Städtische Infrastruktur

Von Matt Burdett, 16 Mai 2018

Auf dieser Seite betrachten wir das Wachstum des städtischen Systems, einschließlich der Verbesserungen der Infrastruktur im Laufe der Zeit, wie Verkehr, Abwasserentsorgung, Wasser, Abfallentsorgung und Telekommunikation.

• Milano Centrale Bahnhof, Mailand, Italien. Städtische Infrastruktur wie Bahnhöfe müssen regelmäßig modernisiert werden, wie diese 120-Millionen-Dollar-Modernisierung des künstlerisch wichtigen Mailänder Bahnhofs. Quelle: Vom Autor.

Im Studium der Geographie bezieht sich Infrastruktur normalerweise auf die gebaute Umwelt. Dazu gehören Gebäude und Verkehr sowie Strom-, Gas-, Wasser- und Sanitäranschlüsse.

Infrastruktur ist ein sehr weit gefasster Begriff. Ein Beispiel für eine weite Definition ist: “Die Grundstruktur, der Rahmen, das System, das den Betrieb einer Organisation unterstützt (z. die Energie- und Wasserversorgung, die Transport- und Kommunikationseinrichtungen, das Entwässerungssystem), die wirtschaftliche Entwicklung ermöglicht, die grundlegende Kapitalinvestition eines Landes oder Unternehmens” (Clark, 2004).

Hard versus Soft infrastructure

Es gibt zwei Haupttypen von Infrastruktur innerhalb eines städtischen Gebiets. Die erste ist die in der obigen Definition beschriebene: die gebaute Umwelt, dh die physischen Verbindungen zwischen Orten, die Menschen, Materialien, Informationen und Energie transportieren. Zu diesen ‘festen’ Dingen gehören Straßen, Eisenbahnen, Rohre und Kabel. Sie werden häufig als harte Infrastruktur oder feste Infrastruktur bezeichnet (Gotbaum, 2011).

Im weiteren Sinne verfügt ein Stadtgebiet auch über eine soziale und wirtschaftliche Infrastruktur. Dies bezieht sich auf die Institutionen, die für den Erhalt der Stadt existieren müssen. Zum Beispiel können wir die ‘Gesundheitsinfrastruktur’ nicht nur als Krankenhausgebäude beschreiben, sondern auch als das Fachwissen des medizinischen Personals, das Geld dafür, das Rechtssystem, das dies zulässt, und den politischen Willen, angemessene Entscheidungen über die Gesundheitsversorgung zu treffen. Dies wird als Soft Infrastructure bezeichnet und es geht wirklich um die Fähigkeit, spezialisierte Dienste bereitzustellen.

Wesentliche Elemente der städtischen Infrastruktur

Wesentliche Infrastruktur umfasst Folgendes:

• Verkehr
• Sanitär
• Wasserversorgung
• Abfallentsorgung
• Telekommunikation

Diese Infrastruktur wird in städtischen Gebieten fast immer in einem Netzwerk betrieben. Dies bedeutet, dass sie Ein- und Ausgänge, Knotenpunkte und Verknüpfungen haben.

• Eingänge: das Material oder die Energie, die in das städtische System gelangen
• Ausgänge: das Abfallmaterial, das das städtische System verlässt
• Verbindungen: Rohre, Straßen usw., die die Energie oder das Material durch das System verteilen
• Knotenpunkte: zentrale Stellen, die miteinander verbunden sind; es gibt oft viele Knotenpunkte, die in einer Hierarchie arbeiten, und Knoten können mit mehr als einem Teil des Systems verbunden sein

Das folgende Diagramm zeigt die Verbindungen und Knoten für ein Computernetzwerk, aber das Konzept der Netzwerkentwicklung gilt auch für viele verschiedene geografische Bereiche, einschließlich der physischen Infrastruktur in städtischen Gebieten.

• Ein vereinfachtes Diagramm von Links und Knoten. Quelle: Farkas und Raleigh, 2013.

