Eine der wichtigsten Grundlagen für die systematische Straßenerhaltung in Kommunen ist die Kenntnis des Straßenzustands und seiner zeitlichen Entwicklung. Im Rahmen des Erhaltungsmanagements wird in Deutschland der Zustand von Verkehrsflächen mittels periodisch durchgeführter Zustandserfassungen aufgenommen, die bspw. Messtechnisch oder visuell erfolgen können. Im Ergebnis liegen Zustandsmerkmale auf sogenannten Auswerteabschnitten vor. Für die Aufstellung eines Bauprogramms sind daraus im ersten Schritt zustandshomogene
Abschnitte zu bilden.
Ziel des Forschungsprojektes war, ein praxisorientiertes, automatisch arbeitendes Verfahren zur Bildungszustandshomogener Abschnitte zu entwickeln (Segmentierungsverfahren) und damit ein Werkzeug zu schaffen, mit dessen Hilfe objektive Entscheidungen über die durchzuführenden Erhaltungsmaßnahmen unterstützt werden können. Da die Segmentierung jedoch ausschließlich auf den Zustandsdaten beruht, müssen bei der Aufstellung eines Bauprogramms regelmäßig von der jeweiligen Kommune noch eine Reihe weiterer praktischer Aspekte berücksichtigt werden, die zumeist Ortskenntnis erfordern. Insoweit ist das Resultat aus vorliegendem Verfahren als ein hilfreicher Baustein und objektiver erster Vorschlag für ein Bauprogramm zu betrachten.
In einem ersten Schritt wurden aus der Literatur bekannte Segmentierungsverfahren analysiert. Dabei
konnte insbesondere auch auf Erkenntnisse aus dem abgeschlossenen Projekt FE 29.0360/2014 „Verfahren zur Bildung und Beschreibung zustandshomogener Abschnitte und repräsentativer Kennzahlen für das Erhaltungsmanagement“ zurückgegriffen werden, in dem der Forschungsnehmer eine ähnliche Fragestellung bereits für Bundesfernstraßen betrachtet hatte. Darauf aufbauend wurde ein eigenes Segmentierungsverfahren entwickelt und erprobt, welches insbesondere eine grundlegend neue Herangehensweise an die Gesamtsegmentierung mehrerer Folgen von Zustandsmerkmalen beinhaltet.
Die Verfahrensentwicklung und -verifikation wurde anhand der Netz- und Zustandsdaten von vier Beispielkommunen durchgeführt. Zu Beginn der Projektbearbeitung war es notwendig, eine eingehende Analyse der Daten hinsichtlich ihrer Konformität im Hinblick auf die Regelwerke durchzuführen, damit nachfolgend das Segmentierungsverfahren auf die jeweils gleiche Inputdatenstruktur aufsetzen konnte. Ein solcher Preprozessingschritt – vergleichbar mit dem Teilprojekt TP 0 bei der ZEB – ist generell zu empfehlen.
Aus den so aufbereiteten Daten wurden PostgreSQL- Projektdatenbanken aufgebaut. Der Algorithmus zur Bildung zustandshomogener Abschnitte wurde in PostgreSQL entwickelt. Künftige Nutzer können das SQL-Script durch verschiedene Eingabeparameter, wie z. B. die Auswahl des Netzbereiches und die Mindestsegmentlänge, steuern.
Das Verfahren segmentiert Abschnittsfolgen des Netzes fahrstreifenbezogen nach mehreren Zustandsmerkmalen, die auf Auswerteabschnitten fester Länge vorliegen. Die Abschnittsfolge wird dabei in Segmente eingeteilt, die möglichst zustandshomogen sind. Es wurde so konzipiert, dass die zu segmentierenden Zustandsmerkmale aus der Menge der verfügbaren Zustandswerte und Teilwerte frei wählbar sind. Jedem Segment werden als charakteristische Kennzahlen die Mittelwerte (oder andere Lageparameter wie der Median) der beteiligten Zustandswerte und eine Zustandsklasse zugeordnet. Darauf aufbauend kann jedem Segment eine Mängelklasse und eine geeignete Erhaltungsmaßnahme zugewiesen und damit Erhaltungsabschnitte abgeleitet werden.
Es wurde ein neuer Algorithmus entwickelt, der Ideen verschiedener etablierter Verfahren aufgreift, aber letztendlich eine Eigenentwicklung darstellt. So wurde das Verfahren der kumulativen Summen mit dem Verfahren nach RÜBENSAM und SCHULZE verknüpft, die gefundenen Changepoints wurden mit einem Signifikanztest verifiziert und ggf. wieder eliminiert und das Kriterium der Mindestsegmentlänge wurde an geeigneter Stelle integriert. Zur initialen Glättung der Folge der Zustandsdaten wurde eine spezielle Glättungsmethode entwickelt. Eine komplett neue Herangehensweise wurde für die Gesamtsegmentierung mehrerer Folgen von Zustandsparametern gefunden.
Die netzweit berechnete Segmentierung wurde durch zwei der beteiligten Beispielkommunen einer
stichprobenhaften Prüfung unterzogen. Es zeigte sich, dass das Verfahren grundsätzlich korrekte und verwertbare Resultate liefert, die bei der Aufstellung eines Bauprogramms unterstützend eingesetzt werden können.
Weitere Testrechnungen haben gezeigt, dass sich das Verfahren grundsätzlich auch für Straßen des überörtlichen Netzes eignet, da die Auswerteabschnittslänge (10 m/20 m/100 m) hier einen skalierbaren Faktor darstellt. Erweiterungen des Verfahrens bzgl. der Anzahl zu segmentierender Zustandsmerkmale sind möglich und für einen generellen Praxiseinsatz vermutlich auch notwendig. Diese Option sollte durch weitere umfängliche Beispielrechnungen und Vergleiche mit den Ergebnissen etablierter Verfahren verifiziert werden.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Die Sensibilität der Bevölkerung in Bezug auf Stra¬ßenlärm ist in den letzten Jahrzehnten zunehmend gestiegen. Die bisherige Standardbauweise von Betondecken ist Waschbeton, welche im Vergleich zum Referenzwert mit -2 dB(A) als lärmmindernd angesetzt wird. Offenporige Deckschichten können hingegen eine Pegelminderung von bis zu 5 dB(A) bewirken.
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde zunächst die Prozesskette bei der Herstellung von Offenporigem Beton (OPB) herausgearbeitet, um zukünftig einen prozessoptimierten Einbau bei die-ser Bauweise zu gewährleisten. Hierzu wurden in einer Literaturrecherche Informationen früherer Versuchsstrecken gesammelt und ausgewertet.
Parallel dazu wurde, auf Grundlage einer bestehen¬den OPB-Rezeptur, eine im Hinblick auf die Verar-beitbarkeit, bei Einhaltung der Anforderungen an die Festbetoneigenschaften, optimierte Rezeptur erstellt.
Anhand der Ergebnisse aus der Recherche sowie der Rezepturoptimierung wurde eine Versuchstre-cke auf einem Autobahnparkplatz in der Planung sowie der Ausführung begleitet. Bei der Herstellung der Versuchsstrecke wurden die Prozessparameter dokumentiert sowie die Frisch- und Festbetonei-genschaften bestimmt.
Im Anschluss an den Bau der Versuchsstrecke wur¬de die Umsetzbarkeit der im Vorfeld herausgearbei¬teten Einzelprozesse analysiert und Anpassungen für zukünftige Baumaßnahmen mit OPB definiert. Zur weiteren Charakterisierung der Versuchstrecke wurden entstandene Risse lokalisiert und durch re¬gelmäßige in-situ Messungen überwacht. Zur Un¬tersuchung der Materialeigenschaften des OPB wurden Bohrkerne aus der Strecke entnommen.
Diese Daten bildeten die Eingangsdaten für eine Fi¬nite Elemente Simulation des Rissverhaltens in der OPB-Schicht. Dabei wurden die praxisrelevanten Beanspruchungen, wie Witterung und Verkehr als Beanspruchungen auf das System betrachtet.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Ziel des Projektes war die Evaluierung einer technischen Ausleitmethode für Fahrzeuge an Kontrollplätzen im Rahmen von Standkontrollen des Bundesamts für Güterverkehr, um das händische Ausleiten durch das Kontrollpersonal in Zukunft zu ersetzen. An fünf deutschlandweit verteilten Standorten wurde die Technik, bestehend aus: Bedienstation, Kameratechnik und LED-Ausleittafel getestet, um ein gefahrloses Ausleiten von Fahrzeugen von Autobahnen zu ermöglichen.
Die verwendete Software übermittelt die Kennzeichen, welche zuvor von einem Kamerasystem erfasst
wurden und leitet diese dann inklusive eines Fahrzeugbildes an die das Kontrollpersonal weiter.
