Fuel Consumption as a Spatial Proxy: Measuring Urban Infrastructure Performance in Juba, South Sudan

Stellen Sie sich vor, Sie versuchen herauszufinden, wie holprig eine Straße ist, indem Sie nur auf den Automotor hören. In der Welt der Stadtplanung und des Ingenieurwesens wird dies normalerweise mit hochmodernen Sensoren, Satellitenkarten und teuren Verkehrsdaten gemacht. Aber was, wenn Sie an einem Ort leben, an dem diese schicken Werkzeuge nicht existieren? Dies ist die Realität für viele schnell wachsende Städte in der Entwicklungswelt, in denen Straßenkarten oft nur Vermutungen sind und Verkehrsdaten fehlen. Um dies zu lösen, suchen Wissenschaftler manchmal nach „Proxys“ – einfachen, alltäglichen Dingen, die wie ein Stellvertreter für komplexe Daten fungieren. Eine solche Idee ist es, zu betrachten, wie viel Kraftstoff ein Auto verbrennt. Normalerweise denken wir bei Kraftstoffverbrauch als ein Maß dafür, wie effizient ein Auto ist, so wie man bewertet, wie gut ein Radfahrer tritt. Aber in einer Stadt mit schlechten Straßen erzählt der Kraftstoffverbrauch eine andere Geschichte: Er misst, wie sehr die Straße selbst gegen das Auto ankämpft. Wenn ein Auto auf einer glatten Autobahn nur Kraftstoff nippt, aber auf einer kurzen Stadtfahrt ganze Mengen verschlingt, ist es nicht die Schuld des Autos; es ist die Schuld der Straße. Diese Arbeit stellt eine einfache, neugierige Frage: Können wir einen Kraftstofftank eines Autos als geheimen Spion nutzen, um zu sagen, wie gut die Straßen einer Stadt tatsächlich funktionieren?

Die Geschichte beginnt in Juba, Südsudan, einer Stadt, in der Daten knapp sind und Straßen eine Herausforderung sein können. Der Autor, Adhar Machar Malok Machar, war auf einem spontanen Ausflug zu einem Kulturfestival, als etwas Seltsames geschah. Während der Fahrt 65 bis 70 Kilometer auf einer glatten Autobahn nach Terekeka schien der Kraftstofftank des Autos kaum gesunken zu sein. Es war so überraschend, dass der Autor beschloss, das Festival ausfallen zu lassen, das Auto umzudrehen und direkt zurück nach Juba zu fahren, um eine Theorie zu testen. Die Idee war zu sehen, ob die Menge an Kraftstoff, die ein Auto pro Kilometer verbraucht, als „räumlicher Reibungs-Proxy“ dienen kann. Stellen Sie sich „räumliche Reibung“ wie den Widerstand vor, den man spürt, wenn man versucht, durch tiefes Wasser zu rennen, im Vergleich zum Laufen auf einer Laufbahn. In einer Stadt kommt diese Reibung durch Schlaglöcher, Stop-and-Go-Verkehr und raue unbefestigte Straßen zustande, die den Motor dazu zwingen, härter zu arbeiten.

Um dies zu testen, fuhr der Autor mit einem 2010er Nissan Juke eine Reihe von „Transekten“-Läufen, was nur eine schicke Art zu sagen, dass er bestimmte Pfade hin und her fuhr. Er wählte vier verschiedene Routen für den Vergleich:

1. Route A: Eine lange, glatte Autobahn zwischen Juba und Terekeka (140 km).
2. Route B: Eine kurze, 100 % unbefestigte Straße (Marram) innerhalb der Stadt (18,2 km).
3. Route C: Eine gemischte Straße innerhalb der Stadt mit einigen Erd- und einigen befestigten Abschnitten (11,5 km).
4. Route D: Eine asphaltierte Straße innerhalb der Stadt, die voller Schlaglöcher war (12,8 km).