Netzwerke wie diese haben mehrere Vorteile. Sie minimieren das Ausfallrisiko des gesamten Netzwerks, indem sie es ermöglichen, einzelne Abschnitte zu isolieren:

• Teile können ein- und ausgeschaltet werden, so dass Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, ohne das gesamte System zu unterbrechen
• Wenn ein Teil ausfällt, kann es von einem anderen Teil des Systems ‘gesichert’ werden, der noch funktioniert
• Verbesserungen können jeweils an einem Teil des Systems vorgenommen werden
• Verbesserungen im großen Maßstab können effizienter durchgeführt werden, indem zentrale Knoten aufgerüstet werden, und diese Verbesserungen können durch das System ‘kaskadiert’ werden. Ein gutes Beispiel ist die Anpassung von Telefonleitungen an Highspeed-Internet, da die Knoten im Netzwerk aufgerüstet werden können, um mehr Daten zu verarbeiten, sodass die Verbindung selbst nicht geändert werden muss. Ein weiteres Beispiel ist ein überlastetes Straßensystem, bei dem durch die Änderung der Art und Weise, wie Kreuzungen den Verkehr priorisieren, vermieden werden kann, dass eine neue Straße gebaut werden muss.
• Abfallprodukte können potenziell effektiver in das System zurückgeführt werden

In Ländern mit hohem Einkommen verbessern Regierungen und private Unternehmen häufig die Netzwerke, um die Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Doch “in den meisten armen Ländern ist eine solche Infrastruktur grob unzureichend” (Collier und Venables, 2016), was den Menschen in diesen Städten große Probleme bereitet.

Schlüsselkonzepte der städtischen Infrastruktur

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die städtische Infrastruktur zu betrachten, als sie nur zu beschreiben. Detaillierte Beschreibungen der verschiedenen Arten von städtischer Infrastruktur und deren Bedeutung innerhalb des Stadtsystems finden Sie weiter unten auf dieser Seite, Aber zuerst besprechen wir die wichtigsten Fragen, die Planer bei der Entscheidung, welche Infrastruktur in einem städtischen Gebiet benötigt wird, berücksichtigen müssen.

Kapazität

Kapazität bezieht sich auf die Menge an Inputs, Flows und Outputs, die ein System bewältigen kann. Unterhalb der Kapazität zu sein, wird normalerweise als ungenutzte Teile des Netzwerks oder Teile beschrieben, die nicht in vollem Umfang genutzt werden, und daher wird die Kapazität erreicht, wenn alle Teile des Netzwerks in vollem Umfang genutzt werden.

Städtische Gebiete, die über Kapazitäten in ihren Netzen verfügen, sind in der Lage, die Bedürfnisse der Bevölkerung zu befriedigen. Wenn die Kapazität erreicht oder überschritten wird, hat das Stadtgebiet Schwierigkeiten, die Bedürfnisse der Menschen zu befriedigen, und wird unter sozialen, wirtschaftlichen und möglicherweise ökologischen Problemen leiden. Wenn beispielsweise das öffentliche Verkehrssystem seine Kapazität erreicht, wird in den Bussen und Zügen nicht genügend Platz sein, um alle Menschen zu transportieren, die sich im Rahmen ihres täglichen Lebens bewegen müssen, was die Unternehmen Geld in Form von Umsatzeinbußen kostet und die Menschen daran hindert, auf die Dienste zuzugreifen, die sie benötigen.

Nachhaltigkeit

Ein wichtiges Anliegen der modernen Stadtentwicklung ist es, die Infrastruktur einer Stadt so nachhaltig wie möglich zu gestalten. Nachhaltigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Infrastruktur in der Lage sein wird, die ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Bedürfnisse der Stadt sowohl heute als auch in Zukunft zu erfüllen, vorausgesetzt, sie wird ordnungsgemäß gewartet.

Nachhaltige Themen umfassen:

• Nachhaltige Verkehrsinfrastruktur wie Nahverkehrssysteme (U-Bahnen / U-Bahnen / U-Bahnen)
• Geeignete Energiequellen
• Sicheres Wohnen, z. B. das Gefahren wie Feuer und Erdbeben standhält
• ‘Future Proofing’, z. B. indem sichergestellt wird, dass die Infrastruktur leicht an unbekannte zukünftige Bedürfnisse angepasst werden kann. Dazu gehört eine Systemkapazität, die über das hinausgeht, was derzeit benötigt wird. Wenn beispielsweise eine neue Straße geplant ist, sollte sie in der Lage sein, mehr Autos zu befördern, als derzeit benötigt wird, damit sie mit dem Wachstum der Stadt nicht umgebaut werden muss.

Wesentliche Infrastruktur

In jeder Stadt ist eine gewisse Infrastruktur unerlässlich, während andere optional sind. Zum Beispiel könnte eine Brücke über einen Fluss wesentlich sein, während ein großes Sportstadion nicht. Beispiele für wesentliche Infrastrukturen sind Kraftwerke und Stromversorgungen, Abwassersysteme, saubere Trinkwassersysteme, wichtige Verkehrssysteme (U-Bahn-Systeme und Eisenbahnen) und Telekommunikationsnetze.

Infrastrukturprojekte des öffentlichen Sektors

Oft übernimmt die nationale Regierung die Verantwortung für große Infrastrukturprojekte, die als so wichtig erachtet werden, dass sie nicht scheitern dürfen, oder die so groß sind, dass kein privates Unternehmen das Projekt übernehmen könnte. Diese Projekte haben im Allgemeinen direkte Auswirkungen auf alle in der Stadt, nicht nur auf die Menschen, die sie nutzen. Zum Beispiel wird eine große Ringstraße (auch als Umgehungsstraße, Perifico, Orbital- oder Radialstraße bezeichnet) nicht nur den Pendlern helfen, die sie nutzen, sondern auch die Staus in der Stadt für alle anderen verringern, indem der Verkehr von festgefahrenen Bereichen weggeleitet wird.

Infrastrukturprojekte des privaten Sektors

Der private Sektor, d. h. gewinnbringende Unternehmen, ist in der Regel für nicht wesentliche Infrastrukturen verantwortlich. Beispiele hierfür sind der Bau von Bürogebäuden und Wohnungen sowie profitable Infrastrukturen wie Mobilfunknetze. Beispielsweise wird der Wechsel von 4G- zu 5G-Mobilfunknetzen in den USA voraussichtlich 104 Milliarden US-Dollar kosten und größtenteils von privaten Mobilfunkunternehmen bezahlt werden (Goovaerts, 2015).

Der Privatsektor ist jedoch manchmal auch an großen ‘öffentlichen’ Projekten beteiligt. Es gibt zwei Hauptgründe, warum Regierungen immer noch eingreifen und entweder das private Unternehmen für das Projekt bezahlen oder die Kontrolle selbst übernehmen können. Erstens, wenn das private Unternehmen aus dem Geschäft geht, wird die Regierung gezwungen sein, einzugreifen. Im Jahr 2018 ging die Firma Carillion aus dem Geschäft. Es war das zweitgrößte Bauunternehmen Großbritanniens mit 20,000-Arbeitern und noch mehr Auftragnehmern, die sich auf ihr Einkommen verließen (BBC News, 2018). Es wurden Projekte wie das Midland Metropolitan Hospital, die Aberdeen Bypass und die HS2 gebaut, eine Hochgeschwindigkeitsstrecke zwischen London und der Mitte des Landes (BBC News, 2018a). Die britische Regierung musste zahlen, um diese Projekte fortzusetzen, die zu wichtig waren, um nicht fortgesetzt zu werden.

Zweitens ist der Anschluss ländlicher Gebiete noch teurer (aufgrund des größeren zu bedeckenden Landes und der geringeren Bevölkerung, an die der Netzzugang verkauft werden muss), sodass die Regierung häufig einen Teil der Kosten subventioniert. Seit den 1980er Jahren gab es eine allmähliche Bewegung hin zu privaten Unternehmen, um auch wichtigere Infrastruktur zu bauen, aber in fast jedem Fall zahlt die Regierung einen großen Teil der Rechnung.

Quellen

BBC Nachrichten, 2018. Carillion Collapse: Was kommt als nächstes? http://www.bbc.com/news/business-42680590 Zugriff am 16.Mai 2018.

BBC Nachrichten, 2018ein. Kartierung der größten Bauprojekte von Carillion. http://www.bbc.com/news/business-42717735 Zugriff am 16.Mai 2018.

Clark, 2004. Das Pinguin-Wörterbuch der Geographie (3. Auflage). Pinguin. London.

Collier und Venables, 2016. Städtische Infrastruktur für die Entwicklung. https://urbanisation.econ.ox.ac.uk/materials/papers/110/oxf-rev-econ-policy-2016-collier-391-409.pdf Zugriff am 16.Mai 2018.

Farkes und Rayleigh, 2013. Entwerfen von Dokumenten zum selektiven Lesen, in Information Design Journal 20 (1), Januar 2013. https://www.researchgate.net/publication/263192546_Designing_Documents_for_Selective_Reading?_sg=uIWvXLae0aSNSi8cxS-d76PM_LgTcuKKFFRvRJnR27MUbvTFH3FT5My0j1ERxQ8AsFgNHChJwkU7GVnXfl0EGKGS2vR5haQTFA Zugriff am 16.Mai 2018.