Grundsätzlich ist eine Pulk- oder Individualausleitung der Fahrzeuge möglich.
Am Pilotstandort Sophienberg, Bayern wurden empirische Untersuchungen zur Sicherheit und Funktionalität der Ausleittechnik durchgeführt, zusätzlich befragte man standortübergreifend fahrzeugführende Personen hinsichtlich der Ausführung und Darstellung der Ausleittafel. Durch eine Befragung des Kontrollpersonals wurde die höhere Sicherheit beim technischen Ausleiten bestätigt und Probleme herausgearbeitet, die dem Kontrollpersonal in der Testphase aufgefallen sind.
Die anschließende ergonomische Untersuchung ergab, dass Optimierungsbedarf bezüglich der der
Bediensoftware für das BAG-Kontrollpersonal besteht. Verbesserungsmöglichkeiten werden zum
Beispiel in der Bildqualität, dem Bildausschnitt und der Verringerung der Anzahl an Kamerabildern auf
dem Bildschirm, sowie der Erfassung und Dokumentation gesehen.
Die parallel ablaufende technische Bewertung des Gesamtsystems legte Verbesserungspotenzial an
den einzelnen Standorten offen und sprach Empfehlungen zum weiteren Ausbau der Pilotstandorte
aus.
Für den flächendeckenden Ausbau der Ausleittechnik werden die Standorte für eine mögliche technische Aufrüstung nach bestimmten Eigenschaften ausgewählt, die in einem Gesamtkriterienkatalog zusammengefasst wurden.
Die Einschätzung zur zukünftigen Entwicklung der Ausleittechnik ergab, dass eine digitale Kommunikationsverbindung zwischen Bediensoftware und Lkw eine Verbesserung des Verkehrsflusses zur Folge hat. Die Informationen, welche die Ausleittafeln anzeigen würden, könnten direkt an den Bordcomputer des zu ausleitenden Fahrzeugs übermittelt werden, um eine gezieltere Ausleitung durchzuführen.
Aktualisiert: 2023-06-08
> findR *
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Validierung neu entwickelter Nachweisformate im Zuge
der Fortschreibung der Nachrechnungsrichtlinie. Hierzu wird in einem theoretischen Arbeitspaket
das Fachwerkmodell mit additivem Betontraganteil anhand repräsentativer Beispielbauwerke und Versuche bewertet. Neben analoger Anwendung an Beispielbauwerken wird auch das Sicherheitsniveau der kanadischen Norm CSA A.23 diskutiert und darauf aufbauend werden Entscheidungshilfen zur Anwendung bei der Nachrechnung formuliert.
Parallel dazu werden im Rahmen experimenteller Untersuchungen an vorgespannten Balkenelementen mithilfe der Substrukturtechnik mögliche Effekte aus einer Variation des Längsbewehrungsgrades analysiert. Anhand eines Durchlaufträgers wird die Substrukturtechnik validiert. Wesentliche Ergebnisse der experimentellen und theoretischen Untersuchungen
werden im Folgenden vorgestellt. Für weiterführende, im Detail erläuternde Informationen
wird auf den Schlussbericht verwiesen.
Das beobachtete Versagen geprüfter Balkenelemente kann als klassisches Biegeschubversagen
bei teilweise unterschiedlicher finaler Ausprägung klassifiziert werden. Die Plattenbalkenquerschnitte
zeigen vor Erreichen der Bruchlast zusätzliche, unmittelbare Schubzugrisse in bereits gerissenen
Druckspannungsfeldern in Feld- und Stützbereichen. Mit Erreichen der Bruchlast lokalisiert sich in
einem kritischen Biegeschubriss bzw. einschießendem Schubzugriss die finale Bruchkinematik. Die
freiwerdende Energie kann nur durch die Steifigkeit der Gurte bzw. das kreuzende Spannglied gedämpft werden, weshalb das Bruchverhalten der Versuche mit dem geringsten Längsbewehrungsgrad besonders abrupten Charakter zeigt. Die Systemduktilität eines Querkraftversagens wird somit nicht unmittelbar und ggf. nicht vorrangig durch den Schubbewehrungsgrad gesteuert, auch der Längsbewehrungsgrad sollte hierfür berücksichtigt werden. Im Rahmen der betrachteten Versuchsreihe beeinflusst ein reduzierter Längsbewehrungsgrad die Schubtragfähigkeit nicht nachteilig. Dies wird durch einen signifikanten Dehnungszuwachs der initial moderat vorgespannten Spannglieder ermöglicht.
Die Neigung kritischer Schubrisswinkel verläuft bei allen Versuchen flacher als der zulässige
Schubrisswinkel βr nach Nachrechnungsrichtlinie (βr ≤ 25,45°). Die Mobilisierung derart flach geneigter Druckspannungsfelder ermöglicht die im Bericht ausgewiesenen erreichten Traglasten. Vor dem Hintergrund der Nachrechnung von Bestandsbrücken ist – neben der begrenzten Datengrundlage – von einer weiteren Anpassung hin zu flacher ansetzbaren Schubrisswinkeln abzusehen, da damit implizit eine ausreichende Duktilität der Querkraftbewehrung angenommen wird. Dieser Umstand wird aber nicht geprüft, meist ist dies auf Basis der Bestandsunterlagen ohnehin nicht möglich.
Aktualisiert: 2023-06-08
> findR *
Ziel des Projektes war die Evaluierung einer technischen Ausleitmethode für Fahrzeuge an Kontrollplätzen im Rahmen von Standkontrollen des Bundesamts für Güterverkehr, um das händische Ausleiten durch das Kontrollpersonal in Zukunft zu ersetzen. An fünf deutschlandweit verteilten Standorten wurde die Technik, bestehend aus: Bedienstation, Kameratechnik und LED-Ausleittafel getestet, um ein gefahrloses Ausleiten von Fahrzeugen von Autobahnen zu ermöglichen.
Die verwendete Software übermittelt die Kennzeichen, welche zuvor von einem Kamerasystem erfasst
wurden und leitet diese dann inklusive eines Fahrzeugbildes an die das Kontrollpersonal weiter.
Grundsätzlich ist eine Pulk- oder Individualausleitung der Fahrzeuge möglich.
Am Pilotstandort Sophienberg, Bayern wurden empirische Untersuchungen zur Sicherheit und Funktionalität der Ausleittechnik durchgeführt, zusätzlich befragte man standortübergreifend fahrzeugführende Personen hinsichtlich der Ausführung und Darstellung der Ausleittafel. Durch eine Befragung des Kontrollpersonals wurde die höhere Sicherheit beim technischen Ausleiten bestätigt und Probleme herausgearbeitet, die dem Kontrollpersonal in der Testphase aufgefallen sind.
Die anschließende ergonomische Untersuchung ergab, dass Optimierungsbedarf bezüglich der der
Bediensoftware für das BAG-Kontrollpersonal besteht. Verbesserungsmöglichkeiten werden zum
Beispiel in der Bildqualität, dem Bildausschnitt und der Verringerung der Anzahl an Kamerabildern auf
dem Bildschirm, sowie der Erfassung und Dokumentation gesehen.
Die parallel ablaufende technische Bewertung des Gesamtsystems legte Verbesserungspotenzial an
den einzelnen Standorten offen und sprach Empfehlungen zum weiteren Ausbau der Pilotstandorte
aus.
Für den flächendeckenden Ausbau der Ausleittechnik werden die Standorte für eine mögliche technische Aufrüstung nach bestimmten Eigenschaften ausgewählt, die in einem Gesamtkriterienkatalog zusammengefasst wurden.
Die Einschätzung zur zukünftigen Entwicklung der Ausleittechnik ergab, dass eine digitale Kommunikationsverbindung zwischen Bediensoftware und Lkw eine Verbesserung des Verkehrsflusses zur Folge hat. Die Informationen, welche die Ausleittafeln anzeigen würden, könnten direkt an den Bordcomputer des zu ausleitenden Fahrzeugs übermittelt werden, um eine gezieltere Ausleitung durchzuführen.
Aktualisiert: 2023-06-08
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Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Validierung neu entwickelter Nachweisformate im Zuge
der Fortschreibung der Nachrechnungsrichtlinie. Hierzu wird in einem theoretischen Arbeitspaket
das Fachwerkmodell mit additivem Betontraganteil anhand repräsentativer Beispielbauwerke und Versuche bewertet. Neben analoger Anwendung an Beispielbauwerken wird auch das Sicherheitsniveau der kanadischen Norm CSA A.23 diskutiert und darauf aufbauend werden Entscheidungshilfen zur Anwendung bei der Nachrechnung formuliert.
