620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Institut
In dem vorliegenden Forschungsbericht wurden Sicherheitsaspekte von Straßenknoten in Städten untersucht. Gegenstand der Untersuchungen waren umgestaltete Knotenpunkte, bei denen Elemente der neuen Richtliniengeneration bereits baulich realisiert worden sind. Diese "Neuentwicklungen" beziehungsweise auch "Wiederentdeckungen" von Knotenpunktelementen beziehungsweise Knotenpunktformen, bei denen die Leichtigkeit des Verkehrsablaufes nicht als übergeordneter Gesichtspunkt vorangestellt ist, wurden nach fünf Typen unterschieden: - Knotenpunkte in Form von Kreisverkehrsplätzen, - Knotenpunkte mit Materialwechsel, - Knotenpunkte mit Niveauunterschied (Teilaufpflasterung), Knotenpunkte mit Mittelinseln anstelle der Linksabbiegespur (bei Erhaltung der Linksabbiegemöglichkeit), Knotenpunkte, bei denen die Rechtsabbiegespur, der Ausfahrkeil oder die Dreiecksinsel entfernt wurden (Eckausrundung für Rechtsabbieger). Die Untersuchungen erfolgten an insgesamt 12 Fallbeispielen aus dem Bereich höher belasteter Sammel-, Hauptsammel- oder Hauptverkehrsstraßen, wobei jeder Knotenpunkttyp zumindest zweimal besetzt war. Den Schwerpunkt der Untersuchungen zur Beurteilung der Verkehrssicherheit bildeten Analysen des Unfallgeschehens, die als Vorher-Nachher-Vergleiche durchgeführt wurden, so dass Aussagen über Veränderungen der Verkehrssicherheit vor und nach der Umgestaltung der Knotenpunkte möglich wurden. Daneben erfolgten Beobachtungen des Verkehrsablaufes, um die Ergebnisse der Unfallanalysen gegebenenfalls zu überprüfen und um auch Aussagen zu Sicherheitsaspekten zu ermöglichen, die sich bisher nicht im Unfallgeschehen widerspiegeln. Die Beschreibungsgrößen zum Verkehrsablauf wurden durch Erhebungen der Verkehrsstärke, Geschwindigkeitsmessungen und Video-Beobachtungen des Interaktionsverhaltens ermittelt. Neben generellen Verbesserungen im Sinne der städtebaulichen Integration aufgrund der Umgestaltungsmaßnahmen zeigen die Untersuchungsergebnisse überwiegend günstige Entwicklungen der Verkehrssicherheit und einen durchweg störungsarmen Verkehrsablauf. Aufgrund erheblicher Gestaltungsunterschiede typgleicher Knotenpunkte muss die Interpretation der Untersuchungsergebnisse jedoch auf den Einzelfall bezogen bleiben.
Aufgabe des Forschungsvorhabens war es, mit Hilfe empirischer Untersuchungen (Unfallanalysen, Verhaltensbeobachtungen) und mit Modellrechnungen zur Leistungsfähigkeit aufzuzeigen, wie bestimmte Arten der Führung und Behandlung geradeausfahrender Radfahrer an Knotenpunkten im Verlauf städtischer Hauptverkehrsstraßen einzuschätzen sind. Die untersuchten Fragestellungen betreffen - die Markierung beziehungsweise Aufpflasterung von Radwegen an Einmündungen von Erschließungsstraßen mit Wartepflicht, - das Maß der Absetzung von Radfahrerfurten vom Rand der übergeordneten Straße an Knotenpunkten ohne beziehungsweise mit Lichtsignalanlage, - die Führung geradeausfahrender Radfahrer an freien Rechtsabbiegerfahrbahnen mit Dreiecksinseln und - die Führung der Radfahrer an großen Kreisverkehrsplätzen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden Empfehlungen zur Radverkehrsführung an Knotenpunkten abgeleitet, die auf einer Abwägung zwischen verschiedenen Zielfeldern und Nutzungsansprüchen beruhen (Verkehrssicherheit, Verkehrsqualität für Kraftfahrzeug- und Radverkehr, Leistungsfähigkeit, stadtgestalterische Aspekte).
