88 4 · 2023 TR ANSFORMING CITIES THEMA Die urbane Verkehrswende Seit dem Jahr 2005 hat das Thema der Luftreinhaltung bezüglich des Straßenverkehrs in der EU und in Deutschland zunehmend an Bedeutung gewonnen. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Anforderungen für die Grenzwerte von Schwefeldioxiden (SO 2 ), Stickstoffdioxiden (NO x ), Feinstaub (PM 10 ) und Blei (Pb) in der Luft mit der Richtlinie 1999/ 30/ EG erstmals in innerstaatliches Recht übernommen. Schnell zeichnete sich ab, dass die Grenzwerte in den deutschen Großstädten und Ballungsgebieten mehr als 35 mal überschritten werden. Laut Angaben der europäischen Kommission kommen jährlich schätzungsweise 350 000 Menschen aufgrund der Folgen der schwerwiegenden Feinstaubbelastung in der Luft Maßnahmensensitives Verkehrs- und Klimamonitoring (GoGreen) Luftreinhaltung, Emissionsminderung, Verkehrsmanagement, Mobilitätsdaten, Informationssysteme Jasmin Rychlik, Jan Kätker, Tom Schilling, Christian Seidel Im Verkehrssektor sind deutliche Emissionsminderungen notwendig, um die Klimaschutzziele der EU zu erreichen. Eine Lösung dafür ist das umweltorientierte Verkehrsmanagement (UVM) der VMZ, das sich derzeit in Würzburg im Betrieb befindet. Das umfassende System reicht von der umweltsensitiven Steuerung des Straßenverkehrs in der Innenstadt über koordinierte Informationsdienste mit dynamischen Anzeigetafeln an den Hauptzufahrtsstraßen zur Innenstadt bis hin zu Mobilitätsdiensten wie Apps und Web-Anwendungen für die Region. Bild 1: Multimodaler Mobilitätsmonitor (MoMo) kombiniert verschiedene Kartenkomponenten mit dynamischen Mobilitätsinformationen. © Rychlik et al. 89 4 · 2023 TR ANSFORMING CITIES THEMA Die urbane Verkehrswende ums Leben, in Deutschland etwa 70 000. Daraufhin wurde eine Debatte über die Einhaltung der Grenzwerte in Gang gesetzt, die bis heute andauert. Vor dem Hintergrund, die Gesundheitsgefahr zu reduzieren, wurden verschiedene Ansätze diskutiert, um die Luftschadstoffgrenzwerte einzuhalten. Auf kommunaler Ebene steht die Einhaltung der geltenden Luftqualitätsgrenzwerte vor einer doppelten Herausforderung: Einerseits dürfen die Jahresmittelwerte und die Grenzwerte für die Kurzzeitbelastung nicht überschritten werden. Auf der anderen Seite steht jedoch nur eine begrenzte Palette an wirksamen Maßnahmen zur Verfügung. Das führt, auch vor dem Hintergrund der derzeit diskutierten weiteren Grenzwertverschärfung im Zielhorizont 2030, zu der zentralen Fragestellung, wie eine umweltgerechtere Gestaltung des Verkehrs vorangetrieben werden kann. Umweltorientiertes Verkehrsmanagement Ein umweltorientiertes Verkehrsmanagement (UVM), bestehend aus temporären Verkehrssteuerungsmaßnahmen sowie intermodalen Informations- und Mobilitätsdiensten, kann einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von Luftschadstoffen in hochbelasteten Bereichen betroffener Städte leisten. Das Ziel besteht darin, die Belastung des motorisierten Individualverkerkehrs (MIV) in diesen Hotspots temporär restriktiv zu beeinflussen. Im Fall einer drohenden Überschreitung der Grenzwerte werden Verkehrsteilnehmer mithilfe von Mobilitätsdiensten über Alternativen des Umweltverbunds informiert und auf Sharing-Angebote hingewiesen, mit denen die gewünschten Mobilitätsbedürfnisse zeit- und umweltgerecht erreicht werden können. In dicht besiedelten Innenstädten mit hohen Schadstoffbelastungen kann eine intelligente Verkehrssteuerung dazu beitragen, den Verkehrsfluss zu verbessern und die Luftschadstoffbelastung zu verringern. Wesentliche Voraussetzungen für ein umweltorientiertes Verkehrsmanagement sind die Datenerfassung in Echtzeit, die Vernetzung und die Online-Analyse einer Vielzahl unterschiedlicher Datenquellen, wie zum Beispiel das Verkehrsaufkommen, lokale Wetterinformationen und aktuelle Schadstoffmesswerte an lokalen Messstationen. Im Ergebnis wird eine Drosselung der Verkehrsmenge und eine Stabilisierung des Verkehrsflusses erzielt, sodass die verkehrsbedingten Immissionen, insbesondere an Hotspots, reduziert werden können. Die Maßnahmen tragen dazu bei, 1.) die abschnitts- und richtungsbezogene Verkehrsqualität in den kritischen Bereichen durch eine Optimierung der Signalzeitpläne zu verbessern, 2.) den motorisierten Individualverkehr temporär zu reduzieren und 3.) den durch eine Zuflusssteuerung und die modale Verlagerung der Verkehrsnachfrage durch ein umfassendes Informations- und Mobilitätsmanagement zu unterstützen. Umweltorientierte und netzadaptive Steuerung des Straßenverkehrs Bei der Umsetzung des umweltorientierten Verkehrsmanagements werden die prognostizierte Verkehrssituation und die Schadstoffbelastung zunächst auf Basis der aktuell lokal detektierten Daten anhand von Modellberechnungen für das gesamte Netz ermittelt und online an ein zentrales System übertragen. Infolge einer darauf aufbauenden umweltorientierten und netzadaptiven Steuerung des Straßenverkehrs kann die PM 10 - und NO 2 -Belastung an den Straßenabschnitten mit Grenzwertüberschreitungen nachhaltig reduziert werden. Wenn die stündliche NO 2 -Konzentration in den betroffenen Straßenabschnitten über einen festgelegten Schwellenwert ansteigt, wird durch die netzadaptive Steuerung eine Drosselung des Verkehrsaufkommens an den sogenannten Dosierungs-Lichtsignalanlagen zur Reduzierung der Luftschadstoffbelastung eingeleitet, eingeleitet, um die Luftschadstoffbelastung zu reduzieren und damit den Jahresmittelgrenzwert für NO 2 von derzeit 40 μg/ m 3 dauerhaft einzuhalten. Der Schwellenwert wird auf der Grundlage umfangreicher Modellrechnungen sachgerecht ermittelt. Das bedeutet, dass Maßnahmen der Verkehrssteuerung nur dann aktiviert werden, wenn eine Überschreitung des festgelegten Schwellenwertes droht. Über verschiedene Informationsmedien und Mobilitätsdienste werden die Verkehrsteilnehmer rechtzeitig über die eingeleiteten Maßnahmen informiert. Eine entsprechende Vorankündigung erfolgt auf Basis intelligenter Prognosen - in der Regel für den Folgetag. Darüber hinaus werden in weiteren Arbeitsschritten Straßenabschnitte im Stadtgebiet mit derzeit schlechter Verkehrsqualität (Stau, Stop-and-go) und den damit verbundenen hohen NO 2 -Emissionen zu Regelzonen zusammengefasst und mit einer modernen netzadaptiven LSA-Steuerung ausgestattet. Auf diese Weise wird die Verkehrsqualität insbesondere in den Spitzenstunden (LOS - flüssig) deutlich verbessert. Infolgedessen werden die damit einhergehenden NO 2 -Emissionen des Straßenverkehrs im gesamten Stadtgebiet nachhaltig reduziert. Informations- und Mobilitätsdienste Die fachlich konzipierten und temporär umgesetzten Verkehrssteuerungsmaßnahmen werden mit Informations- und Mobilitätsdienstleistungen für 90 4 · 2023 TR ANSFORMING CITIES THEMA Die urbane Verkehrswende die Bürgerinnen und Bürger verknüpft. Die übergeordnete Zielsetzung besteht nicht nur darin, das Verkehrsverhalten hinsichtlich einer räumlichen Verlagerung durch eine andere Routenwahl im Straßennetz zu beeinflussen, sondern zielt auch darauf ab, die Attraktivität alternativer Verkehrsmittel zu erhöhen, wie zum Beispiel das Fahrrad bzw. der ÖPNV sowie Möglichkeiten des Car- und Bikesharings. Informationen zu den verfügbaren Alternativen werden über die Mobilitätsdienste verkehrsmittelübergreifend bereitgestellt. Zentral wird dazu eine städtische Mobilitätsplattform errichtet, die alle verfügbaren Daten zu städtischen Mobilitätsangeboten bündelt. Dazu gehören Daten zur aktuellen Straßenverkehrssituation, zu möglichen Verkehrsstörungen, zum öffentlichen Nahverkehr, zu zahlreichen Sharing-Angeboten und Daten zu Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Parkdaten, Mitfahrangeboten, etc. Diese zentrale Bündelung erlaubt eine anbieterneutrale Informationsbereitstellung für die Bürgerinnen und Bürger. Als Ausspielungskanäle lassen sich die Daten nun in Apps oder Websites integrieren