Die Verkehrsbeeinflussung auf Autobahnen erfolgt mittels proaktiver und reaktiver Maßnahmen, die z.B. über Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) umgesetzt werden können. Die Grundlage hierfür bilden die Messdaten der lokalen Verkehrsdatenerfassung (VDE), die derzeit an Messquerschnitten (MQ) erfolgt, in der Regel in Abständen von 1,5 bis 2,5 km. Allgemein profitiert die Erkennung von Verkehrssituationen davon, je besser die räumlich-zeitliche Datengrundlage ist, da z. B. Verkehrsdichtewellen hochgenau identifiziert und ihre Verläufe beobachtet werden können. Derzeit kommen hauptsächlich reaktive Maßnahmen zur Anwendung, da räumlich-zeitlich hochaufgelöste Daten, die für eine möglichst gute Verkehrs(zustands)prognose benötigt werden, noch nicht bzw. nicht flächendeckend und mit ausreichender Qualität vorliegen und somit auch wenige Erfahrungen mit einer solchen Datengrundlage bestehen. Für proaktive Maßnahmen werden häufig kurzfristige bis mittelfristige Verkehrszustandsprognosen bemüht. Diese Voraussagen könnten durch räumlich-zeitlich detailliertere Daten verbessert werden. Um weitere Erkenntnisse zu einer solchen Datenerfassung mit hohem Detaillierungsgrad zu generieren, wurde in diesem Forschungsvorhaben ein Erhebungskonzept erarbeitet, mit dem Daten in entsprechenden Detaillierungsgrad erfasst werden können und welches für spezifische Einsatzmöglichkeiten robust, ausreichend genau und wirtschaftlich ist, um es vor allem für SBA-Optimierungen einzusetzen. Das Konzept wurde an ausgewählten Untersuchungsstrecken (je ein Streckenabschnitt mit und ohne SBA) getestet. Mit dieser Datengrundlage wurde eine Methodik entworfen, mittels der die Wirksamkeit von SBA bewertet werden kann. Als weiteres Ergebnis dieser Untersuchung werden Empfehlungen für den Einsatz der verschiedenen, untersuchten Erhebungsmethoden (für Offline-Analysen der SBA-Wirksamkeit und einen Online-Einsatz) gegeben sowie ein Ausblick, wie diese Daten zukünftig genutzt werden könnten. Das entwickelte Erhebungskonzept wurde an einem Streckenabschnitt auf der A44 zwischen der AS Unna-Ost und dem AK Werl umgesetzt. Merkmale dieser Referenzstrecke sind eine Länge des Streckenabschnitts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anschlussstellen von bis ca. 13 km, ein MQ-Abstand im Bestand von ca. 1,5 km, ein Querschnitt mit durchgehend zwei Fahrstreifen und Aggregationsintervalle der lokalen Messdaten in der Verkehrsrechnerzentrale von einer Minute. In der Untersuchung wurde die lokale Verkehrsdatenerfassung der SBA für 14 Tage durch Seitenradar-Detektoren (SRD) so ergänzt, dass je Fahrtrichtung auf 2,5 km eine Verdichtung der lokalen Verkehrsdatenerfassung auf MQ-Abstände von 250 m vorlag. Des Weiteren wurden an zwei Tagen im selben Zeitraum für jeweils ca. drei Stunden Kameras mit Automatic Number Plate Recognition- (ANPR-) Technik zur Reisezeitmessung über Kennzeichenanalyse an zwei Querschnitten mit ca. einem Kilometer Abstand installiert sowie für den gesamten Zeitraum und Streckenabschnitt hochaufgelöste Floating Car Data (FCD) zugekauft. Für einen Teilabschnitt von ca. 1,5 km Länge wurden im gleichen Zeitraum wie die ANPR-Systeme mit Drohnen an vier Standorten gleichzeitig und mit überlappenden Sichtbereichen Luftbildaufnahmen vom Verkehr gemacht. Die so erhobenen Daten liegen je Erhebungsmethode in jeweils spezifischer Kombination räumlich-zeitlicher Diskretisierung vor. Für eine integrierte Analyse wurden die Daten in eine Datenbank überführt und in ein einheitliches räumlich-zeitliches Raster aufbereitet. Hierfür wurde der gesamte Streckenabschnitt in Segmente mit einer Länge von 250 m bei Zeitschritten von 10 s aufgeteilt, die wiederum in Subsegmente von 25 m Länge und 1 s unterteilt waren. Die Datenauswertungen ergaben: •Mit einer Verdichtung der lokalen VDE durch SRD können hochwertige lokale Geschwindigkeitsinformationen gesammelt werden. Auch die Verkehrsmengendetektion gelingt an zweistreifigen Richtungsfahrbahnen recht zuverlässig, bedarf aber gewisser Maßnahmen zur Qualitätssicherung. Der Einsatz von SRD ist sowohl für den Online-als auch für den Offline-Betrieb geeignet. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Anzahl der Geräte und somit auch der Erfassungsbereich bzw. der Verdichtungsgrad anwendungsbezogenen Begrenzungen unterworfen. •Reisezeiten aus ANPR weisen eine sehr hohe Güte auf. Das gilt prinzipbedingt auch für größere Abstände zwischen zwei ANPR-Querschnitten, die jedoch Einbußen hinsichtlich räumlicher Auflösung und größere zeitliche Latenzen nach sich ziehen. Letztgenannter Punkt ist insbesondere bei Online-Anwendungen zu beachten. Reisezeiten aus ANPR als Ergänzung zur lokalen Verkehrsdatenerfassung sind daher sowohl für den Offline- als auch für den Online-Einsatz wertvoll. •Hochaufgelöste (Basis Einzelfahrzeuge) FCD bilden Verkehrsabläufe und -zustände auf Basis von Geschwindigkeitsdaten im Streckenverlauf ab. Obwohl FCD nur für eine kleine Teilmenge des Verkehrs vorliegen, konnte in dieser Untersuchung beobachtet werden, dass diese Teilmenge bereits ausreicht, um räumlich-zeitlich sehr detaillierte Informationen zum Verkehrszustand zu gewinnen, insbesondere im räumlich-zeitlichen Umfeld um verkehrliche Störungsereignisse. Die Kopplung dieser Daten mit lokalen Verkehrsdaten ermöglicht die Schätzung von über das Fahrzeugkollektiv summierter Reisezeiten. FCD als Ergänzung zur lokalen Verkehrsdatenerfassung sind somit sowohl für den Offline- als auch für den Online-Einsatz wertvoll. •Die Daten aus den mit Drohnen aufgenommenen Luftbildern zeigen eine besonders gute räumlich-zeitliche Auflösung der Verkehrskenngrößen für das gesamte Verkehrskollektiv. Durch den großen Organisations- und Personalaufwand ist der Einsatz von Drohnen jedoch nur auf einen sehr eingeschränkten Strecken- (max. 3 km) sowie Zeitbereich (max. 3 Stunden) und auch lediglich für Offline-Anwendungen zu empfehlen, wenn detaillierte Erkenntnisse zum beobachteten Engpass gewonnen werden sollen. Das hier entwickelte Erhebungskonzept bzw. einzelne der vorgestellten Erhebungsmethoden eignen sich grundsätzlich auch für die Anwendung auf anderen Strecken. Für jede Erhebungsmethode sind die spezifischen Randbedingungen für den vorliegenden Einsatzzweck zu prüfen und die tatsächliche Wirtschaftlichkeit der Maßnahme zu prüfen.

Eine verlässliche flächendeckende Erfassung der tatsächlichen Verkehrslasten ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere mit Bezug auf die Bewertung der Fahrbahnbeanspruchung und die verlässliche Ermittlung der Restlebensdauer von Brückenbauwerken. Zudem bildet sie eine gute Grundlage für die Planung und Durchführung von Überladungskontrollen. Um das relativ kleine Netz an stationären Achslastmessstellen im deutschen Bundesautobahnnetz zu ergänzen, bieten sich mobile Bridge Weigh-In-Motion (B-WIM) Systeme an. Diese sehen die Messung von Dehnungen an Brückenbauwerken vor, aus denen mit mathematischen Methoden und unter Berücksichtigung mechanischer Zugzusammenhänge die Achslasten ermittelt werden. Die Brücke dient praktisch als ”Waage” für den Verkehr, der sie überquert. Solche Systeme sind mobil und können mit vertretbarem Aufwand für Kurzzeitmessungen installiert und abgebaut werden. Das Hauptziel des Projektes war die Entwicklung eines Konzepts zur Integration von Achslast-messdaten aus temporären B-WIM Messungen in die bestehende Datenbasis der stationären Achslastmessstellen in Deutschland. Der Fokus lag hierbei insbesondere auf der Ermittlung des erforderlichen Umfangs und der Mindestdauer einer B-WIM Messung im flächendeckenden Kontext. Um diese Fragestellungen zu adressieren, wurden einerseits 12 Jahresdatensätze von im deutschen Autobahnnetz verteilten stationären Achslastmessstellen verwendet. Andererseits wurden B-WIM Messungen an 18 Brückenbauwerken auf drei Streckenzügen (A2, A4 und A9) über einen Zeitraum von mindestens zwei Wochen durchgeführt. Die Untersuchungen bzgl. der erforderlichen Mindestdauer einer B-WIM Messung basieren auf den Messdaten der stationären Messstellen, während die im Projekt erfassten B-WIM Daten als Grundlage zur Ermittlung des erforderlichen Umfangs an ergänzenden B-WIM Messungen dienen. Mit Bezug auf die Messdurchführung und -vorbereitung dokumentiert das Projekt die wesentlichen Randbedingungen sowie eine Reihe an Einflussfaktoren und mögliche Schwierigkeiten, die bei der Implementierung einer flächendeckenden Anwendung zu berücksichtigen sind. Die Ermittlung des erforderlichen Umfangs einer B-WIM Messkampagne im flächendeckenden Kontext basiert auf einer Analyse der Korrelationen zwischen Verkehrsmenge und Lastmenge innerhalb der einzelnen Streckenzüge. Mit Bezug auf die Mindestdauer der B-WIM Messung wurden gesonderte Untersuchungen für folgende Anwendungen durchgeführt: Verkehrsstatistik, Straßenbau und Brückenbau. Im Bereich der Verkehrsstatistik wurden die durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke des Schwerverkehrs, die mittlere tägliche Lastmenge sowie der Anteil des Fahrzeugtyps 98 am Schwerverkehr den Analysen zugrunde gelegt. Bei der Anwendung im Straßenbau basierten die Analysen auf der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung des Oberbaus von Verkehrsflächen. Schließlich betrachten die Auswertungen im Brückenbau die sich auf Basis des Schwerverkehrs an einem generischen Brückenset ergebenden Ermüdungsschädigungen. Anschließend wurde ein möglicher Prozess für die Anwendung von B-WIM Daten im Kontext der Ermüdungsnachweise an einem konkreten Brückenbauwerk aufgezeigt. Im Ergebnis zeigt sich, dass die B-WIM Methode ein sehr hohes Potenzial zur Reduktion der Konservativität der normgerechten Berechnungen mit Bezug auf die Ermüdungsnachweise im Brückenbau und die dimensionierungsrelevante Fahrbahnbeanspruchung hat. Zudem lässt sich die flächendeckende Anwendung von B-WIM als Ergänzung zu dem vorhandenen Netz an stationären Achslastmessstellen unter Beachtung gewisser Randbedingungen problemlos umsetzten.

