Christoph Schwietering, Johannes Füg, Florian Kretschmann, Stefan Trupat, Jule Rump

• Zur Steigerung der Verkehrssicherheit und der Verkehrsqualitätstellen Streckenbeeinflussungsanlagen auf Bundesautobahnen ein wirksames Mittel dar. Einige neue Situationserkennungsverfahren und die daraus resultierenden Maßnahmen wurden in die Aktualisierung des Merkblattes für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen (MARZ) Ausgabe 2018 übernommen. Bis auf wenige Ausnahmen werden dabei allerdings rein verkehrliche oder rein witterungsbedingte Szenarien betrachtet. Zudem sind der witterungsbedingte Einfluss auf den Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit sowie die Wirkung von witterungsbedingten Maßnahmen durch Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) nur wenig erforscht. Ziel dieses Projektes war es die Wirkungen der Witterung auf den Verkehrsablauf und die Wirksamkeit von Verkehrsbeeinflussungsmaßnahmen bei widrigen Witterungsbedingungen zu untersuchen. Die Witterung hat einen bedeutenden Einfluss auf das Fahrverhalten der Verkehrsteilnehmer und damit auch auf den Verkehrsablauf. Da widrige Witterungsbedingungen in der Regel zeitlich beschränkt und vergleichsweise selten auftreten, gab es bislang wenig verfügbare statistisch abgesicherte Erkenntnisse zur Wirkung von Witterungsereignissen auf den Verkehrsablauf sowie zur Wirksamkeit von Streckenbeeinflussungsanlagen bei widrigen Witterungsbedingungen. Daher wurden für 22 Messquerschnitte (MQ) in Streckenbeeinflussungsanlagen und 11 unbeeinflusste MQ, verteilt auf fünf Bundesländer, für den Zeitraum von zwei Jahren (01.07.2019 bis 30.06.2021) Verkehrsdaten gesammelt und um Umfelddaten sowie Schaltdaten ergänzt. Zur Analyse wurden aus der Kombination der Messquerschnitte sowie der Umfelddatensensorik insgesamt 38 sog. Standorte gebildet (s. Anhang 8), für welche Verkehrs-, Umfeld- und ggf. Schaltdaten zugeordnet wurden. Zu den Standorten wurden Merkmale wie Streifigkeit, verkehrliche Funktion des Streckenabschnitts oder Fahrbahnoberflächenmaterial als sog. Metadaten zugeordnet und in einer Datenbank abgelegt. Aufbauend auf den Auswertungen der Thesen wurden beispielhaft für die Streckenbeeinflussungsmaßnahme „Harmonisierung des Verkehrsablaufs“ untersucht, wie die Erkenntnisse zur Optimierung dieser Maßnahme beitragen können. Dazu wurde ein Konzept entwickelt, welches in bestehende Streckenbeeinflussungsanlagen nach MARZ integriert werden kann. Das Konzept sieht vor, in Zeiten von Nässeereignissen oder geringer Sichtweite die Schwellenwerte für die Ein- und Ausschaltbedingungen für die „Harmonisierung des Verkehrsablaufs“anzupassen. Um den Pflegeaufwand der Parameter nicht durch zusätzliche Parametersätze deutlich zu erhöhen, bietet es sich an, Abschlagsfaktoren auf die bereits vorhandenen Parametersätze für ideale Witterungsbedingungen einzusetzen. Die aus den Ergebnissen der Thesenauswertung identifizierten Abschlagsfaktoren für Nässeereignisse oder Ereignisse mit geringer Sichtweite decken sich mit den aus der Literatur bekannten Größenordnungen. Die Untersuchung konzentrierte sich auf den Aufbau einer Auswertemethodik zur Analyse der witterungsbedingten Einflüsse auf den Verkehrsablauf sowie zur Untersuchung der Wirksamkeit von SBA-Maßnahmen bei widriger Witterung. Die vorliegende Datenbasis sowie das Auswertekonzept können aber zu weiterführenden Analysen und Forschungsarbeiten verwendet werden. Auch seltene Witterungsereignisse wie Schneefall oder vereiste Fahrbahnen können aufgrund der für zwei Jahre vorliegenden Daten untersucht werden, wenngleich es sinnvoll erscheint, die Datenbasis um weitere Winterperioden zu ergänzen. In einem nächsten Schritt erscheint es zielführend, die Erkenntnisse einerseits in die vorhandenen Wissensdokumente zur Umfelddatenerfassung im Kontext mit Streckenbeeinflussungsanlagen einfließen zu lassen. Andererseits sollte in der Praxis validiert werden, ob sich die Erkenntnisse sowie Optimierungsvorschläge so bestätigen und somit einen wesentlichen Baustein künftiger witterungsbedingter Schaltungen von SBA sein können. Die vorliegende Untersuchung leistet einen wichtigen Beitrag hinsichtlich der Analyse der Witterungseinflüsse auf den Verkehrsablauf. Zahlreiche vermutete und erwartete Zusammenhänge konnten mit dieser Studie statistisch abgesichert werden und stehen der Praxis zur Optimierung der Verkehrsbeeinflussung zur Verfügung. Die erarbeiteten Daten und Auswertebasis schafft die Grundlage für weitere Untersuchungen des Witterungseinflusses auf den Verkehrsablauf.
