Marcus Gerstenberger, Stephan Klementz, Gerhard Listl, Matthias Kölle, Matthias Spangler, Barbara Metzger

• Mit Hilfe von Netzbeeinflussungsanlagen (NBA) soll der Verkehr vor allem bei Störungen im Verkehrsablauf entsprechend den jeweils vorhandenen Verkehrsbelastungen und Fahrtzeiten optimal im Straßennetz abgewickelt werden. Die derzeit zur Ermittlung der Wirksamkeit von NBA verwendeten Verfahren gemäß der „Hinweise zur Wirksamkeitsschätzung und Wirksamkeitsberechnung von Verkehrsbeeinflussungsanlagen“ (FGSV-Heft 311) berechnen die Wirkungen bezüglich des Verkehrsflusses anhand der Zeitkosten. Die in die Verfahren eingehenden Kenngrößen sind allerdings empirisch schwer zu bestimmen und beruhen insbesondere für den Befolgungsgrad und für die Fahrtzeiten auf Normal- und Alternativroute auf nicht einwandfrei verifizierten Annahmen. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, ein Wirksamkeitsanalyseverfahren zu erarbeiten, welches transparenter und praxistauglicher einen Nachweis der verkehrlichen Wirkung von NBA unterstützt. Basierend auf einer Literaturanalyse zu Vorgehensweisen bei Wirksamkeitsanalysen von NBA und NBA-Steuerungsstrategien sowie auf Expertengesprächen mit Vertretern der Straßenbauverwaltung wurden relevante Wirkungskomponenten ausgewählt und deren tatsächliche Berechnungsmöglichkeit bewertet. Ausgehend von den so gewonnenen Erkenntnissen wurden für NBA die Anwendungsfälle Störungsinformation (Anwendungsfall S) und Alternativroutenempfehlung (Anwendungsfall A) in einem neuen Analyseverfahren für Ex-Ante- und Ex-Post-Untersuchungen etabliert. Zur Beurteilung der Relevanz von Störungen und der Einschätzung von Fahrtzeiten im ungestörten und gestörten Zustand, Verlustzeiten durch die Störung und resultierender Zeitvorteile werden Informationen aus Floating Car Data (FCD) verwendet. Die Weitergabe der Störungsinformation am Entscheidungspunkt (Anwendungs-fall S) hat, ob mit oder ohne ergänzende Ausweisung einer Alternativroute, auch Einfluss auf das Verhalten der Verkehrsteilnehmenden. Die Anzahl der über die Störung informierten Verkehrsteilnehmenden wird für den Anwendungsfall S zur Beurteilung der Wirksamkeit einer NBA herangezogen. Wird ergänzend zu der reinen Störungsinformation auch eine Alternativroutenempfehlung ausgewiesen, wird zusätzlich der Anwendungsfall A für den relevanten Zeitbereich betrachtet. Dem Verfahren im Anwendungsfall A liegt die Annahme zugrunde, dass aus einer Alternativroutenempfehlung für die der Empfehlung folgenden Verkehrsteilnehmenden Zeitvorteile gegenüber der Fahrt auf der Normalroute im gestörten Zustand resultieren. Die Summe dieser Zeitvorteile über alle relevanten Verkehrsteilnehmenden wird für Anwendungsfall A zur Beurteilung der verkehrlichen Wirksamkeit einer NBA herangezogen. Hierfür wird zunächst die Charakteristik des zugrundeliegenden Netzes aus Normalroute und Alternativroute analysiert. Aus dieser Analyse lassen sich Hinweise auf die tatsächliche Relevanz möglicher Störungen auf der Normalroute für die Anwendungsfälle S und A ableiten. Es wird weiterhin zwischen dem Verkehrsaufkommen der Einfahrenden unterschieden, die in die Normalroute einfahren, und dem Verkehrsaufkommen der Durchfahrenden, die die gesamte Normalroute üblicherweise (im ungestörten Zustand) bis zum Endpunkt durchfahren. Weiterhin werden Informationen zu den Ausfahrenden auf die Alternativroute erforderlich. Daneben werden Daten zu Störungen und bei Ex-Post-Untersuchungen ergänzend zu Schaltungen in den NBA nötig. Auf der Alternativroute muss das Netzelement lokalisiert werden, welches die geringste Kapazität besitzt. Mit dem entwickelten Wirksamkeitsanalyseverfahren kann die verkehrliche Wirksamkeit einer NBA dargestellt werden. In Anwendungsfall A werden die Zeitvorteile für die tatsächlich beeinflussten Verkehrsteilnehmenden (Pkw und Lkw) ausgewiesen. Der Nutzen der NBA kann auf der Basis von Zeitvorteilen unter Verwendung von Zeitkostensätzen ermittelt werden. Neben den Verfahren zur Wirksamkeitsanalyse wird ein methodischer Ansatz zur Strategiedefinition für Netzbeeinflussungsanlagen erarbeitet, der auf den identischen Prinzipien der Störungsbeurteilung aufbaut. Im Rahmen einer beispielhaften Praxisanwendung wurde zur Überprüfung der Praxistauglichkeit dargestellt, dass die im Verfahren beschriebenen Bearbeitungsschritte und notwendigen Daten geeignet sind. Abschließend werden Empfehlungen für die Integration des Verfahrens in die FGSV-Regelwerke formuliert. Zudem werden Hinweise zur Verbesserung eines Zugangs zu den für die Verfahrensanwendung notwendigen Daten durch standardisierte Datenformate und eine kontinuierliche Datenhaltung, zur Vereinfachung der Verfahrensanwendung durch eine Umsetzung in einem Softwaretool und zur Bereitstellung der aus Verfahrensanwendungen gewonnenen Erkenntnisse in einer Wissensbasis gegeben.