Es wurde empirisch geprüft, ob und in welchem Umfang Sicherheitsgewinne aufgrund fahrzeugtechnischer Maßnahmen durch entsprechend riskanteres Verhalten der Fahrer wieder aufgehoben (kompensiert) werden, wie es G. Wildes Risikohomöostasetheorie (RHT) postuliert, und auf welche Weise diese Kompensation erfolgt. Am Beispiel des Antiblockiersystems (ABS) wurden in Zusammenarbeit mit einem Münchner Taxiunternehmen fünf Untersuchungen an Taxifahrern durchgeführt: 1. Retrospektiv wurden 957 Unfälle (270 mit ABS) von 91 Taxen (21 mit ABS) im Zeitraum vom 01.01.81 bis 31.12.83 analysiert. Vier Erhebungen erfolgten von Juli 1985 bis Juni 1986 in einem Feldexperiment mit 10 Taxen ohne ABS: 2. Analyse sämtlicher Unfälle der beiden Fahrzeuggruppen. 3. Wiederholte Beobachtung des Fahrverhaltens der Fahrer durch als Fahrgast getarnte Beobachter. 4. Apparative Messung des Beschleunigungs- und Verzögerungsverhaltens der Fahrer. 5. Befragung der Fahrer zu Kenntnissen über Einstellungen und Meinungen zum und Erfahrungen mit ABS. Beide Unfallanalysen ergaben übereinstimmend, dass bestimmte Unfallarten (Unfälle mit Vollbremsung, durch Geschnittenwerden) mit ABS seltener auftraten als ohne. Dieser Sicherheitsgewinn wurde aber in beiden Analysen durch die Zunahme anderer Unfälle kompensiert, so dass die Gesamtunfallzahl beide Male gleich blieb. In der ersten Unfallanalyse war dies vor allem eine unspezifische Zunahme von Unfällen, deren Verursachung dem Unfallgegner der ABS-Taxen angelastet wurde. In der zweiten Untersuchung verursachten die ABS-Fahrer hingegen mehr Bagatellunfälle zum Beispiel beim Parken oder Rückwärtsfahren. In beiden Analysen nahmen ferner mit ABS Unfälle bei Glatteis zu. Während der Kompensationsprozess in der zweiten Unfallanalyse durch die weiteren Erhebungen auf geringere Aufmerksamkeit der ABS-Fahrer und Überschätzung der Wirkung des ABS zurückgeführt werden konnte, hatten die Fahrer der ersten Unfallanalyse das ABS eher aktiv zum schnelleren und riskanteren Vorwärtskommen genutzt. Die RHT konnte also durch die Untersuchungen nicht wiederlegt werden, Kompensation erfolgte auf vielfältige Art.
Mit den Schwerpunkten Fahrstabilität, Kurshaltung und Kraftschlussausnutzung wurden die theoretischen und fahrdynamischen Grundlagen für die fahrsichere Motorrad-Kurvenbremsung mit einem kurventauglichen Bremssystem untersucht. In theoretischen Betrachtungen wurden ein Bremskraftregelungs- und das zugehörige Sensorkonzept sowie Maßnahmen zur Schräglaufbegrenzung (Fahrstabilität/Kraftschlussausnutzung) und zur Ausschaltung des Bremslenkmoments (Kurshaltung) erarbeitet. Die elektronische Bremskraftregelung baut auf einer dynamisch lastabhängigen Kombibremse mit voreilend überbremstem Hinterrad auf. Die Sensorik umfasst Raddrehzahlen (bzw. -änderungen), dynamische Radlasten, Radseitenkräfte und Fahrzeugrollwinkel. Das Sensorkonzept ermöglicht indirekte Messung des aktuellen Umfangs- und Seitenkraftschlussbedarfs und bietet einen Ansatz für eine kraftschlussorientierte Bremskraftregelung. Die Radkraftmessung erkennt den Beginn einer querdynamischen Destabilisierung frühzeitig und eindeutig; dies konnte im fahrdynamischen Experiment ebenso bestätigt werden wie die Praxistauglichkeit der von der Forschungsstelle neu entwickelten und gebauten Sensorik. Die kraftschlussorientierte Radregelung ist notwendigerweise angewiesen auf die Kenntnis des Reifenkraftübertragungsverhaltens. Dieses wurde mit einem Motorradreifenmessanhänger der Forschungsstelle auf realen Fahrbahnen exemplarisch untersucht. Mit seiner Hilfe kann für jeden Betriebspunkt der Kurvenbremsung der aktuelle Schräglauf an beiden Rädern bestimmt werden. Alle erfassten Daten können für weitere zukünftige Sicherheitssysteme genutzt werden. Es ist vorgesehen, das entworfene Bremskraftregelungskonzept einschließlich der Maßnahmen zur Schräglauf- und Bremslenkmomentbegrenzung zu realisieren und die hiermit zu erzielenden Verbesserungen im fahrdynamischen Experiment nachzuweisen. Die Messungen zum Reifenverhalten sollen fortgesetzt und auf den dynamischen Bereich ausgedehnt werden.