Das Team fuhr jede Route dreimal hin und zurück, um zuverlässige Zahlen zu erhalten, wobei der Kraftstoffabfall über die Reichweitenanzeige im Armaturenbrett des Autos gemessen wurde. Sie berechneten einen Score für den „normalisierten Kraftstoffverbrauch“ (NFC), um zu sehen, wie viel Kraftstoff pro Kilometer auf jedem Pfad verbrannt wurde.

Die Ergebnisse waren eine große Überraschung. Obwohl die Autobahnfahrt (Route A) die längste und schnellste war, war sie am kraftstoffeffizientesten. Das Auto verbrannte eine winzige Menge Kraftstoff pro Kilometer, mit einem NFC-Score von nur 0,27. Es war, als würde man über Eis gleiten.

Im Gegensatz dazu waren die kurzen Fahrten innerhalb der Stadt Kraftstoffmonster. Trotz der viel kürzeren Distanzen verbrannten die Stadtrouten zwischen 6,9 und 10 Mal mehr Kraftstoff pro Kilometer als die Autobahn.

• Route C (Gemischte Oberfläche): Dies war der schlimmste Übeltäter mit einem NFC von 2,70. Obwohl es nicht die längste oder die kaputteste Straße war, sorgte die Tatsache, dass es zwischen Erdboden und Asphalt wechselte, dafür, dass das Auto am härtesten arbeiten musste.
• Route B (100 % unbefestigt): Diese hatte einen NFC von 2,07.
• Route D (Asphalt mit Schlaglöchern): Diese hatte einen NFC von 1,85.

Die Studie legt nahe, dass es nicht nur darum geht, ob eine Straße aus Erde oder Asphalt besteht; es geht darum, wie konsistent die Fahrt ist. Die gemischte Straße (Route C) war am ineffizientesten, weil der ständige Wechsel zwischen Straßentypen den Rhythmus des Fahrers und die Effizienz des Motors störte und so mehr „Reibung“ erzeugte als eine einzige Art von schlechter Straße. Zusätzlich verbrannten Straßen mit mehr Kreuzungen und Stop-and-Go-Verkehr mehr Kraftstoff.

Der Autor übersetzt dies in Geld, um die versteckten Kosten aufzuzeigen. Unter Verwendung eines geschätzten Kraftstoffpreises von 1,8 USD pro Liter kostete eine Hin- und Rückfahrt auf der kurzen, holprigen Route B (18,2 km) etwa 4,52 USD. Eine Hin- und Rückfahrt auf der gemischten Route C (11,5 km) kostete etwa 3,72 USD. Vergleichen Sie das mit der 140 km langen Autobahnfahrt, die ebenfalls etwa 4,52 USD kostete. Das bedeutet, dass die Bewohner fast das gleiche Geld ausgeben, um nur einen Bruchteil der Strecke zurückzulegen, weil die Straßen der Stadt so ineffizient sind.

Das Papier kommt zu dem Schluss, dass der Kraftstoffverbrauch ein leistungsstarkes, kostengünstiges Werkzeug ist, um zu messen, wie gut die Infrastruktur einer Stadt funktioniert, insbesondere an Orten, an denen uns keine schicken Verkehrsdaten zur Verfügung stehen. Es legt nahe, dass die Behebung kleiner, spezifischer Probleme – wie das Glätten von gemischten Oberflächenstraßen oder die Organisation belebter Kreuzungen – den Bewohnern viel Geld und Energie sparen könnte. Der Autor weist jedoch vorsichtig darauf hin, dass dies eine explorative Studie ist. Er gibt zu, dass die Verwendung von nur einem Auto (dem Nissan Juke) und das Ablesen des Armaturenbretts (anstatt den Kraftstoff mit einem präzisen Messbecher zu messen) Grenzen hat. Er merkt auch an, dass sich Verkehr und Wetter ändern, sodass diese Zahlen eine Momentaufnahme dieser spezifischen Zeit sind. Aber die Hauptbotschaft ist klar: In einer Stadt wie Juba ist der Kraftstofftank eines Autos ein Lautsprecher, der uns genau sagt, wo die Straßen am meisten schmerzen.