Statistische Physik von Radverkehrinfrastrukturnetzwerken

• Antragsteller: Dr. Malte Schröder
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 493613373

Fahrradfahren ist eine der effizientesten und nachhaltigsten Alternativen zum Autofahren. Dennoch wird nur ein kleiner Teil aller Wege mit dem Fahrrad zurückgelegt, selbst in urbanen Gebieten mit einem großen Anteil an Kurz- und Mittelstreckenfahrten. Bestehende Forschungsarbeiten und vorübergehende Verbesserungen während der COVID-19-Pandemie zeigen, wie wichtig die richtige Infrastruktur für bequeme und sichere Fahrten ist, um das Fahrradfahren zu fördern. Trotz zahlreicher Studien, die sich mit der Struktur und Entwicklung städtischer Straßen- und Mobilitätsnetze befassen und das Potenzial von Ansätzen der Netzwerktheorie und der statistischen Physik aufzeigen, wurden die Struktur und Dynamik von Radverkehrsnetzwerken nicht im gleichen Detail analysiert.Wir werden diese Lücke im vorgeschlagenen Projekt schließen, indem wir die breite Palette an bestehenden Werkzeugen der statistischen Physik und der Netzwerkwissenschaft mit Erkenntnissen über das Routen- und Verkehrsmittelwahlverhalten von Fahrradfahrer:innen und empirischen Daten über die bestehende Fahrradweginfrastruktur kombinieren, um die Struktur dieser Netzwerke in Bezug auf die besondere Routenwahldynamik zu verstehen. Unser Hauptziel ist es, die theoretischen Grundlagen und das Verständnis der Struktur von Radverkehrsnetzwerken zu erweitern, indem wir die grundlegenden Merkmale der Netzwerkstruktur mit dem Routenwahlverhalten und den verschiedenen sozialen und ökonomischen Zwängen in Verbindung bringen.Aufbauend auf einem vorläufigen Proof-of-Concept planen wir, unser dynamisches inverses Perkolationsframework zu erweitern, indem wir verschiedene Aspekte der Routenwahlpräferenzen von Fahrradfahrer:innen für direktes, sicheres und bequemes Reisen in das Design und die quantitative Bewertung von Radverkehrsnetzwerken integrieren. Durch den Vergleich der Ergebnisse aus der theoretischen Analyse und der empirischen, datengestützten Modellierung in unterschiedlichen Straßennetztopologien und Nachfrageverteilungen werden wir universelle Merkmale wie gemeinsame Längenskalen aufdecken, die sich aus der Interaktion der Routenwahldynamik ergeben. Mit diesen Erkenntnissen wollen wir Fragen beantworten wie: Welche strukturellen Eigenschaften machen Fahrradwegnetzwerke "fahrradfreundlich"? Welche Eigenschaften haben bestehende Fahrradwegnetzwerke und wie könnten sie erweitert werden, um den größten Nutzen für Fahrradfahrer:innen zu erzielen? Wie interagieren Fahrradwegnetzwerke in diesem Kontext mit dem öffentlichen Verkehr und dem gesamten städtischen Mobilitätssystem? Mit einem erfolgreichen Projekt werden wir ein umfassendes Framework entwickeln, das die theoretische und empirische Analyse von Radverkehrsnetzwerken und die Anwendung netzwerktheoretischer Erkenntnisse auf deren Struktur unterstützt, um die Integration des Radverkehrs als wesentlichen Bestandteil einer nachhaltigen urbanen Mobilität zu fördern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen