Enabling Sustainable Personal Mobility through Digitalization Aligned with Transportation Needs

Titelangaben

Bollenbach, Jessica:
Enabling Sustainable Personal Mobility through Digitalization Aligned with Transportation Needs.
Bayreuth , 2025 . - VI, 60 S.
( Dissertation, 2024 , Universität Bayreuth, Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

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Abstract

Decelerating climate change and environmental depletion requires rapid decarbonization and environmental protection to achieve the ambitious goals of the Paris Agreement. Since the transportation sector is the second largest emissions-emitting sector after the energy sector, with an ongoing upward trend, a rapid transition to sustainable mobility is crucial. Within the transport sector, personal mobility accounts for two thirds of these greenhouse gas emissionsdue to internal combustion vehicles (ICVs) and contributes to additional environmental challenges, including local air pollutants, increased noise levels, and resource depletion. The transition towards sustainable personal mobility is an extensive and multidimensional undertaking that should consider a variety of potential avenues for decarbonization and natural environment protection. Accordingly, this transition should encompass multiple sustainable transportation strategies, including technological innovations, shifts in transportation modalities, and a reduction in travel demand. Further, new sustainable mobility solutions must cover all facets of personal mobility needs for daily commuting, long-distance travel, and recreational mobility at the destination to provide a holistic mobility system. While the primary function of personal mobility remains the physical movement of people, it is imperative to develop intelligent and user-oriented information systems (IS) to leverage the sustainable potential of alternative mobility solutions. Therefore, this cumulative thesis comprises seven research articles focusing on two strategies for transitioning to sustainable transport systems. The first series of articles delves into ISs for technological advancements, addressing the integration, operation, and management of charging infrastructure for battery electric vehicles (BEVs) along the entire range of personal mobility needs. They illuminate the coupling of the energy and mobility sectors by implementing intelligent energy management systems, which facilitate the utilization of renewable energy sources. Further, they examine revenue-optimized and customer-oriented management of large-scale fast-charging hubs. Thus, this section aims at direct measures to achieve sustainable personal mobility through transitioning from ICVs to BEVs with the support of appropriate ISs. The second strategy analyzed in this thesis is the reduction of travel demand at overcrowded tourist Points of Interest (POIs) to protect natural environments. By developing elements of an active visitor management system, these papers explore approaches to prevent potential overcrowding aiming at a POI utilization that aligns with the current infrastructure. Consequently, this section outlines indirect measures to achieve sustainable personal mobility, focusing on mitigating environmental damage by reducing crowding at touristic POIs. Overall, this thesis contributes to Green IS and energy informatics research, providing a valuable foundation for the transition to sustainable personal mobility.

Abstract in weiterer Sprache

Zur Eindämmung des Klimawandels und der Umweltzerstörung ist eine rasche Dekarbonisierung sowie der Schutz der Umwelt erforderlich, um die ehrgeizigen Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen. Der Verkehrssektor ist nach dem Energiesektor der zweitgrößte Emittent und weist weiterhin steigende Treibhausgasemissionen auf. Ein rascher Übergang zu nachhaltiger Mobilität ist daher von entscheidender Bedeutung. Innerhalb des Verkehrssektors ist die Individualmobilität für zwei Drittel dieser Emission verantwortlich, die auf Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren (ICV) zurückzuführen sind und trägt darüber hinaus zu weiteren Umweltproblemen wie lokale Luftverschmutzung, erhöhte Lärmbelastung und Erschöpfung der Ressourcen bei. Für den Übergang zu nachhaltiger Individualmobilität sollte eine Kombination aus mehreren Strategien verfolgt werden, darunter technologische Innovation, Wechsel des Verkehrsträgers sowie einer Reduktion des Verkehrs. Bei der Konzeption innovativer Lösungsansätze ist es unerlässlich, die individuellen Mobilitätsbedürfnisse zu berücksichtigen. Diese umfassen sowohl den täglichen Pendelverkehr als auch den Langstreckenverkehr und die Freizeitmobilität am Zielort. Obgleich die primäre Funktion der Individualmobilität weiterhin in der physischen Fortbewegung von Menschen besteht, ist die Entwicklung intelligenter und nutzerorientierter Informationssysteme (IS) unabdingbar, um das nachhaltige Potenzial alternativer Mobilitätslösungen zu nutzen. Daher umfasst diese kumulative Dissertation sieben Forschungsartikel, welche sich mit zwei Strategien für den Übergang zu nachhaltigen Verkehrssystemen befassen. Der erste Schwerpunkt thematisiert die Integration, den Betrieb sowie das Management der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge (BEV) entlang des gesamten Spektrums der Mobilitätsbedürfnisse. Diese vier Artikel beleuchten die Kopplung des Energie- und Mobilitätssektors mittels intelligenter Energiemanagementsysteme, welche die Nutzung erneuerbarer Energien erhöhen. Des Weiteren wird ein ertragsoptimiertes und kundenorientiertes Management von Schnellladeparks untersucht. Somit zielen diese Artikel auf direkte Maßnahmen zur Erreichung einer nachhaltigen Individualmobilität durch die Substitution von ICVs durch BEVs unter Zuhilfenahme geeigneter ISs ab. Der zweite Schwerpunkt befasst sich mit der Verkehrsreduktion an überfüllten touristischen Points of Interest (POI) zum Schutz der Umwelt. Die drei Artikel präsentieren eine Konzeption sowie eine teilweise Implementierung eines aktiven Besuchermanagementsystems mit dem Ziel, eine potenzielle Überfüllung zu verhindern und eine auf die aktuelle Infrastruktur abgestimmte Nutzung der POIs zu gewährleisten. Im zweiten Schwerpunkt werden daher indirekte Maßnahmen zur Erreichung einer nachhaltigen Individualmobilität erörtert, wobei der Fokus auf der Reduktion von Umweltschäden durch die Verringerung des Besucherandrangs an touristischen Attraktionen liegt. Übergreifend leistet die Dissertation einen Beitrag zu den Forschungsfeldern Green IS sowie Energieinformatik und liefert eine wertvolle sowie richtungsweisende Grundlage für den Übergang zur nachhaltigen Individualmobilität.