bei
dem
die
Kapazität
um
ca.
50%
erhöht
wurde
(z.B.
Standish
et
al.,
2010).
•
Einführung
des
Gautrain
zwischen
Pretoria
und
Johannesburg,
eine
Regio
nalbahnlinie
mit
deutlich
höherem
Sicherheitsstandard
als
die
bestehenden
Pendlerzüge.
Dieser
Text
konzentriert
sich
auf
ersteres.
Der
Ausbau
der
Autobahnen
wurde
zunächst
durch
Kredite
finanziert.
Diese
Kredite
sollen
u.a.
durch
den
sogenannten
e-Toll
bedient
werden.
Straßen
benutzungsgebühren
sind
in
Südafrika
kein
unbekanntes
Konzept:
Auf
vielen
Überland-Strecken
sind
sie
seit
langem
üblich.
Neu
beim
e-Toll
ist,
dass
er
auch
auf
typischen
Pendler-Strecken
erhoben
werden
soll.
Um
dem
hohen
Verkehrsaufkommen
gerecht
zu
werden,
wurde
eine
elektronische
Erhe
bungsmethode
gewählt,
beruhend
auf
RFID-Tags
im
Fahrzeug
und
entspre
chender
Infrastruktur
straßenseitig.
Die
Finanzierung
über
eine
Gebühr
wurde
gewählt,
weil
z.B.
eine
Erhöhung
der
Treibstoff-Steuer
nicht
zweckgebunden
erfolgen
kann.
Damit
stünden
auch
nach
einer
Erhöhung
der
Treibstoff-Steuer
die
Ausgaben
für
die
Ver
kehrsinfrastruktur
im
Wettstreit
mit
Ausgaben
z.B.
für
sozialen
Wohnungsbau
oder
für
eine
bessere
gesundheitliche
Versorgung
der
Bevölkerung.
Dabei
ist
zu
berücksichtigen,
dass
ein
großer
Teil
der
Bevölkerung
sehr
arm
ist
und
daher
ein
erheblicher
Nachholbedarf
besteht.
Die
Finanzierung
von
Infra
struktur-Maßnahmen,
so
wichtig
sie
für
das
wirtschaftliche
Funktionieren
des
Landes
sind,
hat
hier
immer
eine
Tendenz,
nachrangig
zu
sein.
Die
Flöhe
der
Maut
betrug
bei
ihrer
Einführung
2013
ZAR
0.7,
2.1,
und
4.2
pro
km
für
Fahrzeuge
bis
6
Meter
(=
Pkw),
zwischen
6
und
12.5
Meter
(kleine
Lkw)
und
über
12.5
Meter
(große
Lkw).
Darüber
hinaus
existiert
ein
differenziertes
Rabattsystem
z.B.
für
die
Verwendung
von
eTags
(ansonsten
erfolgt
die
Erfassung
über
die
Nummernschilder),
für
Fahrten
während
der
Nebenverkehrszeiten
oder
für
Minibus-Taxis.
10
ZAR
(Südamerikanische
Rand)
entsprachen
2013
knapp
einem
Euro.
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-49-
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für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
2.2
Agenten-basierte
Simulation
des
e-Toll
Die
agenten-basierte
Simulation
des
Mautsystems
beruht
auf
der
Software
MATSim
(Multi-Agent
Traffic
Simulation;
siehe
Balmer
etal.,
2009).
Das
Szenario
wurde
von
Johan
Joubert
und
seiner
Arbeitsgruppe
bereitgestellt
(du
Plessis
und
Joubert,
2012;
Venter
und
Joubert,
2013,
2014;
Nagel
etal.,
2014).
Anfangs-
und
Randbedingungen
Das
digitale
Straßennetz
wurde
durch
Aufbereitung
aus
OpenStreetMap
1
er
halten.
Die
synthetische
Nachfrage
entstand
aus
folgenden
Bausteinen:
•
Eine
synthetische
Bevölkerung
mit
Wohnorten
konnte
direkt
aus
der
süd
afrikanischen
Volkszählung
erzeugt
werden.
