CO2-SynArea Erhebung der CO2 -Einsparungspotentiale durch eine synergetische Flächenerschließung mit öffentlichem Verkehr, niederschwelligem Kurzstrecken-Individualverkehr und autonomen Fahrzeugen

Ziel des Projektes CO2-SynArea ist die Erhebung der CO2–Einsparungspotentiale durch einen Einsatz des SynArea-Konzepts dem folgende innovative Lösungsansätze zu Grunde gelegt werden:

• Flächendeckendes Fahrzeug-Sharing-System mit speziell für diesen Zweck optimierten Elektroleichtfahrzeugen (benutzerabhängige Höchstgeschwindigkeit, Kuppelbarkeit)

• Kuppelbarkeit mehrerer Fahrzeuge zwecks leichterer Wiederverteilung und universeller Verwendbarkeit für größere Familien oder mit mehr Gepäck

• Redimensionierung und Optimierung des fahrplanbasierten öffentlichen Verkehrs: Tagesdurchgängig optimal getaktete und auf Anschlüsse optimierte Rückgratlinien

• Flächendeckendes Mikro-ÖV-Angebot für alle Zielgruppen

Im gegenständlichen Forschungsprojekt wurden die Vorarbeiten und Ergebnisse des SynArea-Konzepts aufgegriffen und um die Auswirkungsanalyse des automatisierten Fahrens in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen mit dem herkömmlichen Individualverkehr hinsichtlich Reiszeiten, Verbrauch, GHG-Ausstoß und Akzeptanz erweitert.

Ausgehend von einer Analyse vorhandener makroskopischer Verkehrsmodelle aus den Grundlagen des SynArea-Konzeptes wurde in CO2-SynArea anhand eines Kriterienkataloges eine in der Konzepterstellung betrachteten Region für eine exemplarische mikroskopische Verkehrsflusssimulation ausgewählt. Damit hat das Untersuchungsgebiet (nördliches Wiener Becken) eine Fläche von 600 bis 800 km² und je nach Siedlungsdichte zwischen 30.000 und 85.000 Einwohner. Die mikroskopische Verkehrsflusssimulation beinhaltete neben konventionellen Fahrzeugen mit bekannten Fahrverhaltensparametern auch die neuartigen, vollautomatisierten SynArea-Fahrzeuge mit Elektroantrieb, wobei deren Fahrverhaltensparameter aus der Spezifikation, die im SynArea-Konzept erstellt wurde, abgeleitet wurden. Die SynArea-Fahrzeuge sind mit elektrischen Kleinwägen vergleichbar, wie etwa Renault Twizy, jedoch mit automatisierten Fahrfunktionen.
Sowohl die technologischen Aspekte der neuartigen SynArea-Elektroleichtfahrzeuge, als auch das Leihstellenangebot und die Umgestaltung des öffentlichen Verkehrs wurden bereits so weit konzipiert, dass eine erste Machbarkeitsabschätzung möglich war, um die Perspektive einer Umsetzbarkeit ohne zusätzliche öffentliche Finanzierung aufzuzeigen. Im SynArea-Konzept wurden daher die folgenden Schwerpunkte behandelt und in CO2-SynArea übertragen:

• Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnik (Schwerpunkt auf Kuppelbarkeit mit spurtreuem Nachlauf) bis hin zum Nachweis der Kuppelbarkeit

• Präzisere Nachfragesimulation durch Einsatz eines Verkehrsmodells der neuesten Generation (agentenbasiert) und eine quantitativ-signifikante Befragung potenzieller NutzerInnen

• Detaillierte Erhebung der Anforderungen von Stakeholdern im Bereich des öffentlichen und intermodalen Verkehrs und mögliche Einbettung des neuartigen Verkehrsmittels in die Organisations- und Finanzierungsstrukturen des öffentlichen Verkehrs.

Das Ergebnis der mikroskopischen Simulation waren typische Fahrzyklen (Weg- und Geschwindigkeitsprofile) der in der Region zurückgelegten Fahrten für zwei Szenarien – zuerst ohne und danach mit SynArea-Fahrzeugen. Diese typischen Fahrzyklen in Kombination mit Treibstoffverbräuchen wurden im Anschluss mittels im makroskopischen Verkehrsmodell ermittelten Fahrten hochgerechnet um eine Aussage für das Gesamtsystem und die nachfolgende Längsdynamiksimulationen treffen zu können.

Die Parametrierung des mikroskopischen Verkehrsmodells erfolgt anhand der fahrzeugtechnischen Spezifikation aus dem SynArea-Konzept. Zur Parametrierung der herkömmlichen Fahrzeuge wurde eine Literaturanalyse durchgeführt, um repräsentative Parameter für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor verwenden zu können. Es wurden der Treibstoffverbrauch für die konventionellen Fahrzeuge und der Verbrauch von elektrischer Energie für Fahrzeuge des SynArea-Konzepts ausgewertet. Eine Gegenüberstellung dieser Ergebnisse zeigte das CO2-Einsparungspotential durch einen flächendeckenden Einsatz des SynArea-Konzepts auf inklusive Hochrechnung auf ganz Österreich.

In einem weiteren Schritt wurden in einer Präferenz-Umfrage die Auswirkungen des vollautonomen Betriebs der SynArea-Fahrzeuge auf die Akzeptanz bei NutzerInnen untersucht. Um Synergien bestmöglich nutzen zu können, wurde die Befragung in Verbindung mit der im SynArea-Konzept geplanten Befragung durchgeführt. Diese erfolgte als Online-Befragung mit einem Sample von 500 befragten Personen, die nach dem Zufallsprinzip ausgewählt wurden. Die konkreten Fragestellungen wurden von Experten der beiden Projektpartner komobile und AIT gemeinsam konzipiert. Aus den gewonnenen Daten wurde die mögliche verkehrliche Wirkung und die Potentiale des SynArea-Ansatzes für das weitere Vorgehen abgeleitet. Ferner wurden Potenziale zur Erhöhung der NutzerInnenakzeptanz, wie etwa die Akzeptanz autonomer Fahrzeuge im Mikro-ÖV-Betrieb oder die Abdeckung von Hol- und Bringwegen, beim SynArea-Konzept aufgezeigt.

Damit verlangte die Erstellung eines Verkehrsmodells neben einer realitätsentsprechenden Abbildung des Verkehrsangebots und der Verkehrsnachfrage (Quell-Ziel-Matrizen) auch die Festlegung bzw. Quantifizierung der Wirkungszusammenhänge bei betrachteten Entscheidungen. Für die Beurteilung der neuen Angebote wurden die Parameter der Verkehrsmodellierung möglichst realitätsnah abgeschätzt. Dazu wurden entsprechend dem Stand der Technik Stated Preference (SP)-Befragungen eingesetzt, die im Rahmen dieser Arbeit Fragen zur Verkehrsmittelwahl und zur Akzeptanz von on-demand Services bzw. autonom fahrenden Fahrzeugen beantworten konnten. Das Ergebnis ist die Bestimmung bzw. Quantifizierung der Bedeutung der einzelnen Einflussfaktoren wie etwa Reisezeit, Preis, Komfort oder Zugang.

Ausgangssituation

Während der öffentliche Verkehr in Ballungsräumen sowie der Eisenbahnfernverkehr immer breitere Zielgruppen für sich gewinnen kann, erzielt der ländliche und suburbane öffentliche Verkehr weiterhin nur 10-20% Marktanteil und wird so zunehmend zum limitierenden Faktor für eine umfassende Verkehrswende hin zu ökologisch und sozial nachhaltigeren Verkehrsmitteln. Die wichtigste Ursache für die geringe Attraktivität des öffentlichen Nahverkehrs außerhalb der Großstädte sind systemimmanent unattraktive Zugangs-, Warte- und Reisezeiten auf Fahrtrelationen des täglichen Verkehrs. Verstärkt wird die Problematik durch eine Abwärtsspirale aus geringer Nachfrage und Angebotsrücknahmen aufgrund inadäquat niedriger Kostendeckungsgrade.

Im Forschungsprojekt „SynArea II“ wird diese Herausforderung mit einem Modell zur multimodalen Erschließung nicht-urbaner Regionen adressiert, mit dem Ziel, weniger Menschen von Mobilität und sozialer Teilhabe auszuschließen, weniger Emissionen zu verursachen, und dabei ohne zusätzliche öffentliche Finanzmittel auszukommen. Das Projekt „CO2-SynArea“ baut auf den Ergebnissen von SynArea II sowie dessen Vorgängerprojekt SynArea auf, weshalb im Folgenden die Inhalte dieses Forschungsprojekts überblicksmäßig dargestellt werden.

Das Forschungsprojekt SynArea wurde von 2014 bis 2015 durchgeführt, das Nachfolgeprojekt SynArea II startete am 01.03.2017.