Teil 1: Die vorliegende Untersuchung befasst sich mit der optimalen Kennzeichnung von Lkw und Anhängern. Der Bericht ist in vier Abschnitte unterteilt: Nach einer Einleitung mit Informationen über die Seh- und Wahrnehmungsbedingungen werden die internationalen Kennzeichnungsvorschriften dargestellt.Der zweite Teil beschäftigt sich mit Grundlagenuntersuchungen zur Gestaltung und Wirksamkeit von zusätzlichen Kennzeichnungen für Lkw. Die Vorgängeruntersuchungen mit homogenem Umfeld werden neuen Ergebnissen der Untersuchungen von Lkw und Anhängern in strukturierten Umfeldern gegenübergestellt. In Bezug auf die Wahrnehmbarkeit und die Erkennbarkeit zeigen sich sowohl in homogenen als auch in strukturierten Umfeldern, dass eine Linien- oder Konturkennzeichnung am besten geeignet ist. Darüber hinaus bieten diese Kennzeichnungen die Möglichkeit, den Lkw zu identifizieren. Hingegen werden die heute üblichen punktartigen Kennzeichungen oft mit anderen Verkehrsteilnehmern verwechselt, was zu gefährlichen Verkehrssituationen bei Nacht führen kann. Für optimale Wahrnehmbarkeit müssen diese Kennzeichnungen eine Leuchtdichte von etwa 10 cd/m2 aufweisen. Im dritten Teil werden neuere Messungen des Feldversuches dargestellt. Neben den Angaben über spezifische Rückstrahlwerte der Kennzeichnungen werden deren auftretende Leuchtdichten im Verkehr gezeigt. Ferner werden Hinweise gegeben, in welcher Form die Kennzeichnungen an den verschiedenen Lkw-Aufbauten angebracht werden können. Abschließend wird eine Unfallanalyse dargestellt.Zum einen wurden hier in Zusammenarbeit mit dem HUK-Verband sämtliche Lkw-Unfälle in Bayern aus dem Jahre 1984 ausgewertet. Es zeigte sich, dass mehr als ein Drittel aller nächtlichen Lkw-Seiten- und Heck-Unfälle auf die Unfallursache "nicht oder zu spät erkannter Lkw" zurückzuführen sind. Eine begleitende Unfallanalyse der Lkw im Feldversuch für das Jahr 1991 ergab, dass sich in der gekennzeichneten Gruppe ein Unfall mit dieser Unfallursache ereignete. In der etwa gleich großen Vergleichsgruppe ergaben sich 15 Unfälle mit dieser Ursache. Damit konnten die Ergebnisse des Vorjahres bestätigt werden, die den positiven Einfluss von Linien- und Konturkennzeichnungen für Lkw auf das Unfallgeschehen zeigten.rnTeil 2: Der vorliegende Bericht enthält die Entwürfe für eine Neuformulierung der ECE-Regelungen 69 und 70, die sich mit Mitteln zur besseren Wahrnehmbarkeit und Erkennbarkeit von LKW, Anhängern und langsam fahrenden Fahrzeugen beschäftigen. Die Originalversionen von ECE-Regelung 69 (Stand Oktober 1989) und Regelung 70 (Stand März 1990) sind teilweise neuformuliert oder erweitert. Der hauptsächliche Änderungsvorschlag im Entwurf der ECE-Regelung 69 besteht in einem Ersatz des rot-fluoreszierenden inneren Dreiecks durch ein rot retroreflektierendes Dreieck. Der Entwurf der ECE-Regelung 70 wurde um die seitliche und rückwärtige Linien- und Konturkennzeichnung erweitert. Die rückwärtigen Kennzeichnungstafeln (Kennzeichnungsschilder) sollen weiter verwendet werden dürfen, wobei auch hier die rot-fluroeszierenden Flächen durch rot-retroreflektierende Flächen ersetzt werden sollen. Es wird der Oberbegriff der Markierung eingeführt, der sich in einzelne Klassen aufteilt: Klasse 1: Hintere Kennzeichnungstafel (Hinteres Kennzeichnungsschild) für Kraftfahrzeuge (Motorfahrzeuge); Klasse 2: Hintere Kennzeichnungstafel (Hinteres Kennzeichnungsschild) für Anhänger; Klasse 5: Seitliche und rückwärtige Linienkennzeichnung; Klasse 6: Seitliche und rückwärtige rechteckige Konturkennzeichnung; Klasse 7: rückwärtige runde und ovale Konturkennzeichnung.