Parallel dazu werden im Rahmen experimenteller Untersuchungen an vorgespannten Balkenelementen mithilfe der Substrukturtechnik mögliche Effekte aus einer Variation des Längsbewehrungsgrades analysiert. Anhand eines Durchlaufträgers wird die Substrukturtechnik validiert. Wesentliche Ergebnisse der experimentellen und theoretischen Untersuchungen
werden im Folgenden vorgestellt. Für weiterführende, im Detail erläuternde Informationen
wird auf den Schlussbericht verwiesen.
Das beobachtete Versagen geprüfter Balkenelemente kann als klassisches Biegeschubversagen
bei teilweise unterschiedlicher finaler Ausprägung klassifiziert werden. Die Plattenbalkenquerschnitte
zeigen vor Erreichen der Bruchlast zusätzliche, unmittelbare Schubzugrisse in bereits gerissenen
Druckspannungsfeldern in Feld- und Stützbereichen. Mit Erreichen der Bruchlast lokalisiert sich in
einem kritischen Biegeschubriss bzw. einschießendem Schubzugriss die finale Bruchkinematik. Die
freiwerdende Energie kann nur durch die Steifigkeit der Gurte bzw. das kreuzende Spannglied gedämpft werden, weshalb das Bruchverhalten der Versuche mit dem geringsten Längsbewehrungsgrad besonders abrupten Charakter zeigt. Die Systemduktilität eines Querkraftversagens wird somit nicht unmittelbar und ggf. nicht vorrangig durch den Schubbewehrungsgrad gesteuert, auch der Längsbewehrungsgrad sollte hierfür berücksichtigt werden. Im Rahmen der betrachteten Versuchsreihe beeinflusst ein reduzierter Längsbewehrungsgrad die Schubtragfähigkeit nicht nachteilig. Dies wird durch einen signifikanten Dehnungszuwachs der initial moderat vorgespannten Spannglieder ermöglicht.
Die Neigung kritischer Schubrisswinkel verläuft bei allen Versuchen flacher als der zulässige
Schubrisswinkel βr nach Nachrechnungsrichtlinie (βr ≤ 25,45°). Die Mobilisierung derart flach geneigter Druckspannungsfelder ermöglicht die im Bericht ausgewiesenen erreichten Traglasten. Vor dem Hintergrund der Nachrechnung von Bestandsbrücken ist – neben der begrenzten Datengrundlage – von einer weiteren Anpassung hin zu flacher ansetzbaren Schubrisswinkeln abzusehen, da damit implizit eine ausreichende Duktilität der Querkraftbewehrung angenommen wird. Dieser Umstand wird aber nicht geprüft, meist ist dies auf Basis der Bestandsunterlagen ohnehin nicht möglich.
Aktualisiert: 2023-06-08
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V 368: Methoden zur Bewertung der Verbindungsqualität in Straßennetzen
Markus Friedrich, Jürgen Bawidamann, Lars Peter, Volker Waßmuth
132 S., 94 Abb., 37 Tab., ISBN 978-3-95606-726-6, 2023 EUR 20,00
Der Zeitaufwand für eine Ortsveränderung ist die zentrale Kenngröße zur Beschreibung der Angebotsqualität in einem Verkehrsnetz. Damit Fahrtzeitdaten für die Planung und die Bewertung genutzt werden können, müssen die Fahrtzeitdaten aus unterschiedlichen Quellen vergleichbar sein. Falls das nicht gewährleistet ist, könnten in der Realität identische oder vergleichbare Verkehrszustände in Abhängigkeit der Datenquelle in der Planung unterschiedlich bewertet werden.
Aus dieser Forderung ergeben sich die Ziele und die Vorgehensweise des Forschungsvorhabens:
(1) Es wurden verbindungsbezogene Reisezeiten im Straßenverkehr mit verschiedenen Methoden
und Datenquellen (Google, HERE, INRIX, TomTom, Verkehrsnachfragemodell PTV-Validate)
ermittelt und verglichen. Dazu wurden Fahrtzeiten für 16 ausgewählte Relationen untersucht.
(2) Es wurde eine allgemein zugängliche Datenbasis für verbindungsbezogene Reisezeiten zwischen
zentralen Orten (Metropolregionen, Oberzentren, Mittelzentren) zur Beurteilung der Zeitdaten anderer Datenquellen erstellt. Die Datenbasis umfasst 21.500 ausgewählte Relationen. Für jede Relation werden Fahrtzeitdaten aus drei Datenquellen (Verkehrsnachfragemodell, Google, TomTom) für mehrere Tageszeiten und Perzentile bereitgestellt.
(3) Aufbauend auf dem Vergleich der Methoden und Datenquellen wurde ein Konzept entwickelt,
mit dem die Zeitdaten einer vom Anwender gewählten Datenquelle anhand der erstellten Datenbasis beurteilt und ggf. korrigiert werden können. Um die Vergleichbarkeit einer beliebigen Analysedatenquelle und einer Referenzdatenquelle zu überprüfen, wird ein zweistufiges
Vorgehen vorgeschlagen, dass aus einer Validierungsstufe und einer Anpassungsstufe besteht.
(4) Es werden Referenzkurven zur Bewertung der verbindungsbezogenen Angebotsqualität für
die RIN (Richtlinien für integrierte Netzgestaltung, RIN 2008) vorgeschlagen. Es wurden
drei Bewertungskurven geschätzt:
• Luftliniengeschwindigkeit in der Nebenoder
Schwachverkehrszeit.
• Luftliniengeschwindigkeit in der Hauptverkehrszeit
ohne zufällige Störungen.
• Luftliniengeschwindigkeit in der Hauptverkehrszeit
mit zufälligen Störungen.
Die Parameter der Referenzkurven wurden mit zwei Ansätzen bestimmt. Im ersten Ansatz wurden
die empirischen Reisezeiten der Datenbasis für die Schätzung der Parameter genutzt. Im zweiten Ansatz wurden für die Parameterschätzung Reisezeiten aus typischen Eigenschaften des Verkehrs-wegenetzes abgeleitet. Die Ergebnisse sollen als Basis für weitere Diskussionen zur Fortschreibung der RIN 2008 in den zuständigen Gremien dienen.
