Volkswagen Magazin

Innovation

Wie organisieren wir den Stadtverkehr von morgen?

Der Begriff Smart City ist in aller Munde. Was verbirgt sich dahinter? Hier erklären vier Experten, die in Barcelona die Zukunft der vernetzten Mobilität erkunden, an welchen Ideen sie gerade tüfteln.

Text Veronica Frenzel
Illustration C3 Visual Lab
Fotos Gunnar Knechtel (5), Frank Schinski (2), Volkswagen AG (1)

Städte mit sauberer Luft und ohne Verkehrslärm, in denen sich jeder schnell und nachhaltig, individuell und flexibel fortbewegen kann – ist das noch abstrakte Utopie oder längst sichere Zukunft, die schon bald zu unserer Alltagsgegenwart zählen wird? Stadtplaner, Wissenschaftler und Unternehmer suchen seit Jahren gemeinsam nach Konzepten für mehr urbane Lebensqualität. Als entscheidender Schritt gilt dabei die Verwandlung von Städten in sogenannte „Smart Cities“ – metropolitane Orte also, in denen eine volldigitalisierte Kommunikation und Vernetzung ganz neue Möglichkeiten zur effektiven Verkehrssteuerung bietet. „Smart“ im Sinne moderner Mobilität ist dabei vor allem der Gedanke, eine permanente Interaktion zwischen Stadtbewohnern und der sie umgebenden Technologie zu initiieren. Sprich: Die Bürger kooperieren untereinander und tauschen Informationen aus, die mittels Technologie ständig aktualisiert und verfeinert werden. Verwaltungen und Firmen, Wissenschaft und Politik stellen Daten öffentlich zur Verfügung. Jeder soll an der lebenswerten Stadt der Zukunft mitbauen.

Die Volkswagen AG hat diese Herausforderung bereits angenommen. „Wir Automobilhersteller müssen und wollen die mobile Zukunft der Stadt gestalten“, sagt Wolfgang Müller-Pietralla, der Leiter der Abteilung Zukunftsforschung von Volkswagen, über das Engagement des Konzerns. In Barcelona, jener Stadt, die als weltweit führende „Smart City“ gilt, noch vor New York und London, entwickelt der Konzern Ideen für die urbane Mobilität von morgen. Gemeinsam mit SEAT, lokalen Hochschulen wie der IESE Business School sowie ausgewiesenen Mobilitätsexperten wurde an der Polytechnischen Hochschule UPC Barcelona eine Forschungsplattform zum Thema Urbane Mobilität eingerichtet. Dort feilen Soziologen, Mathematiker und Ingenieure an den besten Angeboten, sowohl für Autofahrer als auch Stadtbewohner. Die Revolution der urbanen Mobilität ist längst im Gange. Zu Privatwagen, Bahn, Bus und Fahrrad sind in den vergangenen Jahren Car-Sharing-Modelle hinzugekommen.

»Wir Automobilhersteller müssen und wollen die mobile Zukunft der Stadt gestalten.«

Wolfgang Müller-Pietralla, Zukunftsforscher bei Volkswagen

Es gibt mobile Anwendungen, die für jede Route den optimalen Mobilitätsmix zusammenstellen. Schon jetzt kann jeder entscheiden, wie er unterwegs sein möchte: Ökonomisch? Schnell? Ökologisch? „Die Urbanisierung und die damit einhergehende Regulierung der Mobilität und der Emissionen haben direkten Einfluss auf den traditionellen Markt der Automobilkonzerne“, erklärt Marc Sachon, Wirtschaftswissenschaftler an der IESE in Barcelona.

„Durch die Digitalisierung und die Elektrifizierung der Autos entstehen jetzt viele Möglichkeiten, sich neu zu positionieren.“ Barcelona ist die ideale Stadt, um auszuprobieren, wie die mobile Zukunft aussehen könnte: Hier werden so viele Daten zum Verkehrsaufkommen, zu freien Parkplätzen und zur Luftverschmutzung erfasst und zur Verfügung gestellt wie in kaum einer anderen Smart City. Sogar die Laternen tragen hier Sensoren, die Daten sammeln. Die Metropole am Mittelmeer entwickelt sich außerdem ähnlich wie die meisten Großstädte in Industrieländern:

Die Bevölkerung wächst stetig, vor allem junge Menschen ziehen hierher. Gleichzeitig wächst die Erwartung an moderne Stadtplaner, das gestiegene Verkehrsaufkommen effektiver zu gestalten. „Unsere Aufgabe ist es, die Trends in der Fahrzeugindustrie und in der Stadtentwicklung zu identifizieren und herauszufinden, wie diese sich ergänzen“, erklärt Christoph Wäller, Entwickler von SEAT, der für den Volkswagen Konzern vor Ort in Barcelona die Forschung zur mobilen Zukunft leitet. „Es geht vor allem um die Frage: Wie können Autos, wie können wir Hersteller dazu beitragen, sowohl das Mobilitätserlebnis unserer Kunden als auch die Lebensqualität in der Stadt jetzt und in Zukunft zu erhöhen?“

In Barcelona entwickelt das Team unter anderem Anwendungen und Plattformen für Trip-Sharing und Peer-to-Peer-Sharing-Angebote, über die sich Stadtbewohner mit ähnlichen mobilen Bedürfnissen vernetzen können, um Fahrten und Fahrzeuge zu teilen. Hier erklären vier Experten, wie ihr Volkswagen Projekt die Stadt der Zukunft noch smarter machen kann.

Wolfsburg & Barcelona

Seit Ende 2014 betreibt die Volkswagen Konzernforschung in Kooperation mit SEAT, der Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) und weiteren Hochschulen in Barcelona das Cooperative Automotive Research Network, kurz „CarNet“. Ziele sind der Aufbau einer Forschungsplattform mit den Schwerpunkten „Fahrzeugtechnik“ und „Urban Mobility“ sowie die integrierte Erforschung zukunftsfähiger Mobilitätskonzepte durch Fahrzeugindustrie und Stadtentwicklung.

In zahlreichen Projekten arbeiten diverse Teams an einer Vielzahl von Aspekten, die unsere Stadtmobilität leichter und schneller, nachhaltiger und flexibler machen können.

»e-Community-Cars und Peer-to-Peer-Sharing von Elektrofahrzeugen werden langfristig gut funktionieren.«

Victor Moyano, Marktanalyst der Firma Creafutur, sucht nach den besten Sharing-Ideen:

Wenn ich morgens mit dem Auto zu meinem Büro fahre, das in einem Vorort von Barcelona liegt, male ich mir häufig die Zukunft aus. Dann fahren ich und die anderen Pendler von unserem jeweiligen Zuhause mit dem e-Bike, e-Roller oder e-Auto einer Sharing-Flotte bis zum nächstgelegenen Bahnhof. Der ist eigentlich eine Art Mobilitätsknotenpunkt. Dort fahren Züge, Busse und Community-Cars, Autos, die sich Menschen teilen, die gleiche Wege haben. Von da geht es zum Bahnhof bzw. Mobilitätsknotenpunkt, der dem Büro am nächsten liegt. Die letzten Kilometer legen wir wieder mit e-Autos oder e-Rollern aus Sharing-Flotten zurück. Ein eigenes Auto hätte kaum noch jemand. Meine Zukunftsvision ist das Ergebnis meiner Forschungen zur urbanen Mobilität. Ich arbeite an der Basis, versuche herauszufinden, was die Städter wollen, was die Stadtentwickler planen – vor allem wie die perfekten Sharing-Systeme aussehen. Seit Jahren lese ich alle Studien, Marktforschungen und Trendberichte zum mobilen Leben in Barcelona. Ich weiß, dass für die allermeisten Menschen zwischen 20 und 40 hier – wie auch in den meisten anderen Großstädten in Industrieländern – Mobilität möglichst günstig sein soll. Sie sind zwar bereit, ein wenig mehr als für öffentliche Verkehrsmittel zu zahlen, aber sie wollen weniger ausgeben als für ein eigenes Auto. Sie möchten sich außerdem flexibel, schnell und im besten Fall auch umweltfreundlich fortbewegen. Sharing-Konzepten stehen sie sehr offen gegenüber.

Ein privates Fahrzeug besitzen will kaum noch jemand. Ich weiß auch, dass Pkws langfristig aus dem täglichen Innenstadtverkehr gedrängt werden sollen, etwa mittels Einfahr- und Parkverboten. In immer mehr Straßen von Barcelona dürfen schon jetzt nur Anwohner parken oder man darf nur zum Be- und Entladen halten. Viele Straßen sollen bald ganz für Autos gesperrt sein. Die Stadtplaner stören sich aber gar nicht so sehr an den Fahrzeugen, sondern vielmehr an der Luftverschmutzung und am Verkehrschaos. Weil Elektroautos die Luft nicht belasten, sollen diese sich in Barcelona weiter frei bewegen können. Aufladestationen für Elektrofahrzeuge aus Sharing-Flotten sollen deshalb auch an Anwohnerparkplätzen stehen. Eine Sharing-Flotte von Elektroautos oder -rollern würde deshalb kurzfristig den Wunsch der Stadtbewohner nach günstiger, flexibler Mobilität erfüllen. Es wäre auch eine gute Lösung für die Planer, die auf der Suche nach Strategien für eine saubere und ruhige Stadt sind. Jetzt geht es darum, gemeinsam mit der Stadtverwaltung Aufladestationen zu platzieren. Langfristig würden auch Elektro-Community-Cars und Peer-to-Peer-Sharing von Elektrofahrzeugen gut funktionieren. Dafür brauchen wir noch Plattformen und Anwendungen, über die man sich einfach und gut organisieren kann.

