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Risk-based approach for the protection of land transport infrastructure against extreme rainfall
(2016)
The aim of the research project "Risk based approach for the protection of transport infrastructure against extreme rainfall RAINEX" is the development of a practical methodology for the identification and assessment of both vulnerable as well as critical transport infrastructures towards extreme rainfall events consequences. The developed methodology is based on expert knowledge and includes qualitative and semi-quantitative analyses regarding the assessment of the vulnerability and criticality of relevant transport infrastructures. The process chain from the spatial rainfall to the concentrated runoff in the river channel was shown to assess the local hazard resulting in the local risk. The main result of the project is a practice-oriented and applicable methodology and a comprehensive and well-developed security handbook.
The road transport infrastructure is facing many challenges and the subsequent adaptation of the infrastructure is of utmost concern. These challenges are as follows: globalization, sustainability, technological and demographic change, an increase in goods transport and climate change. Various climate projections predict changing climatic parameters such as temperature, precipitation and wind speed for Germany. This could have severe impacts on road transport infrastructure as well as road traffic itself. At the Federal Highway Research Institute (Bundesanstalt für Straßenwesen), a strategy was developed to adapt roads and engineering structures to the impacts of climate change. The strategy "Anpassung der Straßenverkehrsinfrastruktur an den Klimawandel /Adaptation of road traffic infrastructure to climate change (AdSVIS)" currently comprises about 15 projects. Adaptation measures are to be developed for the identified risk areas and consequently their effectiveness has to be assessed.
Mit dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben sollten bestehende Wissenslücken zum Verkehrssicherheitspotenzial an innerörtlichen Haltestellen des straßen- und schienengebundenen öffentlichen Personennahverkehrs geschlossen werden. Untersuchungsgegenstand waren Haltestellen im Linienbus- und Straßenbahnverkehr mit Lage im Straßenraum. Neben einer Auswertung der Straßenverkehrsunfallstatistik des Statistischen Bundesamtes erfolgten vertiefende Unfallanalysen in vier Fallbeispielen (Städte Düsseldorf, Leipzig und Zwickau sowie Landkreis Mayen-Koblenz) als Grundlage für ein Sicherheitsranking relevanter Haltestellentypen, ergänzt um Einzelfallanalysen für ausgewählte Haltestellenbereiche unterschiedlichen Typs. Die Untersuchungen erfolgten jeweils auf der Basis von Unfalldaten aus drei Kalenderjahren. Insgesamt wurden in den vier Fallbeispielen rund 2.550 Teilhaltestellen unterschiedlichen Typs untersucht, davon 1.750 Bushaltestellen, 690 Straßenbahnhaltestellen und 110 kombiniert genutzte Haltestellen. In den Haltestellenbereichen waren in 3 Kalenderjahren rund 770 Unfälle mit Personenschaden zu verzeichnen. Rund 85 Prozent (im Landkreis Mayen-Koblenz 91 Prozent) der Bushaltestellen und 30 Prozent der Straßenbahnhaltestellen wiesen in den untersuchten drei Kalenderjahren keinen Unfall mit Personenschaden auf. Als spezifische Kenngröße für die vergleichende Beurteilung der unterschiedlichen Haltestellenformen wurden haltestellenbezogene Unfallkosten UK zugrunde gelegt, um über die Unfallanzahl hinaus auch die Unfallschwere in die Betrachtungen einzubeziehen. Im vorliegenden Falle wurde diese Kenngröße als UK(P) ermittelt, da nur Unfälle mit Personenschäden