und mit intermodalen Routenempfehlungen kombinieren. Der Routenplaner berücksichtigt dabei statische städtische Strategien und die dynamischen UVM-Maßnahmen. So werden konsistent zur aktuellen Steuerung und im Sinne der Städte Routenempfehlungen generiert. Die Mobilitätsdaten lassen sich zusätzlich auf Multimodalen Mobilitätsmonitoren (MoMo) anzeigen, die zum Beispiel an Bahnhöfen (Bild 1) installiert werden können. Der MoMo informiert Gäste, Besucher und Reisende über alle verfügbaren Verkehrs- und Mobilitätsangebote in der Umgebung des Standortes und stellt den Nutzern mehr Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung, um sie bei der Verkehrsmittelwahl zu unterstützen. Dynamische Informationstafeln an den Hauptzufahrtsstraßen versorgen die Verkehrsteilnehmer mit aktuellen Verkehrsinformationen. Im Rahmen des Informations- und Mobilitätsmanagementsystems werden die Bürgerinnen und Bürger über die am Vortag eingeleiteten Maßnahmen für den motorisierten Individualverkehr (MIV) informiert. Durch verschiedene Mobilitätsdienste werden ihnen umweltverträgliche Alternativen zum MIV, wie beispielsweise die ÖPNV-Nutzung, vorgeschlagen. Als Best-Practice-Beispiel dient das Projekt des umweltorientierten Verkehrs- und Informationsmanagements in Würzburg „SauberMobil“, das sich seit dem 26. April 2021 im Produktivbetrieb befindet. Die praktische Umsetzung am Best-Practice Beispiel Würzburg Mit dem „Green-City-Plan Würzburg“ hat die Stadt Würzburg einen Masterplan für die Gestaltung einer nachhaltigen und emissionsfreien Mobilität in der Region Würzburg entwickelt. Im Rahmen dieses Masterplans wurde das Teilkonzept „Umweltorientiertes Verkehrsmanagement“ umgesetzt. Mit dem Teilkonzept wurden im Jahr 2018 zunächst die Grundlagen für den Aufbau eines umweltorientierten und netzadaptiven Verkehrs- und Mobilitätsmanagements in Würzburg erarbeitet. Das Konzept reicht von der umweltsensitiven Steuerung des Straßenverkehrs in der Innenstadt über koordinierte Informationsdienste mit dynamischen Anzeigetafeln an den Hauptzufahrtsstraßen zur Innenstadt bis hin zu Mobilitätsdiensten für die Region. Ziel war es zu zeigen, wie durch verkehrslenkende Maßnahmen und ein umfassendes Informations- und Mobilitätsmanagement ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung der verkehrsbedingten Luftschadstoffbelastung in den kritischen Bereichen der Stadt Würzburg geleistet werden kann. Zu diesem Zweck wurde ein umweltorientiertes Verkehrs- und Mobilitätsmanagementsystem zunächst im Bereich der Würzburger Innenstadt implementiert. Hier wurden die Jahresmittelgrenzwerte für NO 2 in 2019 an elf Straßenabschnitten überschritten. Von diesen Grenzwertüberschreitungen sind rund 2 000 Anwohner betroffen. Die Erarbeitung des Teilkonzepts erfolgte in einem mehrstufigen Prozess. In einem ersten Schritt wurden in Abstimmung mit den zuständigen Verwaltungen der Stadt Würzburg die zu betrachtenden kritischen Bereiche (Hotspots) definiert. Grundlage hierfür waren die bereits vorliegenden Untersuchungen, insbesondere im Rahmen des aktuellen Luftreinhalteplans. In einem zweiten Arbeitsschritt erfolgte auf Basis dieser Grundlagen die schrittwei- Ziel: Reduktion Luftschadstoff-Immissionen Meteorologie, Hintergrundbelastung, ... Verkehrsinformation Informationstafeln Applikationen Verkehrssteuerung LSA-Steuerung Verkehrsmessung - Verkehrsstärke - Geschwindigkeit - Verkehrsqualität (Stauanteile) Immissionsmodellierung - NO 2 , PM10 Hotspot Schildersteuerung LSA Drosselung der Verkehrsmenge Stabilisierung des Verkehrsflusses KFZ-Verkehr Bild 2: Komponenten des umweltorientierten Verkehrsmanagements. © Rychlik et al. 91 4 · 2023 TR ANSFORMING CITIES THEMA Die urbane Verkehrswende se Entwicklung von Maßnahmen zur Reduzierung der Luftbelastung in den kritischen Bereichen der Würzburger Innenstadt im Rahmen eines umweltorientierten Verkehrsmanagements. (Bild 2) Für die Stadt Würzburg ist im Bereich des