Internationales Verkehrswesen (68) 1 | 2016 32 INFRASTRUKTUR Wissenschaft Prognostizierte Wirklichkeit? Analyse von prognostizierten und tatsächlichen Verkehrsaufkommen bei Verkehrsinfrastrukturprojekten Verkehrsprognosen, Evaluation, Verkehrsinfrastrukturprojekte, Verkehrsmodellierung, Verkehrsentwicklungsplanung Eine Untersuchung von Straßenbauprojekten in Sachsen zeigt, dass prognostizierte Verkehrsaufkommen die tatsächlich eingetretene Verkehrsentwicklung meistens übersteigen. Dieses Ergebnis bestätigt sich ebenfalls in anderen Untersuchungen. Ursächlich dafür sind insbesondere fehlende Informationen zu den Modellannahmen sowie allgemeine methodische Herausforderungen. Für künftige Verkehrsentwicklungsprojekte lassen sich daraus die Notwendigkeit einer verpflichtenden flächendeckenden Überprüfung der Zielerreichung sowie Maßnahmen zur Erhöhung der Treffsicherheit von Prognosen ableiten. Autoren: Thilo Becker, Susan Hübner, Sven Lißner, Falk Richter, Rosemarie Baldauf, Udo-Becker D ie möglichst genaue Prognose zukünftiger Verkehrsentwicklungen ist insbesondere bei der irreversiblen und kostenintensiven Entscheidung über Infrastrukturprojekte von großer Bedeutung. Somit ist auch klar, dass entsprechend der Grundsätze der Verkehrsentwicklungsplanung [1, 2] nach Umsetzung der Maßnahme eine Überprüfung der Realisierung der mit der Maßnahme verbundenen Ziele erfolgen sollte. Dazu gehört neben der Erreichung von möglicherweise definierten strukturellen Zielen der Projekte auch die Erfüllung der Verkehrsprognosen. Diese können entscheidenden Einfluss auf die Dimensionierung, die Ergebnisse der gesamtwirtschaftlichen Bewertung oder auch die Abschätzung der im Planfeststellungsverfahren betrachteten Umweltfolgen haben. Allerdings ist ein Vergleich zwischen prognostizierten Werten und dem tatsächlich eingetretenen Verkehrsaufkommen trotz aller geltenden Empfehlungen noch nicht als Standard in der Praxis der Verkehrsplanung etabliert. Methodik eines Vergleichs von Prognose und Wirklichkeit am Beispiel Sachsens Im exemplarischen Untersuchungsgebiet Sachsen wurde ein Vergleich zwischen den prognostizierten und tatsächlichen Entwicklungen von planfestgestellten Infrastrukturprojekten durchgeführt. Betrachtet wurden 68- Straßenabschnitte auf Bundesautobahnen, jeweils 39- Bundesstraßen- und Staatsstraßenabschnitte sowie 64 innerstädtische Straßenabschnitte im Stadtgebiet Dresden. [3] Voraussetzung für die Aufnahme von Straßenbauprojekten in den Vergleich ist neben der Verfügbarkeit von Prognose und Zähldaten die vollständige Realisierung des Gesamtprojekts. Die meisten betrachteten Straßenbauprojekte sind spätestens seit dem Jahr 2009 für den Verkehr freigegeben und weisen als Prognosehorizont das Jahr 2010 auf. Die Verkehrsprognosen werden hauptsächlich mit den realen Verkehrsstärken des Jahres 2010 verglichen. Einige Straßenbauprojekte weisen den Prognosehorizont 2015 auf und werden mit aktuellen Zählwerten verglichen. Diese Projekte sind alle seit mehreren Jahren eröffnet, so dass eine Stabilisierung der Verkehrsnachfrage als gesichert angenommen werden kann. Die Verkehrsprognosen von Infrastrukturprojekten sind in den jeweiligen Planfeststellungsunterlagen enthalten. Diese sind laut Gesetz über den für das Bauvorhaben zuständigen Baulastträger zugänglich und einsehbar. Bei der praktischen Durchführung der Recherche standen der Archiveinsicht allerdings Schwierigkeiten wie fehlende Zuständigkeiten, Personalbzw. Zeitmangel oder ein Umzug/ Umbau des Archives entgegen, so dass ergänzend auf Kopien der Unterlagen bei ehrenamtlich tätigen Trägern öffentlicher Belange zurückgegriffen wurde. Die