in die Untersuchungen einbezogen wurden. Verwendet wurden an die Verunglücktenstruktur angepasste Unfallkostensätze. Quantifizierte Ergebnisse konnten für die Bushaltestellentypen "Bucht" und "Fahrbahnrand/Kap" sowie die Straßenbahnhaltestellentypen "Fahrbahnrand/Kap", "Fahrbahn" (mit den Varianten "StVO" und "Zeitinsel") sowie "Seitenbahnsteig" ermittelt werden. Zusammenfassend konnte festgestellt werden: - Im Vergleich der ÖPNV-Teilsysteme sind Bushaltestellen sicherer als Straßenbahnhaltestellen und kombinierte Haltestellen. - Im Vergleich der Haltestellentypen sind Haltestellen am Fahrbahnrand (einschließlich Kaplösungen) am sichersten, gefolgt vom Typ "Bucht" und den beiden auf das ÖPNV-Teilsystem Straßenbahn bezogenen Haltestellentypen "Fahrbahn" und "Seitenbahnsteig". - Bezogen auf das ÖPNV-Teilsystem Bus schneidet der Haltestellentyp "Bucht" deutlich ungünstiger ab als der Typ "Fahrbahnrand/ Kap". - Bezogen auf das ÖPNV-Teilsystem Straßenbahn schneidet der Haltestellentyp "Fahrbahnrand/Kap" am günstigsten ab, gefolgt vom Typ "Fahrbahn". Am ungünstigsten sind die Werte für den Typ "Seitenbahnsteig". - In Bezug auf den Straßenbahnhaltestellentyp "Fahrbahn" ergaben die Ergebnisse zu den beiden Varianten "Fahrbahn, StVO" und "Fahrbahn, Zeitinsel" deutliche Unterschiede. Sowohl bei den spezifischen Unfallkosten als auch in Bezug auf die mittlere jährliche Unfallanzahl pro Teilhaltestelle und die mittleren Unfallkosten von Unfällen mit Personenschaden im Haltestellenbereich ergab die Variante "Zeitinsel" ungünstigere Werte als die Variante "StVO". Empfohlen wird insbesondere: - die Priorisierung des Typs "Fahrbahnrand/Kap" als Standardlösung für Bushaltestellen (VwV-StVO), - eine Neubewertung des Typs "Fahrbahn" und hier wiederum der Variante "StVO" in VwV-StVO und Regelwerken mit dem Ziel einer Priorisierung dieses Typs gegenüber dem Typ "Seitenbahnsteig" (bei vergleichbaren Rahmenbedingungen) sowie der Variante "StVO" gegenüber der Variante "Zeitinsel", die Konkretisierung und Weiterentwicklung der Einsatzkriterien für Zeitinseln sowie - eine verstärkte Berücksichtigung der Verkehrssicherheit von im Haltestellenbereich die Fahrbahn querenden Fußgängern.
Mit der Fortschreibung des europäischen Übereinkommens über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) von 2007 wurden Tunnelbeschränkungscodes für Gefahrgüter eingeführt. Hierdurch wurde die Grundlage für eine europaweit einheitliche Regelung im Falle einer Beschränkung von Gefahrguttransporten durch Straßentunnel geschaffen. Unter Berücksichtigung der EG-Tunnelrichtlinie und den RABT 2006 wurde für Deutschland ein Verfahren entwickelt, mit dem die Gefahrgutrisiken für alle Straßentunnel auf Basis von Risikoanalysen einheitlich bewertet und Einschränkungen für den Gefahrguttransport durch definierte Tunnelkategorien kenntlich gemacht werden können. Das entwickelte Verfahren zur risikobasierten Kategorisierung von Straßentunneln nach ADR 2007 ist zweistufig aufgebaut. In einer Grobbeurteilung (Stufe 1) wird in zwei Schritten ein Tunnel dahingehend überprüft, ob dieser für sämtliche Gefahrguttransporte freigegeben werden kann. Werden die Gefahrgutrisiken mit den einfachen Modellen der Stufe 1 als zu hoch bewertet, muss der Tunnel vertieft untersucht werden. Bei dieser vertieften Analyse (Stufe 2a) wird zunächst das intrinsische Risiko des Tunnels mit detaillierten Modellen und verfeinerten Eingangsdaten bestimmt. Liegt das ermittelte Risiko unterhalb einer auf Erfahrungswerten beruhenden Vergleichskurve, kann der Tunnel für sämtliche Gefahrguttransporte freigegeben werden. Liegt die Risikokurve oberhalb der Vergleichskurve, wird der Tunnel nach Bedarf kategorisiert, d. h. er wird für Transporte von Gefahrgüter mit gleichem Tunnelbeschränkungscode gesperrt bzw. es werden bauliche, technische oder organisatorische Maßnahmen getroffen um das Risiko zu reduzieren. Im Falle einer Beschränkung sind die betroffenen zu transportierenden Güter über eine Umfahrungsstrecke zu leiten. Für die Umfahrungsstrecke ist in der Stufe 2b nachzuweisen, dass sie die aus der Umlegung resultierenden zusätzlichen Gefahrgutrisiken aufnehmen kann. Für die einzelnen Stufen bzw. Schritte wurden die Randbedingungen hergeleitet und definiert. Anforderungen an Modelle, Daten und Anwendung sind im Bericht mit Anhang so beschrieben, dass eine einheitliche Umsetzung möglich ist. Das entwickelte Verfahren ist als Hilfsmittel für die Kategorisierung anzuwenden. Die in der Methodik festgelegten Grenzwerte bzw. Vergleichskurven zur Beurteilung des Handlungsbedarfs wurden auf Grundlage der existierenden vergleichsweise geringen Datenbasis hergeleitet und festgelegt. Es wird empfohlen, die aus der Anwendung gewonnenen Erfahrungen für eine Fortschreibung des Verfahrens nach der Einführungsphase und ggf. nach weiteren 5 bis 8 Jahren zu nutzen.
It is well known that motorcycle riding is fascinating but quite more dangerous than for example car driving. In 2006, 5,091 persons were killed as victims of crashes occurring on public roads in Germany. 52% (2,683) were car occupants, 16% (793) motorcycle riders, 14% (711) pedestrians, 10% (486) bicycle riders, 5% (235) commercial vehicle occupants, 2% (107) riders of smaller powered two-wheelers, called "Mofa, Moped and Mokick". This shows that motorcycle riders recently are the second largest group of killed traffic participants in Germany. Latest information coming from the Federal Statistics predict for the year 2007 the figure of 4,958 killed road victims in total. This would be again a successful reduction (-133 killed persons or "2.6% compared to the year 2006). But the news coming from the Federal Statistics during the year 2007 and at the begin of 2008 did not always tell the same positive story. It is questioned whether the positive trend of substantially reduced figures of killed road user year by year will longer continue for Germany. That means it could be impossible to reach the ambitious target, set by the European Commission, to cut in half the figure of killed road users until the year 2010 " compared to the figure for the year 2001. It was reported that the group of 45 to 49 years old traffic participants (all traffic modes) is conspicuous with an increase of 30% up to 297 killed road users in total from January to August 2007. This increase can be ascribed in particular by an increase of killed motorcycle riders within this age group. Due to mild weather conditions in Germany in 2007 the season for motorcycle riding began relatively early and this may be a main reason for the increase of the figure of killed motorcycle riders by 16% from January to August 2007. With this background the accident occurrence of motorcycles became more and more essential. As part of the actual discussion about historical trends, recent emphases, causes and relevant structures of the events of motorcycle crashes it is evident, to have latest and carefully updated figures coming from both the Federal Statistics and In-depth studies. The paper will give a contribution to this using the German Federal Statistics and in-depth studies, for example GIDAS. Additional data coming from the DEKRA Motorcycle Accident Database as well as from literature are considered, too. The paper will help to describe the current situation of the accident involvement of motorcycles in Germany.