Hauptbahnhofes ein multimodaler Mobilitätsmonitor realisiert worden. Der MoMo wertet den Standort am Hauptbahnhof auf und unterstreicht seine Qualitäten als Verkehrsknotenpunkt. Der MoMo besteht aus zwei Anzeigen, die verschiedene Kartenkomponenten mit dynamischen Mobilitätsinformationen kombiniert. Die Lösung bietet im Detail spezifische Echtzeit-Informationen zum öffentlichen Nahverkehr (Bild 1), zur Verkehrslage im Straßenverkehr, zu den Verfügbarkeiten flexibler Mobilitätsangebote des Car- und Bikesharings sowie Wetter und Uhrzeit. Darüber hinaus sind statische Informationen zu Fernbussen, Taxen, Parkplätzen und Autoverleih-Stationen integriert. Alle Informationen werden über eine freistehende Doppel-Stele mit zwei 65-Zoll-Monitoren ausgegeben. Maßgeschneidert auf die Mobilitätsthemen in Würzburg wurde unterstützend die Sauber-Mobil App entwickelt, die sich durch eine intuitiv bedienbare Karte auszeichnet. Der Nutzer erhält umfangreiche Informationen zu ÖPNV-Haltestellen mit aktuellen Fahrplänen und Abfahrtszeiten, aktueller Verkehrslage, Baustellen, Parkplätzen mit Belegung sowie Bike- und Carsharing-Stationen mit aktuellen Verfügbarkeiten. Darüber hinaus bietet die App einen verkehrsmittelübergreifenden Routenplaner, der kombinierte Reisen für PKW, ÖPNV, Rad, P+R, B+R, Bike- und Carsharing berechnet. Je nach Wunsch kann die schnellste, kostengünstigste oder umweltfreundlichste Route ausgewählt werden. Ausblick Im Verkehrssektor ist eine deutliche Emissionsminderung notwendig, um die von der EU geplante Verschärfung der Luftschadstoff-Grenzwerte zu erreichen. Eine Lösung dafür ist eine umweltgerechtere Gestaltung des Straßenverkehrs, die unter anderem durch eine restriktive Einflussnahme und den Einsatz intelligenter Steuerungssysteme auf der kommunalen Ebene umgesetzt werden kann. Die Evaluation von Maßnahmen des UVM anhand des Best-Practice-Beispiels Würzburg hat gezeigt, dass umweltorientiertes Verkehrsmanagement nicht nur zur Emissionsreduzierung in Hotspots beiträgt, sondern auch das Potenzial besitzt, die Attraktivität des Umweltverbundes zu steigern. Dies wird durch die Bereitstellung begleitender Informations- und Mobilitätsdienstleistungen für die Bürgerinnen und Bürger erreicht. Der nächste Schritt hin zur umwelt- und klimagerechten Abwicklung des Verkehrs ist die Ausweitung der Ansätze des netzweiten umweltorientierten Verkehrs- und Mobilitätsmanagements über einzelne Luftschadstoffe hinaus auch auf Klimagase und die Ausdehnung der Einflussbereiche des UVM auch auf einen regionalen Kontext. Die Verkehrs- und Umweltdaten, die in den Verkehrssteuerungsrechnern der Kommunen netzweit aktuell vorliegen, können für verschiedene Zwecke verwendet werden. Sie können für die Evaluierung, die Planung und das kontinuierliche Monitoring von dem Verkehr, der Luftschadstoffe und den klimatischen Bedingungen genutzt werden. Daher trägt die Auswertung dieser Daten auch zur erfolgreichen Umsetzung der Sustainable-Urban-Mobility-Pläne (SUMPs) bei. Mit dem Ansatz „GoGreen“ begleitet die VMZ in enger Kooperation, unter anderem mit der Yunex Traffic, Kommunen und Regionen von der Planung klimagerechter Mobilität, über die Umsetzung von Maßnahmen und kontinuierlichen Kontrollinstrumenten bis hin zur Evaluation. Dabei werden sämtliche verfügbare Daten berücksichtigt, um umfassende Evaluierungen durchzuführen und nachzuweisen, dass der Ansatz die ex ante Ziele erreicht. Dr. Jasmin Rychlik Projektleiterin Mobilitätsdienste VMZ Berlin Betreibergesellschaft mbH, Kontakt: jasmin.rychlik@vmzberlin.com Dr. Jan Kätker Geschäftsführung VMZ Berlin Betreibergesellschaft mbH Kontakt: jan.kaetker@vmzberlin.com Tom Schilling, M. Sc. Bereichsleiter Mobilitätsdienste VMZ Berlin Betreibergesellschaft mbH Kontakt: tom.schilling@vmzberlin.com Christian Seidel, M. Sc. Bereichsleiter Planung und Beratung VMZ Berlin Betreibergesellschaft mbH Kontakt: christian.seidel@vmzberlin.com AUTOR*INNEN