Aktualisiert: 2023-05-25
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Die Zunahme der Straßennetzdichte, des Verkehrsaufkommens und der Motorisierung einerseits sowie die regional z. T. wachsende Wilddichte und die zunehmende Zerschneidung von Wildwechseln andererseits erhöhen das Risiko von Kollisionen zwischen Fahrzeugen und Tieren. Fahrzeuginsassen können entweder durch den direkten Aufprall mit dem Wildkörper oder durch Ausweichmanöver verletzt oder gar getötet werden und es entstehen oft hohe Sachschäden. Auf der anderen Seite gefährdet die Straßenverkehrsinfrastruktur und deren Betrieb Tiervorkommen auf verschiedene Weise, z. B. aufgrund erheblicher Barrierewirkungen oder aufgrund hoher Tierverluste. Das Forschungsprojekt leistet zwei Beiträge zum Themenkomplex Wildunfälle. Zum einen wurde eine Methode zur Identifizierung von Wildunfallhäufungsabschnitten entwickelt und diese bei gegebener Datengrundlage bundesweit angewandt (I.). Zum andern erfolgte eine Übersicht und Bewertung der bundesweit eingesetzten Wildschutzzaunsysteme, um Vorschläge zur Verbesserung abzuleiten (II.). I. Für den Zeitraum von 2012-2017 wurden bundesweit Wildunfalldaten abgefragt. Der Rücklauf ergab mehr als 800.000 Wildunfalldaten, die geografisch verortet und mithilfe von GIS-Programmen analysiert werden konnten. Die meisten Bundesländer sowie das Tierfund-Kataster Deutschland stellten auswertbare Daten zur Verfügung. Im Rahmen der Auswertung konnten dann 30.393 Wildunfallstrecken für den Zeitraum von 2012 bis 2017 ermittelt werden, die das Kriterium von mindestens 6 Unfällen mit einem maximalen Abstand von 200 m zwischen zwei Wildunfallpunkten erfüllen. Diese Wildunfallstrecken bilden 56,6 % aller gemeldeten Wildunfälle ab. Betroffen sind davon aber nur 4 % des Straßennetzes (29.580 km von 738.145 km). Auf 11.912 Streckenabschnitten liegt die Wildunfalldichte oberhalb von 15 Wildunfälle/ km. Wildunfallstrecken mit > 15 Wildunfällen werden als Wildunfallhäufungsabschnitte definiert. Die wichtigsten Wildunfallhäufungsabschnitte können durch das Projekt für einen Großteil der Bundesländer bzw. deren Landkreise nunmehr lagegenau dargestellt werden. Hier sollten Vermeidungsmaßnahmen prioritär durchgeführt werden. Für die Gebietskörperschaften, wie z. B. Landkreise oder Gemeinden, ohne geeignete Datengrundlagen sollte das Meldesystem möglichst schnell verbessert werden. Wildunfallstrecken mit hoher Stetigkeit, d. h. mit signifikanter Ereigniskontinuität, müssen noch ermittelt werden. Weitere Empfehlungen zum Umgang mit Wildunfällen sind: 1. Die Entwicklung eines bundesweit einheitlich anwendbaren und gut auswertbaren Meldeverfahrens, mit dem Wildunfallhäufungsabschnitte verschiedener Intensitätsstufen fortlaufend ermittelt werden können. Für ein solches Meldeund Auswertesystem sind qualitative Mindestanforderungen an die Meldungen abzustimmen und es beinhaltet die Bereitstellung von Auswertungsroutinen zur gewichteten Ermittlung von Wildunfallhäufungsabschnitten. Dazu sollten die Datenschnittstellen der einzelnen Unfallerfassungsprogramme der Bundesländer vereinheitlicht werden und Folgendes bereitstellen: a. Module zum Export einheitlicher Geodaten, b. Zugang zu anonymisierten Unfallhergangsbeschreibungen, um die verursachenden Tierzarten zu ermitteln (alternativ: Nennung der unfallverursachenden Tierarten). 2. Langfristig sollte das Straßenverkehrsunfallstatistikgesetz (StVUnfStatG) dahingehend geändert werden, dass alle Unfälle an das Statistische Bundesamt übermittelt werden. 3. Die landschaftlichen und straßenraumbezogenen Merkmale (Charakteristika), die die Herausbildung von Wildunfallhäufungen begünstigen, sollten auf Basis der Wildunfallhäufungsabschnitte für eine gezieltere Prävention ermittelt werden. II. Die Anwendung von Wildschutzzäunen in Deutschland erfolgt nach den Wildschutzzaunrichtlinien (WSchuZR), die zuletzt 1985 novelliert wurden. Im Zuge neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse und veränderter Rahmenbedingungen werden die Regelungen in den WSchuZR jedoch in vielen Belangen nicht mehr den aktuellen Verhält¬nissen gerecht. Dies zeigt sich z. B. an den flächendeckend angestiegenen Wilddichten in Deutschland, die mittlerweile die in den WSchuZR zugrunde gelegten Dichten für einen Handlungsbedarf erheblich übertreffen, sowie in der unzureichenden Pflege von Wildschutzzäunen und im Artenschutz, die in den WSchuZR bisher nicht berücksichtigt werden. Die Befragung von Zuständigen des Unterhaltungsdienstes für Bundesfernstraßen in zehn Regionen führte zum Ergebnis, dass Wildschutzzäune gemäß den WSchuZR mit Stacheldraht als Untergrabschutz die Verkehrssicherheit nicht gewährleisten können, da Wildtiere davon nicht genügend aufgehalten werden. Dies wird durch regelmäßig auftretende Wildunfälle unterstrichen, die sich innerhalb von gezäunten Straßenabschnitten ereignen. In einem zweiten Schritt wurden Ideen für einen modularen Wildschutzzaun aufgezeigt, der einen flächigen Einsatz in Deutschland ermöglicht. Das System sollte aus Maschendrahtgeflecht bestehen und kann z. B. bei nachträglicher Zuwanderung streng geschützter Arten wie der Wildkatze modular mit einem Überkletterschutz erweitert werden. Ein standardmäßig integrierter Untergrabschutz verhindert das Unterwühlen bzw. Anheben des Zauns und ermöglicht gleichzeitig eine praktikable Pflege der Vegetation. Wichtige Empfehlungen für die Zukunft sind daher Wildschutzzäune grundsätzlich mit funktionalem Untergrabschutz auszustatten und die Zäune von den Grundstücksgrenzen abzurücken. Damit wird zum einen gewährleistet, dass dem Unterhaltungsdienst für die Vegetationskontrolle entsprechend Platz zur Verfügung steht, um eine Pflege durchzuführen, zum anderen eine maschinelle Pflege vom Fahrzeug aus ermöglicht wird. Darüber hinaus wird die Erfassung und Dokumentation von Wildschutzzäunen im Bundesgebiet empfohlen.
Aktualisiert: 2023-05-18
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V 368: Methoden zur Bewertung der Verbindungsqualität in Straßennetzen
Markus Friedrich, Jürgen Bawidamann, Lars Peter, Volker Waßmuth
132 S., 94 Abb., 37 Tab., ISBN 978-3-95606-726-6, 2023 EUR 20,00
Der Zeitaufwand für eine Ortsveränderung ist die zentrale Kenngröße zur Beschreibung der Angebotsqualität in einem Verkehrsnetz. Damit Fahrtzeitdaten für die Planung und die Bewertung genutzt werden können, müssen die Fahrtzeitdaten aus unterschiedlichen Quellen vergleichbar sein. Falls das nicht gewährleistet ist, könnten in der Realität identische oder vergleichbare Verkehrszustände in Abhängigkeit der Datenquelle in der Planung unterschiedlich bewertet werden.
Aus dieser Forderung ergeben sich die Ziele und die Vorgehensweise des Forschungsvorhabens:
(1) Es wurden verbindungsbezogene Reisezeiten im Straßenverkehr mit verschiedenen Methoden
und Datenquellen (Google, HERE, INRIX, TomTom, Verkehrsnachfragemodell PTV-Validate)
ermittelt und verglichen. Dazu wurden Fahrtzeiten für 16 ausgewählte Relationen untersucht.
(2) Es wurde eine allgemein zugängliche Datenbasis für verbindungsbezogene Reisezeiten zwischen
zentralen Orten (Metropolregionen, Oberzentren, Mittelzentren) zur Beurteilung der Zeitdaten anderer Datenquellen erstellt. Die Datenbasis umfasst 21.500 ausgewählte Relationen. Für jede Relation werden Fahrtzeitdaten aus drei Datenquellen (Verkehrsnachfragemodell, Google, TomTom) für mehrere Tageszeiten und Perzentile bereitgestellt.
(3) Aufbauend auf dem Vergleich der Methoden und Datenquellen wurde ein Konzept entwickelt,
mit dem die Zeitdaten einer vom Anwender gewählten Datenquelle anhand der erstellten Datenbasis beurteilt und ggf. korrigiert werden können. Um die Vergleichbarkeit einer beliebigen Analysedatenquelle und einer Referenzdatenquelle zu überprüfen, wird ein zweistufiges
Vorgehen vorgeschlagen, dass aus einer Validierungsstufe und einer Anpassungsstufe besteht.
(4) Es werden Referenzkurven zur Bewertung der verbindungsbezogenen Angebotsqualität für
die RIN (Richtlinien für integrierte Netzgestaltung, RIN 2008) vorgeschlagen. Es wurden
drei Bewertungskurven geschätzt:
• Luftliniengeschwindigkeit in der Nebenoder
Schwachverkehrszeit.
• Luftliniengeschwindigkeit in der Hauptverkehrszeit
ohne zufällige Störungen.
• Luftliniengeschwindigkeit in der Hauptverkehrszeit
mit zufälligen Störungen.
Die Parameter der Referenzkurven wurden mit zwei Ansätzen bestimmt. Im ersten Ansatz wurden
die empirischen Reisezeiten der Datenbasis für die Schätzung der Parameter genutzt. Im zweiten Ansatz wurden für die Parameterschätzung Reisezeiten aus typischen Eigenschaften des Verkehrs-wegenetzes abgeleitet. Die Ergebnisse sollen als Basis für weitere Diskussionen zur Fortschreibung der RIN 2008 in den zuständigen Gremien dienen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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V 370: Wissenschaftliche Begleitung des digitalen Testfelds auf der A9 zwischen
München und Nürnberg
Marcel Vierkötter, David Mischnick, Matthias Spangler, Fabian Fehn, Marcus Gerstenberger
Nebenautoren:Sarah Windmann, Malte Nedkov, Birte Emmermann, Ulrich Haspel
123 S., 67 Abb., 13 Tab., ISBN 978-3-95606-731-0, 2023
Die Digitalisierung ist ein weltweiter Megatrend, der Wirtschaft und Gesellschaft beeinflusst und grundlegend verändert. Auch im Verkehrs- und Mobilitätsbereich geht damit in vielerlei Hinsicht ein Wandel einher.
Das Digitale Testfeld Autobahn (DTA) bietet die Möglichkeit in einem realen Umfeld neue technologische Entwicklungen im Bereich des automatisierten und vernetzten Fahrens sowie der intelligenten Straßeninfrastruktur zu erproben. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat das DTA gemeinsam mit dem Freistaat Bayern, dem Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA) und dem Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) im Jahr 2015 initiiert. Die Maßnahmen, die auf dem DTA durchgeführt werden, sind den zwei thematischen Bereichen „Automatisiertes und vernetztes Fahren“ und „Intelligente Infrastruktur“ zugeordnet.
Das Projekt „Wissenschaftliche Begleitung für das Digitale Testfeld auf der A9 zwischen München und
Nürnberg“ untersucht, begleitet und unterstützt den Bereich „Intelligente Infrastruktur“. Der Abschlussbericht gibt einen Überblick über die Erkenntnisse und Ergebnisse, die im Rahmen des DTA erzielt worden sind. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Maßnahmen, die dem Teilbereich der „Intelligenten Infrastruktur“ zuzuordnen sind. Jede der Maßnahmen wird zunächst für sich betrachtet und bewertet bevor abschließend ein Gesamtresümee gezogen wird. Die Darstellungstiefe geht von der einfachen Beschreibung inklusive einer Bewertung, teilweise basierend auf den maßnahmeninternen Evaluierungsergebnissen, bis hin zur vertieften Darstellung mit eigens für die Maßnahmen aufgesetzten, wissenschaftlich fundierten Evaluierungs- und Bewertungsarbeiten.
Durch die vorgenommenen Evaluierungsarbeiten an den einzelnen Maßnahmen konnten einerseits Effekte für verkehrliche Wirkungen aufgezeigt und andererseits weitere Erkenntnisse für die Weiterverfolgung bzw. Umsetzung der Maßnahmenideen gewonnen werden. Ergänzend erfolgt
eine übergreifende Betrachtung über alle Maß nahmen hinweg, u.a. hinsichtlich Synergien und
Wechselwirkungen. Ebenfalls sind neue Projektansätze, Ideen bzw. Technologien, die im Zusammenhang mit den Themen im Bereich Intelligente Infrastruktur stehen, im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitungsprojekts betrachtet und bewertet worden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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V 368: Methoden zur Bewertung der Verbindungsqualität in Straßennetzen
Markus Friedrich, Jürgen Bawidamann, Lars Peter, Volker Waßmuth
132 S., 94 Abb., 37 Tab., ISBN 978-3-95606-726-6, 2023 EUR 20,00
Der Zeitaufwand für eine Ortsveränderung ist die zentrale Kenngröße zur Beschreibung der Angebotsqualität in einem Verkehrsnetz. Damit Fahrtzeitdaten für die Planung und die Bewertung genutzt werden können, müssen die Fahrtzeitdaten aus unterschiedlichen Quellen vergleichbar sein. Falls das nicht gewährleistet ist, könnten in der Realität identische oder vergleichbare Verkehrszustände in Abhängigkeit der Datenquelle in der Planung unterschiedlich bewertet werden.
Aus dieser Forderung ergeben sich die Ziele und die Vorgehensweise des Forschungsvorhabens:
(1) Es wurden verbindungsbezogene Reisezeiten im Straßenverkehr mit verschiedenen Methoden
und Datenquellen (Google, HERE, INRIX, TomTom, Verkehrsnachfragemodell PTV-Validate)
ermittelt und verglichen. Dazu wurden Fahrtzeiten für 16 ausgewählte Relationen untersucht.
(2) Es wurde eine allgemein zugängliche Datenbasis für verbindungsbezogene Reisezeiten zwischen
zentralen Orten (Metropolregionen, Oberzentren, Mittelzentren) zur Beurteilung der Zeitdaten anderer Datenquellen erstellt. Die Datenbasis umfasst 21.500 ausgewählte Relationen. Für jede Relation werden Fahrtzeitdaten aus drei Datenquellen (Verkehrsnachfragemodell, Google, TomTom) für mehrere Tageszeiten und Perzentile bereitgestellt.
(3) Aufbauend auf dem Vergleich der Methoden und Datenquellen wurde ein Konzept entwickelt,
mit dem die Zeitdaten einer vom Anwender gewählten Datenquelle anhand der erstellten Datenbasis beurteilt und ggf. korrigiert werden können. Um die Vergleichbarkeit einer beliebigen Analysedatenquelle und einer Referenzdatenquelle zu überprüfen, wird ein zweistufiges
Vorgehen vorgeschlagen, dass aus einer Validierungsstufe und einer Anpassungsstufe besteht.
(4) Es werden Referenzkurven zur Bewertung der verbindungsbezogenen Angebotsqualität für
die RIN (Richtlinien für integrierte Netzgestaltung, RIN 2008) vorgeschlagen. Es wurden
drei Bewertungskurven geschätzt:
• Luftliniengeschwindigkeit in der Nebenoder
Schwachverkehrszeit.
• Luftliniengeschwindigkeit in der Hauptverkehrszeit
ohne zufällige Störungen.
• Luftliniengeschwindigkeit in der Hauptverkehrszeit
mit zufälligen Störungen.
Die Parameter der Referenzkurven wurden mit zwei Ansätzen bestimmt. Im ersten Ansatz wurden
die empirischen Reisezeiten der Datenbasis für die Schätzung der Parameter genutzt. Im zweiten Ansatz wurden für die Parameterschätzung Reisezeiten aus typischen Eigenschaften des Verkehrs-wegenetzes abgeleitet. Die Ergebnisse sollen als Basis für weitere Diskussionen zur Fortschreibung der RIN 2008 in den zuständigen Gremien dienen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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V 370: Wissenschaftliche Begleitung des digitalen Testfelds auf der A9 zwischen
München und Nürnberg
Marcel Vierkötter, David Mischnick, Matthias Spangler, Fabian Fehn, Marcus Gerstenberger
Nebenautoren:Sarah Windmann, Malte Nedkov, Birte Emmermann, Ulrich Haspel
123 S., 67 Abb., 13 Tab., ISBN 978-3-95606-731-0, 2023
Die Digitalisierung ist ein weltweiter Megatrend, der Wirtschaft und Gesellschaft beeinflusst und grundlegend verändert. Auch im Verkehrs- und Mobilitätsbereich geht damit in vielerlei Hinsicht ein Wandel einher.
Das Digitale Testfeld Autobahn (DTA) bietet die Möglichkeit in einem realen Umfeld neue technologische Entwicklungen im Bereich des automatisierten und vernetzten Fahrens sowie der intelligenten Straßeninfrastruktur zu erproben. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat das DTA gemeinsam mit dem Freistaat Bayern, dem Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA) und dem Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) im Jahr 2015 initiiert. Die Maßnahmen, die auf dem DTA durchgeführt werden, sind den zwei thematischen Bereichen „Automatisiertes und vernetztes Fahren“ und „Intelligente Infrastruktur“ zugeordnet.
Das Projekt „Wissenschaftliche Begleitung für das Digitale Testfeld auf der A9 zwischen München und
Nürnberg“ untersucht, begleitet und unterstützt den Bereich „Intelligente Infrastruktur“. Der Abschlussbericht gibt einen Überblick über die Erkenntnisse und Ergebnisse, die im Rahmen des DTA erzielt worden sind. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Maßnahmen, die dem Teilbereich der „Intelligenten Infrastruktur“ zuzuordnen sind. Jede der Maßnahmen wird zunächst für sich betrachtet und bewertet bevor abschließend ein Gesamtresümee gezogen wird. Die Darstellungstiefe geht von der einfachen Beschreibung inklusive einer Bewertung, teilweise basierend auf den maßnahmeninternen Evaluierungsergebnissen, bis hin zur vertieften Darstellung mit eigens für die Maßnahmen aufgesetzten, wissenschaftlich fundierten Evaluierungs- und Bewertungsarbeiten.
Durch die vorgenommenen Evaluierungsarbeiten an den einzelnen Maßnahmen konnten einerseits Effekte für verkehrliche Wirkungen aufgezeigt und andererseits weitere Erkenntnisse für die Weiterverfolgung bzw. Umsetzung der Maßnahmenideen gewonnen werden. Ergänzend erfolgt
eine übergreifende Betrachtung über alle Maß nahmen hinweg, u.a. hinsichtlich Synergien und
Wechselwirkungen. Ebenfalls sind neue Projektansätze, Ideen bzw. Technologien, die im Zusammenhang mit den Themen im Bereich Intelligente Infrastruktur stehen, im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitungsprojekts betrachtet und bewertet worden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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V 364: Verkehrsträgerübergreifender Austausch von Erneuerbarer Energie
Elena Chvanova, Birgit Haller, Ole Langniß, Uwe Leprich, Ursula Mayr, Christian Mayr,
Christian Oßwald, Martin Altrock, Christian Gemmer, Sascha Michaels, Julia Wagner
184 S., 51 Abb., 58 Tab., ISBN 978-395606-705-1,2022
Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse der Studie „Verkehrsträgerübergreifender Austausch von erneuerbaren Energien“ vor. Die Studie umfasst Lösungen für die verstärkte Erzeugung und Nutzung erneuerbarer Energien entlang von Straßen-, Schienen- und Wasserstraßeninfrastruktur mit Schwer-punkt auf der Straße und ist in fünf Arbeitspakete untergliedert. Ausgehend von der Bewertung bestehender und erfolgversprechender Technologiefelder und der Auswahl von Best-Practice Bei-spielen werden spezifische Technologien in Kombination mit Verkehrsinfrastruktur aus technischer, wirt-schaftlicher und gesellschaftlicher Perspektive weiter untersucht. Unter Berücksichtigung von Flächenpotenzial, Technologiereife und Wirtschaftlichkeit sind Photovoltaik auf Lärmschutzein-richtungen, Überdachungen, Dach- und Freiflächen von diversen Verkehrseinrichtungen sowie Solarthermie besonders vielversprechend. Strenge Auflagen und unklare Zuständigkeiten hemmen zurzeit die Umsetzung am stärksten. Für die Umsetzung sind PV-Anlagen auf/an Lärmschutzwänden in Verbindung mit benachbarten großen Verbrauchern zur Direktbelieferung zu empfehlen, ebenso PV-Freiflächenanlagen auf Randflächen insbesondere in der Nähe von größeren Eigenverbrauchern (z. B. Lüftungsanlagen/Beleuchtung von Tunneln) oder energieintensiven externen Verbrauchern (z. B. Lade-einrichtungen). Geeignete Geschäftsmodelle umfassen die Eigenversorgung von Bundesimmobilien mit erneuerbaren Energien, Direktlieferverträge mit Verbrauchern in direkter räumlicher Nähe, regionale Direktvermarktung sowie die Verpachtung von Flächen. Darüber hinaus wird ein Managementkonzept vorgestellt, das diese verschiedenen Optionen unter einem Dach vereint: Die Führung eines Bilanz-kreises für die bundeseigenen Erzeuger und Verbraucher. Abschließend werden die rechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen für die Erzeugung, Nutzung und Vermarktung von Energie aus erneuerbaren Quellen entlang von Straßen betrachtet. Entsprechende vertragliche Regelungen für jedes Geschäftsmodell sowie vergaberechtliche Fragen werden behandelt. Die Handlungs-empfehlungen an die Politik sind: Es stehen sowohl die Technologien als auch die Geschäftsmodelle mit dem entsprechenden rechtlichen Rahmen zur Verfügung, um Erneuerbare Energien an Verkehrs-trägern wirtschaftlich zu nutzen und den dringend notwendigen Beitrag zu den europäischen und deutschen Klimazielen zu leisten. Hindernisse können überwunden werden, indem Erfahrungen aus Pilotprojekten zügig auf den weiteren Zubau übertragen werden. Der Zubau sollte jetzt starten. Schnell umsetzbare Lösungen wie die Ausstattung von Eigenbetrieben mit PV-Dach oder Freiflächenanlagen sollten unmittelbar begonnen werden. Für die mittel- und langfristige Dynamik beim Ausbau empfehlen wir eine Roadmap, die stufenweise zum Ziel eines emissionsfreien Betriebs der Verkehrsträger bis spätestens 2045, aber möglichst früher führt.
Aktualisiert: 2023-05-11
Autor:
Martin Altrock,
Elena Chvanova,
Christian Gemmer,
Birgit Haller,
Ole Langniss,
Uwe Leprich,
Christian Mayr,
Ursula Mayr,
Sascha Michaels,
Christia Oßwald,
Julia Wagner
Für das Pilotprojekt „Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn“ wurde das Bauwerk BW 402e
im Bereich des AK Nürnberg mit vier einzelnen, voneinander unabhängigen Monitoring-Systemen,
einem Server und einer Internet-Verbindung ausgestattet. Die Monitoring-Systeme bestehen aus
zwei intelligenten Kalottenlagern, einer intelligenten Schwenktraversen-Dehnfuge, dem System RTMS
zur Erfassung relevanter Brückenkennwerte und Verkehrsbelastungen und einem drahtlosem Sensornetz zur Erfassung von Bauwerkseigenschaften und Wetter. Während der fünfjährigen Projektlaufzeit wurde der Betrieb und die Funktionsfähigkeit der Anlage sichergestellt, sodass die Systeme Datenerfassungsquoten zwischen 70 % und 97 % erreichten. Alle Systeme verarbeiten die Sensordaten automatisiert auf der lokal installierten Hardware zu relevanten Kenngrößen, die den Zustand des Bauwerks, einzelner Bauteile sowie Verkehrseinwirkungen und klimatische Einwirkungen erfassen. Diese aggregierten Daten sowie die Messdaten werden auf dem Server gespeichert bzw. in einer Datenbank abgelegt. Basierend auf dieser Datenbank werden die Ergebnisse kontinuierlich und mit einem möglichst geringen Zeitversatz tabellarisch und grafisch auf einer Webpage den Betreibern zur Verfügung gestellt. Zu den Ergebnissen, die auf der Webpage dargestellt werden, gehören Status der Messsysteme und Einzahlwerte zum Bauwerksstatus und Verkehr, Wetterdaten, Verkehrsdaten und Oberflächentemperaturen, Bauwerkssteifigkeit und externe Vorspannung, statistisch ausgewertete Messdaten und Auslastungsgrade, Daten der intelligenten Fahrbahnübergangskonstruktion und der intelligenten Lager, Messdaten aus dem drahtlosen
Sensornetz, Störungen bzw. Ausfall der Internetanbindung und Informationen zum Bauwerk.
Aktualisiert: 2023-05-05
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Für das Pilotprojekt „Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn“ wurde das Bauwerk BW 402e
im Bereich des AK Nürnberg mit vier einzelnen, voneinander unabhängigen Monitoring-Systemen,
einem Server und einer Internet-Verbindung ausgestattet. Die Monitoring-Systeme bestehen aus
zwei intelligenten Kalottenlagern, einer intelligenten Schwenktraversen-Dehnfuge, dem System RTMS
zur Erfassung relevanter Brückenkennwerte und Verkehrsbelastungen und einem drahtlosem Sensornetz zur Erfassung von Bauwerkseigenschaften und Wetter. Während der fünfjährigen Projektlaufzeit wurde der Betrieb und die Funktionsfähigkeit der Anlage sichergestellt, sodass die Systeme Datenerfassungsquoten zwischen 70 % und 97 % erreichten. Alle Systeme verarbeiten die Sensordaten automatisiert auf der lokal installierten Hardware zu relevanten Kenngrößen, die den Zustand des Bauwerks, einzelner Bauteile sowie Verkehrseinwirkungen und klimatische Einwirkungen erfassen. Diese aggregierten Daten sowie die Messdaten werden auf dem Server gespeichert bzw. in einer Datenbank abgelegt. Basierend auf dieser Datenbank werden die Ergebnisse kontinuierlich und mit einem möglichst geringen Zeitversatz tabellarisch und grafisch auf einer Webpage den Betreibern zur Verfügung gestellt. Zu den Ergebnissen, die auf der Webpage dargestellt werden, gehören Status der Messsysteme und Einzahlwerte zum Bauwerksstatus und Verkehr, Wetterdaten, Verkehrsdaten und Oberflächentemperaturen, Bauwerkssteifigkeit und externe Vorspannung, statistisch ausgewertete Messdaten und Auslastungsgrade, Daten der intelligenten Fahrbahnübergangskonstruktion und der intelligenten Lager, Messdaten aus dem drahtlosen
Sensornetz, Störungen bzw. Ausfall der Internetanbindung und Informationen zum Bauwerk.
Aktualisiert: 2023-05-05
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M 337: Einsatzmöglichkeiten von VR-Brillen in der experimentellen
Verkehrssicherheits- und Mobilitätsforschung
Christina Platho, Silvio Tristram, Stefan Kupschick
82 S., 3 Abb., 13 Tab., ISBN 978-3-95606-725-9, 2023 € 17,00
Die Gewährleistung einer nachhaltigen und sicheren Mobilität für alle Verkehrsteilnehmer ist eine wichtige gesellschaftspolitische Aufgabe. Studien in der virtuellen Realität (kurz: VR) haben sich in den vergangenen Jahren als Instrument der experimentellen Verkehrsforschung etabliert. Als Voraussetzung für die Aussagekraft ihrer Ergebnisse gilt die Realitätsnähe oder Immersion der virtuellen Erfahrung. Hier versprechen VR-Brillen ein immersiveres Erleben der virtuellen Welt als klassische bildschirm- oder projektionsbasierte Simulatoren. Im Verbund mit zusätzlichen VR-Komponenten ermöglichen sie es, sich durch virtuelle Welten zu bewegen und mit (virtuellen) Objekten und Personen zu interagieren. Es stellt sich jedoch die Frage, welche Zusammenstellung der oftmals für unterhaltungsbezogene Zwecke entwickelten VR-Komponenten sich für den Einsatz als Forschungsinstrument bestmöglich eignet. Insbesondere zur Untersuchung von Fußgängerverhalten wäre ein valides Forschungsinstrument von Nutzen, wie es der bereits etablierte klassische Fahrsimulator zur Untersuchung des Fahrverhaltens von Pkw-Fahrern ist.
