Einfluss der Verkehrsmittelwahl auf Bevölkerungsdichte und externe Agglomerationseffekte in Großstädten

Abstract

Positive Agglomerationseffekte ("economies of agglomeration") sind Triebkraft für die Bildung von Agglomerationen. Eine Optimierung der Bevölkerungsdichte durch den Markt ist nach dem derzeitigen Stand der Forschung nicht gegeben, denn externe Kosten des Verkehrs bewirken ein Marktversagen. Externe Kosten des Verkehrs mindern durch ihren Einfluss auf die Bevölkerungsdichte die Größe der positiven Agglomerationseffekte. In dieser Arbeit wird eine Hypothese darüber aufgestellt, wie stark sich eine Änderung des Modal-Split (und damit eine Änderung der Höhe externer Verkehrskosten) auf die Bevölkerungsdichte von Großstädten und in weiterer Folge auf die Größe der positiven Agglomerationseffekte auswirkt. Diese Wirkung externer Verkehrskosten (insbesondere Staukosten) auf die Größe von Agglomerationseffekten stellt einen zusätzlichen externen Effekt des Verkehrs dar, dessen Größe abgeschätzt wird. Je höher die Bevölkerungsdichte ist, desto höher ist einerseits die Erreichbarkeit; desto höher sind aber andererseits Staukosten, welche die Erreichbarkeit vermindern. Das Maximum der Erreichbarkeit ist gegeben, wenn der Grenzzuwachs an Erreichbarkeit durch weitere Verdichtung gleich dem Grenzverlust an Erreichbarkeit ist. Aus der Annahme, dass rational handelnde Akteure unter den gegebenen Bedingungen versuchen werden, die Erreichbarkeit zu maximieren, wird die folgende Hypothese abgeleitet: Die Bevölkerungsdichte von Städten strebt jenem Wert zu, der beim jeweils gegebenen Modal Split ein Maximum der Erreichbarkeit ermöglicht. Die Hypothese wird anhand eines Modells überprüft. Das Modell liefert für jeden Modal Split jene Bevölkerungsdichte, die laut Hypothese zu erwarten ist. Empirische Daten zu Modal-Split und Bevölkerungsdichte von 46 internationalen Beispielstädten zeigen beim Vergleich von Ist-Wert und dem gemäß Modell erwarteten Wert ein Bestimmtheitsmaß von R2 =0,833. Eine zweite Hypothese betrifft die Auswirkungen der Verkehrsmittelwahl im Personenverkehr auf die Größe externer Agglomerationseffekte:<br />In Städten besteht der größte externe Effekt des Verkehrs in dem Einfluss, den die die Verkehrsmittelwahl im Personenverkehr auf die Produktivität der in der Stadt angesiedelten Betriebe ausübt. Um Hypothese II zu prüfen, wird das Erreichbarkeitsmodell um die Änderung der Wertschöpfung erweitert, die laut vorliegenden Forschungsergebnissen mit Änderungen der Erreichbarkeit verbunden sind. Bei Minimal-Annahmen ergibt sich für Wien für die Spitzenstunden des Tages ein negativer externer Grenz-Agglomerationseffekt pro Pkw-Fahrt in der Größenordnung der externen Grenz-Staukosten.

Economies of agglomeration are the moving force behind the formation of agglomerations. Economies of agglomeration depend on accessibility. According to previous research a private land market will not lead to the optimal level of urban density which would provide the highest accessibility. The reason for this market failure is the mainly seen in the external cost of congestion. The topic of this dissertation is to provide better understanding of the relations between urban density, accessibility and modal split. Increasing urban density will on one hand increase accessibility because the distance to potential destinations gets shorter. On the other hand with increasing density accessibility will be reduced by the increase of congestion which lowers the speed of travel. This means that there is an optimum of urban density which will provide the highest accessibility possible. But there is another factor which has to be taken into account. Different modes of transport do not require the same road capacity. At a certain transport performance the intensity of congestion depends on the modal split between public and private transport. This means that the optimum density of a metropolitan area depends on the modal split. Because participants in the land market are supposed to look for good accessibility of production sites and dwellings this leads to a simple thesis: If a certain modal split is given the urban density of metropolitan areas will adjust to a level at which the maximum of accessibility is reached at this given modal split. To check this hypothesis a model is designed which describes accessibility as a function of modal split and density. This model yields the density at which the maximum of accessibility is reached as a function of modal split. A comparison between the actual densities of 46 metropolitan areas in North America, Europe, Asia and Australia and the density predicted by the thesis shows a coefficient of determination of 0.83. In itself congestion caused to other road users by each additional vehicle is a major external effect. By its double impact on travel speed and urban density congestion reduces positive economies of agglomeration which constitutes an additional external effect of transport. Above a certain density of population this additional external effect can be shown to be at least the same size as the external cost of congestion.<br />