benötigten Verkehrszahlen des Jahres 2010 sind aus der Verkehrsmengenermittlung der BASt [4] sowie der Verkehrsmengenkarte der Stadt Dresden [5] vergleichsweise leicht zu ermitteln. Daran schließt sich ein Soll-Ist-Vergleich an. Aufgrund oft fehlender Angaben zu Schwerverkehrsanteilen innerhalb der Prognosedaten werden diese nicht vertiefend betrachtet. Internationales Verkehrswesen (68) 1 | 2016 33 Wissenschaft INFRASTRUKTUR Der relativ einfach gestaltete Soll-Ist-Vergleich wird als Boxplot für alle Straßenklassen dargestellt. Zusätzlich zur Darstellung der prozentualen Datenabweichung wird im Anschluss eine Varianzanalyse durchgeführt. Diese dient zur Kontrolle, ob tatsächlich ein signifikanter Unterschied der Prognosedaten zu den Realdaten vorliegt, oder ob die Abweichungen so gering sind, dass sie zufällig sein können. Insgesamt lassen die Ergebnisse trotz der vergleichsweise kleinen Stichprobe eine allgemeine Beurteilung der Qualität der Verkehrsprognosen zu. Ergebnis des Vergleichs von Prognose und Wirklichkeit Innerhalb aller Straßenklassen konnten systematische Abweichungen der tatsächlich eingetretenen Belastungen von den prognostizierten Werten beobachtet werden. Im Durchschnitt lagen die Prognosewerte dabei um 33 % zu hoch. Bild 1 zeigt die Vergleichsergebnisse der prognostizierten und tatsächlichen Verkehrsdaten der betrachteten Straßenabschnitte untergliedert nach Straßenklassen. Der Median stellt die Mitte der nach ihrer Größe geordneten Stichprobe dar. Weiterhin sind die Maximalwerte einer Überbzw. Unterschreitung der jeweils betrachteten Prognose abgebildet. Diese Werte können deutlich als Ausreißer betrachtet werden. Der Großteil der Abweichungen zwischen Prognose und tatsächlichen Verkehrsbelastungen liegt im Bereich einer Prognoseüberschätzung von etwa 30 % bis 60 % (Bild 2). Die durchgeführte Varianzanalyse bestätigt, dass eine zufällige Abweichung der Zählwerte von den Prognosewerten nahezu ausgeschlossen und von einer systematischen Überschätzung der Verkehrsnachfrage gesprochen werden kann [3]. Werden exemplarisch vollständig fertiggestellte Autobahnen mit dem Prognosehorizont 2010 betrachtet, lassen sich differenzierte Schlussfolgerungen zu einzelnen Strecken ziehen. Beim Neu- und Ausbau der Autobahn A 14 zwischen dem Schkeuditzer Kreuz bei Leipzig und dem Dreieck Nossen bei Dresden sind Überschätzungen von 20 % bis 51 % angenommen worden, was absoluten Werten von 9000 bis 42 100 KFZ/ 24h entspricht. Beim Ausbau der Autobahn A 4 unterscheiden sich die Ergebnisse im Streckenverlauf. In den beiden Abschnitten zwischen Hainichen und Siebenlehn treten die einzigen Unterschätzungen bei Autobahnen auf (-14 % und -16 %). Abschnitte mit deutlichen Überschätzungen überwiegen allerdings wie beispielsweise der absolute und relative Maximalwert im Bereich des Leipziger Messegeländes mit 42 100 KFZ/ 24 h bzw. 53 %. Einordnung der Ergebnisse in vergleichbare Untersuchungen Insgesamt beschäftigen sich nur wenige Studien mit der Genauigkeit von Verkehrsprognosen. Die mehrheitliche Abweichung der prognostizierten Verkehrsnachfrage vom tatsächlichen Verkehrsaufkommen bestätigt sich dennoch sowohl für andere Länder als auch für andere Verkehrsmittel [6]. Beim Vergleich mehrerer Autobahnabschnitte in Deutschland kommen Gather & Kosok (2013) [7] ebenfalls zu dem Ergebnis, dass die tatsächliche Verkehrsnachfrage unter den prognostizierten Werten liegt. Dabei ergibt sich eine Spannbreite der Abweichungen von 8 % bis 61 %, die mittlere Überschätzung von etwa 32 % deckt sich mit den Ergebnissen für Sachsen. Studien zu Abweichungen im Ausland ermitteln teilweise genauere