• Network management systems (German: Netzbeeinflussungsanlagen - NBA) are one possibility to manage traffic in the road network optimally in accordance with the existing traffic loads and travel times, especially in the event of disturbances in the traffic flow. The methods currently used for impact assessment of NBA based on the guideline “Hinweise zur Wirksamkeitsschätzung und Wirksamkeitsberechnung von Verkehrsbeeinflussungsanlagen” (FGSV Issue 311) calculate the effects on traffic flow using time costs. However, the parameters included in the procedures are empirically difficult to determine and are based on assumptions, especially for the compliance rate and for the travel times on normal and alternative routes. The aim of the research project was to develop an assessment analysis method that supports proof of the traffic effect of NBA in a more transparent and practical way. Based on a literature review of procedures for assessment analysis and control strategies of NBA as well as expert interviews with representatives of the road administration, relevant impact components were identified and their actual options for calculation evaluated. The use cases “traffic disturbance information” (use case S) and “alternative route recommendation” (use case A) for NBA were established in a new analysis method for ex-ante and ex-post investigations because of these findings. Information from Floating Car Data (FCD) is used to assess the relevance of disturbances and the estimation of travel times in undisturbed and disturbed situations, time losses due to the disturbances and resulting time advantages. The transmission of the traffic disturbance information at the decision point (use case S), whether with or without additional recommendation of an alternative route, also has an influence on the behavior of road users. For use case S the number of road users informed about the disturbance is used to assess the effectiveness of an NBA. If, in addition to the traffic disturbance information, an alternative route recommendation is shown, the use case A for the relevant time range is also considered. The procedure in use case A assumes that a recommendation of an alternative route results in time advantages for the road users following the recommendation compared to continuing the drive on the normal route with the disturbance. To assess the traffic impact of NBA for use case A, the sum of these time advantages for all relevant road users in passenger car and truck traffic is used. For this purpose, the characteristics of the network of normal route and alternative route are analysed. From this analysis, indications of the relevance of disturbances on the normal route for use cases S and A can be derived. A further distinction is made between the traffic volume of road users entering the normal route and the traffic volume of those passing through the entire normal route to the end point (usually in an undisturbed situation). Furthermore, information about the number of road users who are switching to the alternative route is required. Additionally, data on disturbances and in the case of ex-post investigations also data on display contents of the NBA are needed as input data. On the alternative route, the network element that has the lowest capacity must be located. With the analysis method, the traffic effects of an NBA can be calculated. In use case A, the time advantages for the influenced road users (passenger cars and trucks) are shown. The benefits of the NBA can be determined based on time advantages using time cost rates. In addition to the procedures for effectiveness analysis, a methodological approach to the strategy definition for NBA is developed, which is based on the same principles as the assessment of traffic disturbances. In the context of an exemplary practical application, it was shown that the processing steps described in the procedure and the necessary data are suitable and the method is usable for an impact assessment of NBA. Finally, recommendations are formulated for the integration of the project results into the FGSV guidelines. In addition, information is given on how to improve the application of the method. Necessary data should be available in standardized data formats and in a continuous data storage. To simplify the application, a software tool should be implemented and the knowledge gained from process applications should be collected in a knowledge repository.