Goovaerts, 2015. iGR-Studie prognostiziert $ 104B Kosten LTE-Netze zu aktualisieren, bauen 5G-Netz aus. https://www.wirelessweek.com/news/2015/12/igr-study-forecasts-104b-cost-upgrade-lte-networks-build-out-5g-network Zugriff am 16.Mai 2018.

Gotbaum, 2011. Der Unterschied zwischen weicher und harter Infrastruktur und warum es darauf ankommt. https://stateimpact.npr.org/new-hampshire/2011/10/26/infrustructure-soft-and-hard/ Zugriff am 16.Mai 2018.

KPMG, 2012. Städte Infrastruktur: ein Bericht über Nachhaltigkeit. https://home.kpmg.com/content/dam/kpmg/pdf/2012/05/Cities-Infrastructure-a-report-on-sustainability.pdf Zugriff am 16.Mai 2018.

Li, 2016. Infrastruktur und Urbanisierung in der Volksrepublik China. https://www.adb.org/sites/default/files/publication/221431/adbi-wp632.pdf Zugriff am 16.Mai 2018.

TheONEbrief, n.d. Städtische Infrastruktur: Volkswirtschaften und Menschen gesund halten. http://theonebrief.com/urban-infrastructure-keeping-economies-and-people-healthy/ Zugriff am 16.Mai 2018.

Städtische Infrastruktur: Lernaktivitäten

1. Definieren Sie ‘Infrastruktur’.
2. Unterscheiden Sie zwischen harter und weicher Infrastruktur.
3. Was ist ‘wesentliche Infrastruktur’?
4. Was ist ein ‘Knotenpunkt’?
5. Erklären Sie, warum viele städtische Infrastruktur auf einem Netzwerk-System.
6. Können Sie für ein städtisches Gebiet, das Sie gut kennen, kritische Punkte in der Infrastruktur identifizieren, die, wenn sie ausfallen oder aktualisiert werden müssen, das gesamte städtische Gebiet betreffen? Skizzieren Sie die möglichen Auswirkungen und erläutern Sie deren Schweregrad. (Wenn Sie Probleme haben, betrachten Sie das Straßensystem: Gibt es irgendwo Verkehrsstaus? Wenn nicht, erklären Sie, wie die städtische Infrastruktur in diesem Bereich vernetzt ist, um dies zu verhindern.)
7. Definieren Sie die Kapazität in Bezug auf die städtische Infrastruktur.
8. Schlagen Sie drei Probleme vor und erläutern Sie sie, mit denen ein städtisches Gebiet konfrontiert sein kann, wenn drei verschiedene Infrastrukturnetze die Kapazität überschreiten.
9. Was versteht man unter ‘Nachhaltigkeit’ im Kontext der städtischen Infrastruktur?
10. Erklären Sie, wie und warum Regierungen oft direkt an großen Infrastrukturprojekten beteiligt sind.

Andere Aufgaben

Entwerfen Sie in einer kleinen Gruppe ein Stadtgebiet. Sie können entscheiden, ob Sie ein neues Gebiet bauen oder ein bestehendes verbessern möchten. Dies ist keine echte Simulation der Stadtplanung, sondern eine Gelegenheit für ‘Blue Sky Thinking’, was bedeutet, ohne Einschränkungen zu denken. Welche Infrastruktur würde Ihr Design beinhalten? Wenn Sie fertig sind, kommentieren Sie Ihr Design, um die von Ihnen getroffenen Entscheidungen zu erläutern, und überprüfen Sie, ob Sie alle auf dieser Seite diskutierten Infrastrukturtypen einbezogen haben (z. B. Haben Sie daran gedacht, Mobilfunknetze einzubeziehen?). Wenn mehrere Gruppen gleichzeitig arbeiten, führen Sie eine Diskussion durch und stimmen Sie darüber ab, welche Stadt die beste ist und warum. Eine Überlegung, über die Sie vielleicht nachdenken, ist: Was sind die sozioökonomischen und demografischen Merkmale der Bevölkerung dieser Stadt und entspricht sie ihren Bedürfnissen? Eine andere ist: Ähnelt Ihre Stadt einem der Stadtmodelle wie Burgess ‘Concentric Zone Model und warum?