Ermittlung relationsbezogener Angebotsqualitäten in multimodalen Verkehrsnetzen

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1 Ermittlung relationsbezogener Angebotsqualitäten in multimodalen Verkehrsnetzen Dipl.-Ing. Gerd Schleupen Universität Stuttgart Seidenstr. 36, Stuttgart 1 Einleitung Die Bewertung von Kenngrößen auf ausgewählten Relationen eines Verkehrsnetzes gibt Aufschluss über dessen Angebotsqualität. Die Bewertungsgrundlage ist der Entwurf der Richtlinie für integrierte Netzgestaltung (RIN), welcher auf der Richtlinie für die Anlage von Straßen, Teil: Leitfaden für die funktionale Gliederung des Straßennetzes (RAS-N), aufbaut. Die ausgewählten Relationen bilden definierte Verbindungsfunktionsstufen des Verkehrsnetzes ab. Eine Bewertung dieser Relationen liefert ein Aussage über die Angebotsqualität der einzelnen Verbindungsfunktionsstufen. Ein multimodales Verkehrsnetz bildet die Grundlage für eine Bewertung der Angebotsqualität des Pkw-Verkehrs als auch der Angebotsqualität des öffentlichen Verkehrs. 2 Grundlagen Grundlage für die Ermittlung relationsbezogener Angebotsqualitäten in multimodalen Verkehrsnetzen ist die Definition der zu untersuchenden Relationen (Luftlinienverbindungen) und der Angebotsqualität in der RIN. Somit ergeben sich die beiden folgenden Arbeitsschritte: Aufbau der Luftlinienverbindungen

2 Ermittlung und Bewertung relationsbezogener Kenngrößen 2.1 Aufbau der Luftlinienverbindungen Eine relationsbezogene Bewertung der Angebotsqualität erfordert eine Definition der verschiedenen Verbindungsfunktionsstufen (Bild 1), welche untersucht werden sollen. Aufgrund dieser Definition erfolgt eine (automatische) Erzeugung von Relationen, hier Luftlinienverbindungen genannt, mit entsprechender Verbindungsfunktion. Für jede Verbindungsfunktionsstufe wird dabei eine Luftlinienmatrix erzeugt. Einstufungskriterien Beschreibung Stufe Bezeichnung Verbindungsfunktionsstufe Versorgungsfunktion Austauschfunktion 0 kontinental - MK - MK Verbindung zwischen Kernen von Metropolregionen I großräumig OZ - MK OZ OZ II überregional MZ - OZ MZ - MZ III Regional GZ - MZ GZ - GZ IV nahräumig G - GZ G G V kleinräumig Ortst - G Ortst - Ortst Verbindung von Oberzentren zu Kernen von Metropolregionen und zwischen Oberzentren Verbindung von Mittelzentren zu Oberzentren und zwischen Mittelzentren Verbindung von Grundzentren zu Mittelzentren und zwischen Grundzentren Verbindung von Gemeinden ohne zentralörtliche Bedeutung zu Grundzentren und Verbindung zwischen Gemeinden ohne zentralörtliche Bedeutung Verbindung von Ortsteilen zu Gemeinden und Verbindung zwischen Ortsteilen MK OZ MZ GZ G Ortst Kern einer Metropolregion Oberzentrum Mittelzentrum Grundzentrum Gemeinde ohne zentralörtliche Bedeutung Ortsteil Bild 1: Verbindungsfunktionsstufen Verbindungsfunktion haben Relationen zu dem nächsten Zentrum höherer Zentralität und Austauschfunktion haben Relationen zu den nächst- und übernächst benachbarten Zentren gleicher Zentralität (Bild 2).

3 Metropolregion Oberzentrum Bild 2: Luftlinienmatrix der Verbindungsfunktionsstufe I für Deutschland mit Verbindungen zu benachbarten Oberzentren und Metropolregionen. 2.2 Angebotsqualität Die Angebotsqualität wird in der RIN als Stufen der Angebotsqualität (SAQ) definiert und umfasst sechs Stufen: Stufe A B C D E F Beschreibung Sehr gute Qualität Gute Qualität Befriedigende Qualität Ausreichende Qualität Mangelhafte Qualität Unzureichende Qualität Bild 3: Stufen der Angebotsqualität (SAQ)

4 Kriterium Zeitaufwand Kenngröße Kosten Reisekosten Direktheit Zeitliche Verfügbarkeit Luftliniengeschwindigkeit Reisezeit Reisezeitverhältnis (ÖV / Pkw) Umwegfaktor Umsteigehäufigkeit (nur ÖV und intermodale Verkehre) Bedienungshäufigkeit (nur ÖV und intermodale Verkehre) Betriebszeit (nur ÖV und intermodale Verkehre) Zuverlässigkeit Abweichung von Soll-Reisedauer Sicherheit Anteil der Fahrtweite auf vergleichsweise sicheren Verkehrswegen Komfort Sitzplatzverfügbarkeit (nur ÖV) Ausstattung der Fahrzeuge Bild 4: Kriterien und Kenngrößen zur Bewertung der Angebotsqualität einer Relation. Das zentrale Kriterium bei der Bewertung ist der Zeitaufwand. Die Kenngrößen Luftliniengeschwindigkeit (Bild 5 und Bild 6) und Reisezeitverhältnis (ÖV/IV) werden über die Stufen der Angebotsqualität bewertet. Dabei wird bei der Luftliniengeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Modus (IV oder ÖV) oder anhand einer gemeinsamen Zielfunktion bewertet. Die Luftliniengeschwindigkeit stellt dabei das Verhältnis von Reisezeit zu Luftlinienentfernung dar, welches abhängig von der Luftlinienentfernung bewertet wird. Bild 5: Qualitätsstufen für den Zeitaufwand (Luftliniengeschwindigkeit).