»Auf jeder Straße staut sich ab einer bestimmten Zahl von Fahrzeugen der Verkehr. Und zwar in Form von Wellen.«

Jaume Barceló, Mathematiker an der Polytechnischen Hochschule von Barcelona, baut Verkehrsmodelle, mit denen man Zukunftsvisionen am Computer simulieren kann:

Um komplexe Phänomene wie die Verkehrsentwicklung zu verstehen, helfen Beobachtungen nicht. Dafür brauchen wir mathematische Modelle. Wenn man zum Beispiel in einen Stau gerät, denken die meisten aufgrund früherer Erfahrungen, da ist bestimmt ein Unfall passiert. Stimmt aber meistens nicht. Auf jeder Autobahn, auf jeder Straße staut sich ab einer bestimmten Zahl von Fahrzeugen der Verkehr. Und zwar in Form von Wellen. Auf Stau folgt flüssiger Verkehr, darauf wieder Stau, darauf wieder flüssiger Verkehr und so weiter. Um herauszufinden, wie sich das genau verhält, entwickle ich Modelle, mit denen man den Verkehrsfluss am Computer simulieren kann. Dafür haben wir zunächst drei Autos an mehreren Tagen durch Barcelona geschickt. Die Fahrer fuhren jeweils aggressiv, zurückhaltend, angepasst. Sensoren an den Autos erfassten zu jeder Zeit alle messbaren Daten: die Distanz zu den umliegenden Fahrzeugen, deren Geschwindigkeit, die Luftgüte. Diese Daten tauschten sie untereinander aus und leiteten sie auch an eine Zentrale weiter.

Mit den gemessenen Daten habe ich ein Verkehrsmodell von Barcelona entwickelt, in dem sich alle Autos verhalten wie die drei Testautos. Ich fand heraus, wann der Verkehr ins Stocken gerät und wie das zu verhindern ist. Ich weiß jetzt außerdem, dass man einen guten Überblick über den Verkehr in der Stadt bekommt, wenn etwa zehn Prozent aller Fahrzeuge Daten über den Verkehrsfluss ermitteln und untereinander und mit einer Verkehrsleitzentrale teilen. Die digitalisierten Autos einer e-Car-Sharing-Flotte wären zum Beispiel eine gute Quelle, um den aktuellen Verkehrsfluss und die Luftverschmutzung schnell und zuverlässig abzubilden. Haben die Navigationsgeräte der Autos diese Informationen zur Verfügung, können sie die Fahrer schnell und umweltschonend durch die Stadt lotsen. Sind zum Beispiel in bestimmten Straßen zu viele Autos unterwegs, oder ist dort die Luftverschmutzung zu hoch, werden die Fahrer umgeleitet. Über die Verkehrsleitzentrale könnte auf viel befahrenen Straßen zu Stoßzeiten auch die Grünphase der Ampeln verlängert werden. Die Autos helfen so, die Lebensqualität in der Stadt zu steigern.

»Mein Traum: eine ins Navi integrierte digitale Karte, die weiß, in welcher Straße man wo zu welcher Uhrzeit Parkplätze findet.«

Andreas Sasse, Volkswagen Ingenieur, entwickelt Lösungen für die Parkplatzsuche:

Als ich vor Kurzem in Barcelona auf Dienstreise war, lenkte mich das Navi zwar an den Ort, an dem ich meinen Termin hatte. Allerdings gab es dort keine freien Parkplätze. Eine halbe Stunde fuhr ich um den Block, bis ich endlich eine Lücke fand. Ich wünschte mir die Anwendung herbei, an der wir gerade arbeiten: eine ins Navi integrierte digitale Karte, die weiß, in welcher Straße man wo zu welcher Uhrzeit Parkplätze findet, und wo man besser erst gar nicht sucht. Ob in Parkhäusern Parkplätze frei sind, sagen mir schon heute Smartphone-Apps oder Navigationsgerät. Damit sie auch wissen, in welchen Straßen man wann parken kann, mussten wir tüfteln. Wir nutzten die Ultraschallsensoren in den Stoßdämpfern, die jedes Auto mit Parkassistent besitzt. Die sind permanent auf der Suche nach Lücken. Wir haben die von den Sensoren mehrerer Fahrzeuge ermittelten Informationen gesammelt, mit GPS-Daten und Uhrzeiten verknüpft und abgeglichen, um sicherzugehen, dass es sich bei den gefundenen Lücken auch wirklich um Parkplätze handelt. Die Daten haben wir dann auf eine digitale Straßenkarte übertragen. Das Ergebnis: ein dynamischer Straßenatlas, der anzeigt, wo wann durchschnittlich wie viele Parkplätze frei sind. Noch befinden wir uns in der Testphase. Stecken die dynamischen Parkplatzkarten in den Navigationsgeräten, könnten etwa die Autos Volkswagen eigener Carsharing-Flotten regelmäßig Daten liefern, damit die Karte aktuell bleibt. Auch die Daten zu freien Parkplätzen, die die Stadtverwaltungen von Smart Cities wie Barcelona schon jetzt zur Verfügung stellen, können in die Karten einfließen.

»Die derzeit größte Herausforderung liegt darin, ein neues Verständnis von urbaner Mobilität zu schaffen.«

Wolfgang Müller-Pietralla, Zukunftsforscher bei Volkswagen, entwirft Microcities, Verkehrsknotenpunkte, wo Städter Fahrzeuge wechseln können:

Weil die Menschen in Zukunft wahrscheinlich öfters das Fahrzeug wechseln – zum Beispiel vom Elektroauto einer Sharing-Flotte in den Bus oder Zug steigen und von dort ins Community-Car oder aufs Stadtrad –, brauchen wir Knotenpunkte, an denen sich der Verkehr in der Stadt bündelt, die das Umsteigen angenehm, schnell und sicher gestalten. Wir nennen sie Microcities. Sie müssen engmaschig vernetzt über die Stadt verteilt sein, in den Zentren, am Stadtrand sowie in der Peripherie. Die wichtigsten Verkehrsadern sowie Bahn- und Bushaltestellen müssen von dort gut zu erreichen sein. In den Microcities soll es Parkplätze für Privatautos, Fahrräder und Sharing-Fahrzeuge geben, außerdem Aufladestationen für Elektroautos und e-Stadträder. Es sollen individuell gestaltete Orte sein – keine Bahnhöfe, eher qualitativer Lebensraum. Angeschlossen könnten Einkaufszentren sein, und auch Werkstätten, Fitnessstudios, Kulturzentren und Co-Working-Räume. Über eine mobile Anwendung oder eine Nutzer-ID soll man Zugang erhalten, seine Reise planen, Fahrzeuge buchen. Am Beispiel von Barcelona haben wir mit unseren Kooperationspartnern vor Ort erarbeitet, welche Standorte sich in einer Stadt für Microcities am besten eignen. Wir haben zunächst über 30 digitale Karten erstellt.

Abgebildet sind zum Beispiel das Straßennetz, das U-Bahn- und Bus-Netz, Aufladestationen für Elektrofahrzeuge, Tankstellen, das Verkehrsaufkommen und die Orte, wo die meisten Menschen arbeiten, wohnen, ihre Freizeit verbringen. Die einzelnen Karten haben wir dann zu einer zusammengefügt. Darauf haben wir mehr als 60 Standorte für mögliche Microcities ausgemacht. Diese liegen zum Beispiel entlang des Autobahnrings von Barcelona, der den Verkehr in die Innenstadt, die Vororte und die neuen urbanen Zentren verteilt, und an den Hauptstraßen, die sich horizontal und vertikal durch das Zentrum ziehen, entlang derer sich sowohl öffentlicher wie privater Verkehr orientiert und an denen es schon jetzt viele Parkhäuser gibt. Jetzt müssen wir Wege finden, damit in den Microcities zu jeder Zeit genau die Fahrzeuge zur Verfügung stehen, die die Menschen gerade nutzen wollen. Die größte Herausforderung liegt wohl darin, ein neues Verständnis von urbaner Mobilität zu schaffen, bei der Autos im Dienst intelligenter Fortbewegung stehen. Um dem näher zu kommen, müssen wir in den Städten eine neue Infrastruktur schaffen – wie die Microcities, die Schnittstellen für individuelle Fortbewegung sind, physisch und digital.