Table Of ContentChristiane Poppen borg
Standortplanung fur Locally Unwanted Land Uses
Christiane Poppenborg
Standortplanung
fur Locally
Unwanted Land Uses
Modellansiitze zur Entscheidungsfindung
f[)fll.\n DeutscherUniversitiits Verlag
~ GABLER' VIEWEG 'WESTDEUTSCHER VERLAG
Die Deutsche Bibliothek - ClP-Einheitsaufnahme
Poppen borg, Christiane:
Standortplanung fur locally unwanted land uses: Modellansatze
zur Entscheidungsfindung / Christiane Poppenborg. -
Wiesbaden: DUV, Dt. Univ.-Verl., 1996
(DUV: Wirtschaftswissenschaft)
Zug!.: Munster (Westfalen), Univ., Diss., 1995
ISBN 978-3-8244-0313-4 ISBN 978-3-322-95393-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-95393-3
D6(1995)
Der Deutsche Universitats-Verlag ist ein Unternehmen
der Bertelsmann Fachinformation.
© Deutscher UniversitOts-Veriag GmbH, Wiesbaden 1996
Lektorat: Monika Mulhausen
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Gedruckt auf chlorarm gebleichtem und saurefreiem Papier
ISBN 978-3-8244-0313-4
Geleitwort
Entsorgungsanlagen fur Siedlungsabfalle und insbesondere fur toxische Abfallstoffe sind in
den letzten Jahrzehnten zunehmend in den Brennpunkt offentlich gefiihrter Diskussionen ge
raten. Aktiver Widerstand gegen derartige Objekte geht vomehmlich von den in unrnittelbarer
Nachbarschaft zu den potentiellen Standorten ansiissigen Personen aus. Ursache fur das Op
positionsverhalten sind Risiken fur Gesundheit und Umwelt, die fast ausschlieBlich von den
Anwohnem der als Locally Unwanted Land Uses (LULUs) bezeichneten Einrichtungen getra
gen werden mussen, wohingegen die breite Masse der Bevolkerung von den Dienstleistungen
der LULUs profitiert.
Obwohl die betriebliche Standortplanung in der Fachliteratur mehr als hundert Jahre zuriick
verfolgt werden kann, existieren nur wenige Beitrage, die sich mit dem speziellen Problem
kreis unerwiinschter Objekte befassen. 1m deutschen Schriftturn werden vomehmlich Kriteri
enkataloge und Nutzwertanalysen vorgeschlagen. Modellansatze des Operations Research, die
ihrerseits aber nur einzelne Planungsaspekte abbilden, sind dagegen fast ausschlieBlich ab
1975 in der anglo-amerikanischen Literatur zu finden. Erst seit ungefahr eineinhalb Jahren
werden ganzheitliche Planungskonzepte gefordert, die allerdings bislang nur wenig operatio
nalisiert werden.
Die Verfasserin konzipiert ein neues, hierarchisches und riickgekoppeltes Planungskonzept,
das die Ziele aller am PlanungsprozeB mitwirkenden Gruppen integriert. Okonomische
Aspekte werden dabei ebenso beriicksichtigt wie Widerstiinde der betroffenen Bevolkerung.
Beachtet werden ebenfalls zahlreiche okologische, rechtliche, technische und infrastrukturelle
Kriterien. Das Planungskonzept verbindet qualitative und quantitative Planungstechniken. Be
reits existierende ein-sowie mehrkriterielle Modellansatze werden systematisch und anschau
lich priisentiert, erheblich erweitert und in die dargestellte Konzeption eingebettet. Gesucht ist
derjenige Standort, der zu minimalen Kosten, Kompensationszahlungen und Risiken, aber zu
maximaler FaimeB gegenuber allen von der Entscheidung betroffenen Personen ftihrt. Aile
Ansatze werden hervorragend visualisiert und durch zahlreiche Beispiele ergiinzt.
Mit der vorliegenden Arbeit leistet die Verfasserin einen beachtlichen Beitrag zu einem Pro
blem, das gleichermaBen von okonomischer Bedeutung wie von politischer Brisanz ist. Die
Verfasserin schafft einen rationalen Rahmen fur weiterfiihrende Gesprache und Verhandlun
gen zwischen den am EntscheidungsprozeB beteiligten Personengruppen und verbessert damit
die Qualitat der Offentlichen Diskussion urn LULUs ganz wesentlich.
PROF. DR. D. ADAM
Vorwort
Traditionelle Modelle der Standortplanung optimieren in erster Linie Transportentfemungen
bzw. -kosten. Dieser Ansatz ist angemessen, sofern Einrichtungen anzusiedeln sind, die von
den Biirgern schnell erreichbar sein sollen oder die ihrerseits kurze Wege zu ihnen gewlihrlei
sten. Hierzu ziihlen Kindergarten, Schulen sowie Polizei-, Feuerwehr-und Rettungsstationen.
Infolge fortschreitender Industrialisierung sind jedoch zunehmend Objekte zu plazieren, deren
raumliche Niihe von der Bevolkerung als unerwilnscht betrachtet wird. Beispiele fur diese als
Locally Unwanted Land Uses (LULUs) bezeichneten Einrichtungen sind Abfallentsorgungs
anlagen, Kemkraftwerke und Flughiifen. Sie sind insbesondere fur die in ihrer unmittelbaren
Nachbarschaft lebende Bevolkerung mit einer Beeintriichtigung der Lebensqualitat, wenn
nicht mit Risiken fur Gesundheit und Umwelt verbunden und werden daher haufig vehement
opponiert. Die Standortfrage von LULUs gerat zu einem politischen Balanceakt zwischen den
Zie1en der mit dem PlanungsprozeB betrauten Stellen und den Interessen der von der Ansied
lung direkt betroffenen Personengruppen. Dem Oppositionsverhalten der Anwohner mull
mithin groBere Bedeutung beigemessen werden als den im Rahmen der traditionellen Stand
ortplanung vornehmlich beriicksichtigten Transportaspekten. Aufgabe der vorliegenden Ar
beit ist es, die Ziele aller am EntscheidungsprozeB fur LULUs beteiligten Personengruppen
herauszufiltern und Modellansatze zum Ausgleich der Interessensgegensatze aufzuzeigen.
Die vorliegende Arbeit wurde im Februar 1996 von der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakul
tat der WestfaJischen Wilhelms-Universitat Miinster als Dissertationsschrift angenommen.
Ein besonderer Dank gilt meinem akademischen Lehrer, Herrn Prof. Dr. Dietrich Adam, fur
die wissenschaftliche Betreuung der Arbeit und viele wertvolle Anregungen. Bedanken moch
te ich mich dariiber hinaus bei Herrn Prof. Dr. Wolfgang von Zwehl, der das Zweitgutachten
iibernommen hat und durch seine konstruktiven Arnnerkungen ebenfalls zum Gelingen der
Arbeit beigetragen hat.
Dank schulde ich zudem allen Kollegen am Institut fur Industrie- und Krankenhausbetriebs
lehre fur ihre stete Diskussionsbereitschaft und engagierte Unterstiitzung beim Korrekturle
sen. Ferner mochte ich an dieser Stelle auch den studentischen Hilfskriiften der Institutsbiblio
thek sehr herzlich dafur danken, daB sie die von mir bestellte Literatur stets gewissenhaft und
rasch besorgten.
Mein aullerordentlicher Dank gebiihrt schlieBlich meinen Eltern, die mich auf meiner schuli
schen und universitiiren Lautbahn jederzeit uneingeschriinkt unterstiitzt haben, und meinem
Freund Martin, der in der arbeitsintensiven Endphase jedes Wochenende tausend Kilometer
zurUckgelegt hat, nicht nur urn moralischen Beistand zu leisten, sondern auch urn die einzel
nen Teile des Manuskripts immer wieder intensiv zu lesen und kritisch zu kommentieren.
CHRISTIANE POPPENBORG
Inhaltsverzeichnis
Abkiirzungsverzeichnis XIII
Symbolverzeichnis XVI
Abbildungsverzeichnis XXII
Tabellenverzeichnis XXV
1. Problemstellung und Aufbau der Arbeit
1.1 Gegenstand der Standortplanung
1.2 Besondere Problematik der Locally Unwanted Land Uses (LULUs) 2
1.3 Veriinderung des traditionellen Standortplanungsprozesses durch die
Betrachtung von LULUs 8
1.3.1 Darstellung des klassischen Entscheidungsproblems 8
1.3.2 Die Standortplanung fur LULUs als Mehrpersonenentscheidung 9
1.4 Ziel und Gang der Untersuchung 12
2. Ziele einer Standortplanung fUr LULUs 15
2.1 Ziele und Zielsysteme als imperativische HandlungsmaBstiibe zur Losung
von Entscheidungsproblemen 15
2.2 Entwicklung eines Zielsystems fur die Standortplanung von LULUs 16
2.2.1 Okonomische Ziele 16
2.2.2 Umweltbezogene ZieJe 18
2.2.3 Soziale ZieJe 21
2.2.4 Politische Ziele 22
2.2.5 Rechtliche Ziele 23
2.2.6 Technische Ziele 24
2.2.7 Infrastrukturelle Ziele 25
2.3 Beziehungen zwischen den einzelnen ZielgroBen und Moglichkeiten zur
Uberwindung von Zielkonflikten 25
2.4 Das Kompensationskonzept zur Transformation der sozialen ZieJkriterien 27
2.4.1 Monetiire Bewertung der Belastungen als Basis des Kompensations-
konzeptes 27
2.4.2 Ausgestaltungsmoglichkeiten des Kompensationskonzeptes 28
2.4.3 Die kontingente Bewertungsmethode zur Quantifizierung der
Kompensationen 30
2.4.4 Beurteilung des Kompensationskonzeptes 31
x
Inhaltsverzeichnis
3. Grundlagen der Modellbildung und Auswahl des Planungsprozesses
fUr das Standortproblem von LULUs 33
3.1 Anforderungen an die Modellbildung 33
3.2 Analyse der zur Verfiigung stehenden grundlegenden Modelltypen 36
3.2.1 Quantitative versus qualitative Modellanslitze 36
3.2.2 Einpersonenentseheidung versus Mehrpersonenentseheidung 37
3.2.3 Sieherheit versus Unsieherheit im Planungsmodell 40
3.2.4 Statische versus dynamisehe Modellanslitze 42
3.3 Systematisierung der ausgewlihlten quantitativen Modellansatze 43
3.4 Das dreistufige Planungskonzept 47
4. Eindimensionale Modellansatze zur Standortplanung von LULUs 53
4.1 Determinanten der eindimensionalen Modellanslitze 53
4.2 Klassifikationssehema der eindimensionalen Modellanslitze 55
4.3 Single-Faeility-Probleme 56
4.3.1 Charakterisierung der Planungssituation 56
4.3.2 Maximin-Anslitze 57
4.3.2.1 Grundlegende Modellformulierung und Liisungsidee 57
4.3.2.2 Ein kontinuierliehes Maximin-Modell mit euklidischer
Entfemungsmessung 60
4.3.2.2.1 Formulierung des Ausgangsmodells und
Liisungsmiigliehkeiten des Ansatzes 60
4.3.2.2.2 Eine zum Ausgangsmodellliquivalente Minimax-
Problemstellung 69
4.3.2.2.3 Beispiel ftir das Ausgangsmodell 72
4.3.2.2.4 Das parametrische Maximin-Problem von
Erkut und Oneu 79
4.3.2.2.5 Beispiel ftir das parametrisierte Ausgangsmodell 81
4.3.2.3 Ein kontinuierliches Maximin-Modell mit rechtwinkliger
Entfemungsmessung 86
4.3.2.3.1 Formulierung des Ausgangsmodells und der
Optimalitatsbedingungen 86
4.3.2.3.2 Lineare Optimierungsanslitze zur Liisung des Problems 92
4.3.3 Maxisum-Ansatze 112
4.3.3.1 Grundlegende Modellformulierung 112
4.3.3.2 Optimalitatsbedingungen und Liisungsmethoden 115
Inhaltsverzeichnis XI
4.4 Multiple-Facility-Probleme 120
4.4.1 Charakterisierung der Planungssituation 120
4.4.2 Maximin-Ansatze 121
4.4.2.1 Grundlegende Modellformulierungen 121
4.4.2.2 Uisungsansatze flir Modellformulierungen mit euklidischer
und rechtwinkliger Entfemungsmessung 128
4.4.2.3 Ein spezieller linearer Uisungsansatz fUr ein Modell mit recht-
winkliger Entfemungsmessung 141
4.4.3 Maxisum-Ansatze 145
4.4.3.1 Grundlegende Modellformulierungen 145
4.4.3.2 Losungsansatze fUr Modellformulierungen mit euklidischer
und rechtwinkliger Entfemungsmessung 147
4.5 Kritische Wiirdigung der eindimensionalen Problemformulierungen ISS
5. Mehrdimensionale Modellansiitze zur Standortplanung von LULUs 157
5.1 Charakterisierung von mehrdimensionalen Entscheidungen 157
5.2 Klassifikationsschema der mehrdimensionalen Modellansatze 158
5.3 Das multiobjektive Grundmodell als Vektormaximumproblem 163
5.3.1 Grundlegende Bestandteile der Modellformulierung 163
5.3.1.1 Pramissen des Grundmodells 163
5.3.1.2 Die Anti-Nutzenfunktion zur Operationalisierung der
Akzeptanzproblematik im Grundmodell 164
5.3.1.3 Zielsetzungen und Zielkonflikte im Grundmodell 165
5.3.2 Allgemeine Formulierung des Grundmodells 167
5.3.3 Spezielle Formulierung des Grundmodells 169
5.3.4 Uisungsalgorithmus fUr das allgemeine und das spezielle Grundmodell 171
5.3.5 Beispiel fur das spezielle Grundmodell 175
5.3.6 Pararnetrisierung der Anti-Nutzenfunktionen im speziellen Grund-
modell 183
5.4 Restriktionsverfahren 186
5.5 Ein Abstandsmodell 189
5.5.1 Erweiterung des Grundmodells durch Angabe von A-priori-Praferenz-
informationen 189
5.5.1.1 Abstandsmodell und Goal Programming 189
5.5.1.2 Zusammenhange zwischen Vektormaximumproblem und
Abstandsmodell 191
5.5.1.3 Beispiel fUr unterschiedliche Abstandsmodelle 192
XII Inhaltsverzeichnis
5.5.2 Das erweiterte Grundmodell unter Berilcksichtigung von a posteriori
(und/oder unvollstiindig) artikulierten Praferenzinformationen 195
5.5.2.1 Fragestellungen der postoptimalen Analysen und Moglichkeiten
der parametrischen Prograrnmierung 195
5.5.2.2 Der Gewichtungsraum 197
5.5.2.2.1 Darstellung des Gewichtungsraumes 197
5.5.2.2.2 Interpretation und Gestaltungsmoglichkeiten des
Gewichtungsraumes 203
5.5.2.3 Unvollstlindige Informationen tiber die Zielgewichte 211
5.5.2.4 Zielfunktionale (direkte) Sensitivitatsanalyse 215
5.5.3 Kritische Wiirdigung der Abstandsmodelle 221
5.6 Ein Kompensationsmodell 222
5.6.1 Erweiterung des Grundmodells durch Angabe von A-priori-Prliferenz-
informationen 222
5.6.1.1 Modelltheoretische Grundlagen 222
5.6.1.2 Formulierung des speziellen Grundmodells unter Berilcksich-
tigung von Kompensationen 223
5.6.1.3 Beispiel fur das Kompensationsmodell 228
5.6.2 Das erweiterte Grundmodell unter Berilcksichtigung von a posteriori
(und/oder unvollstlindig) artikulierten Praferenzinformationen 233
5.6.2.1 Fragestellungen der postoptimalen Analysen und das Instru-
mentarium der Variationsrechnung zur Durchfiihrung von
Sensitivitatsanalysen 233
5.6.2.2 Sensitivitatsanalyse in bezug auf den Reduktionsparameter 235
5.6.2.3 Sensitivitatsanalyse in bezug auf Kompensationssatz und
Reduktionsparameter 240
5.6.3 Kritische Wiirdigung des Kompensationsmodells 245
6. Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick 247
Anhang 253
Rechtsquellenverzeichnis 289
Literaturverzeichnis 291
Abkiirzungsverzeichnis
AbfG Abfallgesetz
AilE American Institute ofIndustrial Engineers
Bd. Band
BNatSchG Bundesnaturschutzgesetz
BUND Bund fur Umwelt und Naturschutz Deutschland
bzgl. bezuglich
bzw. beziehungsweise
COLA College on Location Analysis
d.h. das heiJ3t
Diss. Dissertation
DPU Deutsche Projekt Union GmbH
etc. et cetera
e.V. eingetragener Verein
f. folgende Seite
ff. folgende Seiten
G Gleichung
H. Heft
Hrsg. Herausgeber
i.d.R. in der Regel
i.e.S. im engeren Sinne
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
lIE Institute ofIndustrial Engineers
10 Industrielle Organisation
i.w.S. im weiteren Sinne
Inn. Opt. Inneres Optimum
IWS Institut fUr wassergefahrdende Stoffe
Jg. Jahrgang
k.o. knockout
KrW-IAbfG Kreislaufwirtschafts-und Abfallgesetz
LG Landschaftsgesetz
LNU Landesgemeinschaft Naturschutz und Umwelt Nordrhein-Westfalen
LP Lineare Prograrnmierung
LPIHC low-probabilitylhigh-consequence
LULU Locally Unwanted Land Use
m mit Schnittpunkt
MADM Multi Attribute Decision Making
