Alexander Kaiser

• Im Bereich von signalgeregelten Knotenpunkten kommt es oftmals zu Konflikten zwischen dem geradeausfahrenden Radverkehr und dem rechtsabbiegenden Kraftfahrzeugverkehr. Um Fahrzeugführer an besonders konfliktbehafteten Knotenpunkten bei ihren Fahraufgaben zu unterstützen und somit Kollisionen mit Radfahrern zu vermeiden, werden infrastrukturseitige Abbiegeassistenzsysteme erprobt, die kritische Situationen automatisch erkennen und die betreffenden Verkehrsteilnehmer rechtzeitig warnen sollen. Eine Pilotanwendung eines solchen vollautomatischen Systems wurde 2023 in der Stadt Gießen, am Knotenpunkt Frankfurter Straße – Friedrichstraße, durch Installation und Inbetriebnahme eines KI-unterstützten Kamerasystems durch ein Unternehmen realisiert. Bei Erkennung einer Konfliktsituation wird ein Warnsignal über einen Doppelblinker angezeigt. Zukünftig können Warnmeldungen auch per Funk (ITS-G5) von einer Roadside Unit an die On-Board Unit des betreffenden Fahrzeugs gesendet werden. Da es sich um einen der ersten Pilotbetriebe eines solchen Systems außerhalb von Forschungs- und Entwicklungsprojekten in Deutschland handelt, ist es für die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) von Interesse gewesen, dass auch herstellerunabhängige, belastbare Daten zur Leistungsfähigkeit und Wirksamkeit des Systems ermittelt wurden. Dieses Ziel sollte durch eine wissenschaftliche Begleituntersuchung des Pilotbetriebs in Gießen erreicht werden. Die Analyse der Ausgangssituation basierte zum einen auf bereits vorhandenen Daten, die öffentlich verfügbar waren oder von der Stadt Gießen bzw. ihrem beauftragten Unternehmen zur Verfügung gestellt wurden. Zum anderen, größeren Teil wurden neue Daten im Rahmen einer Vor-Ort-Analyse durch eine videogestützte Verkehrsbeobachtung und Messungen bei Testfahrten mit Fahrrad und Pkw im Oktober 2023 erhoben. Zur Bewertung der Zuverlässigkeit und potenziellen Wirksamkeit des Warnsystems wurden während des Realbetriebs aufgetretene Konfliktsituationen und die entsprechenden Warnsignale des Doppelblinkers mithilfe einer automatisierten Videoanalyse stichprobenartig ausgewertet. Dazu erfolgte eine insgesamt viertägige Videobeobachtung in zwei Teilen im Januar und März 2024. Für den infrastrukturseitigen Abbiegeassistenten wurde eine Genauigkeit der Situationserkennung von durchschnittlich 87,9 Prozent festgestellt. Dies bedeutet, dass in fast 9 von 10 Fällen eine Situation korrekt erkannt wurde und eine entsprechende Warnmeldung ausgeben bzw. nicht ausgegeben wurde. Lediglich in 4 von 100 Fällen (3,72 %) wurde eine potenzielle Konfliktsituation nicht erkannt und der Kraftfahrzeugführer nicht gewarnt. Bezogen auf die Gesamtdauer der Konfliktsituationen beträgt die Genauigkeit 90,4 Prozent und in 2,5 Prozent der Zeit wurden potenzielle Konfliktsituationen dagegen nicht erkannt. Entscheidend für die Wirksamkeit ist neben der korrekten Situationserkennung auch die Rechtzeitigkeit der Warnmeldung. Diese wurde anhand der Kenngröße Pünktlichkeit bewertet. Hier gilt eine Warnung per definitionem als pünktlich, wenn diese erfolgt, bevor der Radfahrer den voraussichtlichen Konfliktpunkt mit dem rechtsabbiegenden Kraftfahrzeug erreicht. Dies trifft auf durchschnittlich 94 Prozent der wahr-positiven Situationen zu. Die Pünktlichkeit bzw. Rechtzeitigkeit einer Warnung umfasst auch die erforderliche Reaktionszeit für den Kraftfahrzeugführer, die hier neben der reinen Reaktion auch die Zeit zum Bremsen oder Ausweichen umfasst. Aus einer Untersuchung im Rahmen des Xcycle-Projekts ist bekannt, dass Verkehrsteilnehmer eine Warnmeldung als rechtzeitig empfinden, wenn diese mindestens 3,5 Sekunden vor dem Konfliktpunkt eintrifft. Daher relativiert sich die hohe Pünktlichkeit des untersuchten Warnsystems in Gießen, wenn die verfügbaren Reaktionszeiten von durchschnittlich nur 2,6 Sekunden betrachtet werden. In nur 19 von 66 ausgewerteten Situationen beträgt der Wert mindestens 3,5 Sekunden, was einer Quote von 28,8 Prozent entspricht. Das heißt, in nur etwa jeder dritten bis vierten Konfliktsituation hätte der Kraftfahrzeugführer im Ernstfall rechtzeitig reagieren können, während in den anderen Fällen die Warnung zu spät gewesen wäre. Die Warnmeldung erfolgt in der aktuellen Systemkonfiguration (Stand: Mai 2024) ausschließlich durch ein optisches Warnsignal in Form eines Doppelblinkers vom gegenüberliegenden Straßenrand. Wie hoch der Anteil der Kfz-Führer ist, die den Doppelblinker tatsächlich als Warnsignal in Bezug auf von hinten kommende Radfahrer wahrnehmen und beachten, wurde in diesem Projekt nicht untersucht. Durch die geplante Inbetriebnahme einer Roadside Unit, die Warnnachrichten direkt an einzelne Fahrzeuge sendet, wird die Wirksamkeit des Warnsystems perspektivisch erhöht. Die Warnmeldungen können jedoch nur in Fahrzeugen, die über eine On-Board Unit verfügen, verarbeitet und angezeigt werden. Seitens der Stadt Gießen ist bereits vorgesehen, Linienbusse und andere Dienstfahrzeuge mit solchen On-Board Units auszustatten.
• Traffic conflicts often arise between cyclists travelling straight ahead and motor vehicles turning right at signalized intersections. In order to support vehicle drivers in their driving tasks at particularly conflict-prone junctions and thus avoid collisions with cyclists, infrastructural turning assistance systems that automatically recognise critical situations and warn the road users on time are being tested. A pilot application of such a fully automated system was realised in 2023 in the city of Giessen, at the Frankfurter Straße - Friedrichstraße junction, through the installation and launch of an AI-supported camera system by a company. When a conflict situation is detected, a warning signal is displayed via a double flashing light from the roadside (so called Doppelblinker). In future, warning messages can also be sent by shortrange communication (ITS-G5) from a Roadside Unit to the On-Board Unit of the corresponding vehicle. As this is one of the first pilot operations of such a system in Germany not being part of a dedicated research and development project for such systems, the Federal Highway Research Institute (Bundesanstalt für Straßenwesen - BASt) was interested in obtaining manufacturer-independent, reliable data on the performance and effectiveness of the system. This objective was to be achieved by a scientific study of the pilot operation in Giessen. The analysis of the initial situation was based on existing data that was publicly available or provided by the City of Giessen or its commissioned company. On the other hand, new data was collected as part of the on-site analysis by means of video-based traffic observation and measurements during test drives by bicycle and car in October 2023. To evaluate the reliability and potential effectiveness of the warning system, conflict situations that occurred during real operation and the corresponding warning signals from the double flashing lights were randomly analysed using an automated video analysis. This involved a total of four days of video observation in two separate time periods in January and March 2024. An average accuracy of 87.9 percent was determined for the situation recognition of the infrastructure-based turning assistant. This means that a situation was recognised correctly in almost 9 out of 10 cases and a corresponding warning message was displayed or not displayed. Only in 4 out of 100 cases (3.72%) a potential conflict situation was not recognised and the driver was not warned. In relation to the total duration of the conflict situations, the accuracy is 90.4 percent and potential conflict situations were not recognised 2.5 percent of the time. In addition to correct situation recognition, the timeliness of the warning message is also crucial for effectiveness. This was assessed using the punctuality parameter. By definition, a warning is considered punctual, if it is given before the cyclist reaches the expected point of conflict with the vehicle turning right. This applies to an average of 94 percent of the true-positive situations. The punctuality or timeliness of a warning also includes the required reaction time for the driver, which here includes not only the pure reaction but also the time to brake or swerve. In this study, however, the reaction time required in the respective conflict situation was not determined more precisely, as it is very difficult to calculate. However, it is known from a study conducted as part of the Xcycle project that road users perceive a warning message as being on time, if it arrives at least 3.5 seconds before the point of conflict. This is why the high punctuality of the warning message is relativised. The high punctuality of the warning system analysed in Giessen is therefore put into perspective when the available reaction times of just 2.6 seconds on average are considered. In only 19 of the 66 situations analysed, the value was at least 3.5 seconds, which corresponds to a rate of 28.8 percent. This means that in only about every third to fourth conflict situation, the driver could have reacted on time in an emergency, while in the other cases the warning would have been too late. In the current system configuration (as of May 2024), the warning is signalled exclusively by a visual warning signal in the form of a double flashing light from the opposite side of the road. The proportion of motorists who actually recognise and respect the double flashing lights as a warning signal for cyclists approaching from behind was not investigated in this project. The planned launching of an existing Roadside Unit, which sends warning messages directly to individual vehicles by radio (ITS-G5), will potentially increase the effectiveness of the warning system. However, only vehicles equipped with an On-Board Unit are able to process and display such warning messages. Therefore, the City of Giessen is already planning to equip buses and other service vehicles with such On-Board units.