Volker Jakobi, Ulrike Stöckert, Torsten Merkens, Dietmar Feiler, Andreas Hänsel

• Das Radfahren als moderne und nachhaltige Mobilitätsform ist ein wichtiger Bestandteil der angestrebten Mobilitätswende. Für die Steigerung der Attraktivität des Fahrradfahrens ist auch die dauerhafte Bereitstellung sicherer Radverkehrsanlagen in einem guten baulichen Zustand unerlässlich. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist eine Zustandserfassung und -bewertung der bestehenden Radverkehrsinfrastruktur. Für die Zustandserfassung auf Radverkehrsanlagen gibt es in Deutschland noch keine Standards. Zwar wurden bereits Erfassungen in größerem Umfang durchgeführt, diese basieren jedoch auf unterschiedlichen Erfassungstechnologien und legen verschiedene Bewertungsmethoden zugrunde. Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit war es daher, relevante Zustandsmerkmale für die Erfassung und Bewertung der Gebrauchstauglichkeit und des baulichen Zustandes städtischer Radverkehrsanlagen unter Berücksichtigung relevanter Verkehrssicherheitsaspekte zu erarbeiten und eine geeignete Erfassungstechnik sowie ein Bewertungsverfahren zu entwickeln. Vor dem Hintergrund, dass im kommunalen Bereich die visuell-sensitive, visuell-bildbasierte und die messtechnische Zustandserfassung zum Einsatz kommen und eine gewisse Vergleichbarkeit zweckmäßig ist, wurden beide Erfassungsmethoden betrachtet. Für die Festlegung der Zustandsmerkmale wurden bautechnische Begutachtungen auf verschiedenen Radverkehrsanlagen in Asphalt- und Pflasterbauweise unterschiedlichen Alters durchgeführt. Hier zeigte sich, dass vorhandene Oberflächenschäden auf Radverkehrsanlagen in sehr unterschiedlichen Ausprägungen auftreten und der abgeleitete Handlungsbedarf darauf abgestimmt werden sollte. Deshalb wurde der Ansatz verfolgt, neben der Angabe des prozentualen Anteils der betroffenen Fläche vorhandener Oberflächenschäden auch Information zum Ausprägungsgrad zu liefern. Die gewonnenen Erkenntnisse stellten die Grundlage für die Auswahl und den Aufbau der Erfassungstechnik dar. Das entwickelte Messfahrzeug verfügt über eine Front- und Rückkamera, eine Oberflächenkamera mit künstlicher Beleuchtung sowie eine hochgenaue Positionserfassung mittels INS-System, das Lage bzw. Bewegung des Messfahrzeuges im Raum kontinuierlich ermittelt. Mit Hilfe der Erfassungstechnologie sollte eine flächenhafte Bewertung von Unebenheiten auf der Radwegeoberfläche ermöglicht werden. Hier wurden Verfahren der Fotogrammetrie und des Laserscannings recherchiert. Im Projekt wurde eine Stereokamera umgesetzt, die gute Ergebnisse in Bezug auf Genauigkeit, Geschwindigkeit sowie dem Einfluss durch direkte Sonneneinstrahlung und Schattenwurf zeigte. Nach Abschluss umfangreicher Funktionsprüfungen des neuen Messfahrzeuges, erfolgte die messtechnische Zustandserfassung auf vier Erfassungsstrecken in der Städteregion Aachen mit einer gesamten Erfassungslänge von etwa 70 km. Es fand eine Mehrfachbefahrung statt. Zeitgleich erfolgte die visuell-sensitive Zustandserfassung auf einem Streckenabschnitt von ca. 5 km der jeweiligen Erfassungsstrecken, um eine vergleichende Betrachtung vornehmen zu können. Für die Bewertung der Ebenheit bei der messtechnischen Zustandserfassung wurde der Indikator „Ebenheitswert“ abgeleitet, der eine flächenhafte Bewertung der Oberfläche der Radverkehrsanlage ermöglicht. Als Eingangsdaten dienten die mit der Stereokamera erfassten Höheninformationen. Die Kennwertermittlung erfolgte anhand von zwei Ansätzen. Im ersten Ansatz wurde die prinzipielle Eignung bereits vorhandener Algorithmen digitaler Geländemodelle zur Bewertung vorhandener Unebenheiten auf Radwegoberflächen geprüft. Der zweite Ansatz bestand in der Untersuchung zur Anwendbarkeit der Planografensimulation gemäß TP Eben - Berührungslose Messungen (2009). Im Ergebnis zeigte sich, dass die beiden Kennwerte EBR_AVG und EBR_MAX für die Bewertung der Ebenheit von Radverkehrsanlagen sehr gut geeignet sind. Im betrachteten Auswerteausschnitt des Höheninformationsbildes der Stereokamera wurden in Längsrichtung mit einem Querabstand von 25 mm die Simulation der gleitenden Richtlatte angesetzt und für jede Messlinie der EBR_AVG und der EBR_MAX bestimmt. Die Bewertung der Ebenheit erfolgte dann für diesen Auswerteausschnitt anhand des Mittelwertes des EBR_MAX. Auf Basis der Erkenntnisse aus der bautechnischen Begutachtung sowie des erfassten Bildmaterials und fahrdynamischer Untersuchungen konnten für den Indikator „Ebenheitswert“ Ausprägungskategorien für das Bewertungsverfahren festgelegt werden. Die Entwicklung des Datenformats basiert auf dem relevanten Standard des XML-Schemas. Dies erfolgte auch aufgrund der Erfahrungen bei der Zustandserfassung und -bewertung der Bundesfernstraßen. Für beide Erfassungsmethoden wurde ein Vorschlag für die Bewertung des baulichen Zustandes von Radverkehrsanlagen erarbeitet und das Vorgehen detailliert beschrieben. Damit wurde eine wesentliche Grundlage für ein einheitliches Vorgehen künftiger Zustandserfassungen und -bewertung auf städtischen Radverkehrsanlagen geschaffen, um wirtschaftlich sinnvolle Handlungsempfehlungen zum Werterhalt und zum Sicherstellen der Gebrauchstauglichkeit von Radverkehrsanlagen ableiten zu können.