Prognosen bzw. eine bessere Ausgewogenheit zwischen Über- und Unterschätzungen. Die Analyse der Genauigkeiten von Verkehrsnachfrageprognosen in Norwegen zeigt beispielsweise, dass Prognosen für Mautstraßen relativ gut zutreffen. Dagegen wird im Kontrast zu Deutschland bei Prognosen mautfreier Straßen die Verkehrsnachfrage im Allgemeinen unterschätzt [8]. Auf internationaler Ebene bestätigen sich weiterhin systematischen Abweichungen zwischen Prognose und Wirklichkeit von oftmals mehr als 20 %, die allerdings in beide Richtungen auftreten können (vgl. dazu [9] oder [10]). diskussion der Ursachen für Abweichungen Die Ursachen insbesondere für die Überschätzung von Verkehrsprognosen sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Im Fokus der Kritik von Verkehrsprognosen stehen in der Literatur oftmals die Verwendung unzureichender Modelle sowie ihre unsachgemäße Anwendung. Für die Annahme derartiger methodischer Mängel bei den Prognosen im Untersuchungsgebiet Sachsen liegen keinerlei Anhaltspunkte vor. Klare Defizite lagen und liegen in Sachsen in den begrenzten Informationen zu den Annahmen der Prognosen. Viele Annahmen der Prognosen sind generell nicht öffentlich zugänglich. Die wenigen verfügbaren Annahmen legen nahe, dass die Überschätzungen auf die lineare Fortschreibung von Trends zur Motorisierung und Verkehrsmittelwahl auf Zahlen der 64% 78% 84% 69% 84% -6% 3% -15% -1% -15% 36% 48% 42% 28% 36% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Abweichungen zwischen Prognosewerten und Zählungen Oberes Quantil Höchste Überschätzung durch Prognose Höchste Unterschätzung durch Prognose Unteres Quantil Median Bild 1: Boxplot der Abweichungen zwischen Prognosewerten und Zählungen (dargestellt: Median, oberes Quantil (80 %), unteres Quantil (20 %), Maximal- und Minimalwert). Quelle: [3], S. 27] Internationales Verkehrswesen (68) 1 | 2016 34 INFRASTRUKTUR Wissenschaft 1990er Jahre beruht. Auch Fehleinschätzungen bei der Bevölkerungsentwicklung spielen sicherlich eine Rolle, können aber nicht alles erklären. Neben diesen technischen Ursachen der Überschätzung von Verkehrsprognosen sieht Flyvbjerg (2004) [11] zusätzlich psychologische, wirtschaftliche und politischinstitutionelle Gründe (Tabelle 1). Aus psychologischer Sicht werden bestimmte Tendenzen bei der Prognose durch mentale Neigungen und Vorstellungen der beteiligten Akteure erklärt. Demzufolge bewerten Projektträger und Planer ihr Vorhaben besonders positiv und optimistisch. Dieses Interesse beteiligter Akteure an der Umsetzung von Bauvorhaben wirkt sich ebenfalls auf der ökonomischen Ebene auf die Rationalität der Prognosen aus. Auch politische Interessen und Machtverhältnisse fließen in Verkehrsprognosen ein. In diesem Zusammenhang stellt sich die zentrale Frage, inwieweit Prognostiker dazu neigen, die Interessen der Projektträger zu unterstützen. Schlussfolgerungen Die Ex-post-Auswertung am Beispiel von Sachsen zeigt, dass die verwendeten Prognosewerte fast immer zu hoch waren (im Durchschnitt um 33 %). Natürlich ist es immer einfacher, eine alte Prognose im Nachhinein zu kritisieren, als eine neue Prognose zu erstellen. Dennoch ist diese Kritik wichtig, denn nur so können Schlussfolgerungen für neue Prognosen gezogen werden und nur so ist es möglich, Fehlsteuerungen zu vermeiden. Schließlich gilt: „Ein Experte ist ein Mann, der hinterher genau sagen kann, warum seine Prognose nicht gestimmt hat.“ (Winston Churchill) Bemerkenswert ist, dass die konkret diskutierten Prognosen für die Bundesautobahnen in Sachsen alle auf Prognosedaten aus dem Jahr 2001 basieren. Zwischen 1990 und 2000 ist die Bevölkerung bereits um 8 % zurückgegangen [12]. Auch aus wirtschaftlicher Sicht konnte zu diesem Zeitpunkt nicht mehr von „Wendeeuphorie“ gesprochen werden. Somit besteht die Möglichkeit, dass die dargestellten Überschätzungen kein Einzelphänomen in Sachsen sind, sondern ähnliche Effekte bundesweit bei Kommunal- und Kreisstraßen, Landesstraßen und Bundesfernstraßen gleichermaßen auftreten. Auf allen Ebenen werden kontinuierlich Verkehrsentwicklungspläne fortgeschrieben, ohne dass eine hinreichende Evaluation der Verkehrsinfrastrukturinvestitionen der Vergangenheit stattfindet. Der aktuell bearbeitete Bundesverkehrswegeplan mit seinen 1703 Projektanmeldungen allein für Bundesfernstraßen stellt nur eines von vielen Beispielen dar. Ursachen für Abweichungen Beispiele Technische Ursachen Ungenaue bzw. unsachgemäße Annahmen Zu starke Gewichtung von vorhergehenden Daten und Ergebnissen Fehleinschätzungen oder Widersprüchlichkeiten bei gegenwärtigen Verkehrszahlen Nichtübertragbarkeit von Modellen auf andere Kontexte (bspw. andere Länder) Psychologische Ursachen Tendenz von Menschen und Organisationen zum Optimismus Optimismus in der Beurteilung und Begutachtung Wirtschaftliche Ursachen Projektbezogene Interessen von Firmen und Beratern Politisch-Institutionelle Ursachen Interessen, Macht und Institutionen Umsetzung des angenommenen politischen Willens durch Berater Tabelle 1: Ursachen für überschätzte Verkehrsprognosen. [11, 6, 3] -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Prozentuale Abweichung Prognosewert-Zählung Abschnittsnummer Bild 2: Verteilung der prozentualen Überschätzungen der Verkehrsprognose aller betrachteten Straßenabschnitte im Vergleich zum Zählwert. Eigene Darstellung Internationales Verkehrswesen (68) 1 | 2016 35 Wissenschaft INFRASTRUKTUR Wichtig ist, aus Fehlern der Vergangenheit zu lernen und sich auch auf wissenschaftlicher Ebene auf die Ursachensuche zu begeben. Für die hier betrachteten Prognosen liegen die zugrundeliegenden Annahmen nicht vollständig vor. Somit können nur sehr allgemeine Aussagen getroffen werden. Für eine tiefere Analyse sind zunächst die Investitionsmittelgeber selbst gefragt, die die Veröffentlichung der Prognoseangaben ermöglichen bzw. erzwingen müssen. Solange auf dieser Ebene keine Ursachenbetrachtung erfolgt, ist im Hinblick auf die Zukunft zu konstatieren, dass ohne vollständige Offenlegung und Begründung von Annahmen keine Entscheidungen auf Basis von nicht nachvollziehbaren Prognosen getroffen werden sollten. Generell ist der Versuch als fraglich einzustufen, alle Festlegungen bei den Rahmenbedingungen in einer einzigen Prognose zu kombinieren und damit die zukünftige Entwicklung erfassen zu wollen. Stattdessen sollten mindestens „drei in sich konsistente Szenarien für die Globalprognose [gebildet werden], in denen die wichtigsten Einflussfaktoren auf das Verkehrsaufkommen, insbesondere die Wirtschafts- und Bevölkerungsentwicklung, sowie die Annahmen über künftige Nutzerkosten und verkehrspolitische Entwicklungen variiert werden“ [13]. Zusätzliche Szenarien für ausgeprägte Stagnationsbzw. Schrumpfungsprozesse sollten die Ergebnisse ergänzen. Damit kann die unvermeidbare Unsicherheit von Langfristprognosen unterstrichen werden. In allen darauf aufbauenden Entscheidungsgrundlagen wie etwa der gesamtwirtschaftlichen Bewertung sollten alle Szenarien im Sinne einer Sensitivitätsanalyse ebenfalls einfließen. ■ HiNwEis Der Lehrstuhl für Verkehrsökologie der TU Dresden sammelt seit 1994 Daten zu Prognosen bei Verkehrsplanungen und Planfeststellungsverfahren. Im Jahr 2013 beauftragte die Fraktion Bündnis 90 / Die Grünen im Sächsischen Landtag