Die
jeweiligen
Arbeitsorte
wurden
aus
dem
“National
Household
Travel
Survey”
zugespielt.
Nur
Personen
mit
Auto
als
Verkehrsmittel
wurden
hier
berücksichtigt.
Da
MATSim
auf
vollständigen
Tagesplänen
besteht,
wurden
daraus
soge
nannte
home-work-home-Pläne
erzeugt.
In
XML-artiger
Syntax
sehen
diese
aus
wie
folgt;
Abb.
1
oben
zeigt
eine
Visualisierung.
<plan>
<act
type="home"
link="30001"
endjime="06:31:00"
...
/>
<leg
mode="car"
...
>
<route
...>30001
30003
...
</route>
</leg>
<act
type="work"
link="413171"
end_time="15:46:00"
...
/>
<leg
mode="car"
...
>
<route
...>413171
413061
...
</route>
</leg>
<act
type="home"
link="30001"
...
/>
</plan>
•
Wirtschaftsverkehr
wurde
basierend
auf
GPS-Aufzeichnungen
eines
Teils
der
Flotte
synthetisch
generiert
(Joubert
und
Axhausen,
2013);
Abb.
1
unten
zeigt
eine
Visualisierung.
1
wvwv.osm.org
-50-
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Pkw-Straßenbenützungsgebühren
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Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Abb.
1:
Home-work-home-Plan
(oben)
Plan
eines
kommerziellen
Fahrzeuges
(unten)
Iterationen
MATSim
beruht
auf
einem
Zyklus:
1.
Alle
synthetischen
Reisenden
n
wählen
einen
Plan
/'.
2.
Alle
ausgewählten
Pläne
nj
werden
simultan
in
einer
mikroskopischen
Verkehrssimulation
ausgeführt.
3.
Die
tatsächlich
erfahrenen
Tagesabläufe
aller
synthetischen
Reisenden
n
werden
durch
entsprechende
Scores
S
n
j
bewertet.
4.
Ein
Teil
der
Reisenden
kopiert
einen
seiner
Pläne,
verändert
die
Kopie,
und
wählt
diese
Kopie.
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oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-51
-
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Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
5.
Alle
anderen
Reisenden
wählen
aus
den
vorhandenen
Plänen
entspre
chend
dem
Score,
typischerweise
entsprechend
einem
Logit-Modell,
also
mit
höherer
Wahrscheinlichkeit
für
Pläne
mit
höherem
Score.
6.
Goto
2.
Ein
Durchlauf
wird
Iteration
genannt;
ein
typischer
MATSim-Lauf
besteht
aus
hunderten
solcher
Iterationen.
Die
Iterationen
werden
beendet,
wenn
das
System
relaxlert
ist;
als
Indikatoren
für
Relaxation
werden
aggregierte
Größen
wie
z.B.
die
Summe
aller
Reisezeiten
verwendet.
Die
untersuchte
Simulation
erlaubte
als
Anpassungsreaktion
(=
Veränderung
der
Kopie
eines
Planes,
Schritt
4)
neue
Routen.
Veränderung
von
Zeiten
und
Verkehrsmitteln
ist
mittelfristig
geplant,
wurde
aber
in
der
betrachteten
Studie
nicht
berücksichtigt.
Score
Da
die
synthetischen
Reisenden
mit
größerer
Wahrscheinlichkeit
Pläne
mit
höherem
Score
wählen,
muss
die
entsprechende
Bewertungsfunktion
die
Präferenzen
der
handelnden
Personen
reflektieren.
Da
bei
den
hier
betrach
teten
Simulationen
nur
Routenwahl
betrachtet
wird,
genügt
zunächst
eine
Funktion,
die
Reisezeit
gegen
Mautkosten
abwägt.
Die
hier
gewählte
Funk
tion
lautet
Vp,i
—
ßttrav
‘Urav
+
ßctrav
'Ctrav
,
wobei
t,
rav
und
c
trav
Zeit
und
monetäre
Kosten
aller
Wege
des
Tages
sind,
und
j
ßtirav,
ßctrav
die
marginalen
Nutzen
von
Reisezeit
und
monetären
Kosten
angeben.