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des Alterungsverhaltens von Schutzhelmen für Kraftfahrer und der Einflüsse der photochemischen Alterung der Außenseite der Helmschale auf die Schutzwirkung des Helms. Für die künstliche Bewitterung wurde ein neues Gerät mit speziellen UV-Leuchtstofflampen nach DIN 53384, Verfahren B aufgebaut, in dem neun komplette Schutzhelme gleichzeitig bestrahlt und beregnet werden können. Für die Untersuchungen wurden Schutzhelme nach der ECE-Regelung 22 mit Helmaußenschalen aus den Kunststoffen PC, PA und UP-GF bewittert, wobei eine maximale natürliche Beanspruchung in vier Jahren Gebrauch simuliert wurde. Nach der künstlichen Bewitterung wurden die Schutzhelme einer Stoßdämpfungsprüfung nach Abschnitt 7.3 der ECE-Regelung 22 unterzogen. Bei den nach ECE-Regelung 22 typgeprüften Schutzhelmen konnte keine Alterung ermittelt werden, die die Schutzwirkung der Helme beeinträchtigt hat. Vergleichsversuche mit älteren Helmen mit Helmschalen aus ABS dagegen haben nach der gleichen künstlichen Bewitterung einen deutlichen Einfluss der Alterung gezeigt.
Airbag-Systeme können, wie frühere Untersuchungen gezeigt haben, die passive Sicherheit von Motorrädern wirksam verbessern. Der vorliegende Forschungsbericht betrachtet die Übertragbarkeit von Pkw-Airbag-Konzepten auf das Motorrad und befasst sich vor allem mit dem Problem der motorradgerechten und sicheren Auslösung des Airbags. Die Funktion des Motorradairbags unterscheidet sich von der des Pkw-Airbags in entscheidender Weise durch die Möglichkeit, die Flugbahn des Fahrers bei einem Zusammenstoß mit einem rechtwinklig vor dem Motorrad befindlichen Pkw so zu beeinflussen, dass dieser das Hindernis ohne einen harten Anprall überfliegen kann. Der Abbau der kinetischen Energie des Fahrers geschieht so nicht in der kurzen Knautschzone vor dem Kollisionsobjekt, sondern in der meist ausreichend langen Auslaufzone dahinter. Der Motorradairbag kann am vorderen Tankbereich angebracht sein. Fülltechnik und Gewebematerial können vom Pkw direkt übernommen werden; jedoch ist die Nahtführung zu verstärken, da der Motorradairbag vorwiegend auf Scherung beansprucht wird. Gravierende Unterschiede ergeben sich in der Sensierung eines Crashs, da durch das an der Telegabel geführte Vorderrad signifikante Verzögerungsanstiege des Motorrades erst sehr spät erfolgen. Es ist daher nicht möglich, wie beim Pkw den Airbag allein über Beschleunigungsaufnehmer zu zünden. Schwerpunkt des Berichtes sind daher verschiedene Vorschläge, bei heute üblichen Motorradkonstruktionen einen Crash für eine Airbagauslösung rechtzeitig und sicher sensieren zu können. Zu charakteristischen Unfall-Ereignissen werden Sensoren nach verschiedenen Wirkprinzipien geordnet vorgestellt. Nach einer technischen Bewertung erweisen sich zwei Sensorvarianten als geeignet für eine zuverlässige Zündung des Airbag; gleichzeitig kann mit einer logischen Verknüpfung ihrer Signale eine Fehlauslösung sicher vermieden werden. Die ausgewählten und näher beschriebenen Sensoren registrieren den Druckanstieg im Vorderradreifen und die plastische Verformung der Telegabel. Damit ist eine Sensierung des Aufpralls rechtzeitig möglich. Je nach Größe und Dauer der Verzögerung kann der Druck des Luftkissens verändert werden, so dass der Motorradairbag in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit nur aufpralldämpfend oder flugbahnbeeinflussend wirkt. Testprogramme zur weiteren Entwicklung von Airbagsensoren für Motorräder werden als Forschungsbedarf näher erläutert.