• Traffic control systems on federal motorways provide an effective means of increasing traffic safety and traffic quality. Some new situation recognition procedures and the resulting traffic measures have been incorporated in the 2018 update of MARZ. However, with a few exceptions, this considers purely traffic or purely weather-related scenarios. In addition, the weather-related impact on the traffic flow and safety as well as the effect of weather-related measures by traffic control systems (SBA) are not currently sufficiently researched. The objective of this project was to investigate the impact of the weather on traffic flow and the effectiveness of traffic control measures in adverse weather conditions. The weather has a significant impact on the driving behavior of road users and thus also on the traffic flow. Since adverse weather conditions are usually limited in time and occur comparatively infrequently, there has been little available statistically reliable knowledge on the effect of weather conditions on the traffic flow and the effectiveness of traffic control systems in adverse weather conditions. For this reason, traffic data were collected for 22 measuring cross sections in traffic control systems and 11 none-controlled measuring cross sections, distributed over 5 federal states in a period of 2 years (01.07.2019 to 30.06.2021) and supplemented by environmental and switching data. For the analysis, by combination of the measuring cross sections and environmental detectors, 38 so-called locations were created (see appendix 8), for which traffic data, environmental data and, if applicable, switching data were assigned. Characteristics such as number of lanes, traffic function of the route section or road surface material were assigned to the locations as so-called meta data and stored in a database. Based on the evaluations of the theses, an example of the traiffc control measure “Harmonization of the traffic flow” was examined to determine how the findings can contribute to the optimization of this measure. For this purpose, a concept was developed that can be integrated into existing traffic control systems according to MARZ. The concept envisages adapting the threshold values for the switch-on and switch-off conditions for the "harmonization of traffic flow" under wet weather conditions or low visibility. In order not to significantly increase the maintenance effort of the parameters through additional parameter sets, it is advisable to use reduction factors on the already existing parameter sets for ideal weather conditions. The reduction factors identified from the results of the theses evaluation for wet weather or limited visibility conditions coincide with the magnitudes known from the literature. The investigation focused on the development of an evaluation method to analyze the weather-related influences on the traffic flow as well as to investigate the effectiveness of traffic control measures in adverse weather conditions. The existing database and the evaluation concept can, however, be used for further analyzes and research work. Even rare weather events such as snowfall or icy roads can be investigated based on existing data for a period of two years, although it would seem reasonable to extend the database by adding further winter periods. In a next step, it seems to be reasonable to incorporate the findings into the existing knowledge documents on environment data acquisition in the context of traffic control systems. On the other hand, it should be validated in practice whether the findings as well as optimization proposals can be confirmed in this way and thus be an essential component of future weather-related switchings of SBA. The current study makes a significant contribution to the analysis of the weather-related impacts on the traffic flow. Numerous suspected and expected connections could be statistically secured with this study and are available in practice to optimize traffic control. The developed data and evaluation basis creates the basis for further investigations of weather-related impacts on the traffic flow.