Die Belastung, die durch den Schwerverkehr in den Straßenoberbau eingebracht wird, ist ein entscheidender Faktor für die Beanspruchung der Straße und somit ebenfalls für eine zielgerichtete Dimensionierung des Oberbaus. Das Achslastkollektiv des Schwerverkehrs spielt hierfür eine zentrale Rolle. Die Messung der Achslasten sind jedoch mit großem Aufwand verbunden und liegen zumeist nur für das Autobahnnetz vor. Für das nachgeordnete Netz können aktuell nur Faktoren herangezogen werden, die eine rechnerische Anpassung ermöglichen. Das Ziel des Projekts war es für das kommunale Streckennetz Erhebungen zur Ermittlung des Achslastkollektivs durchzuführen. Hierfür wurde mittels temporär installierter Bridge-WIM Systeme deutschlandweit an 15 verschiedenen Standorten für den Zeitraum von jeweils einer Woche das Achslastkollektiv ermittelt. Die Messung fand mittels Sensoren statt, die unterhalb der Straße installiert wurden. Um dies zu realisieren wurden Brückenbauwerke benötigt. Die passende Standortauswahl stellte hierbei eine Herausforderung dar, da zahlreiche Bedingungen eingehalten werden mussten. Von zentraler Bedeutung war es, dass der Verkehr über das Brückenbauwerk frei abfließen konnte und nicht mit maßgeblichen Geschwindigkeitsveränderungen (insb. Bremsvorgängen) auf der Brücke zu rechnen war. Gleichzeitig musste aus verkehrlicher Sicht das Brückenbauwerk uneingeschränkt für den Schwerverkehr freigegeben sein. Es hat sich herausgestellt, dass besonders im innerstädtischen Bereich die Anforderungen häufig nicht erfüllt werden konnten, da bei Nichterfüllung eines Kriteriums eine Brücke zumeist keinen geeigneten Kandidaten dargestellt hat. Es konnten nur zwei Standorte im innerstädtischen Bereich erhoben werden. Die weiteren Messstandorte lagen außerorts mit unterschiedlichen Verbindungsfunktionen zum kommunalen Netz. Neben der Installation des Bridge-WIM Systems fanden an ausgewählten Standorten zusätzliche Erhebungen mit Seitenradargeräten und einer Kamera statt. Insgesamt hat es sich gezeigt, dass durch das System das Achslastkollektiv im nachgeordneten Netz erhoben werden kann. Hierbei sind jedoch die Restriktionen des Systems zu beachten. Dies hat zu deutlichen Einschränkungen bei der Standortauswahl geführt, so dass vom klassischen Verständnis des kommunalen Straßennetzes auf das nachgeordnete Netz (teilweise) ausgewichen werden musste. Das Achslastkollektiv konnte für die unterschiedlichen Fahrzeugtypen nach TLS 2012 bestimmt werden. Es hat sich gezeigt, dass diese hohe Auflösung der Fahrzeugtypen notwendig ist, da innerhalb der Fahrzeugklassen große Abweichungen vorhanden sind. Es fand ein Abgleich mit vorhandenen Achslastkollektiven statt. Zentral fanden hier die Ergebnisse des AP EDS-1 Anwendung. Es hat sich herausgestellt, dass auch durch die temporären Messungen ohne Eingriff auf der Fahrbahn das Achslastkollektiv erhoben werden kann und nun detaillierte Informationen über das Achslastkollektiv im nachgeordneten Netz zur Verfügung stehen, die für die Dimensionierung des Oberbaus herangezogen werden können. Es ist jedoch zu sagen, dass das kommunale Netz nicht wie beabsichtigt abgebildet werden konnte. Von zentraler Bedeutung ist jedoch die Zusammensetzung des Schwerverkehrs. Daher bietet es sich an, an einem möglichen Standort die Verkehrszusammensetzung vorab zu erheben. Dies sollte aktuell mit Kameratechnik geschehen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch Seitenradargeräte grundsätzlich in der Lage sind die genauen Silhouetten der Fahrzeugtypen zu erfassen. Durch die gezielte Zusammenarbeit mit den Herstellern können diese noch weiter optimiert werden. Bei bekannter Verkehrszusammensetzung kann durch die Überlagerung mit dem bestimmten Achslastkollektiv eine Verfeinerung der Bemessung des Oberbaues im Vergleich zu dem bestehenden Regelwerk erzielt werden. Es bietet sich daher an, die bestehenden Regelwerke um die gesammelten Informationen zu ergänzen, um eine weitere Handlungsoption zu zeigen. Aufgrund der sehr aufwendigen Erhebungen konnten insgesamt 15 Standorte für alle Straßenkategorien bzw. Verbindungsfunktionen ermittelt werden. So konnten für den nahräumigen Bereich lediglich drei Messungen durchgeführt werden. Um diese Informationen noch weiter zu quantifizieren, bietet sich die Durchführung weiterer Messungen an.

Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) verfolgte das Forschungsprojekt CDE.BStB das Ziel der Entwicklung eines spezifischen Konzepts einer bundeseinheitlichen, interorganisationalen CDE (Bundes CDE). Das Forschungsprojekt unterteilte sich in 7 Arbeitspakete, die auf der Grundlage einer interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen (ICoM) und dem Institut für Straßenwesen (ISAC) bearbeitet wurden. Verschiedene Normen und Richtlinien, wie die britische Publicly Available Specification (PAS) 1192-2 oder die DIN EN ISO 19650 legen die Grundlage für die Bundes CDE. Die gemeinsame Datenumgebung (CDE) stellt einen zentralen Raum zum Organisieren, Verwalten, Auswerten und Teilen von Informationen dar. Im Sinne einer Single-Source-of-Truth (SSOT) bildet die durchgängige Nutzung der CDE die Grundlage für das modellbasierte Informationsmanagement im Projekt. In Anlehnung an den BIM Masterplan Bundesfernstraßen ergeben sich im Zusammenhang mit dem Einsatz der Bundes CDE die folgenden strategischen Ziele: (i) einheitliches Datenmanagement einführen, (ii) Wirtschaftlichkeit erhöhen, (iii) Kommunikation verbessern, (iv) BIM Anwendung standardisieren, (v) Nachhaltigkeit optimieren. Die meisten Straßenbauverwaltungen setzen derzeit eine CDE in ersten Pilotprojekten ein. Nur eine Landesstraßenbauverwaltung hat derzeit ein CDE landesweit im Einsatz. Im Zusammenhang mit der Marktanalyse zeichnet sich ein sehr heterogenes Feld von CDE-Anbietern ab, die Ihre Lösungen primär auf den Hochbau ausrichten. Der zentrale Anwendungskontext der Bundes CDE fokussiert sich auf den Informationsaustausch und die Kommunikation zwischen Bund und Ländern in der Planungs- und Bauphase von Straßenbauprojekten. Entsprechend liegt der Schwerpunkt der Bundes CDE auf den Abstimmungs- und Genehmigungsprozessen. Hierfür wurden die Anwendungsfälle (i) Linienbestimmung, (ii) Gesehen-Vermerk und (iii) Planfeststellung definiert. Die Bundes CDE soll primär die Zusammenarbeit zwischen dem Bund und den Ländern verbessern, die Transparenz erhöhen und eine Datenkonsistenz sicherstellen. Unabhängig vom zentralen Anwendungskontext im Rahmen der Planungs- und Bauphase, müssen Medienbrüche durch native Datenformate oder fehlende IT-Infrastruktur vermieden werden. Außerdem muss eine Übergabe der konsolidierten Daten und Informationen in den Betrieb möglich sein. Das Bundesverkehrsministerium kann als Eigentümer der Bundes CDE angesehen werden. Die Autobahn GmbH und das Fernstraßen-Bundesamt stellen mögliche Betreiber dar. Im Zusammenhang mit dem entwickelten Lastenheft ergeben sich funktionale und nicht funktionale Anforderungen an die Bundes CDE. Das Konzept der Bundes CDE integriert die verschiedenen Landessysteme, ohne diese zu verdrängen. Der Austausch zwischen Bund- und Ländersystemen erfolgt durch eine Synchronisierung der relevanten Daten. Hierfür soll die Bundes CDE über eine openCDE API Schnittstelle verfügen, die zur Anbindung der Landessysteme genutzt werden soll. Im Rahmen der Wirtschaftlichkeitsanalyse wurde anhand von Erfahrungswerten für CDE-Angebotspreise auf Landesebene ein Betriebskostenmittelwert von ca. 700 € pro Jahr und Nutzer identifiziert. Dabei ist jedoch zu erwähnen, dass eine unmittelbare Übertragbarkeit auf das Konzept der Bundes CDE nicht gewährleistet werden kann. Unter Einbezug der Kapitalwertmethode und der Personalkosten weist die Bundes CDE einen positiven monetären Nutzen auf, wenn pro Mitarbeiter jährlich zwischen 20 und 80 Stunden eingespart werden können. Die vorgenommene Kostenabschätzung zeigt, dass die Grenzwerte für die Einsparung von Personalkosten in einem allgemein erfüllbaren Bereich liegen. Zur technischen Umsetzung und den Betrieb der Bundes CDE sind verteilt auf die drei Akteure, BMDV, FBA und Landesstraßenbauverwaltungen bzw. die Autobahn GmbH folgende Handlungsempfehlungen gegeben: Ausschreibung, Rechtwirksamkeit elektronischer Bescheide, Definition von Workflows, Rollen- und Rechtekonzept, Schulungen der Mitarbeiter und Implementierung der openCDE API. Diese sind im Rahmen der Implementierung, Pilotierung und dem Betrieb umzusetzen. In Bezug auf den funktionalen Umfang wurden drei Varianten der Bundes CDE erarbeitet, wobei Variante I über die Mindestanforderungen und Variante III über jede im Lastenheft aufgeführte Anforderung verfügt. Im Zusammenhang mit möglichen Alternativen ist festzuhalten, dass eine gemeinsame Datenumgebung drei unterschiedliche Ausprägungsstufen haben kann. Dabei besitzt die modellbasierte Projektplattform die umfangreichste Ausprägungsstufe. Eine Entscheidung für oder gegen eine dieser Varianten ist unmittelbar mit Bedarf und Kosten verbunden. Eine grundlegende Wirtschaftlichkeit der Ausprägungsstufe modellbasierte Projektplattform im Anwendungskontext Bundes CDE wurde jedoch in diesem Projekt festgestellt.

Die vorliegende Untersuchung thematisiert wie internationale Safety Review Tools (d. h. Instrumente zur Überprüfung der Straßenverkehrssicherheit) die Verkehrssicherheitsarbeit in Deutschland unterstützen könnten. In diesem Zusammenhang wurde eine umfangreiche Recherche zu internationalen Safety Review Tools durchgeführt und eine Datenbank mit den Ergebnissen angelegt. Darüber hinaus wurde das bestehende Sicherheitsmanagement (vorrangig der Straßeninfrastruktur) in Deutschland betrachtet, um den Bedarf zu konkretisieren und Transfermöglichkeiten für internationale Tools zu identifizieren. Folgende Erkenntnisse lassen sich aus dem internationalen Review ableiten: Es lässt sich eine stärkere Digitalisierung von Verfahren des Sicherheitsmanagements im internationalen Kontext im Vergleich zu Deutschland feststellen. Diese betrifft die Umsetzung von Verfahren, die Erhebung und Auswertung von Daten, aber auch Online-Abbildungen von Regelwerksinhalten bzw. Know-how/Maßnahmendatenbanken. Etwas, was in Deutschland nur bedingt vorhanden ist, sind Übersichtstools, welche einen Überblick über verschiedene Verfahrensansätze geben und diese auch miteinander verknüpfen. Im internationalen Raum stehen verkehrsmittel- oder themenspezifische Tools noch stärker im Fokus. Ein deutlicher Unterschied ist, dass im Ausland häufiger kostenlose Tools zur Verfügung gestellt werden sowie die Zugänge seltener beschränkt sind. Da vor allem proaktive Tools international schon länger eine wichtige Rolle spielen, stehen auch mehr Maßnahmenwirksamkeiten (Crash Modification Factors) zur Verfügung. Im Rahmen verschiedener Beteiligungsformate in der Projektarbeit wurde erkannt, dass bei vielen in der Verkehrssicherheit beschäftigten Personen ein Wissensdefizit über bereits vorhandene Tools in Deutschland vorliegt bzw. diese nicht oder nur wenig genutzt werden. Aus den Diskussionen wurde deutlich, dass ein direkter Transfer (ggf. mit einer deutschen Übersetzung) eines internationalen Safety Review Tools nach Deutschland nicht zielführend ist. Vielmehr konnte festgestellt werden, dass der Transfer einzelner Aspekte internationaler Tools deutlich zielführender scheint. Diese könnten entweder in bereits vorhandene nationale Tools integriert werden oder die Basis für eine Neuentwicklung geben. Aufbauend auf diesem Wissen, wurden vier verschiedene thematische Schwerpunkte für eine (Weiter-)Entwicklung bestehender und neuer Tools in Deutschland aufgezeigt. Das sind die Entwicklung von Übersichtstools für die Verfahren des Sicherheitsmanagements der Straßeninfrastruktur (Stufe 1) sowie thematische/inhaltliche Grundlagen (Unfallanalyse, Risikofaktoren, Maßnahmen; Stufe 2) und Verbesserungsansätze für den Maßnahmenkatalog gegen Unfallhäufungen (MaKaU) sowie die weiterentwickelte ESN mit reaktiver und proaktiver Bewertung.