Entsprechend
ist
VTTS=
ßttrav!
ßctrav
der
“value
of
travel
time
savings”
oder
Zeitwert.
Maut
Bezogen
auf
das
Einschalten
der
Maut
kann
man
sich
den
Ablauf
der
Simulation
wie
folgt
vorstellen:
•
Zunächst
laufen
viele
Iterationen
ohne
Maut.
Währenddessen
suchen
alle
synthetischen
Reisenden
einen
“normalen”
Plan.
Entsprechend
den
ge
wählten
Parametern
nimmt
die
Simulation
an,
dass
dabei
keine
monetären
Kosten
entstehen,
und
wählt
dementsprechend
die
schnellste
Route,
unter
der
üblichen
Bedingung,
dass
dies
auch
alle
anderen
tun,
so
dass
sich
ein
Nash
Gleichgewicht
(genau
genommen:
eine
Approximation
eines
Sto
chastischen
Nutzer-Gleichgewichts,
vgl.
Nagel
und
Flötteröd,
2012)
ergibt.
•
Dann
wird
die
Maut
eingeschaltet.
•
Nach
dem
Einschalten
der
Maut
sind
Autobahnen
plötzlich
teurer.
Die
synthetischen
Reisenden
probieren
als
Reaktion
viele
unterschiedliche
-52-
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-
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oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
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für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Routen,
welche,
die
preiswert
sind,
weiterhin
welche,
die
schnell
sind,
und
Kompromisse
(vgl.
Nagel
et
al.,
2014).
Dabei
beziehen
sie,
da
die
Scoring
Funktion
auf
der
Ausführung
der
Pläne
beruht,
entstehende
Staueffekte
mit
ein.
•
Schlussendlich
finden
sie
neue
Routen,
die
eine
für
die
jeweilige
syn
thetische
Person
günstige
Balance
zwischen
Fahrzeit
und
Mautkosten
darstellt.
2.3
Resultate
Es
handelt
sich
nicht
um
eine
voll
kalibrierte
Simulation,
so
dass
die
Resultate
nur
als
Tendenzen
verstanden
werden
sollten.
Sie
bewegen
sich
aber
im
Rahmen
der
Vorhersagen
und
Beobachtungen.
Abb.
2
zeigt
Belastungsdifferenzen
gegenüber
dem
Zustand
ohne
Maut.
Es
ist
deutlich
zu
sehen,
dass
die
Autobahnen
entlastet
werden,
das
sekundäre
Netz
hingegen
mehr
belastet
wird.
Abb.
2:
Belastungsdifferenzen
gegenüber
dem
Zustand
ohne
Maut.
Grün
bedeutet
niedrigere
Belastungen
(Flüsse),
rot
höhere.
Die
Autobahn,
die
diagonal
durch
Johannesburg
geht
(im
unteren
Bereich
des
Bildes)
gehört
einem
anderen
Betreiber
und
ist
daher
von
der
Maut
ausgenommen.
Fachtagung
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-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-53-
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Tab.
1
listet
Gewinne
und
Verluste
für
unterschiedliche
Untergruppen.
Private
Reisende,
die
nach
der
Einführung
der
Maut
diese
dann
auch
zahlen,
ge
winnen
zwischen
75
und
90
Sekunden
Zeit
pro
Tag,
wofür
sie
zwischen
ZAR
8
und
10
zahlen.
Kommerzielle
Reisende
zahlen
zwischen
ZAR
12
und
19
und
gewinnen
dafür
zwischen
65
und
73
Sekunden.
Dabei
ist
es
plausibel,
dass
die
zeitlichen
Gewinne
trotz
höherer
Mautzahlungen
bei
den
höheren
Zeitwerten
(siehe
zweite
Spalte
der
Tabelle)
niedriger
ausfallen:
Zum
einen
gibt
es
hier
eine
Zahlungsbereitschaft
bereits
für
geringere
Zeitgewinne;
zum
anderen
wird
die
Autobahn
durch
die
stärkere
Nutzung
langsamer.
Reisende,
die
nach
der
Einführung
keine
Mautstrecke
benutzen,
haben
im
Mittel
ganz
erhebliche
Zeitverluste.
Dabei
hat
diejenige
Untergruppe,
die
explizit
von
einer
mautpflichtig
gewordenen
Route
weggewechselt
ist
(“Ausweicher”),
die
höchsten
Zeitverluste.
Die
Größenordnungen
der
Mauteinnahmen
entsprechen
sowohl
den
Vorher
sagen
(Standish
etal.,
2010)
als
auch
den
derzeitigen
Presseberichten
(Mail
&
Guardian,
2013;
Donnelly,
2014).
Tab.
1:
Mittlere
Veränderungen
für
bestimmte
Untergruppen.
“privat”
bezeichnet
nicht-kommerziellen
Verkehr,
“kommerz."
den
kommerziellen.
“Zahler”
bezeichnet
Personen,
die
nach
der
Einführung
der
Maut
an
irgendeiner
Stelle
Maut
zahlen,
“Nicht-Zahler”
zahlen
nicht.
“Ausweicher”
sind
diejenigen
Nicht-Zahler,
die
mit
ihrer
vorher
gewählten
Route
nun
zahlen
müssten.
Grün
sind
Verbesserungen,
rot
Verschlechterungen.
Die
jeweils
erste
Zeile
kommt
von
Simulationen
mit
einem
Zeitwert
von
20
ZAR/h
(eher
niedrig),
die
zweite
von
Simulationen
mit
einem
Zeitwert
von
110
ZAR/h
(eher
hoch).
-
Es
gab
auch
schon
vorher
bemautete
Strecken,
die
im
Zusammenhang
mit
der
neuen
Maut
ggf.
vermieden
werden;
deshalb
ist
es
möglich,
dass
die
Ausweicher
weniger
zahlen
als
vorher.
Basis-VoT
[ZAR/hl
Reisezeit-
Veränderung
jsj
Zahlungs-
Veränderung
jZARl
Anzahl
Betroffene
privat,
Zahler
20
-90
+8
197000
110
-75
+10
284000
privat,
Nicht-Zahler
20
+
174 0
1378000
110
+20
0
1291000
enthält:
privat,
20
+626
-1
187000
Ausweicher
110
+117
-2
126000
kommerz.,
Zahler
20
-73
+12
193
000
110
-65
+19
262000
kommerz.,
Nicht-Zahler
20
+272
0
459000
110
+90
0
390000
enthält:
kommerz.,
20
+689
-3
157000
Ausweicher
110
+325
-5
99000
alle
20
+144
+1
110
+10
+3
-54-
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
2.4
Konsequenzen
Im
Mittel
hat
in
den
Simulationen
die
gesamte
Bevölkerung
sowohl
zeitliche
als
auch
monetäre
Verluste.
Die
genauen
Ursachen
dafür
könnten
mit
der
Simulation
untersucht
werden;
dies
sind
noch
zu
leistende
zukünftige
Arbeiten.
Es
ist
zu
vermuten,
dass
insbesondere
in
den
Nebenverkehrszeiten
trotz
Rabatt
viele
Reisende
auf
dem
sekundäre
Netz
fahren,
obwohl
auf
den
Autobahnen
noch
genügend
Kapazität
vorhanden
wäre;
dies
ist
dann
klar
ineffizient.
Weiterhin
sind,
soweit
es
sich
aus
den
Medien
ergibt,
die
Kosten
für
die
Mauterhebung
hoch
(ca.
30%
der
Einnahmen,
Mail
&
Guardian,
2013).
Insgesamt
bestehen
in
der
Bevölkerung
erhebliche
Widerstände
gegen
die
Maut,
die
sich
u.a.
darin
äußern,
dass
ein
großer
Anteil
der
Benutzer
die
Maut
gar
nicht
zahlt
(Donnelly,
2014).
Diese
Widerstände
speisen
sich
ver
mutlich
aus
allgemeineren
Überlegungen,
aber
die
im
vorherigen
Absatz
erklärte
geringe
ökonomische
Effizienz
dürfte
einer
hohen
Akzeptanz
nicht
zuträglich
sein.