den Lehrstuhl für Verkehrsökologie mit der Aufarbeitung und Analyse der Daten. liTERATuR [1] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2013): Hinweise zur Verkehrsentwicklungsplanung. Köln: FGSV Verlag. ISBN 978-3-86446-058-6. [2] Wefering, Frank; Rupprecht, Siegfried; Bührmann, Sebastian; Böhler-Baedeker, Susanne (2014): Guidelines. Developing and Implementing a Sustainable Urban Mobility Plan. European Platform on Sustainable Development. Online im Internet: http: / / www.eltis. org/ sites/ eltis/ files/ sump_guidelines_en.pdf (Stand: 15.01.2016). [3] Becker, Udo; Richter, Falk; Stelzner, Rosemarie; Lißner, Sven (2014): Verkehrsprognosen in Sachsen: Vergleich der Prognosen und der IST-Entwicklung bei Sachsens Straßenbauprojekten. Gutachten im Auftrag der Fraktion BÜNDNIS 90 / DIE GRÜNEN im Sächsischen Landtag. Dresden. [4] Bundesanstalt für Starßenwesen (2010): Automatische Zählstellen auf Autobahnen und Bundesstraßen. Online: www.bast.de/ DE/ Verkehrstechnik/ Fachthemen/ v2-verkehrszaehlung/ Verkehrszaehlung.html? nn=605390 (Stand: 15.01.2016). [5] Landeshauptstatd Dresden (2012): Verkehrsmengenkarte 2011. Landeshauptstadt Dresden, Stadtplanungsamt (Hrsg.). Online im Internet: www.dresden.de/ verkehrsmengenkarte (Stand: 15.01.2016). [6] Schrefel, Christian; Schrefel, Magdalena ; Hajszan, Regina (2008): Verkehrsprognosen: Kultur der Fehlinformation. Literaturstudie im Auftrag des Grünen Klubs im Parlament. Wien. [7] Gather, Matthias; Kosok, Philipp (2013): Analyse der regionalwirtschaftlichen Effekte des Fernstraßenbaus anhand ausgewählter Autobahnprojekte. Erfurt. [8] Welde, Morten; Odeck, James (2011): „Do Planners Get it Right? The Accuracy of Travel Demand Forecasting in Norway“. In: European Journal of Transport and Infrastructure Research, 11/ 1, S. 80-95. [9] Flyvbjerg, Bent; Skamris Holm, Mette ; Buhl, Soren (2005): „How (In)accurate Are Deman Forecasts in Public Works Projects? - The Case of Transportation“ In: Journal of the American Planning Association, 71/ 2, S. 131-146. [10] Bain, Robert (2009): „Error and optimism bias in toll road traffic forecasts“. In: Transportation, 36/ 5, S. 469-482. [11] Flyvbjerg, Bent (2004): Procedures for Dealing with Optimism Bias in Transport Planning. Guidance Document. Report No. 58924. British Department for Transport. [12] Statistisches Landesamt Sachsen (2015): Bevölkerungsentwicklung im Freistaat Sachsen. Kamenz. Online im Internet: https: / / www.statistik.sachsen.de/ download/ 010_GB- Bev/ K_Tabellen_2014.pdf (Stand: 15.01.2016). [13] Nagel, Kai; Winter, Martin; Beckers, Thorsten; Röhling, Wolfgang; Liedtke, Gernot; Scholz, Aaron (2010): Endbericht zum Forschungsprojekt „Analyse der verkehrsprognostischen Instrumente der Bundesverkehrswegeplanung“. Berlin. Susan Hübner, B. Sc. Studentische Mitarbeiterin, Lehrstuhl für Verkehrsökologie, TU Dresden susan.huebner@tu-dresden.de Sven Lißner, Dipl.-Ing. Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Lehrstuhl für Verkehrsökologie, TU Dresden sven.lissner@tu-dresden.de Thilo Becker, Dipl.-Ing., M. Sc. Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Lehrstuhl für Verkehrsökologie, TU Dresden thilo.becker@tu-dresden.de Falk Richter, Dr.-Ing. Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Lehrstuhl für Verkehrsökologie, TU Dresden falk.richter@tu-dresden.de Rosemarie Baldauf, Dipl.-Ing. Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Lehrstuhl für Verkehrsökologie, TU Dresden rosemarie.baldauf@tu-dresden.de Udo Becker, Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhlinhaber, Lehrstuhl für Verkehrsökologie, TU Dresden verkehrsoekologie@tu-dresden.de