Wiedergegeben werden die Ergebnisse einer Projektstudie, in der außerörtliche Hochleistungsstraßen "unterhalb der Autobahn" und "oberhalb der normalbreiten Landstraße", die sogenannten Zwischenquerschnitte untersucht wurden. Die Untersuchungen zielten auf die Erprobung von Querschnitten, die bei geringem Flächenverbrauch und niedrigeren Baukosten als denjenigen von regulären zweibahnigen Straßen mehr Verkehrsicherheit und eine höhere Qualität des Verkehrsablaufes gewährleisten als herkömmliche einbahnig zweistreifige Straßen. Als Zwischenquerschnitte werden Querschnitte mit einer Kronenbreite von 14 bis 22 m bezeichnet. Für diese Strecken wurden Unfalldaten sowie Verkehrsstärken erhoben. Im Zentrum der Untersuchungen stand die Frage, ob und für welche Einsatzbereiche sogenannte b2+1-Querschnitte in Betracht kommen. b2+1-Querschnitte haben drei Fahrstreifen, wobei der mittlere Fahrstreifen abwechselnd den beiden Fahrtrichtungen fest zugeordnet wird. Durch Befragungen von Kraftfahrern zeigte sich eine sehr hohe Akzeptanz für diesen Querschnitt. Nach den Erfahrungen der Straßenmeistereien im Straßenbetriebsdienst gibt es keine Gründe, die den Einsatz des b2+1-Querschnitts in Frage stellen. Behandelt wird auch die Frage der Anwendung von Zwischenquerschnitten beim Ausbau des Straßenetzes in den neuen Ländern.
Um die Vor- und Nachteile des Rechtsabbiegens beim Farbzeichen "Rot" durch die Regelung "Grüner Pfeil" zu analysieren, wurden in den neuen Bundesländern folgende Untersuchungen durchgeführt: Unfalluntersuchungen, Konfliktbeobachtungen und Geschwindigkeitsmessungen, Simulationsuntersuchungen sowie Befragungen von örtlichen Dienststellen und Kraftfahrern. Die Ergebnisaussagen resultieren hauptsächlich aus den Konfliktbeobachtungen und den Befragungen, wobei folgende Ergebnisse hervorzuheben sind: - Eine wesentliche Sicherheitsbeeinträchtigung für Fußgänger und Fahrzeuge ist nicht nachweisbar. - Die Leistungsfähigkeit der beobachteten Knotenpunkte mit Grünpfeiltafel wird für Rechtsabbieger und darueber hinaus erhöht. Hierdurch werden mittlere Wartezeiten, die Zahl der Halte pro Kraftfahrzeug, der Kraftstoffverbrauch pro Kraftfahrzeug und der Rückstau verringert. - Baukosten in Knotenpunktbereichen werden reduziert. - Die Grünpfeilregelung ist nicht uneingeschränkt anwendbar. Es müssen zusätzliche Einsatzkriterien ausgearbeitet werden. Außerdem ist anzuzielen, Verkehrsteilnehmer zu regelgerechtem Verhalten zu erziehen sowie die optische und psychologische Wirkung des Grünpfeils zu verbessern.
In dem Beitrag werden die verschiedenen Untersuchungen des Verschleißes von Straßendeckschichten durch Spikereifen unter praxisnahen Belastungen im Innentrommelprüfstand zusammenfassend dargestellt. Die Ergebnisse der Untersuchungen lassen sich gliedern nach der Verschleißresistenz der Straßenbeläge und nach der Höhe des Verschleißes durch verschiedenartige Spikereifen. Bei den Spikereifen wird nach Reifen der 1. Generation, der 2.Generation und Spikereifen mit Spikes in Sonderausführung differenziert.Setzt man den Verschleiß der Spikereifen an Straßendecken mit Spikes der 1. Generation mit 100 Prozent an, so ergeben sich für die Reifen der 2.Generation zwischen 40 und 50 Prozent des Verschleißes, abhängig vom Belag, auf dem sie geprüft wurden. Für Spikes in Sonderbauweise liegt der Wert zwischen 20 und 30 Prozent.