Allerdings
herrscht
in
der
Bevölkerung
auch
ein
nur
geringes
Verständnis
für
den
Unterschied
zwischen
fiskalischer
und
Gebühren-Finan-
zierung.
Immerhin
wird
die
zu
erwartende
Zunahme
der
Nachfrage
die
ökono
mische
Effizienz
des
Verfahrens
auf
Dauer
verbessern,
da
sie
sich
damit
zunehmend
von
einer
Benutzungsgebühr
zu
einer
Staugebühr
(welche
die
externen
Kosten
des
Staus
internalisiert)
entwickeln
wird
(s.
z.B.
Lindsey
und
Verhoef,
2001).
Dennoch
wäre
im
Sinne
der
ökonomischen
Effizienz
über
eine
weitere
Rabattierung
in
der
Nebenverkehrszeit
nachzudenken.
3
Hypothetische
Internalisierung
externer
Kosten
für
den
Großraum
München
Sehr
viel
kürzer
soll
von
Simulation
zur
Internalisierung
von
Immissions
kosten
berichtet
werden
(Kickhöfer
und
Nagel,
2013;
Kickhöfer
und
Kern,
2014).
Hier
wurde
für
den
Großraum
München
eine
ähnliche
Simulation
wie
für
Gauteng
aufgesetzt.
Zusätzlich
zur
Routenwahl
haben
hier
die
synthe
tischen
Reisenden
auch
Verkehrsmittelwahl
als
Ausweich-Dimension
zur
Verfügung.
Die
hypothetische
Maut
errechnet
sich
aus
den
/mmissions-
wirkungen
eines
jeden
Fahrzeugs;
dafür
werden
die
Aufenthalte
der
synthetischen
Personen
an
den
Kanten
im
Modell
nachverfolgt,
wie
dies
nur
eine
vollständige
aktivitäten-orientierte
Simulation
kann.
Für
weitere
Details,
siehe
(Kickhöfer
und
Nagel,
2013;
Kickhöfer
und
Kern,
2014).
Abb.
3
zeigt
Resultate,
differenziert
nach
den
Untergruppen
“urban”
(Wohnort
und
Arbeitsplatz
innerhalb
der
Stadtgrenzen),
Einpendler
(“commuter”,
Wohnort
außerhalb
und
Arbeitsplatz
innerhalb
der
Stadtgrenzen),
Auspendler
(“reverse
commuter”,
Wohnort
innerhalb
und
Arbeitsplatz
außerhalb
der
Stadtgrenzen)
sowie
Frachtverkehr.
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-55-
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Auffällig
ist
zunächst,
dass
sich
bzgl.
externer
Kosten
der
Emission
praktisch
gar
kein
Nutzen
ergibt
-
die
Emissionen
verringern
sich
praktisch
gar
nicht.
Hingegen
verbessert
sich
der
Verkehrsfluss
(“congestion”),
sozusagen
als
Kollateralnutzen
der
Immissions-Maut.
Auch
die
Schadenswirkungen
(“exposure”)
verbessern
sich
-
im
Vergleich
mit
den
Emissionen
sollte
man
sich
vergegenwärtigen,
dass
lokale
Schadenswirkungen
ggf.
durch
längere
Wege
reduziert
werden
können.
Die
von
den
Nutzern
direkt
wahrnehmbaren
Wirkungen
(Verkehrsfluss
minus
Mautzahlung;
“user
direct”)
sind
für
die
urbanen
Nutzer
positiv,
für
alle
anderen
negativ.
Bezieht
man
die
Schadens
wirkungen
der
Immissionen
ein
(“user-inc-exp"),
sieht
es
besser
aus,
aber
es
ist
unklar,
ob
reale
Personen
eine
den
Schadenswirkungen
äquivalente
Zahlungsbereitschaft
haben.
Ein
großer
Gewinner
ist
die
Regierung,
durch
die
Mauteinnahmen.
Unterm
Strich
hat
die
Maßnahme
erhebliche
positive
Wirkungen,
wobei
“all-w-exp”
annimmt,
dass
jeweilige
Einnahmen
innerhalb
der
Nutzergruppe
verbleiben
-
in
der
Praxis
dürften
sich
hier
andere
Verteilungswirkungen
ergeben.