Im Rahmen der Neugestaltung der GIDAS Unfalldatenbank, stellt sich die Frage, ob eine standardmäßige Aufnahme medizinischer Schnittbilder (CT und MRT-Aufnahmen, Röntgen und sonografische Aufnahmen) sinnvoll wäre, wie es in den Unfalldatenbanken anderer Länder (zum Beispiel in der CIREN Unfalldatenbank in den USA) gehandhabt wird. Aus den Schnittbildern, insbesondere aus Ganzkörper-CT Aufnahmen ließen sich potenziell einige Vorteile ziehen. So wäre etwa eine bessere Analyse der durch einen Unfall entstandenen Verletzungen ebenso möglich wie eine Verbesserung der Rekonstruktion eines Unfalls auf Grund verbesserter Modellierung des Insassen. Auch morphologische und anthropometrische Daten, die bislang nicht in GIDAS einfließen, ließen sich in größerem Stil erheben und – ab einer gewissen Anzahl an Datensätzen - statistisch auswerten, um etwa Rückschlüsse auf Vulnerabilitätsmerkmale zu ziehen oder in Zusammenhang mit physikalischen Unfallparametern neue Verletzungsmuster zu erkennen. Im hier vorliegenden Projekt werden nun die Anwendungsmöglichkeiten einer Integration von medizinischen Bilddaten in GIDAS recherchiert und in Bezug auf ihren Nutzen zur Verletzungsanalyse und Unfallvermeidung konkret dargestellt. Hierbei wird sowohl darauf eingegangen, welche neuen Variablen auch ohne Vorhaltung der Daten möglich wären (etwa anthropometrische Variablen oder Lokalisationsvariablen zur Verletzungskodierung) als auch welche sich nur bei dauerhafter Datenvorhaltung zur späteren Rekonstruktion erheben ließen (z.B. Gurtverlauf und Lungenkontusionsausmaß). Zudem wird auf den Vorteil verschiedener Nutzergruppen eingegangen. Diesen Nutzungsmöglichkeiten wird im zweiten Projektteil der konkrete technische, personelle und finanzielle Aufwand gegenübergestellt, der sowohl bei einer nur temporären Nutzung (etwa zur Extraktion neuer Datenbankvariablen) als auch bei langfristiger Speicherung der Bilddatensätze anfallen würde. Im Zuge dessen wird ein Vorschlag der Datenspeicherung auf einem Fileserver in Verbindung mit einem Webportal vorgeschlagen, über das der Zugriff auf Bilddaten und die eigentliche GIDAS SQL-Datenbank erfolgen kann. Auch eine Verwaltung unterschiedlicher Zugriffrechte, eine Sichtung der Datensätze, der Up- und Download sowie die Suche in der GIDAS Datenbank könnte über ein solches Portal erfolgen. Vor- und Nachteile einer Cloudlösung werden diskutiert. Besonders eingegangen wird in diesem Rahmen auf die konkreten Schritte und Aufwände der Anonymisierung der CT und MRT-Datensätze mit verschiedenen Softwares sowie auf die zu beachtenden Datenschutz-Richtlinien. Anhand eines Beispieldatensatzes werden die Möglichkeiten unterschiedlicher Anonymisierungssoftwares aufgezeigt, die über das reine Anonymisieren der Metadaten hinausgehen und auch die Schwärzung der Bilddaten selbst beinhalten. Bezüglich des Datenschutzes werden die aktuellen Richtlinien dargestellt. Im letzten Teil des Projekts werden konkret folgende drei Umsetzungsvarianten einer Bilddatenintegration in die nächste Stufe von GIDAS vorgeschlagen: Variante A schlägt vor, die vorhandenen