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Report (Bericht) zugänglich unter
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Neue Technik für den Straßenbetriebsdienst : Teil 1: Neue Informations- und Kommunikationstechniken ; Teil 2: Autonomes Fahren für den Straßenbetriebsdienst

New technologies for highway operations : Part 1: New information and communication technologies ; Part 2: Autonomous driving for the road maintenance service

Holldorb, Christian ; Häusler, Katharina ; Träger, Daniel

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Automatisch , Betriebsablauf (Transport) , Deutschland , Fahrzeug , Fahrzeugführung , Forschungsbericht , Information , Kommunikation , Leistungsfähigkeit (allg) , Qualitätssicherung , Straße , Technologie , Verbesserung
Freie Schlagwörter (Englisch): Automatic , Communication , Driving (veh) , Efficiency , Germany , Highway , Improvement , Information documentation , Operations (Transp network) , Quality assurance , Research report , Technology , Vehicle
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 10 Wirtschaft und Verwaltung
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 62 Winterdienst
Collection 3: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 60 Unterhaltung
Collection 4: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 61 Unterhaltung und Instandsetzung
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Institut für Immobilienökonomie, Infrastrukturplanung und Projektmanagement <Biberach an der Riß>
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe V: Verkehrstechnik
Bandnummer: 225
ISBN: 978-3-95606-022-9
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 08.10.2013
Kurzfassung auf Deutsch: Teil 1, Informations- und Kommunikationstechniken zur Optimierung des Betriebsdienst-Managements: In vielen Arbeits- und Organisationsprozessen des Straßenbetriebsdienstes werden Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK-Technologien) eingesetzt, um Arbeitsabläufe einfacher, besser und sicherer zu gestalten sowie umfassende Daten für die Abrechnung und weitere Planung bereit zu stellen. Die Potenziale der IuK-Technologien werden im Straßenbetriebsdienst häufig nur unvollständig genutzt. Ziel des FE-Vorhabens war die systematische Aufbereitung von Anforderungen und Möglichkeiten der IuK-Technologien. Die Anforderungen des Straßenbetriebsdienstes an den Einsatz der IuK-Technologien berücksichtigen neben der derzeitigen Praxis auch künftige Entwicklungen, die sich beispielsweise aus der Einführung der wirtschaftlichkeitsorientierten Steuerung des Betriebsdienstes ergeben. Damit IuK-Technologien erfolgreich betrieben werden können, ist neben Funktionalität und Qualität der technischen Komponenten auch die Berücksichtigung der organisatorischen und betrieblichen Abläufe im Straßenbetriebsdienst von großer Bedeutung. In den Untersuchungen zur mobilen Sprach- und Datenkommunikation wurde deutlich, dass bei Auslaufen des Analogfunks neben dem Aufbau eigenständiger Digitalfunknetze auch die Nutzung des kommerziellen Mobilfunks in Betracht gezogen werden sollte. Wesentliche Grundlagen für die wirtschaftliche Steuerung sind die automatisierte Einsatzdatenerfassung sowie ein umfassendes Bestandsdatenmanagement, wobei Bestandsobjekte auch mit Hilfe von RFID-Chips identifiziert werden können. Im Winterdienst sollten verstärkt berührungslose Sensoren für die Erfassung von Fahrbahntemperatur und –zustand zum Einsatz kommen. Salzmanagementsysteme ermöglichen u.a. die Überwachung von Streustoffvorräten an nicht besetzten Standorten sowie eine übergeordnete Logistik bei Lieferengpässen. Wichtig sind auch Systeme zur Unterstützung der Fahrer von Winterdienstfahrzeugen, durch die Einsätze anforderungsgerechter und flexibler erfolgen können. Es wurden auch innovative IuK-Technologien analysiert, die große Potentiale für den Straßenbetriebsdienst erkennen lassen. Hierzu zählen die mobile Erfassung des Straßenzustandes für den Winterdienst durch Einsatzfahrzeuge oder Fahrzeuge des Individualverkehrs, alternative Kommunikationswege für die Warnung der Verkehrsteilnehmer vor Arbeitsstellen im Verkehrsraum sowie das autonome Fahren von Absperr- und Vorwarnanhängern, durch das die Gefährdung des Personals im Verkehrsraum deutlich reduziert werden kann. Es besteht jedoch noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, um diese Technologien effizient im Straßenbetriebsdienst einzusetzen sowie ihren Nutzen umfassend bewerten zu können. Teil 2, Autonomes Fahren für den Straßenbetriebsdienst: Mitarbeiter des Betriebsdienstes sind in Arbeitsstellen auf Autobahnen enormen Unfallgefahren ausgesetzt. Weiterhin erfordert die Sicherung von Arbeitsstellen kürzerer Dauer (AkD) einen hohen personellen und zeitlichen Aufwand. Das FE-Projekt "Informations- und Kommunikationstechniken zur Optimierung des Betriebsdienst-Managements" zeigte, dass die Anwendung autonomer Fahrzeuge im Betriebsdienst die Gefährdung des Personals im Verkehrsraum reduzieren kann. In Ergänzung dazu wurde der Entwicklungsansatz "Autonomes Fahren für den Straßenbetriebsdienst" konkretisiert. Eine untersuchte Minimallösung beinhaltet ein autonom fahrendes Absperrfahrzeug, welches einem Führungsfahrzeug auf der Autobahn folgt. In einem zweiten Gesamtkonzept ist die Automatisierung einer gesamten Absicherungskolonne mit Absperr- und Vorwarnfahrzeugen incl. der unbemannten Anfahrt zur Autobahn auf nicht öffentlichen Straßen vorgesehen. In der technischen Umsetzung handelt es sich bei den Einsatzszenarien der unbemannten Fahrzeuge um Formationsfahrten oder Folgefahrt-Szenarien auf der Autobahn. Unbemannte Fahrzeuge mit den dargestellten Funktionsweisen können deutliche Sicherheitssteigerungen für Betriebsdienstmitarbeiter bieten. Eine erste Abschätzung ergab, dass rund 70 % der Mitarbeiter, welche in AkD auf Autobahnen beim Aufenthalt in Fahrzeugen verunglücken, durch den Einsatz unbemannter Arbeitsstellensicherung geschützt werden können. Dies entspricht rund der Hälfte der insgesamt bei Unfällen in AkD verunglückten Mitarbeiter. Für die Realisierung unbemannter Sicherungsfahrzeuge sind viele technische Fragestellungen zu klären, insbesondere bezüglich der Prognose und Detektion von Fehlfunktionen. Für den Einsatz der vorgeschlagenen Systeme ist eine allgemeine Genehmigung für den täglichen Betrieb notwendig. Hierzu sind zahlreiche rechtliche Fragestellungen zu beantworten. Somit kann die Implementierung unbemannter Sicherungsfahrzeuge im Betriebsdienst als Pilotprojekt für unbemanntes Fahren im Allgemeinen bzw. in anderen Branchen dienen.
Kurzfassung auf Englisch: Part 1, Information and communication technologies (IuK-Technologies) for the optimization of road maintenance management: Information and communication technologies (IuK-Technologies) are used in many work and organizational processes of road maintenance to make operating procedures easier and safer, to increase the quality of the performance, as well as, to provide full data and information for the administrative and political leadership, for road users and the public. The potential of IuK-Technologies is often not fully used the in road maintenance. The analysis of requirements and possibilities of IuK-Technologies was the purpose of this RD-project. The requirements of road maintenance regarding the use of IuK-Technologies consider the current practice as well as future developments, for example, the introduction of economic management of the road maintenance. In order to ensure a successful introduction and operation of IuK-Technologies, beside functionality and quality of the technical components, the consideration of organizational and operational processes in road maintenance is of great significance. The investigations regarding the mobile voice and data communication indicated that in case of the discontinuance of the existing radio communication, the use of commercial mobile communication should be taken into consideration besides an independent build up of digital radio networks. Economic management essentially needs automatic field data recording, as well as, full network data management, in which objects can also be identified by RFID-devices. In winter maintenance, the use of non-contact sensors should be increased for the measurement of the road surface temperature and -condition. Salt management systems offer (among other things) the monitoring of the stock of spreading salt at unmanned sites, as well as, superior logistics in case of a supply shortage. Systems that support the drivers of winter maintenance vehicles are also important. With this aid, the maintenance can perform more complementary to the requirements and more flexible. New and innovative IuK-Technologies which reveal a high potential in road maintenance have been analyzed. E. g.: the mobile determination of road conditions for winter maintenance through vehicles of maintenance or those of individual drivers, alternative channels of communication for warning the road users of work zones in roadway areas, and the autonomous driving of mobile traffic signs. The latter can significantly reduce the risk of accidents for personnel of maintenance in roadway areas. However, further research and development activities are needed in order to apply IuK-Technologies efficiently in road maintenance, as well as, to be able to fully evaluate their benefits. Part 2, Autonomous Driving for the Road Maintenance Service: Employees of the maintenance service are exposed to a large number of hazards when working on motorways. Securing short-term work places requires a high number of man-hours. In the framework of FE-project ” Information and Communication Techniques for Optimising Maintenance Service Management” it became clear that the use of autonomous vehicles in the maintenance service can offer extensive possibilities for reducing the dangers to staff working in traffic areas. In an ancillary investigation, the approach to development “Autonomous driving for the road maintenance service” was substantiated. The concept of a minimal solution was investigated in which an autonomously driving closure vehicle could be realised, which follows a leading vehicle on the motorway. In a 2nd. comprehensive overall concept, the automation of an entire protective convoy with closure and advance warning vehicles including an unmanned approach to the motorway on non-public roads is envisaged. In its technical implementation, this concerns driving in formation or follow-up runs on the motorway during the operational scenarios of the unmanned vehicles. Unmanned vehicles with displayed functions can offer a clear increase in safety for maintenance service employees. A first assessment revealed that 70 % of accidents concerning employees in vehicles in short-term work places on motorways can be prevented by safeguarding places of work with unmanned technologies. This corresponds to about half of the overall accidents of third-party responsibility in short-term work places on motorways. There is a clear need for research to clarify technical and legal questions regarding the implementation of unmanned safety vehicles, especially in respect of prognosis and early detection of malfunctions. For the implementation of the two proposed systems, it is necessary to have authorisation for regular daily operations. For this, many legal questions still remain unsettled. Therefore, the implementation of unmanned safety vehicles in the maintenance service can serve as an extensive pilot project for unmanned driving in general or for implementation in other industries.