• Cycling as a modern and sustainable form of mobility is an important part of the desired mobility transition. In order to increase the attractiveness of cycling, the permanent provision of safe cycle paths in good structural condition is also essential. An important prerequisite for this is a condition recording and assessment of the existing cycling infrastructure. There are as yet no standards for recording the condition of cycle paths in Germany. Although recordings have already been carried out on a large scale, they are based on different recording technologies and use different assessment methods. The aim of the present research work was therefore to develop relevant condition characteristics for the recording and assessment of the usability and structural condition of urban cycling facilities, taking into account relevant road safety aspects, and to develop a suitable recording technique and an assessment procedure. In view of the fact that visual-sensitive and metrological condition recordings are used in the municipal sector and a certain degree of comparability is appropriate, both recording and assessment methods were considered. In order to determine the condition characteristics, structural assessments were carried out on various cycle paths in asphalt and paved construction of different ages. This showed that existing surface damage on cycle traffic facilities occurs in very different forms and the derived need for action should be adapted accordingly. For this reason, the approach taken was to provide information on the degree of surface damage in addition to the percentage of the affected area. The findings formed the basis for the selection and design of the detection technology. The measuring vehicle developed has a front and rear camera, a surface camera with artificial lighting and a highly accurate position detection system using an INS system, which continuously determines the position and movement of the measuring vehicle. With the help of the recording technology, an area-wide evaluation of unevenness on cycle path surfaces should be possible. Photogrammetry and laser scanning methods were researched here. A 3D stereo camera was implemented in the project, which showed good results in terms of accuracy, speed and the influence of direct sunlight and shadows. Following the completion of extensive functional tests on the new measurement vehicles, the condition of four measurement routes in the Aachen city region with a total measurement length of around 70 kilometres was recorded. Multiple inspections were carried out. At the same time, the visual-sensitive condition survey was carried out on a section of approx. 5 km of the respective routes in order to be able to carry out a comparative analysis. The ‘evenness value’ indicator was derived for the assessment of evenness in the metrological condition recordings, which enables an area-based assessment of the surface of the cycle traffic facility. The height information recorded with the 3D stereo camera was used as input data. Two approaches were used to determine the characteristic values. In the first approach, the basic suitability of existing algorithms of digital terrain models for the evaluation of existing unevenness on cycle path surfaces was tested. The second approach consisted of analysing the applicability of planograph simulation in accordance with the TP Eben - Berührungslose Messungen (2009). The results showed that the two characteristic values EBR_AVG and EBR_MAX are very suitable for evaluating the evenness of cycle paths. In the analysed section of the height information image of the 3D stereo camera, the simulation of the sliding alignment bar was applied every 25 mm in the longitudinal direction (direction of travel) and the EBR_AVG and EBR_MAX were determined for each measurement line. The evenness was then assessed for this evaluation section using the mean value of the EBR_MAX. Based on the findings from the structural assessment as well as the recorded image material and driving dynamics analyses, it was possible to define characteristic categories for the assessment procedure for the ‘evenness value’ indicator. The development of the data format is based on the relevant XML schema standard. This was also done on the basis of the experience gained in recording and assessing the condition of federal highways. A proposal for the assessment of the structural condition of cycling facilities was developed for both recording methods and the procedure was described in detail. This created an essential basis for a standardised procedure for future condition recordings and assessments of urban cycle traffic facilities in order to be able to derive economically sensible recommendations for action to maintain the value and ensure the usability of cycle paths.