Bilddaten anzufordern und ausführlich auszuwerten, diese jedoch nicht dauerhaft zu speichern. Vorteile sind neben der Verbesserung der Dokumentation ein geringerer Aufwand für Datenschutz und Aufklärung sowie keine Kosten für langfristige Datenspeicherung und die damit verbundene Bereitstellung, Zugriffsbeschränkung und Anonymisierung der Daten. Haupt-Nachteil der Variante A ist jedoch, dass rückwirkend keine Kontrolle der erhobenen Variablen mehr möglich ist, und sich auch im Nachhinein keine neuen Fragestellungen verwirklichen lassen. Daher muss das erhebende Personal zum Zeitpunkt der Erhebung eine hohe Qualifikation im medizinischen und anthropometrischen Bereich sowie eventuell Programmierkenntnisse aufweisen. Skripte für eine automatische Datenerhebung müssten bereits zuvor entwickelt und getestet werden, um die Korrektheit der erhobenen Variablen zu gewährleisten. Eine Anpassung an individuelle Nutzerbedürfnisse ist nicht möglich. Variante B sieht eine dauerhafte Vorhaltung der angeforderten Bilddatensätze für spätere Zwecke vor, beinhaltet aber keine oder nur eine geringe Anzahl zusätzlicher Auswertungen zum Erhebungszeitpunkt. Dadurch ist der Aufwand der Erhebung gering, da diese auf später verschoben wird – es wird weniger geschultes Personal bzgl. Medizin, Anthropometrie und IT benötigt als in den beiden anderen Varianten. Allerdings fallen Aufwand und Kosten für die Anonymisierungsschritte, die Datenspeicherung und Bereitstellung an. Vorteil ist der geringere Qualifikationsanspruch für das erhebende Personal sowie, dass alle Daten für eine spätere Auswertung zur Verfügung stehen. Dies macht die Variante kostengünstiger als die Varianten A und C. Der Nachteil liegt darin, dass zunächst kein zusätzlicher Nutzen für die GIDAS-Nutzer entsteht, da die Daten nur vorgehalten werden. Variante C kombiniert die Teilansätze der Varianten A und B. Die Bilddaten werden angefordert, dauerhaft gespeichert und ausgewertet. In der Auswertung wird dabei ein Teildatensatz der Parameter aus Variante A erhoben und als neue Variablen in die neue Version der GIDAS SQL-Datenbank eingepflegt. Wie weit diese Basisauswertung gehen soll und ob sie etwa auch die Erstellung automatisierter Skripten beinhaltet, hängt vom vorhandenen Budget für geschultes Personal und den verfolgten Zielen ab. Jedoch können immer auch zu jedem späteren Zeitpunkt Variablen zu neu auftauchenden Fragestellungen an den gespeicherten Bilddaten erhoben und in GIDAS eingepflegt werden. Es wird explizit eine modulare Erhebung in Teilschritten empfohlen. Die Vorteile sind zum einen die umfassende Dokumentation von Verletzungen und deren Lokalisation sowie extrahierte Variablen. Zum anderen können extrahierte Variablen zu einer Rekonstruktion der im Unfall erfolgten Verletzungen sowie – bei Auswertung einer großen Zahl von Datensätzen – zu einer statistischen Auswertung herangezogen werden. Nachteil sind im Vergleich zu Variante A höhere Kosten für Anonymisierung und den mit der Vorratsspeicherung zusammenhängenden Anforderungen und im Vergleich zu Variante C die höheren Kosten für geschultes Personal. Es handelt sich im die kostenintensivste der 3 Varianten. Die Vorteile sind jedoch eine sehr gute Dokumentation von Verletzungen sowie medizinischen und anthropologisch bzw. morphologischen Parametern mit Potenzial, sich neu aufkommenden Forschungsfragen in der Zukunft zu widmen und Nutzern eigene Auswertungen zu ermöglichen. Dies bringt bei einer zu Grunde liegenden geschätzten Zahl von ca. 300 in Frage kommenden Bilddatensätzen im Jahr einen hohen Mehrwert für viele Nutzer.

