Das Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechner- und Unterzentralen (MARZ 1999) stellt nicht mehr den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik dar und musste deshalb grundhaft überarbeitet werden. Einerseits war der Stand der Technik hinsichtlich fachlich-funktionaler, technischer und organisatorischer Rahmenbedingungen und Anforderungen für den Aufbau und Betrieb von Verkehrsrechnerzentralen aufzubereiten. Andererseits soll das überarbeitete MARZ auch der Tatsache Rechnung tragen, dass bereits zahlreiche Systeme auf unterschiedlicher technologischer Basis seit Jahren erfolgreich im Betrieb sind, aber in der Zukunft funktional und technisch modernisiert und erweitert werden. Bearbeitungsschritte waren: die Analyse des Überarbeitungsbedarfs und neu aufzunehmender Themenbereiche ; der Abgleich mit bestehenden Regelwerken und Hinweispapieren ; die Bestandsaufnahme eingesetzter Verfahren und Methoden bei den Bundesländern ; die Zusammenführung der Ergebnisse und Entwurfserstellung des neuen MARZ für eine Länderanhörung ; die Einarbeitung der Ergebnisse der Länderanhörung und Erstellung der Endfassung des MARZ 2016. Wesentliche Merkmale des MARZ 2016 sind die Überarbeitung der internen Funktionsbereiche unter Nutzung neuer Verfahren und Technologien und eine Erweiterung des Systemkontextes mit einer Integration bzw. Anbindung externer Systeme. Mit dem MARZ 2016 liegt nun wieder der aktuelle Stand von Wissenschaft und Technik für die Erstellung, Erweiterung oder Erneuerung sowie fuer die Vernetzung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen zur Steuerung von Verkehrsbeeinflussungsanlagen an Bundesfernstraßen aufbereitet in Form eines Regelwerks vor. Eine kontinuierliche Pflege des Merkblatts ist anzustreben. Ein erster Schritt im Pflegeprozess sollte die Integration der Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt FE 03.0542/2015/IRB "Entwicklung einer Referenzarchitektur für das neue Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechner- und Unterzentralen (MARZ 2016) mit Integration externer Systeme" sein.

Das Forschungsprojekt soll zeigen, welches Optimierungspotenzial hinsichtlich des Verkehrsablaufs durch den Einsatz von SBAs abgerufen werden kann, wenn die bislang durchgeführte Steuerung des Verkehrsablaufs in eine Regelung überführt wird. Einleitend wurde der Stand der Technik bzgl. der Themenbereiche Verkehrsablauf, -detektion, -modelle, -beeinflussung und Regelungstechnik ermittelt. Nachfolgend wurden Untersuchungen hinsichtlich des Optimums des Verkehrsablaufs insbesondere bei hoher Streckenauslastung durchgeführt, um daraus geeignete Regel- und Führungsgrößen für die Regelung des Verkehrsablaufs abzuleiten. Dabei wurde abweichend von der aktuellen Praxis von einer zeitlich-räumlich lückenlosen Kenntnis des Verkehrsgeschehens bei der Wahl der Regel- und Führungsgrößen ausgegangen. Aufbauend auf diesen verkehrstechnischen Erkenntnissen wurde ein Gesamtregelkreis aufgestellt und durch die Umsetzung zweier Maßnahmen (Pulkauflösung, Stauvermeidung) beispielhaft erprobt. Der Regleraufbau mit den zugrundeliegenden Regel- und Stellgrößen hinsichtlich der Auswirkungen auf die Detektion der Regelgrößen und das Maßnahmenspektrum zur Umsetzung der Regelung wurden ausführlich diskutiert. Auch hier wurde zunächst bewusst von Idealszenarien ausgegangen, ungeachtet der aktuell praktisch umsetzbaren Möglichkeiten. Die daraus abgeleiteten Anforderungen wurden in Handlungsempfehlungen strukturiert, zeitlich geordnet und auf praktische Umsetzbarkeit überprüft. Abschließend wurde eine Roadmap zur schrittweisen Erprobung und Umsetzung des regelungstechnischen Konzepts in die Verkehrsbeeinflussung erarbeitet. Das Forschungsprojekt hatte die Aufstellung eines Gesamtregelkreises für Streckenbeeinflussungsanlagen sowie die Erarbeitung von Handlungsempfehlungen für die Überführung der Projektergebnisse in die Praxis zum Ziel. Die Einführung der Regelungstechnik in die Streckenbeeinflussung kann insbesondere im Bereich der präventiven Maßnahmen zur Pulkauflösung und Stauvermeidung im Grenzbereich von Nachfrage und Kapazität einen wertvollen Beitrag leisten. Auch mit der aktuell eingesetzten Detektions- und Anzeigetechnologie kann nach simulativen Ergebnissen ein Nutzen generiert werden.

Die meisten Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) in Deutschland basieren auf dem Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechner- und Unterzentralen (MARZ 99). Das darin beschriebene Steuerungsmodell wurde für die damaligen Verkehrsverhältnisse, die technischen Möglichkeiten der Sensorik, Aktorik und Übertragungstechniken sowie die damaligen Fahrzeugeigenschaften entwickelt. Der technische Fortschritt mit Fahrerassistenzsystemen und der zunehmenden Fahrzeugautomatisierung bis hin zu hochautomatisierten Fahrzeugen (HAF) werden in den verwendeten Steuerungsverfahren nicht ausreichend berücksichtigt. Es wird erwartet, dass zukünftig hochautomatisierte Fahrzeuge einen signifikanten Einfluss auf den Verkehrsablauf und damit wiederum Auswirkungen auf die Steuerungsalgorithmen und die Wirksamkeit der SBA haben werden. Dieses Projekt hat zum Ziel, die Auswirkungen von hochautomatisierten Fahrzeugen auf die SBA-Steuerung zu untersuchen und mögliche Anpassungen des Steuerungsmodells zu erarbeiten. Nach einer Literaturrecherche zum Stand der Technik bezüglich Fahrzeugautomatisierung und der Wirkung bestehender Verkehrsbeeinflussungsanlagen werden zwei valide mikroskopische Simulationsmodelle für Strecken in Bayern und NRW erstellt. Anschließend werden die dortigen Unterzentralen softwaretechnisch abgebildet und an die Simulation angebunden. Um die Wirkung und Reaktion der Fahrzeuge auf die SBA in der Simulation abzubilden wird ein Wirkmodell aus Realdaten entwickelt und ebenfalls an die Simulation angeschlossen. Gemeinsam mit den im Projekt beteiligten Straßenbetreibern werden Anforderungen an das Fahrzeugsteuerungsverhalten von automatisierten Fahrzeugen mit dem Ziel der Verkehrsflussoptimierung aus Betreibersicht definiert und in einem Fahrverhaltensmodell in der Simulation umgesetzt. Zudem werden zwei weitere Fahrzeugsteuerungsverhalten aufgestellt, um die Szenarien von progressivem bis konservativem Verhalten zu erfassen. Die drei Fahrverhaltensmodelle unterscheiden sich im Beschleunigungs- und Abstandsverhalten und werden jeweils mit unterschiedlichen Durchdringungsraten in der Simulation umgesetzt. Geeignete Kenngrößen werden ausgewählt, um die Wirkungen auf den Verkehrsablauf in der Simulation zu erfassen. Die Auswirkungen werden für die verschiedenen Durchdringungsraten und Fahrverhaltensmodelle mit dem Nullfall (nur menschliche Fahrer) verglichen. Basierend auf den Auswertungen werden Anforderungen an das Fahrverhalten von HAF sowie Anpassungen und Erweiterungen der SBA Steuerung diskutiert. Es werden Handlungsempfehlungen, die sich aus den einzelnen Maßnahmen für den Betrieb und die Steuerung von SBA und für die automatisierte Fahrzeugsteuerung ergeben, ermittelt und in einen zeitlichen Bezug gebracht.

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.