In der Untersuchung wurden der Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit an Doppeleinfahrten, Einfahrten mit überlangem Einfädelungsstreifen sowie Sonderlösungen für hoch belastete Einfahrten analysiert. Dazu wurden bereits realisierte Lösungen hinsichtlich des Verkehrsablaufs und der Verkehrssicherheit empirisch analysiert sowie eine weitere fiktive Lösung entwickelt und anhand mikroskopischer Verkehrsflusssimulationen bewertet. Die Analyse des Verkehrsablaufs an den untersuchten Einfahrten erfolgte sowohl anhand der Daten von Dauerzählstellen und Verkehrserhebungen als auch mithilfe mikroskopischer Verkehrsflusssimulationen mit dem Programm BABSIM. Im Ergebnis der Analyse des Verkehrsablaufs zeigte sich, dass Doppeleinfahrten sowohl an der zweiten Einfahrt als auch in der gesamtheitlichen Betrachtung eine hohe Kapazität aufweisen. Mithilfe der mikroskopischen Verkehrsflusssimulation konnte ermittelt werden, dass sich eine Verlängerung des Einfädelungsstreifens positiv auf die Kapazität von Einfahrten vom Typ E 1 an zweistreifigen Richtungsfahrbahnen mit hohem Schwerverkehrsanteil auswirken kann. Die vollständige Länge der verlängerten Einfädelungsstreifen wird jedoch nur in geringem Umfang durch die einfahrenden Fahrzeuge genutzt. Die Unfallanalyse ergab, dass die mittleren Unfallraten und Unfallkostenraten sowohl an den untersuchten Doppeleinfahrten als auch an den Einfahrten mit verlängertem Einfädelungsstreifen unauffällig sind. Als signifikante Einflussgrößen auf das Unfallgeschehen an Doppeleinfahrten stellten sich die Verkehrsbelastung der beiden Einfahrtrampen sowie das Verhältnis zwischen dem DTV der Einfahrtrampen und der Hauptfahrbahn unterhalb der Doppeleinfahrt heraus. Eine Abhängigkeit des Unfallgeschehens von der Länge des Einfädelungsstreifens konnte an Einfahrten mit verlängertem Einfädelungsstreifen nicht festgestellt werden. An allen untersuchten Einfahrttypen sind als Unfalltypen und Unfallarten Unfälle im Längsverkehr bzw. Zusammenstöße mit vorausfahrenden Fahrzeugen am häufigsten registriert worden. Aus den Erkenntnissen zum Verkehrsablauf und zum Unfallgeschehen wurden Empfehlungen für die Entwurfsgestaltung und die verkehrstechnische Bemessung hochleistungsfähiger Einfahrten ohne Fahrstreifenaddition abgeleitet.

Gegenstand des Vorhabens ist die Durchführung dreidimensionaler Simulationen zur Bewertung der akustischen Wirksamkeit beliebig geformter bzw. mit unterschiedlicher Impedanz belegter Lärmschutzwände (Lsw) zum Schutz gegen Straßenverkehrslärm. Das Ziel ist die Erstellung von Berechnungsmodulen, die die dreidimensionalen Berechnungs-ergebnisse in analytische Beschreibungen für die 2½-dimensionale Berechnungsmethode überführt, die beispielsweise in einer überarbeiteten Version der „Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen – RLS“ verwendet werden können. Zu diesem Zweck wird zu Beginn der Stand der Technik durch eine Studie der einschlägigen Forschungsergebnisse der letzten Jahre auf dem Gebiet der Einfügungsdämpfung und der Reflexion von Lsw – vor allem solcher Schallschirme, die sich von der konventionellen ebenen, senkrecht stehenden Bauweise unterscheiden – zusammengefasst. Anschließend erfolgt die Konzeption der angestrebten 3D-Simulationen der Schirmwirkung –insbesondere im Fernfeld der von der Quelle abgewandten Seite – verschiedener abge-knickter und gekrümmter bzw. unterschiedlich mit Impedanz belegter Lsw. Zusätzlich wird die quellseitige Reflexion dieser Lsw und die damit verbundene potenzielle Pegelerhöhung an Immissionsorten auf der Quellseite der Lsw betrachtet. Im dritten Teil werden die geplanten numerischen Simulationen durch Anwendung der Finite-Elemente-Methode durchgeführt und ausgewertet. Bei der Auswertung wird der Fokus neben dem spektralen Schirmmaß insbesondere auf die Einfügungsdämpfung der jeweiligen komplexen Lsw gegenüber einer geraden, schallharten Lsw an der Position der ersten Beugungskante (Referenz) gelegt. Abschließend erfolgt die Erstellung analytischer Beschreibungen zur Berücksichtigung der spektralen Wirksamkeit abgeknickter und gekrümmter bzw. unterschiedlich mit Impedanz belegter Lsw in Form von Zusatzdämpfungen gegenüber der Referenz für die Anwendung innerhalb der DIN ISO 96132 oder einer überarbeiteten Version der RLS.

