S 180: Entwicklung eines aktuellen Verfahrens zur rechnerischen Dimensionierung gemäß den RDO Beton
Thorsten Kathmann, Thorsten Hermes, Uwe Kucera, Jörg Stöver, Johannes Neumann, Jan Lehmkuhl
Jan Mirco Pfeifer
44 S., 10 Abb., ISBN 978-3-95606-708-2, 2022 EUR 14,50
In diesem Forschungsprojekt FE 04.0316/2018/ORB „Entwicklung eines aktuellen Verfahrens zur rechnerischen Dimensionierung gemäß den RDO Beton“ werden die RDO Beton quelloffen und zukunftssicher implementiert. Grundlage sind die RDO Beton 09 in der Entwurfsfassung vom 7. Mai 2018, welche im Folgenden nur noch RDO Beton genannt werden. Das Programm wird in JavaScript unter Verwendung gängiger Standards und Praktiken implementiert und soll unter der freien Software-Lizenz GPLv3 veröffentlicht werden. Besonderes Augenmerk liegt auf der guten Dokumentaton und Modularität, was allen interessierten Fachleuten die einfache Benutzung, Wartung und Erweiterung der Software ermöglicht. Das Projekt gliedert sich dabei in Literaturrecherche zu den RDO Beton, Definition und Dokumentation von Anforderungen, Implementierung von Rechenkern und grafischer Benutzeroberfläche (GUI) sowie die Erstellung der Dokumentation für die Anwender. Eine ausführliche Recherche zu den Hintergründen der für die Nachweisführung verwendeten Momente in den RDO Beton verbessert die Dokumentation des Verfahrens. Insbesondere wird die Formel für das Moment aus Verkehrsbelastung auf seine korrekte Herkunft zurückgeführt. Zur Herkunft der verwendeten Anpassungsfaktoren wird nicht reche¬chiert. Die Literaturrecherche liefert damit die Grundlage zur verfahrenssicheren Implementierung der RDO Beton. Die Zusammenstellung der Anforderungen an die Software erfolgt im Lastenheft, das sowohl die Grundlage für dieses Projekt als auch eine Vorlage für ähnliche Vorhaben darstellen soll. Es besteht daher aus einem allgemeinen Teil, der Rahmenbedingungen der Software-Entwicklung beschreibt, und einem spezifischen Teil, der sich mit der Imple-mentierung der RDO Beton befasst. Beide Teile sind darüber hinaus modular aufgebaut, damit der Auftraggeber in zukünftigen Ausschreibungen für Softwareprojekte die Erstellung eines Lastenhefts einfacher und zielsicher selber leisten kann. Das Lastenheft wurde durch Erstellung eines darauf ba-sierenden Pflichtenhefts validiert. Die Implementierung wurde modular realisiert, sodass der eigentliche Rechenkern und die Benutzeroberfläche eigenständige Teile sind und nur über einheitlich strukturierte Datenobjekte kommunizieren. Die Daten können im textbasierten, kompakten und menschenlesbaren JSON-Datenformat eingelesen und gespeichert werden. Durch ein ebenfalls umgesetztes Kommandozeilen-Interface kann der Rechenkern ohne GUI verwendet werden, um eine einfache Einbindung in andere Software zu ermöglichen, oder direkt über die Kommandozeile ausgeführt zu werden. Der Quellcode des Rechenkerns ist derart konzipiert und dokumentiert, dass Fachleute mit rudimentären Programmierkenntnissen sich schnell im Code zurechtfinden können. Die Kompilierung des Quellcodes des Rechenkerns ist nicht nötig. Damit sind kleinere Änderungen am Quellcode, wie beispielsweise die Aktualisierung von Faktoren aus den Tabellen der RDO Beton, in wenigen Sekunden durchgeführt. Weiterhin ist der Rechenkern so modularisiert, dass bspw. die Berechnung eines einzelnen Momentes durch eine andere Funktion ersetzt werden kann. Wartungsarbeiten und Erweiterungen gestalten sich dementsprechend einfach. In Kombination mit einer Versionsverwaltungssoftware bleiben jegliche Änderungen am Quellcode transparent und alte Versionen wiederherstellbar. Auch die Vorhaltung verschiedener Softwareversionen, etwa für unterschiedliche Fassungen der RDO Beton, ist somit leicht realisierbar. Ein wesentlicher Bestandteil der entwickelten Software ist die grafische Oberfläche, die unter Nutzung moderner Technologien und Erkenntnisse im Bereich Benutzerschnittstellen entworfen wurde. Die Oberfläche wird im Webbrowser dargestellt, wodurch die Anwendung über Intra oder Internet angeboten werden kann. Dadurch arbeiten alle Benutzer stets mit einer einheitlichen, aktuellen Version. Das Programm kann aber auch ohne Administrator-Rechte auf Arbeitsplatzrechnern installiert und ausgeführt werden. Die Verwendung des gängigen Material Designs stellt sicher, dass Nutzer bekannte Bedienelemente und -symbole erkennen und diese intuitiv nutzen können.
Aktualisiert: 2023-03-30
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S 167: Karl Villaret, Stephan Villaret, Thorsten Kathmann, Markus Oeser, Andreas Ückermann,
Stephan Schröder, Axel Riwe:
Aktualisierung und Anpassung der Straßenbelastungsdaten für die Dimensionierung
141 S., 153 Abb., 42 Tab., ISBN 978-3-95606-650-4, 2021
Die Verkehrsbelastung ist einer der maßgebenden Einflussfaktoren für Straßenkonstruktionen. In diesem Bericht werden detaillierte und aktuelle Achslastverteilungen für die Dimensionierung von Straßenoberbauten zur Verfügung gestellt. Grundlage sind Messdaten der Achslastwaagen im deutschen Autobahnnetz. Diese sind nicht flächendeckend vorhanden. Es wird eine Methode zur flächendeckenden Projektion der Achslastmessstellendaten vorgestellt, die die nahezu flächendeckend vorhandenen Daten der Dauerzählstellen nutzt. Mit dieser Methode können bei vorhandenen Dauerzählstelldaten streckenspezifische Verkehrsbelastungskollektive in Form von B-Zahl und Achslastverteilungen bei semiprobabilistischer bzw. Achslastverteilungsfunktionen für probabilistische Dimensionierungs- und Substanzbewertungsverfahren bereitgestellt werden. Des Weiteren werden repräsentative Achslastverteilungen für Autobahnen des Fern-, Misch- und Nahverkehrs sowie für Straßen des nachgeordneten Netzes vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-01-16
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S 161: Thorsten Kathmann, Stephan Schroeder:
Ermittlung der realistischen Verkehrsverteilung auf mehrstreifigen Bundesfernstraßen als Eingangsgröße für die rechnerische Dimensionierung und Bewertung der strukturellen Substanz
63 S., 63 Abb., 10 Tab., ISBN 978-3-95606-635-1, 2021
Bei der Erstellung der RStO 2012 erfolgte keine Überprüfung bzw. Anpassung der ursprünglichen Fahrstreifenfaktoren f1. Die Vielzahl von Randbedingungen (z.B. Geschwindigkeitsbeschränkungen, Überholverbote und auch Verkehrssteuerungsmöglichkeiten) erfordern die Überprüfung der ursprünglich angenommenen Aufteilung des Schwerverkehrs auf die Fahrstreifen. Um auch für den Fahrstreifenfaktor f1 zukünftig aktuelle und belastbare Eingangsparameter bei der Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B zugrunde legen zu können, wurde im Rahmen des gegenständlichen Forschungsprojektes ein Verfahren entwickelt, mit dem die Aufteilung des Schwerverkehrs bei mehrstreifigen Richtungsfahrbahnen ermittelt werden kann. Die Ableitung der Fahrstreifenfaktoren erfolgte auf der Basis der Daten der automatischen Dauerzählstellen auf den mehrstreifigen Bundesfernstraßen. Hierzu wurden in einem ersten Schritt die Randbedingungen der Zählstellen aufgenommen und ein entsprechendes Zählstellenkollektiv ausgewählt. Im Rahmen einer deskriptiven Statistik wurde zunächst der Einfluss der einzelnen Parameter untersucht. Hierbei zeigte sich, dass neben der Anzahl der Fahrstreifen nur wenige Randbedingungen einen nennenswerten Einfluss auf den Fahrstreifenfaktor haben. Größere Unterschiede konnten nur bei verschiedenen Steigungen auf 3-streifigen Abschnitten festgestellt werden. Die empfohlenen aktualisierten Faktoren wurden abschließend tabellarisch zusammengestellt. Es zeigt sich, dass im Vergleich zu den in der RStO 12 enthaltenen Faktoren insgesamt deutlich höhere Werte erreicht werden. Für Abschnitte mit temporärer Seitenstreifenfreigabe wurde ein modelltheoretischer Ansatz entwickelt, mit dessen Hilfe in Abhängigkeit von der Tagesganglinie und den Schaltzuständen der TSF die jeweiligen Fahrstreifenfaktoren ermittelt werden können. Insgesamt stehen somit für die standardisierte und rechnerische Dimensionierung und Bewertung der strukturellen Substanz wieder realistische Verkehrsverteilungen für mehrstreifige Bundesfernstraßen zur Verfügung.
