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Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Prognose der Nachfrage nach Pkw-Abstellmöglichkeiten für das Jahr 2030 mit Bezug auf das Analysejahr 2010. Das neu entwickelte Verfahren ermittelt theoretisch die streckenbezogene Pkw-Parknachfrage und berücksichtigt die zu erwarteten strukturellen Netzänderungen.
Es besteht aus zwei Hauptarbeitsbereichen:
• der Verkehrsmodellrechnung und
• dem Parkverhaltensmodell mit der Berechnung der Anzahl an Pkw, die auf einer Rastanlage parken wollen
Die Verkehrsmodellrechnung liefert die verkehrliche Datenbasis für das bundesweite Autobahnnetz und nutzt die Verflechtungsprognose 2030 des Bundes. Wesentliches Ergebnis der Verkehrsmodellrechnung ist die Anzahl der Pkw auf einem Autobahnabschnitt, differenziert nach der Fahrtdauer zwischen Quelle und Ziel, sowie der bis zum betrachteten Abschnitt absolvierten Fahrtzeit.
Das Parkverhaltensmodell nutzt einen aus einer eigens durchgeführten Befragung zum Parkverhalten abgeleiteten empirischen Ansatz. Es berücksichtigt, differenziert nach 24 Fahrtdauerklassen, die Höhe der Wahrscheinlichkeit für eine Pause sowie die Anzahl der Pausen je Fahrtdauerklasse.
Das Parkverhaltensmodell liefert Ergebnisse für drei Szenarien: normaler Werktagsverkehr, Freitagsverkehr und ein fiktives maximales Szenario. Die Berechnung von Pausen und Parkständen ist unabhängig vom real vorhandenen Parkstandangebot an den Autobahnen.
Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens liefern für den Regelfall eine streckenbezogene Datengrundlage für die Planung zukünftiger Pkw-Abstellmöglichkeiten.
Mit den berechneten Daten lassen sich Neu- oder Ausbaumaßnahmen planen, wobei die örtlichen Randbedingungen (Pendlerstrecke im Ballungsraum, ausgeprägte Urlaubsrouten o. ä.) zwingend mit zu berücksichtigen sind.
Im Prognosejahr 2030 nimmt die Anzahl an Pkw, die auf einer Rastanlage parken wollen, bezogen auf das Analysejahr um knapp 17 % zu. Für den durchschnittlichen Werktagsverkehr wie auch den Freitagsverkehr reicht bereits das aktuelle Parkangebot auf den Rastanlagen aus, die prognostizierte Nachfrage abzudecken. Regional betrachtet (z.B. im Saarland), kommt es im Szenario Freitagsverkehr zur Auslastung des Angebots der Abstellmöglichkeiten. Bundesweit treten keine Kapazitätsengpässe auf. Im maximalen Szenario kann regional ein Unterangebot für die Parknachfrage auftreten.
Nach heutiger Einschätzung werden in Zukunft mehr ältere Menschen am Straßenverkehr teilnehmen, zudem werden sie voraussichtlich häufiger ein eigenes Fahrzeug besitzen. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, wie das Mobilitätsverhalten älterer Menschen aussieht, wie es in Zukunft aussehen könnte und durch welche Faktoren es beeinflusst wird. Mit diesen Fragen befasste sich die von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) geförderte Studie AEMEIS (Ältere Menschen im Straßenverkehr), die von 1996 bis 2000 am Psychologischen Institut der Universität Bonn durchgeführt wurde. Die Datenbasis lieferte ein Survey, in dem über 2.000 Personen im Alter von 55 bis über 75 Jahren in den neün und alten Bundesländern zu ihrem Mobilitätsverhalten sowie verhaltenrelevanten psychologischen und soziologischen Konzepten - wie Lebensführung, soziales Netz, Gesundheit, Aspekte der Persönlichkeit sowie verschiedenen soziodemografischen Merkmalen befragt wurden. Um zu ermitteln, ob und - wenn ja - wie sich das Verkehrsverhalten älterer Menschen in den letzten 10 Jahren verändert hat, wurde ein Teil der Ergebnisse mit einer infas-Erhebung aus den 80er Jahren verglichen. Um ein Bild von der Teilhabe älterer Menschen im zukünftigen Verkehrssystem zu kreieren, wurde ein Szenario zur Sicherheit älterer VerkehrsteilnehmerInnen in der Verkehrslandschaft 2010 entwickelt. Hier wurden Expertinnen und Experten befragt über bereichsspezifische Einflussfaktoren für das Mobilitätsverhalten älterer Menschen und über zukünftige Veränderungen des Verkehrs und ihre Auswirkungen auf die Sicherheit Älterer. Diese Fachleute wiesen sich aus durch Erfahrungen in den Bereichen Gesellschaft, Individuum, Stadtentwicklung und Raumplanung, Demografie, Verkehr, Wirtschaft und Politik. Es handelte sich um VertreterInnen von universitären und nicht universitären Forschungseinrichtungen, um globale und kommunale Verkehrsanbieter, politische EntscheidungsträgerInnen und speziell um Interessenvertretungen aus dem Bereich Verkehr. Zur Konkretisierung und Fundierung angenommener Zusammenhänge und Veränderungen wurde auf die Ergebnisse des Surveys zurückgegriffen. Auf der Basis des Szenarios und des Surveys wurden abschließend Maßnahmen abgeleitet, die unter Bezug auf Mobilitätsangebote und -nutzung auf eine angemessene Mobilität und die Erhöhung der Sicherheit älterer VerkehrsteilnehmerInnen hinwirken können.
Mit den Regelungen der Fahrerlaubnis auf Probe wurde 1986 in Deutschland ein umfassender Maßnahmenansatz zur Absenkung des Unfallrisikos junger Fahranfänger- und Fahranfängerinnen eingeführt. Die Regelungen wurden mit der Änderung des Straßenverkehrsgesetzes zum 1. Januar 1999 verschärft. Ziel des vorliegenden Projektes war es, zusätzlich zu Erkenntnissen über die globale Wirkungsweise im Sinne einer Unfallreduktion durch die veränderten Regelungen, Informationen über die internen Funktionen und die Wirkungsweise der Maßnahme sowie über international bewährte Maßnahmenansätze für junge Fahranfänger zu gewinnen. Daraus sollten Vorschläge für eine Optimierung der Regelungen für die Fahrerlaubnis auf Probe erarbeitet werden, um das vorhandene Sicherheitspotenzial auszuschöpfen. Für eine Überprüfung der globalen Wirkungsweise wurden in einer ersten Studie (Pilotstudie) polizeiliche Unfalldaten junger Fahrer vor und nach Verschärfung der Maßnahme auf einen Unfall senkenden Effekt hin untersucht. In einer zweiten Studie wurde geprüft, inwieweit die Regelungen der Fahrerlaubnis auf Probe bei den Fahranfängern kognitiv repräsentiert sind und ob sie zur Handlungsregulation beitragen. Die längsschnittlich angelegte Hauptstudie diente dazu, die Wirkung der einzelnen Maßnahmen der neün Fahrerlaubnis auf Probe im Rahmen eines Vorhersagemodells zu beschreiben, welches die Regelungen im Zusammenhang mit weiteren maßgeblichen unfallverursachenden Faktoren hinsichtlich ihres Einflusses und ihrer Vorhersageleistung zeitlich zurückliegender sowie zukünftiger Unfälle überprüft. In der ersten Studie gelang es nicht, durch einen Vergleich polizeilicher Unfalldaten junger Fahrer vor und nach 1999 einen positiven Effekt im Sinne einer Reduktion der Anzahl der von jugendlichen Fahrern verursachten Unfälle nachzuweisen, ein globaler Effekt der Maßnahmenverschärfung ist somit nicht gegeben. Das Wissen junger Fahrer über die Regelungen der Fahrerlaubnis auf Probe scheint marginal zu sein und dient nicht zu einer Verhaltensregulierung im erwünschten Sinne, wie die Ergebnisse der Pilotstudie zeigen. Die Längsschnittstudie mit circa 1.000 Schülerinnen und Schülern zeigte, dass maßnahmenspezifische Faktoren zur Überprüfung des Vorhersagemodells in der Probezeit kaum einen Beitrag zur Unfallvorhersage leisten. Die Daten deuten vielmehr darauf hin, dass sowohl Expertise als auch Persönlichkeitsfaktoren Varianz hinsichtlich selbst berichteter Unfälle und Beinahe-Unfälle aufklären können. Bei Unfällen gilt dies jedoch nur retrospektiv, nicht prospektiv. Es wird diskutiert, inwieweit die Regelungen der Maßnahme "Fahrerlaubnis auf Probe" auf der Grundlage der vorliegenden Ergebnisse optimiert werden können und inwieweit Maßnahmen, die eine Ausdehnung der Lernzeit unter protektiven Bedingungen anstreben, Potenzial haben, das Unfallrisiko zu senken.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden 122 AU-auffällige Fahrzeuge mit Ottomotor und geregeltem Katalysator weitergehend untersucht. Die Fahrzeugauswahl an den Prüfbahnen erfolgte nach den Hauptkriterien Abgasuntersuchung (AU) "nicht bestanden" und der Hubraumklasse sowie dem Zulassungsjahr. Um die Wirksamkeit der AU darzustellen, wurden die defekten Fahrzeuge im Anlieferungszustand in drei verschiedenen Fahrzyklen auf der Rolle vermessen, anschließend in markengebundenen Fachwerkstätten instand gesetzt und nach bestandener AU wiederum auf der Rolle vermessen. Der Vergleich der Abgas-Emissionen vor und nach der Reparatur im NEFZ-Zyklus zeigt für die untersuchten Fahrzeuge eine deutliche Emissionsabsenkung für CO, HC und NOx. Die AU identifiziert Fahrzeuge mit emissionsrelevanten Defekten, die durch Wartung beziehungsweise Reparatur behoben werden und somit die Fahrzeuge auf ein Emissionsniveau zurückführt, welches in etwa dem des Neuzustandes entspricht. Würde die AU entfallen, würde der Anteil von Fahrzeugen mit emissionsrelevanten Defekten bis auf ein Sättigungsniveau ansteigen. Bei Abschaffung der bestehenden AU würden daher die Jahresemissionen des G-Kat-Kollektivs nach diesen Überlegungen um deutlich mehr als die berechnete jährliche Reparatur bedingte Emissionsminderung ansteigen.
Untersuchungen zum Einfluss von Modellparametern auf die Lebensdauerprognose für Brückenbauwerke
(2020)
Die Dauerhaftigkeitsbemessung von neu zu errichteten Infrastrukturbauwerken erfolgt nach aktuellen Regelwerken rein deskriptiv über die Zuordnung von Expositionsklassen. In Abhängigkeit der zugeordneten Expositionsklasse werden Mindestanforderungen an die Betonzusammensetzung und die Betondeckung gestellt. Diese Mindestanforderungen der Normung sollen eine geplante Nutzungsdauer für chloridbeanspruchte bzw. einer Karbonatisierung ausgesetzten Bauwerke von mindestens 50 Jahren unter üblichen Instandhaltungsbedingungen sicherstellen. Die Bemessung auf Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken mit Blick auf karbonatisierungs- und chloridinduzierte Bewehrungskorrosion kann heutzutage aber auch auf Basis voll-probabilistischer Prognosemodelle durchgeführt werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens sind Untersuchungen zum Einfluss von Modellparametern eines voll-probabilistischen Modells auf die Lebensdauerprognose von Brückenbauwerke im Zuge von Bundesfernstraßen mit dem Fokus auf Depassivierung der Bewehrung aufgrund von Chlorideindringen und Karbonatisierung. Für die Überprüfung wurden Bemessungssituationen für XD- und XC-exponierte Brückenbauwerke bei deskriptiver Dauerhaftigkeitsbemessung aufgestellt. Jede Bemessungssituation wurde mithilfe der voll-probabilistischen Modelle zur Einleitungsphase der Bewehrungskorrosion gegengerechnet. Die Auswahl der Modellparameter hatte zum Ziel, sowohl günstige (schwache Einwirkung – hohe Materialwiderstände) als auch ungünstige (starke Einwirkung – niedrige Materialwiderstände) Last-Einwirkszenarien abzubilden. Innerhalb der Expositionsklassen XC und XD werden bei der Dauerhaftigkeitsbemessung breite berechnete Zuverlässigkeitsspektren erreicht, die von Unterschreiten von üblicherweise angestrebter Zielzuverlässigkeit bis hin zu einer deutlichen Überschreitung führen kann. Die resultierenden Zuverlässigkeitsspektren lassen ohne Inspektionsdaten für das Bauwerk keine bauwerkspezifischen Zuverlässigkeitswerte ableiten. Eine sinnvolle Anwendung von voll-probabilistischen Modellen auf bestehenden Bauwerken stellt hohe Anforderungen an die Quantität und Qualität der Inspektionsergebnisse.
The German highway network hast o face new challenges in the near future, e.g. increasing traffic density and loads, climate change effects and new quality requirements regarding sustainability. It is necessary to come up with foresighted concepts in the present to be prepared for these challenges. Therefore it is important to adapt and enhance innovative attempts, which take changing impacts into account. One goal of these efforts is the development of adaptive systems for the provision of information and a holistic evaluation in real time. The paper describes the recent research and developments on a system for information and holistic evaluation in real time, taking into account sensor networks, evaluation procedures and their implementation in existing maintenance and inspection strategies.
In the paper it is investigated to what extend one can extrapolate the detailed accident database GIDAS (German In-Depth Accident Study), with survey area Hanover and Dresden region, to accident behavior in other regions and countries within Europe and how such an extrapolation can be implemented and evaluated. Moreover, it is explored what extent of accident data for the target country is necessary for such an extrapolation and what can be done in situations with sparse and low accident information in a target region. It will be shown that a direct transfer of GIDAS injury outcomes to other regions does not lead to satisfactory results. But based on GIDAS and using statistical decision tree methods, an extrapolation methodology will be presented which allows for an adequate prediction of the distribution of injury severity in severe traffic accidents for European countries. The method consists essentially of a separation of accidents into well-described subgroups of accidents within which the accident severity distribution does not vary much over different regions. In contrast the distribution over the various subgroups of accidents typically is rather different between GIDAS and the target. For the separation into the subgroups meaningful accident parameters (like accident type, traffic environment, type of road etc.) have been selected. The developed methodology is applied to GIDAS data for the years 1999-2012 and is evaluated with police accident data for Sweden (2002 to 2012) and the United Kingdom (2004 to 2010). It is obtained that the extrapolation proposal has good to very good predictive power in the category of severe traffic accidents. Moreover, it is shown that iterative proportional fitting enables the developed extrapolation method to lead to a satisfactory extrapolation of accident outcomes even to target regions with sparse accident information. As an important potential application of the developed methodology the a priori extrapolation of effects of (future) safety systems, the operation of which can only be well assessed on the basis of very detailed GIDAS accident data, is presented. Based on the evaluation of the presented extrapolation method it will be shown that GIDAS very well represents severe accidents, i.e. accidents with at least one severely or fatally injured person involved, for other countries in Europe. The developed extrapolation method reaches its limits in cases for which only very little accident information is available for the target region.
The German highway network is facing new challenges in the near future. The structures have to deal with increasing traffic loads, climate change effects and new requirements regarding sustainability while they are getting older and budget cuts can be expected. To guarantee a reliable highway network, it will be vital to adapt and enhance innovative approaches. Current bridge management relies on the results of conventional bridge inspections and thus has certain limitations when it comes to insufficient load bearing capacity and other systematic weaknesses. Therefore, new approaches for real time condition assessment of critical road infrastructure elements are to be developed.
Zunehmende Belastungen insbesondere der Bundesstraßen durch Schwerverkehr und Witterungsextreme führen dazu, dass viele Straßenabschnitte vor Ablauf der geplanten Nutzungsdauer erneuert werden müssen. Hinzu kommt die Herausforderung der Beseitigung von Investitionsstaus, das heißt die Erneuerung von Straßenabschnitten, deren substanzieller Zustand durch Überschreiten der geplanten Nutzungsdauer nicht mehr wirtschaftlich ist. Insbesondere bei extremen Witterungsbedingungen zeigen sich unter Umständen die Schwächen der verschiedenen Bauweisen. So kann es bei hohen Temperaturen und Stop-and-go-Verkehr bei Asphaltbauweisen zur erhöhten Spurrinnenbildung oder zur Schädigung der Längsnähte kommen. In der Betonbauweise können unter Umständen Hitzeschäden auftreten, wenn größere Imperfektionen – die direkt aus der Herstellung oder mangelnder/fehlerhafter Erhaltung resultieren – vorliegen. Aufgrund außergewöhnlicher klimatischer Situationen (Hitzeperioden) im Jahr 2013 kam es insbesondere im Bundesland Bayern zu einem vermehrten Auftreten von Hitzeschäden. Deshalb wurde im gleichen Jahr eine „Expertengruppe Hitzeschäden“ gegründet, die aus Vertretern des BMVI, der BASt, der Straßenbauverwaltungen und externer Experten bestand. Ziel war es, die Ursachen und Mechanismen von Hitzeschäden zu eruieren, um geeignete Maßnahmen zu deren Vermeidung ergreifen zu können. In diesem Zusammenhang wurde eine spezielle Messstation entwickelt, um die Temperatur über den Betondeckenquerschnitt, die Fugenbewegungen und weitere relevante Klimadaten ermitteln zu können. In enger Zusammenarbeit mit dem Bund und den Ländern wurden bisher 15 derartige Stationen aufgebaut. Somit besteht die Möglichkeit, in der Praxis auftretende witterungsinduzierte Spannungszustände im Kontext mit den verschiedenen Bauweisen sowie den zunehmend auftretenden Witterungsextrema zu analysieren. Die genaue Kenntnis über den Temperaturverlauf im Betonquerschnitt und zur Fugenbewegung, im zeitlichen und örtlichen Kontext zu den Witterungsbedingungen ist notwendig, um das Spannungsniveau im Deckensystem ableiten und prognostizieren zu können. Zudem ist die Kenntnis über konstruktive und materialtechnische Parameter aus dem zu betrachtenden Straßenoberbau erforderlich. Um Aussagen zur zeitlichen Entwicklung des Verhaltens des Plattensystems im Lebenszyklus treffen zu können, ist die kontinuierliche Erfassung, Speicherung und Analyse relevanter Daten von Bedeutung. Für die temporäre Spannungsprognose (z. B. über den Zeitraum einer Hitzeperiode) ist jedoch eine Analyse der Ausgangsdaten innerhalb weniger Stunden notwendig, um entsprechende Handlungsempfehlungen (z. B. Einrichtung von Tempolimits) treffen zu können. Durch die Verknüpfung mit weiteren Daten können ferner Aussagen zur Entwicklung wichtiger zeitlich veränderlicher Parameter über den Nutzungszeitraum gewonnen werden.
Berücksichtigung Sonstiger Anlagenteile an Bundesfernstraßen im Rahmen des Erhaltungsmanagements
(2010)
Das Bundesfernstraßennetz umfasst derzeit mehr als 51.000 km, dessen Bruttoanlagevermögen mit ca. 187,2 Mrd. EUR beziffert wird. Die Bedeutung des Managements der Erhaltung dieses Netzes sowie das hierfür erforderliche Finanzvolumen werden zukünftig steigen. Für den Bereich der Fahrbahnen und der Bauwerke werden entsprechende Instrumente vorgehalten. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Ausstattung der Straßen mit Sonstigen Anlagenteilen stellt sich die Frage, ob hierfür ein entsprechendes Instrumentarium erforderlich ist.