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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.
Prof. Dr. Martin Raubal
mraubal@ethz.ch
Zhang Y, Hong Y, Gao S, Raubal M: Bidirectional yet asymmetric causality between urban systems and traffic dynamics in 30 cities worldwide. Nature Communicatios 2026, DOI: 10.1038/s41467-026-71377-0
https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2026/04/ob-der-verkehr...
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Construction / architecture, Traffic / transport
transregional, national
Scientific Publications, Transfer of Science or Research
German
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