Aktualisiert: 2023-01-16
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V 337: Thorsten Kathmann, Christian Scotti, Uwe Kucera
Bridge-WIM Pilotversuch Begleitung - Begleitung und Auswertung
104 S., 134 Abb., 16 Tab., ISBN 978-3-95606-535-4, 2020 328g EUR 20,50
Ziel des Forschungsprojektes war es, einen BridgeWIM-Pilotversuch in Deutschland zu begleiten und detailliert auszuwerten. Hierzu wurden im Auftrag der BASt zwei Systeme an einem Brückenbauwerk eingebaut. Die erhobenen Daten, in Kombinationen mit genau verwogenen Fahrzeugen, wurden ausgewertet und erlauben so Aussagen zu erreichbaren Genauigkeiten. Darüber hinaus wurde sowohl der Einbau als auch der Rückbau durch den Forschungsnehmer intensiv begleitet, um hier mögliche Probleme zu identifizieren und Randbedingungen zu definieren. Daraus konnten Zeitbedarfswerte für die unterschiedlichen Arbeitsschritte ermittelt werden, die im Rahmen von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen genutzt werden können. Der Pilotversuch hat gezeigt, dass eine Erhebung des Schwerverkehrs durch Bridge-WIM-Systeme eine mögliche Ergänzung zu dem bestehenden Achslastmessstellennetz in Deutschland ist. Die Systeme sind mobil und lassen sich an geeigneten Brücken im Netz installieren. Die Qualität der Messungen wurde im Pilotversuch insbesondere für die Gesamtgewichte als gut befunden, bei den weiteren Messgrößen gab es bei den beiden getesteten Systemen unterschiedliche Einschränkungen. Die Systeme liefen während des Testzeitraums stabil und die Daten wurden in den vorgegebenen einheitlichen Formaten übersendet, sodass ein Vergleich bei der Auswertung problemlos möglich war. Auch die Temperaturempfindlichkeit der Systeme wurde betrachtet. Die getesteten Bridge-WIM-Systeme eignen sich insbesondere für Anwendungen, die schwerpunktmäßig Gesamtgewichte benötigen
Aktualisiert: 2020-12-10
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Der vorliegende Bericht beinhaltet eine detaillierte Beschreibung der Erhebungs- und Hochrechungsmethodik zur Ermittlung der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken (DTV) sowie eine Darstellung der Berechnung von Kenngrößen (Bemessungsverkehrsstärken und Werte für „Lärmberechnungen“, für die eine vorherige Ermittlung der DTV-Werte Voraussetzung ist. Die methodischen Erläuterungen werden ergänzt durch beispielhafte Berechnungen. Am Ende des Berichtes steht ein Vergleich mit der Straßenverkehrszählung 2000, in dem auf wesentliche Änderungen und deren Auswirkungen eingegangen wird.
Aktualisiert: 2020-01-16
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Aktualisiert: 2009-05-28
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Den bisherigen Richtlinien zu Verkehrserhebungen ist gemeinsam, dass sie - wenn überhaupt - nur sehr wenige Aussagen zur erreichbaren Datenqualität enthalten. Normative Vorgaben und konkrete Handlungsanweisungen, die zu einer Verbesserung der Datenqualität von Erhebungen führen, fehlen in der Regel für die meisten Erhebungsverfahren. Abgesehen von Einzelaspekten wie beispielsweise den Kemelementen für Haushaltsbefragungen zum Verkehrsverhalten gibt es keine Qualitätsstandards für die Konzipierung, Durchführung und Auswertung einer Verkehrserhebung.