Ziel des Projektes war es, bedingt durch die wachsende Anzahl der im Verkehr befindlichen elektrisch und hybrid-elektrisch betriebenen Fahrzeuge, notwendige Anpassungen der periodisch technischen Überwachung zu erarbeiten. Dazu wurden von verschiedenen Fahrzeugen die relevanten Bauteile des elektrischen Antriebsstrangs identifiziert und deren Ausfallverhalten analysiert. Um die Degradationsauswirkungen einzelner Bauteile und Funktionen auf das gesamte System bestimmen zu können, hat die FSD ein Simulationsmodell erstellt. Die daraus ermittelten Ergebnisse waren Grundlage für die Bestimmung verkehrssicherheits- und umweltkritischer Bauteile sowie deren Funktionen. Diese Modellaussagen wurden mit Realversuchen an Fahrzeugen validiert. Zusätzlich konnten in einem Feldversuch 2.560 Fahrzeuge mit elektrischem Antriebsstrang untersucht werden. Aus diesen Ergebnissen lassen sich Änderungsvorschläge für die Untersuchungen und Vorgaben ableiten. Dafür ist für einen Großteil dieser Untersuchungen die Nutzung von Diagnosedaten eine geeignete Möglichkeit. Die 47. Verordnung zur Änderung straßenverkehrsrechtlicher Vorschriften berücksichtigt bereits an vielen Stellen die neuen Antriebskonzepte. Von daher werden lediglich geringe Anpassungen in der StVZO für -§ 19 und den Beispielkatalog dazu, -§ 29, Anlage VIIIa, Anlage VIIId sowie die HU-Richtlinie vorgeschlagen. Für die Durchführung der Untersuchungspunkte zum HV-System ist die Entwicklung einer Hochvolt-Richtlinie empfehlenswert. Einige wichtige Prüfverfahren lassen sich derzeit technisch noch nicht umsetzen. Dazu sind Änderungen der internationalen Bau- und Betriebsvorschriften notwendig. Diese werden bei der EU/UNECE anzuregen sein. Es besteht über dieses Projekt hinaus weiterhin Forschungsbedarf, um sich intensiv mit diesen Fahrzeugen zu befassen und deren Weiterentwicklung zu beobachten, damit notwendige Auswirkungen auf die PTI rechtzeitig erkannt werden können.
Over the past two decades the popularity of consumer crash test programs, commonly referred to as New Car Assessment Programs (NCAP), has grown across the world. They are popular among government regulators as they afford a means of promoting safety innovations and levels of vehicle performance beyond those dictated by national standards. They also fulfill the demand for information regarding the safety ranking of vehicles among consumers contemplating the purchase of a new vehicle. There is no question that consumer crash test programs greatly influence vehicle design changes as well as accelerate the fitment of new safety features. The extent to which these changes can be expected to reduce serious and potentially fatal injuries will be influenced by how well the testing protocols and associated rating schemes correctly reflect the nature of the residual safety problem they seek to address. Drawing on data contained primarily in the US National Automotive Sampling System (NASS), the field relevance of current and proposed testing and rating protocols addressing frontal crash test protection is examined. Emphasis is placed on examining how accurately injury rates computed from the dummy responses measured in consumer crash tests correspond to actual injury rates observed in the field. Additional data from Canadian field investigations and US databases such as the National Motor Vehicle Crash Causation Survey (NMVCCS) are examined to see how well frontal airbag firing times, crush pulse durations and other determinants of injury are replicated in consumer testing protocols. This portion of the analysis draws on data obtained from Event Data Recorders (EDR) in both field collisions and staged tests of the same vehicle model. Vehicle rankings and overall frontal crash test ratings were found to be particularly sensitive to the choice of injury risk functions employed in the test. This was particularly true in the case of injury risk functions used to assess neck injury potential. Neck injury risk derived from Nij was found to show the least agreement with the field. Agreement between field chest injury rates and those derived from crash tests was improved considerably when chest injury risk functions for "older" occupants were employed. The paper concludes with a discussion of how different current testing protocols could be improved to enhance their field relevance.