■
URBAN
«COMMUTER
REV_COMMUTER
-
FREIGHT
Abb.
3:
Rechnerische
Nutzen
(in
Millionen
Euro
pro
Tag)
einer
hypo
thetischen
Internalisierung
von
Emissionskosten
durch
eine
entsprechende
fahrzeug-
und
tageszeit-spezifische
Maut.
Die
Kategorien
werden
im
Text
erklärt.
-56-
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
4
Eine
hypothetische
Cordon-Maut
am
Autobahn-Ring
in
Brüssel
Schlussendlich
ein
kurzer
Bericht
von
Simulationen
einer
Kordon-Maut
für
Brüssel
(Röder
etal.,
2013).
Die
Simulation
ergab
sich
aus
einer
mit
UrbanSim
(Waddell
etal.,
2003)
durchgeführten
Studie
im
Rahmen
des
SustainCity
Projektes
(SustainCity
www
pages,
accessed
June
2013)
für
den
Raum
Brüssel
(Cabrita
et
al.,
forthcoming).
Abb.
4
zeigt
die
Veränderung
der
Erreichbarkeit
von
Arbeitsplätzen
durch
eine
hypothetische
Kordon-Maut
am
Autobahn-Ring,
wobei
der
Ring
selber
innerhalb
des
Kordons
liegt.
Als
Maß
für
Erreichbarkeit
wird
der
ökonomet
rische
Logsum-Ausdruck
verwendet:
A
i
=
\n'Z
j
e
v
iJ
(1)
wobei
/
den
Ausgangsort
bezeichnet,)
über
alle
potentielle
Arbeitsplätze
läuft,
und
Vjj
bezeichnet
den
Reiseaufwand
(meistens
negativ)
von
i
nach
j.
2
Eine
eventuell
zu
leistende
Mautzahlung
ist
Teil
dieses
Aufwandes.
Nicolai
und
Nagel
(in
press)
berichten
weitere
Details
der
Methodik;
Gl.
(1)
ist
eine
Art
Mittelung
über
mögliche
Reiseaufwände
zum
Arbeitsplatz;
in
der
ökonome
trischen
Theorie
entspricht
sie,
abgesehen
von
einer
fehlenden
Konstante,
auch
dem
erwarteten
maximalen
Nutzen.
Offenbar
wird
in
Abb.
4
die
Erreichbarkeit
von
Arbeitsplätzen
durch
die
Maut
für
Personen,
die
außerhalb
des
Autobahnringes
wohnen,
deutlich
reduziert.
Dafür
steigt
sie
innerhalb
des
Autobahnringes
an,
da
sich
dort
der
Verkehrs
fluss
verbessert.
Ob
diese
Verteilungswirkungen
schlussendlich
gewollt
sind,
kann
m.E.
nur
in
der
politischen
Diskussion
entschieden
werden
-
vielleicht
soll
ja
ein
Anreiz
gesetzt
werden,
dass
Personen
mit
Wohnort
außerhalb
des
Autobahnringes
entweder
mit
anderen
Verkehrsmitteln
zu
Arbeitsplätzen
In
der
Innenstadt
kommen
oder
entweder
ihren
Wohnort
oder
ihren
Arbeitsplatz
verlagern.
2
Hierbei
wird
ein
eventuell
vorhandener
sogenannter
“scale
parameter’’
in
Vjj
integriert.
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-57-
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Legend
>00
tolled
Links,
network
=
1000-2000
=3
2000
-
3500
=D
3500-12000
sc_to_basecase2
■I
-11.67--0.49
■I
-0.49
-
-0.37
■I
-0.37
-
-0.32
■
-0.32
-
0.28
■
-0.28
-
-0.23
Bi
-0-23
-
-0.20
H
-0.20--0.16
№
-0.16-
-0.12
-0.12--0.04
-0.04-0.14
Abb.
4:
Veränderung
der
ökonometrischen
Erreichbarkeit
von
Arbeitsplätzen
durch
die
Einführung
einer
Kordon-Maut
in
Brüssel.