Für die Typgenehmigung fehlt bislang eine einheitliche Grundlage, um automatisierte und autonome Fahrzeuge hinsichtlich ihrer Steuerungsleistung zu prüfen. Oft wird dafür über einen Szenarienkatalog mit spezifisch ausgewählten Szenarien diskutiert, jedoch ist auf internationaler Ebene (UNECE, EU) bisher kein Szenarienkatalog im Hinblick auf die Typgenehmigung entstanden, und es gibt derzeit noch keinen Konsens, ob ein solcher Katalog überhaupt erarbeitet werden sollte. Die vorliegende Arbeit liefert in diesem Zusammenhang mit dem sogenannten Erkennbarkeitsansatz für die Typgenehmigung automatisierter und autonomer Fahrzeuge einen Baustein. Der Erkennbarkeitsansatz ist ein pragmatischer Prüfansatz, der die Sicherheit automatisierter und autonomer Fahrzeuge durch eigenes vorausschauendes und fehlertolerantes Fahren gegenüber anderen Verkehrsteilnehmenden im Mischverkehr in den Fokus nimmt. Dabei geht der Prüfansatz über das Prüfen von unmittelbar unfallvermeidendem Verhalten in bereits kritischen Situationen hinaus. Da dieser Prüfansatz sich nicht auf einen festen Szenarienkatalog verlässt, sondern eine flexible Erstellung der Szenarien vorsieht, wird die Möglichkeit zur Optimierung auf gelistete Szenarien zugleich vermieden. Der erste Teil des Erkennbarkeitsansatzes ist die dynamische Szenariengenerierung, in der ODD-basiert Szenarien erstellt werden. Als Grundlage dienen Unfalltypen aus dem Unfalltypenkatalog des GDV, die mittels Kreativitätstechniken mit Indizien angereichert werden, die auf eine sich anbahnende, kritische Situation hindeuten. Im zweiten Teil werden die Szenarien in einem realen Fahrzeugtest mit Hilfe von Prüfwerkzeugen der aktiven Fahrzeugsicherheit (Attrappen, Fahrroboter, Messtechnik) dargestellt. Diese Realisierung erfolgt in einer realen Infrastruktur, um natürliche Einflüsse mit einbeziehen zu können. Eine Umsetzung der Prüfung in der Simulation erscheint vorerst noch nicht als geeignet, da die Simulationsmodelle eventueller Hersteller bisher nicht standardisiert verfügbar und nicht ausreichend validiert sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen den Erkennbarkeitsansatz mit allen erforderlichen Schritten zur Erstellung von Szenarien vor und demonstrieren die grundsätzliche Darstellbarkeit der Szenarien in realer Infrastruktur unter Verwendung aktueller Testwerkzeuge. Der Prüfansatz macht damit das defensive Fahren exemplarisch prüfbar und im Rahmen der Typgenehmigung bewertbar.