Elektronik und IT werden auch im Automobilbereich zunehmend Gegenstand unautorisierter Veränderungen. Diese Studie stellt einen ersten, breiteren Überblick über die praktische Relevanz elektronischer Veränderungen an Fahrzeug- und Infrastruktursystemen dar. Es liefert einen Überblick über wesentliche bekannte und existente Beispiele von Möglichkeiten derartiger Veränderungen, das Risiko ihres Auftretens und damit verbundene Gefahren. Die Ergebnisse basieren auf einer Recherche, die neben wissenschaftlichen Quellen insbesondere das Internet als neues, interaktives Medium einbezieht. Es werden Abschätzungen zur praktischen Relevanz dieser Veränderungen vorgenommen und potentielle Folgen insbesondere für die Verkehrssicherheit reflektiert. Praktische Hinweise auf elektronische Veränderungen sind an 24 Fahrzeug- und Infrastruktursystemen dokumentiert, die als Ziel teils mehrerer Arten von elektronischen Veränderungen identifiziert wurden. Dies erstreckt sich über verschiedene Domänen wie u.a. den Antriebstrang, das Fahrwerk, Infotainment, Fahrerassistenz und mehrere Infrastrukturkomponenten. Diese Systematisierung enthält zudem eine Klassifikation der agierenden Personen, wobei deren individuelle Motivationen, technische Kenntnisse und Ausstattung unterschieden werden. Das Spektrum potentiell resultierender Gefahren wird einerseits theoretisch anhand der erstellten Systematisierungen aufgezeigt und andererseits an 19 Rechercheergebnissen aus verschiedenen Bereichen illustriert. Die so vorgenommene Analyse des Gefährdungspotentials wird ergänzt durch einen Ausblick auf potentielle zukünftige Gefährdungen, die sich insbesondere in kommenden Car-to-Car Kommunikationsnetzen ergeben könnten und die weitere Erforschung von Schutzkonzepten motivieren. Während die recherchierten Veränderungen heute noch meist vom Nutzer ausgehen und das Gefährdungspotential häufig unbeabsichtigt entsteht, könnte zukünftig das vorsätzliche Herbeiführen von Gefährdungen an Bedeutung gewinnen.
Im von der DG Home (CIPS Program) geförderten Projekt "SecMan " Security Manual for Road Infrastructures" wurde ein vierstufiges Verfahren zur Identifikation kritischer Straßeninfrastrukturen, ihre Bewertung hinsichtlich diverser von Menschen verursachter Gefahren sowie die Bestimmung effektiver Schutzmaßnahmen entwickelt. Diese Ergebnisse wurden in einem ganzheitlichen "best-practice" Handbuch zusammen getragen, welches einen trans-nationalen Sicherheitsmanagement-Ansatz für Betreiber und Eigentümer von Straßeninfrastrukturen in Europa ermöglicht. Im Folgenden wird die entwickelte Methodik vorgestellt, ausgehend von der Bewertung der Netzkritikalität über die Attraktivität und Vulnerabilität eines Bauwerks hin zu einer Bewertungsmethodik für die Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen.
Nowadays human-created systems are increasing in complexity due to the interaction of humans and technology. Especially road traffic systems are composed of multitudinous resources (e.g. personnel, vehicles, organizations, etc.), which make it even harder to anticipate the positive and negative effects on safety. One key in achieving a significant reduction of fatalities is seen in driver assistant systems counterbalancing the lack of drivers' capabilities. But the actual outcome of implementing these sophisticated technologies especially on influencing driver's capabilities are yet unknown. Latest research exemplifies an increase of reaction times of drivers in case of dysfunctional driver assistant systems. This research paper applies STAMP/STPA (STAMP = systems-theoretic accident model and processes; STPA = systems-theoretic process analysis) to the German automobile traffic system focusing on the effects of driver assistant systems on drivers. By doing so, the potential hazards caused by technology can be identified.