Der
gut
sichtbare
Autobahnring
liegt
innerhalb
des
Kordons.
In
dunklen
Gebieten
sinkt
die
Erreichbarkeit,
in
hellen
steigt
sie.
5
Schlussfolgerungen
Folgende
Schlussfolgerungen,
nicht
nur
basierend
auf
obigem
Text,
er
scheinen
möglich:
•
Mikroskopische,
verhaltens-orientierte
(“agenten-basierte”)
Verkehrssimu
lationen
großer
Regionen
sind
möglich.
Das
zeigen
nicht
nur
die
obigen
Untersuchungen,
sondern
auch
zahlreiche
andere
(z.B.
Fourie,
2008;
Flao
et
al.,
2010;
Erath
et
al.,
2012;
McArdle
et
al.,
2012).
•
Die
Qualität
der
Resultate
scheint
ähnlich
zu
sein
wie
bei
konventionelleren
Verkehrs-Simulationen
(Raney
etal.,
2003;
Chen
etal.,
2008;
Gao,
2009;
Fourie,
2010).
Außerdem
kann
dies
durch
systematische
automatische
Kalibrierung
verbessert
werden
(Flötteröd
etal.,
2012;
Moyo
Oliveros
und
Nagel,
2013;
Ziemke
et
al.,
2015).
Dabei
ist
die
Expressivität
des
agenten
basierten
Ansatzes
durch
die
Berücksichtigung
der
zeitlichen
Dynamik,
ganzer
Tagespläne,
sowie
der
simultanen
Berücksichtigung
von
Routen,
Zeiten
und
Verkehrsmitteln
zweifelsohne
größer.
-58-
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
•
Somit
sind
auch
Maut-Simulationen
möglich,
die
alle
diese
Aspekte
berück
sichtigen.
Weiterhin
erlaubt
die
disaggregierte
Simulationsmethodik
belie
bige
Aggregationen
noch
nach
Abschluss
der
Simulationen.
•
Die
im
Bericht
angesprochenen
Resultate
zeigen,
dass
Mautsysteme
deut
lich
bis
dramatisch
effizienter
werden
können,
wenn
man
ihnen
ein
Steuerungsziel
gibt.
Mögliche
Steuerungsziele
sind
Staureduktion,
Emissi
onsreduktion
oder
Immissionsreduktion.
Mautsysteme,
die
z.B.
aus
finanz
politischen
Überlegungen
eingeführt
werden,
liefern
zwar
oft
die
gewünsch
ten
Einnahmen,
ignorieren
aber
gleichzeitig
mögliche
Effizienzgewinne,
z.B.
durch
systematische
Staureduktion
oder
Reduktion
von
Emissi
onen/Immissionen.
•
Eine
emissions-
oder
immissionsreduzierende
Maut
kann
erheblichen
“Kollateralnutzen”
für
die
Staureduktion
haben;
eine
Kordon-Maut
kann
erhebliche
räumliche
Verteilungswirkungen
haben.
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travel
demand
model
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dynamic
traffic
assignment
and
emission
models
-
Implementation
in
the
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
für
eine
nachhaltige
Mobilität?
-59-
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
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-60-
Fachtagung
Pkw-Straßenbenützungsgebühren
-
Lösung
oder
Hemmschuh
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Mobilität?
Institut
für
Verkehrswesen
2015
Universität
für
Bodenkultur
Wien
Venter,
C.
J.
and
J.
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Tax
or
toll?
GPS-based
assessment
of
equity
impacts
of
large
scale
electronic
freeway
tolling
in
Gauteng,
South
Africa.
Tech.
Rep.
14-0702,
2014.
Waddell,
P.,
A.
Borning,
M.
Noth,
N.
Freier,
M.
Becke,
and
G.
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Microsimulation
of
urban
development
and
location
choices:
Design
and
implementation
of
UrbanSim.
Networks
and
Spatial
Economics,
3(1),
43,
2003.
Ziemke,
D.,
K.
Nagel,
and
C.
Bhat.
Integrating
CEMDAP
and
MATSim
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increase
the
transferability
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transport
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