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TiptoP - Technische und planerische Bewältigung topografischer Probleme im Radverkehr

Radverkehr in steigungsreichen Umgebungen fördern
Projektzeitraum

1.5.2022 - 30.4.2024

Land

Nordrhein-Westfalen

Stand der Information

20.6.2022

Das Verhalten von Radfahrerinnen und Radfahrern in Regionen mit stark ausgeprägter Topografie wird in einer Fahrradsimulatorstudie analysiert. Die Erkenntnisse daraus werden in genaue Modelle für die Simulation von Radverkehr und in optimierte Unterstützungsprofile zur Regelung von Pedelec-Antrieben umgesetzt.

Das schwarz-weiße Projektlogo zeigt den Schriftzug TiptoP. Im Hintergrund sind Zeichnungen von Bergspitzen zu sehen, die von Radfahrenden erklommen werden. TiptoP Banner
Banner zum Projekt TiptoP

Beschreibung (Motivation und Ziele)

Die Vision für das Fahrradland Deutschland 2030 ist klar definiert: „Im Jahr 2030 ist Radfahren selbstverständlich und vielfältig. Das Rad ist auf immer mehr Wegen – im Alltag und in der Freizeit – das Verkehrsmittel der Wahl.“ (Nationaler Radverkehrsplan 3.0, 2021). Diese Vision sollte für alle Menschen in Deutschland gelten, nicht nur für diejenigen, die in flachen Regionen leben.
Leider sind die Daten auch eindeutig: „Die Topografie des Wohnorts hat einen hohen Einfluss auf die Fahrradnutzung, der sich einfach erklären lässt: Je stärker die Höhenunterschiede im Wohnumfeld sind, desto seltener wird das Fahrrad genutzt.“ (MiD: Analysen zum Radverkehr und Fußverkehr) Um die im NRVP 3.0 festgelegten Ziele zu erreichen, ist es unerlässlich, sowohl in Bezug auf die Fahrradtechnik als auch auf die Radverkehrsplanung innovative Lösungen zu finden, die die Fahrradnutzung auch in steigungsreichen Regionen zu einer attraktiven Option werden lassen.
Das Projekt TiptoP adressiert genau diesen Bedarf: Es werden Erkenntnisse für die weitere Entwicklung von Elektroantrieben gesammelt mit dem Ziel, Radfahrerinnen und Radfahrer in hügeligen und flachen Regionen optimal zu unterstützen. Darüber hinaus werden Verhaltensmodelle für die mikroskopische Verkehrssimulation spezifiziert, implementiert und evaluiert, die nativ das Neigungsverhalten berücksichtigen. Alle Daten, Ergebnisse, Modelle und Simulationssoftware werden nach Abschluss des Projekts öffentlich zugänglich sein.

Projektdurchführung und Arbeitspakete

Im Projektkonsortium werden durch die beiden teilnehmenden Partner Industrie und Wissenschaft miteinander verbunden. Die bc GmbH wird als führendes deutsches Unternehmen für Kompletträder, Fahrradkomponenten und -zubehör die technische Umsetzung des Projekts unterstützen. Das Lehr- und Forschungsgebiet Radverkehr der Bergischen Universität Wuppertal hat das langfristige Ziel, speziell für den Radverkehr konzipierte Planungswerkzeuge zu entwickeln. Die Ergebnisse werden die Basis für ein neues, offen zugängliches Planungstool schaffen, das im Lehr- und Forschungsgebiet Radverkehr kontinuierlich weiterentwickelt werden kann.

Die Zielgruppen des Projektes sind zum einen Radfahrende und zum anderen Kommunen, deren Topografie starke Höhenunterschiede aufweist und in denen der Radverkehr noch Entwicklungspotential hat. Um beide Adressaten in ausreichender Vielfalt in den geplanten Studien zu berücksichtigen ist es vorgesehen, drei Beispielstädte auszuwählen, die über Quartiere verfügen, welche die drei steigungsreichen Reliefkategorien im MiD 2017 (MiD: Analysen zum Radverkehr und Fußverkehr) abbilden.
Im Fahrradsimulator wird dann auf ausgewählten Routen in diesen Quartieren die Analyse des Verhaltens von Radfahrenden auf Rädern ohne zusätzlichen Antrieb stattfinden. Dazu werden die Routen in der virtuellen Realität nachgebildet und dann von den Probandinnen und Probanden mit dem Fahrradsimulator befahren. In der virtuellen Testumgebung können gefahrlos und unter einheitlichen Bedingungen für alle Probandinnen und Probanden verschiedene Szenarien getestet werden.
Über eine Befragung der Versuchsteilnehmenden wird zusätzlich zu den objektiven Messdaten auch ein subjektives Feedback eingeholt, sodass ein ganzheitliches Bild der Situation entsteht.
Um die kommunale Ebene schon in der Detailplanung der Studie mit einzubeziehen, wird ein Austausch mit den Verwaltungen der Beispielstädte angeregt. Auf diese Weise werden wertvolle Erfahrungen und spezifische lokale Problemstellungen der Verkehrsbehörden integriert und eine hohe Praxisnähe garantiert. So ist unter anderem eine Zusammenarbeit bei der Auswahl und Vorbereitung der Routen geplant, aber auch bei der Bekanntmachung der Studie, sowie der Rekrutierung von Probandinnen und Probanden.
Aufgrund der überregionalen Relevanz der Problemstellung findet bereits auch ein Austausch mit anderen nationalen und internationalen Forschungsprojekten statt, welche im Bereich Verkehrssimulation und Fahrradsimulator arbeiten. Die Intensivierung der Zusammenarbeit verspricht den Erfolg aller Projekte zu steigern. Wichtige Aspekte dabei sind z.B. der Austausch von gewonnenen Daten und Ergebnissen, aber auch Diskussionen über die angewendete Methodik und dabei erarbeitete Erfolgsrezepte.

Die Projektarbeit ist in die folgenden Arbeitspakete gegliedert.

0. Projektleitung und Dokumentation: Dieses Arbeitspaket dient der Organisation des Teams, der Verfolgung des Projektfortschritts und der Sicherstellung der rechtzeitigen Lieferung von Meilensteinen.
1. Analyse der Ausgangssituation: Der Stand des Wissens und der Technik in Bezug auf Fahrradtechnik und Radverkehrsplanungswerkzeuge wird in diesem Arbeitspaket analysiert. Die Eigenschaften und die Verfügbarkeit der notwendigen Daten in potentiellen Beispielstädten werden ebenfalls untersucht.
2. Vorbereitung der Studien: Hier wird die Fahrradsimulatorstudie vorbereitet und die Felddatenerhebungskampagne organisiert. Dies beinhaltet die Bereitstellung eines Fahrradsimulators und die Entwicklung der notwendigen Sensorausrüstung für die Felddatenerhebung.
3. Datenerhebung und Datenauswertung: Dieses Arbeitspaket dient der Erhebung, Aufbereitung und statistischen Auswertung der Daten aus der Fahrradsimulatorstudie und der Feldstudie.
4. Mehrwert erschaffen: Es werden realistische Verhaltensmodelle für die Verkehrssimulation entwickelt, um die Instrumente für die Infrastrukturplanung zu verbessern. Darüber hinaus werden die Ergebnisse genutzt, um die Steuerungstechnik für Pedelecs weiterzuentwickeln. Die Projektergebnisse werden veröffentlicht und für alle zugänglich bereitgestellt.

Der Projektstart ist am 01. Mai 2022 erfolgt. Die vorgesehene Projektlaufzeit beträgt 24 Monate, somit wird das Projekt voraussichtlich am 30.04.2024 beendet werden.

Innovationscharakter des Projekts

Warum handelt es sich um ein gutes, innovatives, nachahmenswertes und / oder nachhaltiges Beispiel und auf welche Einsatzbereiche lässt es sich übertragen?

Das Forschungsprojekt hat zum Ziel, wichtige Grundlagen für eine bessere Planung der Radverkehrsinfrastruktur und Fahrradtechnik zu entwickeln, sodass langfristig die Bedingungen für Radfahrenden verbessert werden. Konkrete Ziele, die innerhalb der Projektlaufzeit erreicht werden sollen, sind die folgenden:

  • Verbesserte simulationsbasierte Planungswerkzeuge für Radverkehrsinfrastruktur unter Berücksichtigung der Topografie: Die entwickelten Verhaltensmodelle werden mit der offen zugänglichen Software SUMO verbunden. Auf diese Weise kommt ein wirkungsvolles, offenes Werkzeug zustande, welches die Infrastrukturplanung weltweit unterstützen kann
  • Optimierte Unterstützungsprofile für die Antriebsregelung bei Pedelecs: Das Grundlagenwissen zu den Anforderungen an die Fahrradtechnik wird mit eingehenden Beschreibungen und allen relevanten Daten veröffentlicht. Dadurch wird die internationale Fahrradindustrie in der Lage sein, eine Antriebstechnik zu entwickeln, die über die physische Unterstützung hinaus auch die psychologische Komponente des Radfahrens nach vorne tragen wird.
  • Verbesserung der Ausbildung von zukünftigen Fachkräften: Sowohl die methodische Expertise zur Datenerhebung und die wissenschaftlichen Erkenntnisse als auch das Simulationswerkzeug werden im Rahmen des geplanten Masterstudiengangs „Radverkehrsingenieurwesen“ und weiterer Studiengänge der BUW Teil der Lehre sein.
  • Offen verfügbare Daten: Die im Projekt gewonnenen Daten, die das Fahrverhalten von Radfahrenden bei unterschiedlichen topografischen Bedingungen beschreiben (z.B. Routenwahl, Trittfrequenz, Leistung, Grad der körperlichen Anstrengung für eine repräsentative Auswahl von Radfahrerenden) werden zur Verfügung gestellt.

Eine besondere Herausforderung dieses Projektes stellt die Kalibrierung des Fahrradsimulators dar, weil es hier bisher noch keine einheitlichen Standards gibt. Zur Lösung des Problems ist im Rahmen dieses Projektes eine kleine Feldstudie vorgesehen, die Daten zum Vergleich mit dem Verhalten in der virtuellen Realität liefern wird.

Das große Potential der Pedelecs und das allgemeine Interesse der Bevölkerung hat sich im Boom der letzten Jahre bewiesen und kann unter anderem an den hohen und stetig steigenden Verkaufszahlen abgelesen werden.
Dennoch stehen Regionen, die von steigungsreicher Topografie gezeichnet sind, diesem Trend im Hinblick auf den Alltagsverkehr erheblich nach. Das Projekt TiptoP hat zum Ziel, das große, noch ungenutzte Potential nutzbar zu machen und mehr derjenigen Personen auf das Rad zu bringen, die große Höhenunterschiede in ihrem Wohnumfeld überwinden müssen.
Positive Effekte daraus können vor allem für die Entlastung des lokalen Verkehrs und den Wandel hin zu aktiver, nachhaltiger Mobilität erwartet werden. Zudem wird auch die Fahrradbranche von dem Wandel durch einen wachsenden Stamm an Pedelec-Kundinnen und -Kunden profitieren.

Finanzierung

Finanzierung

Bundesmittel,

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) aus Mitteln zur Umsetzung des Nationalen Radverkehrsplans gefördert.

Gesamtvolumen

Bergische Universität Wuppertal: 226.823 Euro.

BC GmbH: 126.865 Euro, davon 50 Prozent Förderung

Evaluation

Ja. Um den Erfolg des Projektes zu sichern, wird möglichen Risiken mit einer zweigeteilten Evaluation begegnet. Den ersten Teil bildet eine Prozessevaluation, welche parallel zum gesamten Projektablauf stattfinden und die aufkommenden Entscheidungen und Meilensteine absichern wird.
Die Prozessevaluation wird unmittelbar mit Projektbeginn starten und hat folgende Hauptziele:

  • Treffen wichtiger Entscheidungen auf fundierten Grundlagen
  • Sicherstellung des Erreichens der Meilensteine
  • Überprüfung der Qualität, mit der die Forschungsmethoden im Projektverlauf angewandt werden
  • ausreichende Einbindung aller Beteiligten am Fortschritt des Projektes und effektive Kommunikation

Den zweiten Teil wird eine Wirkungsevaluation bilden, welche den erzielten Effekt am Ende des Projektes untersuchen wird. Die genaue Planung hierfür wird während des Projektes stattfinden und abschließend angewendet werden. Während die genaue Methodik noch zu erarbeiten ist, stehen die SMART Ziele des Projektes TiptoP schon als angestrebte Evaluationspunkte fest:

  1. Bessere Bedingungen führen zu einer Erhöhung des Fahrradanteils
  2. Bessere Verhaltensmodelle führen zu genaueren Verkehrssimulationen

Projektträger & Beteiligte

Projektleitung

Unternehmen, Universität, Verband, Verein, Private

Projektleitung (Institution)

Bergische Universität Wuppertal

Projektbeteiligte Institutionen

bc GmbH

Laufzeit

Mai 2022 bis April 2024

Ansprechpartner(in) auf Projektebene / Trägerorganisation

Prof. Dr.-Ing. Heather Kaths, Bergische Universität Wuppertal, Projektleiterin

Pauluskirchstraße 7

42285 Wuppertal

+49 202 439 4431

Radverkehrsseite der Universität Wuppertal

Ansprechpartner(in) auf Projektebene / Trägerorganisation

Mathis Linnenbrink, Bergische Universität Wuppertal, Projektmitarbeiter

Pauluskirchstraße 7

42285 Wuppertal

+49 202 439 4432

Radverkehrsseite der Universität Wuppertal

Ansprechpartner(in) auf Projektebene / Trägerorganisation

Timo Schulze, bc GmbH, Projektpartner

Carlo-Schmid-Straße 12

52146 Würselen

+49 2405 45002075

Bike Components

Erscheinungsdatum: 19.8.2022

Autor: Mathis Linnenbrink, wissenschaftlicher Mitarbeiter, Lehr- & Forschungsgebiet Radverkehr, Bergische Universität Wuppertal