5 Bild 6: Messwerte für die Luftliniengeschwindigkeit im Pkw-Verkehr und im öffentlichen Verkehr. Eine Besonderheit ist die Bewertung der Reisezeit, bei der nur ein Zielwert für die Erreichbarkeit (Bild 7) von zentralen Orten vorgegeben wird. Dieser Zielwert ist zwar abhängig von der Zentralität der zu erreichenden zentralen Orte (nächstes Zentrum, benachbarte und übernächst benachbarte Zentren), es wird aber weder zwischen IV und ÖV unterschieden noch eine abgestufte Bewertung (SAQ) vorgenommen, da nur ein Zielwert vorgegeben wird. Weitere wichtige Kenngrößen sind der Umwegfaktor und die Abweichung von der Soll- Reisedauer.

6 Bild 7: : ÖV-Erreichbarkeit des nächsten Agglomerationsraumes in Deutschland 3 Programm-Tools Ziel ist es, die zuvor beschriebenen Schritte zu automatisieren, indem geeignete Programm-Tools entwickelt werden. Dazu wurden am Lehrstuhl für Verkehrsplanung und Verkehrsleittechnik zwei Programmtools entwickelt. Zum einen ein Tool für die Erstellung von Luftlinienmatrizen und zum anderen ein Tool für die Ermittlung und Bewertung der relationsbezogenen Kenngrößen. 3.1 Luftlinientool Dieses Tool erlaubt eine vollautomatische Erzeugung der Luftlinienmatrizen, anhand eines deterministischen Verfahrens, in wenigen Minuten. Es ist damit möglich größere Aufgabenstellungen (Bild 8) überhaupt zu bearbeiten, so gibt es z.b. für Deutschland in der Verbindungsfunktionsstufe 0 bis II ca Relationen.

7 Bild 8: Deutschland, Verbindungsfunktionsstufe II mit ca Relationen (Kontrollausgabe im Luftlinientool) Die Parameter sind dabei gegenüber den Vorgaben der RIN veränderbar, so können die Verbindungen nur auf benachbarte Zentren beschränkt oder auf überübernächst benachbarte Zentren ausgeweitet werden. Ferner ist es möglich, Orten mit besonderen Eigenschaften eine andere Zentralität zuzuordnen (z.b. Berücksichtigung der Orte mit einem Flughafen als Oberzentrum).

8 3.2 Bewertung der Angebotsqualität Die Bewertung der Angebotsqualität wurden in zwei Varianten realisiert, zum einen die Bewertung eines kompletten Netzes aufgrund der Luftlinienmatrizen in einer MS- Access-Datenbank, sowie eine detaillierte Bewertung einzelner vordefinierter Relationen ebenfalls aus MS-Access heraus. Die detaillierten Bewertungen greifen dabei direkt auf VISUM (Produkt der PTV-AG) zu Bewertung der Angebotsqualität für ganze Netze Die multimodale Angebotsqualitätsbewertung erfolgt anhand der Kenngrößenmatrix eines ganzen Verkehrsnetzes, welche mit VISUM berechnet wurde. Es werden zunächst alle Relationen bewertet und die Kenngrößenmatrix in der Datenbank um diese Bewertung ergänzt. Anschließend wird die Kenngrößenmatrix in der Datenbank nach den Luftlinienmatrizen gefiltert und eine Verteilung der verschiedenen Bewertungsgrößen berechnet. Zusätzlich ist es möglich, die Ergebnisse als HTML-Bericht abzuspeichern. Der Bericht beinhaltet eine Übersichtsseite, eine Seite mit den Verteilungen der SAQ-Bewertungen und für jede untersuchte Relation eine eigene Seite mit den Kenngrößen und Bewertungsergebnissen Bewertung der Angebotsqualität für einzelne Relationen Für die Bewertung einzelner Relationen werden die Kenngrößen der Relationen direkt aus VISUM über die COM-Schnittstelle ausgelesen. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine genauere Analyse einzelner Routen mit den folgenden Features: Differenzierung zwischen den einzelnen Streckentypen der Route Screenshots von der Route Ausgabe der Ergebnisse inkl. Screenshot in einen MS-Word Bericht Darauf aufbauen wurde für den IV ein Arbeitstool entwickelt, dessen Schwerpunkt weniger auf der Bewertung sondern mehr auf einer detaillierten Analyse, im Hinblick auf die Kalibrierung des IV-Netzes, liegt. Die folgenden Features sind zusätzlich realisiert worden: Vorgabe von Zwangspunkten für die Routensuche Automatische Generierung von Trajektorien Vergleich und Abgleich mit GPS-Daten aus Routenbefahrung