Impact of bicycle electrification on cyclists' route preferences: A case study in Zurich, Switzerland

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Master's thesis

Authors

Date

2025-07-31

Department

Major/Subject

Spatial planning and Transportation Engineering

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Spatial Planning and Transportation Engineering

Language

en

Pages

70

Series

Abstract

The emergence of electric bicycles (e-bikes) has introduced a less physically demanding way of cycling, increasing accessibility of cycling to a broader group of individuals, and increasing the overall popularity of cycling. However, the electrification of bicycles has introduced new dynamics to cycling, raising questions of how the pedal assistance of e-bikes influences cyclists' route choice preferences, particularly under different seasonal conditions. Understanding these preferences is crucial for developing cycling infrastructure that effectively supports the growing use of e-bikes. This thesis examines the route preferences of e-bike users and compares them to those of conventional cyclists by developing a route choice framework using GPS data from the E-Biking in Switzerland (EBIS) project. The sample comprised 4909 cycling trips in the city of Zurich, collected between September 2022 and August 2023. A discrete choice model is employed to identify the key determinants of e-bike users' route preferences. Various factors are considered, such as distance, gradient, number of intersections, age, gender, and seasonal variations. To determine how e-bike users' route preferences differ from those of conventional cyclists, segmented models will first be estimated separately for e-bikes and conventional bikes, followed by a pooled model that combines both bike types, with e-bike usage included as a dummy variable. The results show that e-bike users differ substantially in their route choice behavior from conventional cyclists. E-bike users are less sensitive to trip distance and slope, with a smaller influence from demographic factors, such as age and gender. Seasonal effects also emerge as an important determinant for both groups of cyclists. However, while conventional cyclists show a heightened preference for shorter and flatter routes during the winter months, e-bike users demonstrate more stable behavior across seasons. The findings provide a deeper understanding of how the electrification of bicycles influences cyclists' route choice behavior, offering policymakers and transportation planners valuable insights into the needs of different types of cyclists.

Sähköavusteisten polkupyörien yleistyminen on tehnyt pyöräilystä fyysisesti vähemmän kuormittavampaa, lisäten sen saavutettavuutta laajemmalle joukolle ihmisiä ja samalla kasvattaen pyöräilyn suosiota. Sähköpyörien yleistyminen on myös herättänyt paljon kysymyksiä siitä, miten sähköavustus vaikuttaa pyöräilijöiden reitinvalintoihin, erityisesti eri vuodenaikoina. Sähköpyöräilijöiden reittivalintojen ymmärtäminen on keskeistä kehitettäessä pyöräilyinfrastruktuuria, joka tukee sähköpyörien kasvavaa käyttöä. Tämä diplomityö tutkii sähköpyöräilijöiden reittivalintoja ja pyrkii ymmärtämään, miten ne eroavat tavallisten pyöräilijöiden reittivalinnoista, kehittämällä reitinvalintamallin käyttäen GPS-dataa E-Biking in Switzerland (EBIS) -projektista. Työssä estimoitiin 4909 pyöräilymatkaa Zürichin alueelta ajalta syyskuu 2022 – elokuu 2023. Diskreetti valintamallia käytettiin reitinvalintaan vaikuttavien tekijöiden tunnistamiseksi. Tarkasteltuja muuttujia olivat muun muassa matkan pituus, korkeuserot, risteysten määrä, ikä, sukupuoli ja vuodenaikavaihtelu. Sähkö- ja tavallisten pyöräilijöiden reittivalintojen erojen selvittämiseksi, estimointi suoritettiin ensin pyörätyypeittäin minkä jälkeen analysointi tehtiin yhdistetyllä datalla. Tulokset osoittavat, että sähköpyöräilijöiden reitinvalintamieltymykset poikkeavat merkittävästi tavallisista pyöräilijöistä. Sähköpyöräilijät ovat vähemmän herkkiä matkan pituudelle ja korkeuseroille, ja myös demografisten tekijöiden, kuten sukupuolen ja iän vaikutus on vähäisempi verrattuna tavallisiin pyöräilijöihin. Yhtenäistä kummallekkin pyörätyypille olivat kuitenkin vuodenaikojen vaihtelun vaikutuksen korostuminen reittivalinnoissa. Kumpikin ryhmä suosi lyhyempiä ja tasaisempia reittejä talvikuukausina, tosin sähköpyörilijöille tämä vaihtelu oli merkittävästi pienempi, ja käyttäytyminen säilyi tasaisempana ympäri vuoden. Tulokset parantavat ymmärrystä siitä, miten sähköavustus vaikuttaa pyöräilijöiden reitinvalintamieltymyksiin, tarjoten päätöksentekijöille ja liikennesuunnittelijoille arvokasta tietoa erilaisten pyöräilijäryhmien tarpeista.

Description

Supervisor

Roncoli, Claudio

Thesis advisor

Vosough, Shaya

Keywords

cycling, route choice, GPS data, discrete choice model, electric bicycle, sustainable transportation

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202508196520

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG