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Mobilität als Herausforderung in Städten: Können Smart Cities sie lösen?

(Quelle: jamesteohart/Shutterstock.com)

Angesichts der zunehmenden Urbanisierung, des Bevölkerungswachstums und des Klimawandels werden sich die Herausforderungen für die Mobilität weiter verschärfen. Eine der Fragen, die Städte beantworten müssen, wenn sie sich diesen Herausforderungen stellen, lautet daher: Wie können sich Menschen effizient fortbewegen und gleichzeitig die Nachhaltigkeit im Blick behalten?

Mit Hilfe von Smart Cities, die auf Datenaustausch, Technologie und politischen Lösungen basieren, können die Probleme erfreulicherweise weitgehend entschärft werden.

Zunehmende Weltbevölkerung

Die Weltbevölkerung wird laut Prognosen der Vereinten Nationen bis zum Jahr 2030 auf 8,6 Milliarden Menschen anwachsen. Bis 2050 werden voraussichtlich fast 70 Prozent dieser Bevölkerung in Ballungszentren leben. Angesichts der Tatsache, dass Städte bereits 70 Prozent der globalen Kohlenstoffemissionen verursachen, kann dies auch Herausforderungen für effiziente Lösungen für den Klimawandel mit sich bringen.

Diese Makrobewegungen werden aller Voraussicht nach die ohnehin schon schwachen Infrastruktursysteme belasten. Die Vereinigten Staaten erhalten für den Zustand ihrer Straßen und Brücken durchweg die Note „mangelhaft“. Laut der American Society of Civil Engineers werden die USA bis 2025 rund 2 Billionen Dollar (USD) zu wenig in die Infrastruktur investiert haben.

Florierende Volkswirtschaften sind darauf angewiesen, dass sich ihre Bevölkerung effizient und mit einem möglichst geringen ökologischen Fußabdruck fortbewegt. Daher ist die städtische Mobilität ein zentrales Problem, mit dem sich Planer und Regierungen auseinandersetzen müssen.

Mit Blick auf die Mobilität scheinen demografische Trends ein vielversprechender Weg zu sein, um mehr Effizienz zu erreichen. In den USA zum Beispiel wollen Millennials nicht mehr so viel Auto fahren wie ihre Vorgänger, und die Generation Z schreckt vor dem Autobesitz zurück.

Zunehmend entwickelt sich die Technologie als Bindeglied, das Mobilitätslösungen für die Smart Cities der Zukunft liefern kann.

Mobilität als Herausforderung in Städten

Die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Mobilität in Städten sind vielfältig und komplex. Einige stehen im Zusammenhang mit der Nutzung der Infrastruktur, den kollektiven Gewohnheiten der Bevölkerung und der gerechten Verteilung von Ressourcen.

Eine der ersten Herausforderungen ist die Nutzung der vorhandenen Infrastruktur: Die höchste Nachfrage nach Mobilität besteht während der Pendlerzeiten morgens und abends. Das bedeutet, dass die physische Infrastruktur, wie Straßen und öffentliche Verkehrsmittel, so konzipiert werden muss, dass sie den Spitzenbedarf abdeckt, was jedoch nicht immer optimal ist. In den Nebenzeiten kann die Frequenz der öffentlichen Verkehrsmittel etwas reduziert werden, was zu einer weniger optimalen Auslastung führt und den Kohlenstoff-Fußabdruck pro Einwohner erhöht.

Außerdem erschweren die Herausforderungen der sogenannten letzten Meile urbane Mobilitätslösungen. Denn natürlich sind öffentliche Verkehrsmittel in ihren verschiedenen Formen eine gute Lösung. Aber wie kommen die Menschen von und zu diesen Orten an ihr endgültiges Ziel?

Auch die Gleichberechtigung bei Lösungen für den öffentlichen Personennahverkehr ist in den Fokus gerückt. Unterversorgte Stadtteile gibt es nach wie vor und sie stellen eine Herausforderung für politische Entscheidungsträger und Stadtplaner gleichermaßen dar.

Weitere Herausforderungen betreffen die effiziente Nutzung der bestehenden Infrastruktur, die vor dem Bau weiterer Infrastrukturen und der Verkleinerung des Fußabdrucks für alle Lösungen zu berücksichtigen ist. Auch das Umdenken der Menschen in Bezug auf Mobilitätsfragen könnte ein Problem darstellen, insbesondere weil das Auto seit Jahren eine Konstante ist.

Mobilitätslösungen für Smart Cities

Mit datengesteuerten Smart Cities könnte ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu einer Lösung für diese Herausforderungen gelingen. Mit Hilfe moderner Technologien wie künstlicher Intelligenz, Edge Computing, Machine Learning, autonomen und elektrischen Fahrzeugen sowie 5G-Kommunikationsnetzwerken sollen Echtzeitdaten aus verschiedenen Quellen, darunter auch Autos, verarbeitet und die Mobilität in urbanen Ballungsräumen und darüber hinaus optimiert werden. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei, dass diese Lösungen mit Daten arbeiten und dadurch auch vorhandene Ressourcen optimal nutzen.

Um das Problem der ungleichmäßigen Verkehrsspitzen anzugehen, können Stadtplaner auf Echtzeitdaten zurückgreifen, um die Mobilitätsnachfrage über verschiedene Netzknoten und über die Zeit hinweg zu verteilen. Daten von Verkehrsüberwachung und öffentlichen Verkehrsmitteln können per Livestream in zentrale Datenmanagement-Plattformen eingespeist werden, die den Verkehrsfluss erfassen und Alternativen empfehlen können. Die Bepreisung von stark befahrenen Straßen und Anreize zum Fahren außerhalb der Hauptverkehrszeiten können ebenfalls dazu beitragen, die Spitzenlasten gleichmäßiger zu verteilen.

Auch autonome und 5G-Fahrzeuge sowie die Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug werden voraussichtlich zu weniger Staus führen, da sie mit der erweiterten Umgebung über Daten interagieren und so optimierte Routen erstellen können. Zudem nutzen Smart-Parking-Lösungen in Parkuhren eingebettete IoT-Sensoren und drahtlose Kommunikationstechnologie, um eine bedarfsabhängige Preisgestaltung für das Parken zu schaffen, mit der sich sowohl Staus verringern als auch Parkprobleme vermeiden lassen.

Die so genannte „nahtlose Mobilität“ oder „Mobility-as-a-Solution“ (MaaS) werden als Initiativen angepriesen, bei denen die besten öffentlichen Verkehrsmittel mit kostengünstigen autonomen Transportmitteln durch Ride-Sharing-Apps, Shuttles und sogar Elektrofahrräder als Lösungen für die letzte Meile kombiniert werden.

Die gerechte Verteilung von Verkehrsmitteln kann auch mit diesen Instrumenten angegangen werden, aber um wirklich zu greifen, ist hier auch die Politik gefragt.

Fazit

Für die Smart City der Zukunft sind mehrere Ebenen erforderlich, die im Einklang miteinander agieren müssen: Regierungspolitik, physische Infrastruktur, technische Lösungen für den Betrieb sowie Kommunikations- und Datenanalysen.

Angesichts der zunehmenden Urbanisierung und des Klimawandels brauchen Städte nicht nur eine zentrale intelligente Lösung, sondern einen ganzheitlichen Ansatz. Die technologische Entwicklung liefert dabei zumindest die Grundlage für neue Ansätze zur Bewältigung der Herausforderungen. Der endgültige Erfolg wird auch von der Unterstützung durch die Politik und der Akzeptanz der Verbraucher abhängen. Der Übergang zu einer nahtlosen Mobilität bei gleichzeitiger Dekarbonisierung ist in Smart Cities in greifbare Nähe gerückt, und das ist trotz der immensen Herausforderungen vielversprechend.