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Langfristige Wirkung des Straßenausbaus und der Förderung des öffentlichen Verkehrs auf das Stauaufkommen

entsteht, wenn die Nachfrage nach Kapazität einer Straße das Angebot übersteigt. Die Maximalkapazität einer Straße ist durch ihre bauliche Form vorgegeben, die real verfügbare Kapazität wird durch Faktoren wie das Fahrverhalten der Verkehrsteilnehmer (Abstand, Geschwindigkeit, Beschleunigungs- und Bremsverhalten), das Wetter und Ereignisse wie Baustellen oder Unfälle gemindert.

folgt ebenso wie andere Güter dem „Gesetz der Nachfrage“, d.h. die konsumierte Menge steht in Abhängigkeit zum Preis. Sieht sich der Nachfrager sinkenden Preisen ausgesetzt, weitet er seine Nachfrage entsprechend aus und umgekehrt. Für den motorisierten Individualverkehr setzt sich der Preis aus mehreren Kostenblöcken zusammen wie beispielsweise variablen und fixen Fahrzeugkosten sowie Zeitkosten.

Ein Ausbau der Straßenkapazität und damit eine Ausweitung des Angebots senkt den Preis und induziert somit eine zusätzliche Nachfrage. Nachfrageüberhänge (= Stau) lassen die Kosten steigen. Bei einem hohen tendieren die Betroffenen dazu, unwichtige Fahrten zeitlich zu verschieben, andere Ziele anzufahren, andere Verkehrsmodi zu nutzen und nicht notwendige Fahrten zu unterlassen. Ein häufiges Auftreten von Staus lässt logischerweise die Forderung aufkommen, die Kapazität der Straße durch einen Ausbau zu erhöhen.

Eine Kapazitätserhöhung und somit eine Ausweitung des Angebots verändert den Preis der ausgebauten Strecke. Verkehrsteilnehmer nehmen daher eine Neubewertung ihrer Verkehrsmittelwahl, ihrer Zielwahl und ihrer Routenwahl vor. Die entsprechenden Veränderungen können sowohl kurzfristig wie auch langfristig wirken.

Der Ausbau einer Straße beeinflusst beispielsweise kurzfristig die zeitliche Verteilung von Fahrten um die Spitzenstunde. Pkw-Nutzer, die vor dem Ausbau der Straße ihre Fahrten wegen des hohen Verkehrsaufkommens zu anderen Zeiten durchgeführt haben, könnten aufgrund der verbesserten Verkehrssituation dazu neigen, ihre Fahrten wieder näher an der Spitzenstunde durchzuführen.

Stau Zeitliche Verschiebung Verlagerung

Auswirkung einer Kapazitätserhöhung auf die zeitliche Verteilung von durchgeführten Pkw-Fahrten um die Spitzenstunde

Vor Ausbau der Straße ist die Kapazität um die Spitzenstunde voll ausgelastet und daher stark zugestaut. Es besteht ein Anreiz, Fahrten zeitlich in weniger stark belastete Zeiträume zu verschieben. Mit dem Ausbau der Straße wird die Kapazität der Straße erhöht und ermöglicht die Fahrt zur oder nahe an der Spitzenstunde. Durch die hohe Attraktivität zu dieser Zeit fahren zu können, verschieben sich Fahrten in Richtung Spitzenstunde, es kommt kurzfristig wieder zu einem Stau. Mittel- und langfristig ändern sich Routen- und Verkehrsmittelwahl, sodass die Auslastung der Straße längerfristig weiter steigt. Nach einiger Zeit nähert sich das rechte Diagramm der Form des linken Diagramms bei einem höheren Maximum auf der Ordinate.

Langfristig kann ein Autobahnausbau zudem und das Entstehen von Pkw-abhängigen Siedlungsstrukturen fördern. Folge: ein Anstieg der Pkw-Fahrleistung pro Kopf.

Eine Erhöhung der Straßenkapazität durch den Ausbau einer Straße kann und wird Stau nicht verschwinden lassen. 

Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Ausbau von Straßen keinerlei Nutzen mit sich bringt. Vielmehr verschiebt die Änderung der Nutzerverhaltens die Nutzenkomponenten, d.h. der Ausbau steigert vor allem den Nutzen im Bereich einer erhöhten Spitzenstundenkapazität und weniger im Bereich der Staureduktion. Der zusätzlich induzierte Verkehr reduziert die angenommenen Staureduktionseffekte, erhöht aber global gesehen das Stauaufkommen im nachgeordneten Straßennetz, die Unfallkosten, Parkkosten, Umweltkosten und andere Folgekosten. Der Nutzenumfang für den einzelnen Verkehrsteilnehmer ist vergleichsweise gering, da vor allem die Realisation von Wegen ermöglicht wird, die zuvor gering priorisiert wurden (Grenznutzen aus jenen Wegen, die zuvor vermieden werden konnten).

Im Allgemeinen erhöht der Ausbau einer Straße das Stauaufkommen während der Bauphase. Dieses sinkt nach Freigabe des ausgebauten Straßenabschnitts rapide, jedoch steigt die daraufhin wieder an und kann erneut das Level vorheriger Stauzeitverluste erreichen. Bewertungsverfahren, die vor allem kurzfristige Änderungen bewerten, favorisieren daher in den allermeisten Fällen den Ausbau von Straßen und die Erhöhung der Kapazität. Langfristige Analysen plädieren häufiger zu Alternativmaßnahmen wie einer Stärkung anderer Verkehrsmodi sowie einer Anpassung der Raumstrukturen.

Ein Ausbau des öffentlichen Verkehrs entlang staubelasteter Verkehrskorridore kann bei der Lösung der Verkehrsprobleme helfen. Verschiedenste Studien und Modellierungen haben sich mit der Wirkung einer Verlagerung von Verkehren auf den öffentlichen Verkehr beschäftigt, von denen ich einige vorstellen möchte.

Wechselbereitschaft zwischen MIV und öV 

Stau tendiert zu einem Gleichgewicht. Bei einer steigenden Verkehrsnachfrage nehmen Staus so lange zu, bis der Stau selber weitere Fahrten mit dem Pkw zur jeweiligen Zeit limitiert. Bei steigendem Stauaufkommen und damit einhergehenden wachsenden Zeitverlusten wechseln die Betroffenen Route, Ziel, Startzeit und Verkehrsmodus, um Verspätungen zu vermeiden. Sinkt das Stauaufkommen, werden verstärkt Fahrten zur durchgeführt. Eine Verschiebung des Gleichgewichtspunkts ist die einzige Möglichkeit langfristig das Stauaufkommen zu verringern.

Die Qualität der alternativen Verkehrsmodi hat einen signifikanten Einfluss auf den Schnittpunkt, in dem sich das Gleichgewicht befindet. Falls die Alternativen inferior sind, ist die Wechselbereitschaft der Autofahrer geringer und der Gleichgewichtspunkt bleibt auf einem stabil hohen Niveau. Falls die Alternativmodi attraktiv sind, sind Autofahrer eher gewillt, den Verkehrsmodus zu wechseln und somit den Gleichgewichtspunkt zu verschieben. Eine Verbesserung der Wahlmöglichkeiten kann daher die Geschwindigkeit sowohl für jene Nutzer, die den Verkehrsmodus wechseln ebenso wie für diejenigen, die den gewählten Verkehrsmodus beibehalten, steigern.

Geschwindigkeitsgewinne im Straßennetz durch parallelen öffentlichen Verkehr

Nach Eröffnung der Orange Line im San Fernando Valley entlang des Freeways 101 im Jahr 2005 stieg die Durchschnittsgeschwindigkeit auf dem Freeway um sieben Prozent von durchschnittlich 43 auf 46 mph (69 km/h auf 74 km/h). Der Zeitraum, in welchem Pendler in der morgendlichen Hauptverkehrszeit auf dem Freeway die Geschwindigkeit von 35 mph (~ 56 km/h) unterschritten sank um 14 Prozent. Das Auftreten von Staus verschob sich um durchschnittlich 11 Minuten von 06:55 auf 07:06 Uhr 1.

