Ob der Verkehr fliesst, hängt nicht allein von den Strassen ab

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Forschende der ETH Zürich und der University of Wisconsin-Madison (USA)
haben Geoinformationsdaten von 30 Grossstädten weltweit mit Daten zu
Verkehrsstaus in Beziehung gesetzt.

Mit einer neu entwickelten Methode ist es ihnen gelungen, kausale
Zusammenhänge zwischen raumzeitlichen Veränderungen einer Stadt und ihrer
Verkehrsflüsse festzustellen.

Werden die Erkenntnisse mit Detailstudien von Städten kombiniert, könnten
sie mittelfristig zu einer verbesserten Stadt- und Verkehrsplanung
beitragen

Wird das S-Bahn-Netz einer Stadt ausgebaut, dürften in der dadurch besser
erschlossenen Agglomeration zusätzliche Wohnungen entstehen. Umgekehrt
gilt: Schiessen in einem Vorort Neubauten wie Pilze aus dem Boden, ruft
das nach einem Ausbau der Verkehrsinfrastruktur. Städtebau und Verkehr
stehen also in einer gegenseitigen Beziehung.

«Unsere Städte werden immer komplexer, und die Verkehrssysteme stehen
unter einem wachsenden Druck. Deshalb ist es entscheidend, die Beziehung
zwischen Mobilität und Städten zu verstehen, denn nur so ist es möglich,
urbane Zentren nachhaltig zu entwickeln und zu gestalten», sagt Yatao
Zhang. Er ist Erstautor einer Studie der ETH Zürich und der University of
Wisconsin (USA), die soeben in der Fachzeitschrift Nature Communications
erschienen ist. Die Studie beruht auf der Doktorarbeit des
Geoinformatikers, die er im Herbst 2025 am Singapore-ETH Center im
asiatischen Stadtstaat Singapur abgeschlossen hat.

30 Städte weltweit verglichen

In dieser Studie hat Zhang untersucht, wie Städtebau und Verkehr sich
gegenseitig bedingen und welche Ursache-Wirkung-Beziehungen dabei
auftreten. Er und seine Kolleg:innen verglichen 30 grosse Städte weltweit,
darunter die Stadt Zürich.

Die Forschenden fokussierten auf den Strassenverkehr, insbesondere auf
Staus bei überlasteten Strassen. Sie stützten ihre Untersuchung auf
Verkehrsdaten von Here Technologies. Das niederländische Unternehmen
erfasst rund um den Globus die Stausituation mittels Bewegungsdaten von
Fahrzeugen in einer zeitlichen Auflösung von fünf Minuten. So flossen zum
Beispiel allein für die Stadt Los Angeles die Stauwerte von über 18'000
Strassenabschnitten in die Studie ein.

Die Wissenschaftler:innen setzten die Staudaten mit einer Vielzahl von
Merkmalen der untersuchten Städte in Beziehung. Dazu gehörte die Struktur
des Strassennetzes, bestehend aus Verkehrsknoten und unterschiedlich stark
frequentierten Strassenverbindungen sowie Daten zur Form von Grünflächen
oder Quartieren, was Rückschlüsse auf den Verkehrsfluss erlaubt. Die
Forschenden verwendeten zudem Daten zur Funktion von urbanen Flächen wie
Wohnen, Einkauf, Sport, Verwaltung oder Bildung.

Als Datenquelle nutzten die Forschenden hauptsächlich Open Street Map,
eine frei nutzbare Datenbank für Geoinformationen, die durch Freiwillige
unterhalten wird. So entstand für die 30 Städte eine umfassende Sammlung
aus Stadtmerkmalen. Diese setzten die Wissenschaftler:innen mit Staudaten
aus den jeweiligen Städten in Beziehung.

Nicht nur das Strassennetz formt den Verkehr

Dass sich Stadtmerkmale und Verkehr gegenseitig beeinflussen, ist bekannt.
So liegt es nahe, dass eine Stadt mit einer hohen Bebauungsdichte oder
einer guten Strasseninfrastruktur viel Verkehr hat. Zhang und Kolleg:innen
gingen allerdings einen Schritt weiter: Gemeinsam entwickelten sie eine
neue Methode, mit der sie die gegenseitige Beeinflussung von
Stadtmerkmalen und Verkehr im Zeitverlauf beschreiben und sogar Ursache-
Wirkung-Beziehungen feststellen können, was bisher nicht möglich war.

Interessant dabei: Zwischen dem Ausbau des Strassennetzes (Stadtmerkmal
Struktur) und dem Verkehr besteht zwar ein starker Zusammenhang.
Allerdings sind auch die räumliche Anordnung der Stadt (Stadtmerkmal Form)
und die verschiedenen Gebäudetypen (Stadtmerkmal Funktion) ein
bestimmender Faktor für das Verkehrsaufkommen.

So führt eine zersiedelte Stadt tendenziell zu mehr Verkehr, und die
Anhäufung von Freizeitangeboten in einem Quartier kann den
Wochenendverkehr erhöhen. Mischnutzungen (Wohnen und Arbeiten) führen in
der Tendenz zu weniger Verkehr, weil das die Pendlerstrecken verkürzt.
ETH-Forscher Zhang sagt es pointiert: «Verkehr entsteht durch das, was
Menschen tun, nicht allein durch die Existenz von Strassen.»

Impulse für die Stadt- und Verkehrsplanung

Im Zentrum der Studie stand der internationale Vergleich, nicht die
Detailanalyse einzelner Städte. Die Gegenüberstellung zeigt grosse
Unterschiede, zum Beispiel zwischen Singapur und Zürich: Die asiatische
Stadt ist gekennzeichnet durch abgegrenzte Wohngebiete, denen ein Zentrum
mit Dienstleistungsarbeitsplätzen gegenübersteht. Bauliche Veränderungen
in den Wohngebieten schlagen direkt auf die Pendlerströme durch. Diese
Kopplung zwischen dem Städtebau und Verkehr ist in Zürich viel schwächer
ausgeprägt, weil hier die Wohnungen über die ganze Stadt verteilt sind.

Die Untersuchung des Teams um Yatao Zhang wurde von Martin Raubal,
Professor für Geoinformations-Engineering an der ETH Zürich, betreut. Laut
Raubal hat die Studie mittelfristig ein grosses Potenzial für die Stadt-
und Verkehrsplanung: «Die Untersuchung stellt eine innovative Methode
bereit, mit der sich prognostizieren lässt, wie sich die Veränderung eines
Stadtmerkmals – etwa der Bau eines grossen Einkaufszentrums –
mittelfristig auf den Verkehr auswirken wird.»

Sie hilft den Forschenden zu verstehen, wie verkehrspolitische Massnahmen
tatsächlich wirken und welche Veränderungen sie langfristig im urbanen
Gefüge auslösen können. Bevor die Methode in Zürich oder anderswo für die
Stadt- und Verkehrsplanung eingesetzt werden kann, sind jedoch weitere
Detailanalysen nötig.