Ziel der vorliegenden Studie ist es, mit Blick auf verschiedene Datennutzer und Arten der Datenverwendung wissenschaftlich abgesicherte Qualitätsstandards für Verkehrserhebungen zu erarbeiten. Im Kern sollten Hinweise gegeben werden, durch welche konkreten methodischen Ansätze und praktischen Maßnahmen man für die unterschiedlichen Erhebungsverfahren im Verkehrswesen (Zählungen, Messungen, Verhaltensbeobachtungen und Befragungen) die jeweils bestmögliche Datenqualität erreichen kann. Die Ergebnisse dieses Projektes sollen darüber hinaus auch als eine Grundlage für die Fortschreibung der neuen "Empfehlungen für Verkehrserhebungen (EVE)" dienen.
Aktualisiert: 2020-01-14
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Das vorliegende Forschungsvorhaben diente der Ermittlung notwendiger Grundlagen zur weiteren Konkretisierung des Kapitels 9 "Straßengebundener öffentlicher Personennahverkehr" im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen.
Aufbauend auf den in der Fachliteratur vorliegenden Erkenntnissen zur Mitbenutzung von Sonderfahrstreifen (Busspuren) durch andere Fahrzeuge erfolgte zunächst eine systematische Betrachtung der Einsatzfelder von Sonderfahrstreifen und der Merkmale des Verkehrsablaufs auf diesen. Auf Grundlage dieser Systematisierung wurden die relevanten, im Weiteren zu untersuchenden Kombinationen zusätzlicher Nutzergruppen zum Linienbusverkehr festgelegt und konkrete Untersuchungsfälle ausgewählt.
Neben den Erkenntnissen, die direkt aus empirischen Untersuchungen gewonnen wurden, war es notwendig, zur Erweiterung des Daten- und Aussagenspektrums weitere, nicht beobachtete bzw. nicht beobachtbare Nutzerkombinationen zu simulieren. Die Ergebnisse der empirischen Untersuchungen wurden zur Kalibration des Simulationsmodells genutzt. Die Simulation der relevanten Nutzerkombinationen erfolgte jeweils iterativ für unterschiedliche Belastungsgrößen, wobei sowohl die Anzahl der Linienbusse als auch diejenige der anderen relevanten Fahrzeugarten systematisch variiert wurde.
Die Systematisierung von Sonderfahrstreifen mit Linienbusverkehr nach ihrer Lage im städtischen Netz ergab räumlich unterschiedliche Einsatztypen, für die auf Grundlage der Empirie- und Simulationsergebnisse zunächst hinsichtlich der Nutzung von Sonderfahrstreifen durch Linienbusse mit/ohne andere Fahrzeuge unterschiedliche, jeweils typische und damit im Grundsatz übertragbare Verläufe von Belastungskurven dargestellt und anschließend spezifische Qualitätsstufeneinteilungen abgeleitet und hinsichtlich ihrer Verkehrsqualität bewertet wurden.
Als maßgebliches Kriterium für die Verkehrsqualität auf Sonderfahrstreifen mit Linienbussen wurde die Beförderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Gesamtverkehrsstärke auf dem Sonderfahrstreifen (mit oder ohne dessen Mitnutzung durch andere Fahrzeuge), gewählt.
Offen bleibt die Frage, in welcher Form die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens bei einer künftigen Fortschreibung des HBS berücksichtigt werden sollen. Insbesondere besteht in diesem Zusammenhang ein konkreter Diskussions- und Festlegungsbedarf hinsichtlich der Einteilung der Qualitätsstufen zu den verschiedenen Einsatztypen; im vorgelegten Forschungsvorhaben werden hierzu neben dem gewählten Ansatz auch andere denkbare Ansätze vorgestellt.
Dem Originalbericht ist ein umfangreicher Anhangband beigefügt. Er enthält zusätzliche Darstellungen der Ergebnisse der Literaturstudie (A), die Untersuchungsergebnisse der Empirie (B)und der Simulation (C), einen ausgearbeiteten Textvorschlag zur Einarbeitung der Forschungserkenntnisse in das HBS sowie Anmerkungen zu weiteren Unterkapiteln des Gliederungsvorschlages für Kapitel 9 des Handbuches (D). Auf diese Anhänge wurde in der vorliegenden Veröffentlichung verzichtet. Sie liegen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen vor und sind dort einsehbar. Verweise auf diese Anhänge wurde im Berichtstext beibehalten.
Aktualisiert: 2020-01-13
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