Um Autofahrer mit Wahloption anzusprechen, muss der schnell, komfortabel und günstig sein. Vom restlichen Verkehr separierte Angebote wie Stadt- und Straßenbahnen auf eigenem Gleiskörper und Busspuren bieten entsprechende Geschwindigkeitsvorteile. Wenn der auf einer Strecke schneller ist als der motorisierte Individualverkehr, wechselt ein Teil der Reisenden den Modus, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist. Dieser Punkt wird erreicht, wenn so viele Autofahrer auf den öffentlichen Verkehr gewechselt haben, sodass sich die Geschwindigkeit des MIV aufgrund des geringeren Verkehrs an das -Geschwindigkeitsniveau angenähert hat. Die Zahl der den Modus wechselnden Autofahrer muss nicht groß sein, aber ausreichend um das Stauaufkommen und die Zeitverluste entsprechend zu minimieren. Die Tür-zu-Tür-Reisezeit des Autoverkehrs zeigt aufgrund dieses Zusammenhangs die Tendenz mit der Reisezeit des auf eigener Spur / Gleiskörper zu konvergieren 2. Vereinfacht dargestellt: Je schneller das öffentliche Verkehrsangebot entlang einer Autobahn ist, desto höher ist die gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeit auf diesem Autobahnabschnitt.

Stau lässt sich niemals ganz vermeiden. Sein Aufkommen und die Staufolgen lassen sich ausschließlich verringern. Ein leistungsfähiger ÖPNV hilft dabei.

Entlastung des gesamten Straßennetzes

Vergleiche zeigen, dass durch Stau auftretende Zeitverluste in jenen Städten geringer sind, die ein gutes ÖPNV-Angebot haben 3 4. Eine Verlagerung von Pkw-Verkehr bewirkt nicht nur einen Rückgang auf den staubelasteten Abschnitten, sondern auch im nachgeordneten Straßennetz, da der Pkw-Verkehr insgesamt reduziert wird. Bei entsprechenden Bauprojekten bzw. Angebotsplanungen im ÖPNV sollten daher auch die Effekte auf das nachrangige Straßennetz bemessen werden. Die entsprechenden Verlagerungseffekte sind bereits dann messbar, wenn nur ein geringer Anteil von Pkw-Nutzern auf regionale öffentliche Verkehrsangebote umsteigt.

Anderson (2013) analysierte den Einfluss von ÖPNV-Pendlern auf das Stauaufkommen. Pendler, die den ÖPNV nutzen, tendieren dazu, entlang besonders belastbarer Korridore zu fahren, d.h., sie haben einen sehr großen Effekt auf das Stauaufkommen, da der Berufsverkehr im Allgemeinen zur gleichen Zeit und in eine spezifische Richtung gerichtet ist. Eine Verlagerung dieser Verkehrsströme auf alternative Verkehrsangebote hat somit einen überproportionalen Nutzen.

Im Jahr 2003 wurde in der öffentliche Nahverkehr bestreikt. Die durchschnittliche Zeitverzögerung auf Highways stieg daraufhin um 47 Prozent. Der ÖPNV trägt somit erheblich zur Entlastung überlasteter Straßennetze bzw. Abschnitte bei.

Stau ÖPNV San Francisco BART Streik

Zeitverluste durch Staumit / ohne San Francisco Bay Area Rapid Transit District () in der morgendlichen Hauptverkehrszeit – Grafik: Laval, Cassidy und Herrera (2004)

Ein Modell von Laval, Cassidy und Herrera (2004) zeigt, dass eine Störung des Bay Area Rapid Transit (BART) Systems im Großraum San Francisco schwerwiegende Verkehrsprobleme hervorrufen würde 5. Ein Ausfall des ÖPNV würde in der morgendlichen Hauptverkehrszeit einen Stau auf der Bay Bridge in westlicher Richtung erzeugen, der sich auf eine Länge von 26 Meilen (= 41,8 Kilometer) mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 9 mph (~14,5 km/h) erstreckt. In der abendlichen Hauptverkehrszeit würde sich der Stau in östliche Richtung auf 31 Meilen (~ 50 km) mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 11 mph (~ 17,7 km/h) bilden. Die morgendliche HVZ würde sich statt von 7 – 9 Uhr auf eine Länge von sieben Stunden zwischen 7 und 14 Uhr verlängern, sodass bereits bei Ankunft am Arbeitsplatz der halbe Arbeitstag vorüber wäre.

Streik Stau BART San Francisco BART Ausfall

Zeitverluste durch Staumit / ohne San Francisco Bay Area Rapid Transit District (BART) in der abendlichen Hauptverkehrszeit – Grafik: Laval, Cassidy und Herrera (2004)

Die Stabilität vieler Straßennetze ist im Streikfall bereits dann nicht mehr gegeben, wenn nur einige wenige ÖPNV-Nutzer ihre Fahrt auf den Pkw verlagern. Im Jahr 1974 wuchs der Zeitverlust durch Stau auf den Hauptrouten um 5 – 15 Minuten, obwohl weniger als drei Prozent der Wege in der Region mit dem Nahverkehr zurückgelegt wurden und nur etwa die Hälfte der ÖPNV-Nutzer auf den Pkw umstieg 6.

Wirkungsanalyse Staureduktion

Aftabuzzaman, Currie und Sarvi 7 8 haben ebenfalls die Rolle des ÖPNV bei der Verringerung des Stauaufkommens analysiert. Im Rahmen einer Faktoren- identifizierten und quantifizierten sie drei Faktoren, mit denen ein guter ÖPNV das Stauaufkommen reduzieren kann:

  1. ÖPNV-orientierter Faktor
  2. Vermeidungsfaktor
  3. Stadtstruktureller Faktor

Eine Regressionsanalyse zeigte, dass der ÖPNV-orientierte Faktor den größten Beitrag zur Reduktion des Stauaufkommens leistet, gefolgt vom Vermeidungsfaktor Pkw-Nutzung und der Stadtstruktur.

Ein qualitativ hochwertiger Nahverkehr reduziert die Staukosten um 0,044 – 1,51 AUD (2008) je Grenzkilometer des ÖPNV mit einem Durchschnitt von 0,45 AUD. Bei großer Stauanfälligkeit kann die Kostenreduktion entsprechend größer ausfallen.

Studien von Castelazo und Garrett (2004)9 sowie Winston und Langer (2004) 10 deuten an, dass das Stauaufkommen in einer Stadt häufig rückläufig ist, wenn die Fahrleistung des schienengebundenen ÖPNV steigt. Insbesondere Winston und Langer (2004) stellten fest, dass sowohl Pkw- als auch Lkw-Staukosten mit wachsenden SPNV bzw. straßengebundenem Schienenverkehr sanken, beim Busverkehr jedoch steigende Staukosten zu beobachten war. Dies zeigt, dass Pkw-Nutzern Busse weniger attraktiv als schienengebundene Verkehrsmittel erscheinen und zudem selbst zu Stau beitragen können. Für durchgängige Busspuren ist diese Aussage aber nur bedingt gültig.

Guter ÖPNV unterstützt die Wirkung von Stau- und Mautabgaben

Ein ÖPNV-Angebot mit hohen Qualitätsstandards kann zudem die Wirkung einer (congestion pricing) positiv unterstützen. Die Elastizität eines Weges vom Wohnort zur Arbeitsstätte wies im Großraum Seattle einen Wert von ungefähr -0,04 auf (eine Preissteigerung um zehn Prozent lässt die Pkw-Fahrten zu beruflichen Zwecken um 0,4 Prozent sinken. Dieser Wert erhöhte sich um das Vierfache auf -0,16 (eine zehnprozentige Preissteigerung lässt die Nachfrage um 1,6 Prozent sinken) für jene Berufstätigen, welche im Einzugsgebiet des hochqualitativen öffentlichen Verkehrs (beste 10 %) wohnen. 11.

Im US-Bundesstaat Oregon werden Teilnehmer des „Oregon Road User Fee“-Pilotprogramms dafür belohnt, außerhalb der stauanfälligen Zeiträume zu fahren. Haushalte in dichter besiedelten, gut mit dem ÖPNV erschlossenen und in der Nutzung durchmischten Wohnvierteln reduzierten sowohl ihre Fahrtenhäufigkeit innerhalb der Hauptverkehrszeiten ebenso wie über den gesamten Tag hinweg stärker als Haushalte in Stadtvierteln, die von der Nutzung eines Pkw abhängiger sind. Nach Zeit und Straßentyp gestaffelte Straßennutzungsgebühren halfen, den Wert von mit Nahverkehr erschlossenen und multimodal erreichbaren Zielen zu erhöhen 12. Dies bedeutet, dass der ÖPNV die zur Erreichung der gesteckten Ziele notwendige Höhe von Parkgebühren und Straßennutzungsentgelten signifikant reduziert, ohne die Wirkung zu schmälern. Dies reflektiert die kleineren inkrementellen Kosten für die Reisenden (geringerer Rückgang der Konsumentenrente), wenn sie von der Pkw-Nutzung auf Nutzung des ÖPNV wechseln sowie einen direkten finanziellen Nutzen für Pkw-Fahrer, die mautpflichtige Straßenabschnitte nutzen.

  1. vgl. Caitlin Liu (2005): “Orange Line Eases A.M. Rush on 101 Freeway: Study Finds A Slight Improvement In Traffic Flow Since The Opening Of The Valley Busway – Although Most Motorists May Not Feel The Change,” In: Los Angeles Times, 30. Dezember 2005 – http://articles.latimes.com/2005/dec/30/local/me-orange30
  2. vgl. Mogridge 1990; Lewis und Williams 1999
  3. STPP (2001), Easing the Burden: A Companion Analysis of the Texas Transportation Institute’s Congestion Study, Surface Transportation Policy Project, Mai 2001
  4. Todd Litman: Rail Transit in America: Comprehensive Evaluation of Benefits, VTPI, 2004
  5. vgl. Jorge Laval, Michael Cassidy und Juan-Carlos Herrera (2004), Traffic Impact Analysis: Effects Of The Absence Of Bart Service On Major East Bay Corridors, Institute of Transportation Studies, UC Berkeley
  6. N. Job, A. van Exel und Piet Rietveld (2001), “Public Transit Strikes and Traveller Behaviour,” Transport Policy, Vol. 8, No. 4 , Oktober 2001, Seiten 237-246
  7. Md Aftabuzzaman, Graham Currie and Majid Sarvi (2010), “Evaluating the Congestion Relief Impacts of Public Transport in Monetary Terms,” Journal of Public Transportation, Jahrgang 13, Nr. 1, Seiten 1-24
  8. Md Aftabuzzaman, Graham Currie and Majid Sarvi (2011), “Exploring The Underlying Dimensions Of Elements Affecting Traffic Congestion Relief Impact Of Transit,” Cities, Jahrgang 28, Ausgabe 1), Februar, Seiten 36-44
  9. Molly D. Castelazo and Thomas A. Garrett (2004), “Light Rail: Boon or Boondoggle,” The Regional Economist, Juni 2004
  10. Clifford Winston and Ashley Langer (2004), The Effect of Government Highway Spending on Road Users’ Congestion Costs, Brookings Institution
  11. PSRC (2008), Traffic Choices Study: Summary Report, Puget Sound Regional Council
  12. Zhan Guo, et al. (2011), The Intersection of Urban Form and Mileage Fees: Findings from the Oregon Road User Fee Pilot Program, Report 10-04, Mineta Transportation Institute

Verfasst von:

Martin Randelhoff

Herausgeber Zukunft Mobilität. Studium der Raumplanung an der TU Dortmund, Studium der Verkehrswirtschaft an der TU Dresden. Ist interessiert an innovativen Konzepten zum Lösen der Herausforderungen von morgen insbesondere in den Bereichen urbane Mobilität, Verkehr im ländlichen Raum, Wirkung autonomer Fahrzeugsysteme und nachhaltige Verkehrskonzepte.

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