Ziel des vorliegenden Projekts war daher, die Anforderungen an ein VR-System (d. h. an den Verbund
von VR-Komponenten), zur Untersuchung von Fußgängerverhalten zu definieren und konkrete Empfehlungen zum Aufbau eines brillenbasierten VR-Systems zur Untersuchung der Fußgängersicherheit und -mobilität zu geben. In einer Literatur und Marktübersicht wurde die Verbindung zwischen den Eigenschaften von VR-Komponenten (z. B. Displaymerkmale, Trackingmethoden u. a.) und der Erlebnisqualität der virtuellen Erfahrung aufgezeigt (z. B. Genauigkeit des Trackings, Realitätsnähe der visuellen Darstellung u. a.). Anschließend wurden
zentrale Anforderungen an ein VR-Systeme, die in der verhaltenswissenschaftlichen Forschung eingesetzt werden sollen, definiert. Daraus entstand ein Kriterienkatalog, der in sechs Dimensionen (Realitätsnähe, Beeinträchtigungsfreiheit, Datenverfügbarkeit und -güte, Verwendbarkeit für unterschiedliche Einsatzzwecke, Versuchsökonomie und (Daten-) Sicherheit) die Kernanforderungen an ein VR-System beschreibt. Auf Basis einer Literaturübersicht wurden die bislang mit VR-Systemen untersuchten Anwendungsfälle (bei Fußgängern v. a. Querungsszenarien auf begrenztem Raum) und deren technische Umsetzung beschrieben.
Zur Identifikation eines VR-Systems, das sich zur Untersuchung von Fußgängerverhalten auch in größeren virtuellen Welten eignet, wurden Interviews mit VR-Experten (N = 11) geführt. Anhand zweier Beispielszenarien skizzierten die Experten das aus ihrem Erfahrungshintergrund jeweils geeignetste VR-System und bewerteten, inwieweit es die eingangs definierten Kriterien erfüllt. Aus den Befragungsergebnissen lassen sich drei unterschiedliche Systemvarianten ableiten, die sich in ihren Merkmalsprofilen teils erheblich unterscheiden:
1) Ein autarkes, ortsungebunden einsetzbares und preisgünstiges System, das jedoch hinsichtlich der Genauigkeit des Systems und der visuellen Erlebnisqualität – insbesondere der Größe des Sichtfelds – hinter den beiden Alternativen zurückbleibt.
2) Ein laborgebundenes System, das im Gegensatz zu den beiden anderen Systemvarianten, die eine natürliche Fortbewegung ermöglichen, auf eine vermittelte Fortbewegung setzt, dafür jedoch den Platzbedarf auf normale Raumgröße begrenzt hält.
3) Ein High Fidelity-System, das die Natürlichkeit der Fortbewegung mit einer hohen visuellen Erlebnisqualität vereint, dafür jedoch auch nicht leicht zu realisieren ist (Platzbedarf, Kosten, Aufwand).
Anhand einer Übersicht über zentrale Forschungsthemen im Bereich der Fußgängersicherheit und
-mobilität wurden die Einsatzmöglichkeiten dieser drei VR-Systeme erörtert. Auf Basis der vorliegenden Ergebnisse lässt sich die für den eigenen Einsatzzweck und die vorliegenden Rahmenbedingungen geeignete Systemvariante bestimmen. Abschließend werden mögliche Entwicklungen der kommenden Jahre im Bereich VR prognostiziert und die damit verbundenen Implikationen für die Ergebnisse des vorliegenden Projekts aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-04-20
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Eine dauerhaft leistungsfähige Verkehrsinfrastruktur ist zum Güter- und Personentransport unerlässlich. Eine wesentliche Zielsetzung moderner Technologien im Straßenbau ist daher eine möglichst lange Gebrauchstauglichkeit von Asphalt-Befestigungen. Zum Zweck der Überbauung von rissgeschädigten bzw. rissgefährdeten Straßenbefestigungen kommen seit mehr als 30 Jahren Asphalteinlage-Systeme zum Einsatz, die im Fokus dieses von der Bundesanstalt für Straßenwesen initiierten Forschungsprojektes standen.
Ziel dieses Forschungsprojektes war es, die mögliche nutzungsdauerverlängernde Wirkung von Asphalteinlage-Systemen zu überprüfen, ihre Anwendungsgrenzen aufzuzeigen und eventuelle ökonomische und ökologische Vor- bzw. Nachteile zu quantifizieren.
Neben einer Marktübersicht und Kategorisierung der heute zur Verfügung stehenden Produkte wurde eine breite Befragung über praktische Erfahrungen mit Asphalteinlage-Systemen durchgeführt, sowie ein umfangreiches Laborprüfprogramm realisiert.
Um die an Asphalteinlage-Systemen gestellten Forderungen bzgl. ihrer spannungsabbauenden,
spannungsaufnehmenden und abdichtenden Wirkung zu überprüfen, wurden unterschiedlichste
Prüfverfahren angewendet und daraus Scherversuche, Durchlässigkeitsversuche, 3-Punkt-Biegeprüfungen und Keilspaltversuche für den Nachweis als geeignet angesehen. Im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse wurde der Einfluss zahlreicher repräsentativer Asphalteinlage-Produkte bei Variation weiterer Systemeigenschaften prüftechnisch untersucht und so deren Einfluss auf die Wirkungsweise bestimmt.
Zur Überprüfung einer potenziell nutzungsdauerverlängernden Wirkung, wurden über ein FE-Modell wesentliche Kenngrößen ermittelt, so dass in 3-Punkt-Biegprüfungen abgeleitete Ermüdungskurven, sowie in Keilspaltversuchen bestimmte Rissenergien in neuen Nachweisen gegen Reflexionsrissbildung in die Rechnerische Dimensionierung integriert werden konnten. So konnte die Wirkung auf die theoretische Nutzungsdauer nachgewiesen werden.
Eine abschließende Nachhaltigkeitsanalyse beinhaltete ökonomische und ökologische Aspekte. Dabei erwies sich z. B. die Recyclingfähigkeit als wesentlich, wobei unterschiedliche Szenarien betrachtet wurden. Es konnte gezeigt werden, dass Asphalteinlage-Systeme unter den zuvor definierten Bedingungen des jeweiligen Szenarios im Modell wirtschaftlich eingesetzt werden können, sofern eine Abstimmung auf die geplanten Erhaltungszyklen erfolgt.
Anhand der Ergebnisse wurden Vorschläge für die Ergänzung des technischen Regelwerkes durch ein Merkblatt und Prüfvorschriften erarbeitet.
Aktualisiert: 2023-03-23
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Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird das Programm ConCalc entwickelt, welches die RDO Beton 09 um simulationsbasierte Verfahren erweitert. Hierzu wird erstens die Deterministik auf die Finnite-Elemente-Methode (FEM) umgestellt, damit aktuell vorhandene Einschränkungen überwunden werden können. Zweitens wird eine Probabilistik im-plementiert, um Ausfallwahrscheinlichkeiten berechnen zu können.
In erster Linie werden die Lastfälle der RDO Beton 09 mit FE präzise nachgebildet, so dass eine Alternative zur klassischen Berechnung mit analytischen Lösungen bereitgestellt wird. Eine Parameterstudie stellte u. a. heraus, dass das den RDO Beton 09 zugrundeliegende Prinzip der Superposition von Ver¬kehrs- und Temperaturlast nicht gilt. Daher sind zur Weiterentwicklung der RDO Beton 09 weitere Untersuchungen nötig.
Die Modellierungsmöglichkeiten von ConCalc gehen weit über die der RDO Beton 09 hinaus und umfassen unter anderem:
• Die Interaktion der Betonplatte mit der Unterlage mittels
-Kontaktmechanik mit Volumenmodellen oder
-zugfreier Winklerbettung.
• Die Berücksichtigung von Dübeln und Ankern als Festkörper in Mehrplattenmodellen zur Analyse der Interaktion im Fugenbereich, sowie
• die Abbildung nichtlinearer Temperaturverläufe.
Neben den genannten Erweiterungen, bestehen mit der FEM nahezu unbegrenzte Möglichkeiten zur Weiterentwicklung.
Zur Durchführung von Berechnungen unter Anwendung der probabilistischen Verfahrensweise werden bestehende Formulierungen zu probabilistischen Bewertungsansätzen implementiert. Unter Berücksichtigung variierender Eingangsgrößen, können somit Ausfallwahrscheinlichkeiten berechnet werden.
Da das Programm vornehmlich Forschungszwe¬cken dienen soll, müssen Erweiterungen bzw. Änderungen einfach möglich sein. Daher ist ConCalc modular gestaltet und wird in vier Haupt- und mehrere untergeordnete Module unterteilt, die sich einzeln ersetzen lassen. Die Module kommunizieren nur über menschenlesbare Dateiformate, was die Wartbarkeit und Fehlersuche vereinfacht. Soweit möglich wird auf quelloffene und etablierte Softwarelösungen zurückgegriffen, um die zukünftige Anwendbarkeit und Updates zu gewährleisten. Diese Punkte sind für unkomplizierte und zukunftsfähige Weiterentwicklungen essentiell.
Die nachfolgend beschriebenen Hauptmodule sind komplett skriptbar.
Um der Erweiterbarkeit Rechnung zu tragen wird die Benutzeroberfläche zur Konfiguration der Berechnung flexibel und anwenderfreundlich mit eingebundenen Drop-Down-Menüs und ausgewählten Eingabefeldern in Excel gestaltet.
Die grafische Oberfläche exportiert eine übersichtlich formatierte Eingabedatei für ConCalc im verbreiteten JSON-Format. Damit ist es ebenfalls möglich bei Bedarf die grafische Oberfläche zu umgehen und die Eingabedateien manuell oder geskriptet zu erstellen.
Der in Matlab geschriebene Präprozessor erstellt Eingabedateien zur Geometrie- und Netzerstellung mittels GMSH. Die von GMSH exportierten Netzdaten werden anschließend vom Präprozessor u. a. um Randbedingungen und Materialdaten ergänzt um lauffähige Eingabedateien im Abaqus-Format zu erhalten.
Der ebenfalls in Matlab geschriebene FE-Rechenkern liest die Eingabedaten, führt die Berechnung aus und schreibt Ergebnisdateien für den Postprozessor. Die implementierten Algorithmen wurden gründlich anhand analytischer und numerischer Referenzlösungen verifiziert.
Ein wesentlicher Aspekt liegt in der Reduzierung der Rechenzeit von ConCalc. Dies ist insbesondere in Hinblick auf Sensitivitätsanalysen sowie die Anbindung der probabilistischen Verfahrensweise erforderlich. Zur Beschleunigung wurde ein Verfahren zur projektionsbasierten Modellreduktion imple¬mentiert. Neben der Optimierung der Rechenzeit für die Einzelrechnung besteht außerdem die Möglichkeit, verschiedene Berechnungen, voneinander gänzlich unabhängig, zu parallelisieren. Das Maß der Parallelisierbarkeit und der Reduzierung des Rechenaufwandes ist dabei von der verfügbaren Hardware und dem Bedarf an Genauigkeit abhängig.
Die Visualisierung der Ergebnisse übernimmt Paraview, wofür Dateien im Visualization-Toolkit-Format geschrieben werden. Zur Dimensionierung und Bewertung wird die maximale Zugspannung identifiziert.
Mit ConCalc steht ein Code zur Verfügung, der alle notwendigen Voraussetzungen für die Umstellung der RDO Beton auf ein FEM-basiertes Verfahren erfüllt. Aufgrund seines modularen Aufbaus und seiner numerischen Effizienz ist ConCalc für die Weiterentwicklung der RDO Beton und für Forschungszwecke geeignet. Darüber hinaus bietet ConCalc einen Code, mit dem erstmals FEM-Berechnungen mit der probabilistischen Methode durchgeführt werden können.
Aktualisiert: 2023-03-23
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Die Bewirtschaftung des städtischen Parkraums erfolgt in den seltensten Fällen aus einer Hand. Verschiedene private und öffentliche Akteure organisieren ihr Parkangebot oft eigenständig und nicht immer aufeinander abgestimmt. Hinzu kommt, dass in vielen Städten unterschiedliche Parkkonzepte zum Einsatz kommen und folglich verschiedene Informations- und Abrechnungssysteme bestehen.
Das durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderte Forschungsprojekt BASt-Parken untersuchte die Möglichkeiten der Integration von öffentlichem und privatem Parkraummanagement durch gezieltes Sammeln und Bereitstellen von Parkraumrelevanten Informationen aus unterschiedlichsten Datenquellen (z. B. Parkleitsystemen, Parkscheinautomaten, Sensorik, Schrankensystemen etc.) zum Zwecke der Reduzierung des städtischen Parksuchverkehrs und der effizienteren Nutzung vorhandenen Parkraums.
Die konkrete Aufgabenstellung umfasste dazu die Entwicklung einer Intelligente Verkehrssysteme
(IVS)-Referenzarchitektur für den ruhenden Verkehr basierend auf Herausforderungen und Anforderungen zum Parkraummanagement sowie die Entwicklung eines standardisierten DATEX-II-Datenprofils. Entsprechende Anforderungen und Rahmenbedingungen wurden in insgesamt 9 Expertengespräche und einem Workshop zusammen mit Partnern der öffentlichen Hand sowie Service-Providern erfasst. Dadurch wurde sichergestellt, dass eine möglichst hohe Interoperabilität und Übertragbarkeit der Referenzarchitektur gewährleistet wird. Ergänzend wurden 16 Forschungs- und Pilotprojekte zu parkraumnahen Projektinhalten analysiert.
Die Ergebnisse des Workshops, der Expertengespräche und der Literaturrecherche wurden in
insgesamt 70 Herausforderungen zusammengefasst. Diese wiederum wurden in Anforderungen an
den Dienst und das verwendete Datenmodell formuliert. Es wurde insbesondere ersichtlich, dass
eine bessere Kommunikation zwischen kommunalen und privatwirtschaftlichen Akteuren sowie deren
gemeinsame Beteiligung an Konzepten und Planungen von hoher Bedeutung sind.
Das Projekt wurde in zwei Demonstratorräume mit jeweils unterschiedlichen Themen-Schwerpunkten
durchgeführt: in Stuttgart (Integration öffentlicher Parkleitstrategien und vernetztes Parken) und in
München (integratives Parkraummanagement und On-Street-Parking in einem Stadtviertel mit statischen Daten zum Viertel in Kombination mit Floating Car Daten).
Im Demonstratorraum Stuttgart wurden gemeinsam mit der Landeshauptstadt Stuttgart und der PBW
mbH zwei kommunale Parkleitstrategien im Kontext des dynamischen Verkehrsmanagements ausgearbeitet. Die Parkleitstrategie Kulturmeile und die Intermodale Strategie P+R Parkhaus Österfeld wurden konzeptionell erarbeitet und befinden sich in der technischen Umsetzung.
Die bestehende Objektdatenbank der PBW mbH wurde um zusätzliche statische Point of Interest Daten (u. a. Stellplatzbreite, Ausstattungsmerkmale, Sonderstellplätze, besondere Services und Bezeichnung und Adressen der Zufahrten) und Ladeinformationen erweitert (u. a. Anzahl Ladestationen, Betreiber der Ladestation, Hersteller, Steckertyp). Zudem wurden die Tarifinformationen und Öffnungszeiten standardisiert sowie dynamische Daten zur Belegung der Ladesäulen in die Datenbank integriert und über eine neu geschaffene API zur Verfügung gestellt. Im Demonstratorraum München wurden die statischen Parkraumdaten der Stadt und dynamischen Daten aus FC-Daten für das On-Street-Parken gebündelt, georeferenziert und konvertiert. Im nächsten Schritt wurden diese über standardisierte Datenformate über ein API für externe Abnehmer bereitgestellt.
Es wurde weiterhin ein DATEX-II-Profil erstellt, um die ermittelten Anforderungen abzudecken. Hierfür
wurde die Version 3.1 verwendet und an einigen Stellen um zusätzliche Elemente, wie etwa einfache
Fahrplandaten, ergänzt.
Vorliegender Schlussbericht stellt umfassend die Ergebnisse des Vorhabens dar.
Aktualisiert: 2023-03-16
Autor:
Willi Becker,
Jörg Freudenstein,
Alexander Godschachner,
Melanie Grötsch,
Anja Höpping,
Nicole Hüttner,
Wolfgang Inninger,
Ben Jonas,
Stefan Krampe,
Jakob Krüger,
Benjamin Stjepanovic
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