Die Bereitstellung von durchgehenden sowie sicher und komfortabel befahrbaren Radverkehrsanlagen ist eine der wesentlichen Voraussetzungen für eine breite Akzeptanz des Fahrrades als alltägliches Verkehrsmittel. Zahlreiche Kommunen haben in den letzten Jahren und Jahrzehnten eine dahingehende Transformation des Verkehrsnetzes begonnen und konnten innerhalb überschaubarer Zeiträume beachtliche Veränderungen des Modal Split erreichen. Radfahrende sind Witterungseinflüssen deutlich mehr ausgesetzt als die Nutzer von ÖV und Kfz. Dies schlägt sich auch in Verkehrszählungen nieder: So führt bereits in den Morgenstunden einsetzender Regen – unabhängig von der Jahreszeit – zu einem deutlichen Rückgang des Radverkehrsaufkommens. Dies zeigt, dass gerade in den Wintermonaten die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit der Radverkehrsinfrastruktur eine hohe Bedeutung hat und ein zuverlässiger Winterdienst neben Planung und Bau der Infrastruktur hierfür einen maßgeblichen Beitrag leisten kann. Gesamtziel des FE-Vorhabens waren Empfehlungen, wie der Radverkehr im Winter durch einen optimierten Winterdienst gefördert werden kann. Grundlagen der zu erarbeitenden Maßnahmen waren umfassende Erhebungen und Untersuchungen zum Winterdienst und zum Radverkehr bei winterlicher Witterung in den drei ausgewählten Kommunen Karlsruhe, Köln und München. Mit Hilfe von Befahrungen bei winterlichen Bedingungen wurden Probleme sowohl aus Sicht der Radfahrenden als auch aus Sicht des Winterdienstes erkannt. Weiterhin wurde mit Hilfe einer durchgeführten Umfrage bei Radfahrenden das Entscheidungs- und Fahrverhalten bei winterlichen Bedingungen erfragt. Messungen zum zeitlichen und räumlichen Liegeverhalten von Streustoffen haben Erkenntnisse zur optimierten Streustrategie auf Radwegen gebracht. Die Empfehlungen umfassen neben Konzeption und Durchführung des Winterdienstes auch die winterdienstfreundliche Planung und Gestaltung von Radverkehrsanlagen sowie die rechtlichen Rahmenbedingungen für den Radverkehr im Winter und basieren bei einzelnen Maßnahmen auf Grundlage von differenzierten Nutzen-Kosten-Bewertungen. Die konsequente Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen in Kombination mit der Information der Radfahrenden hierüber können den Radverkehrsanteil im Winter nachhaltig steigern. Wie die Nutzen-Kosten-Analysen deutlich gemacht haben, sind die hiermit verbundenen Kosten im Vergleich zum Nutzen durch gesteigerte Sicherheit und verbesserte Befahrbarkeit der Radwegeverbindungen verbunden mit einer Steigerung des Radverkehrsanteils im Winter insgesamt nur gering.

In der vorliegenden Untersuchung wurden die methodischen Grundlagen für ein Verkehrsanalysesystem entwickelt, mit dem die im Leitfaden zum Arbeitsstellenmanagement auf Bundesautobahnen geforderte Bewertung der Auswirkungen von Arbeitsstellen auf den Verkehrsablauf umgesetzt werden kann. Dazu wurden makroskopische Modelle zur Nachbildung des Verkehrsablaufs auf Autobahnen geprüft und weiterentwickelt. Der Ansatz für die Quantifizierung der verkehrlichen Auswirkungen von Engpässen ist die intervallgenaue Modellierung von Verkehrsnachfrage und Kapazität über einen längeren Zeitraum. Die Anwendung dieser sogenannten Ganzjahresanalyse führt zu einer deutlich präziseren Nachbildung des Verkehrsablaufs im Vergleich zur Analyse einer einzelnen Bemessungsstunde. Zur Auswahl eines Modells für das Verkehrsanalysesystem wurden geeignete Kombinationen der Modellkomponenten analysiert und empirisch validiert. Diese unterscheiden sich in ihren Berechnungsansätzen, in der betrachteten Intervalldauer und in der Berücksichtigung der Stochastizität von Verkehrskenngrößen. Die empirische Grundlage bildeten Daten von Dauerzählstellen sowie Fahrtzeitmessungen. Anhand lokal an Dauerzählstellen erfasster Daten wurden fünf Untersuchungsstrecken mit ausgeprägtem Engpass analysiert. Für die Ermittlung der durch den Engpass bedingten Fahrtzeitverluste wurde der Verkehrsablauf zwischen den Zählstellen detailliert rekonstruiert. Anhand der Übereinstimmung der modellbasierten und empirischen Ergebnisse und unter Berücksichtigung praktischer Erwägungen hinsichtlich der Umsetzbarkeit im Verkehrsanalysesystem wird für den Anwendungsfall der Baubetriebsplanung ein deterministisches Warteschlangenmodell mit deterministischen Eingangsgrößen in Stunden-Intervallen vorgeschlagen. Die durch die Ganzjahresanalyse ermittelten verkehrstechnischen und volkswirtschaftlichen Kenngrößen können in ein übergeordnetes Bewertungskonzept integriert werden. Durch eine Erweiterung des Berechnungsmodells ist das Verkehrsanalysesystem auch für wissenschaftliche Analysen geeignet.

Um bei der kontinuierlich zunehmenden Beanspruchung der Straßeninfrastruktur Verkehrssicherheit und Funktionstüchtigkeit sicherzustellen, leistet der Straßenbetriebsdienst mit regelmäßigen Kontrollen, Wartungen und Unterhaltungsmaßnahmen einen erheblichen Aufwand bei der Erhaltung und Pflege der Verkehrsanlagen. Eine innovative Datenerfassung und -nutzung kann einen Beitrag dazu leisten, den gestiegenen Anforderungen effektiv und wirtschaftlich gerecht zu werden und zeitgleich die Beeinträchtigung für den Verkehr möglichst gering zu halten. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung von differenzierten Empfehlungen für den Einsatz innovativer Technologien zur Verbesserung der wirtschaftlichen Aufgabenerfüllung sowie der Information über Eingriffe in den Verkehrsraum und das Erarbeiten von Anwendungskonzepten, die den vielfältigen Anwendungen im Straßenbetriebsdienst gerecht werden. Dazu wurden Informations- und Kommunikationstechnologien analysiert und die Übertragung von Technologien aus anderen Branchen auf den Straßenbetriebsdienst diskutiert (RFID, QR-Codes, NFC, Bluetooth etc.). Für die Erprobung der Konzepte in der Praxis wurden in Kooperation mit fünf Meistereien aus drei Ländern Pilotanwendungen initiiert: • Positionsbestimmung von Verkehrssicherungs-anhängern und Erfassung von Zustand der Warneinrichtung sowie der Aktivität von Richtungs- und Blinkpfeil (2 Systeme) • KI-gestützte Objekterkennung mit Einsatz im Entwässerungsmanagement, Auffindbarkeit von Sinkkästen • Werkstattmanagement mit mobilen Endgeräten und QR-Codes • Nachverfolgung handgeführter Geräte aus ei-nem zentralen Gerätelager mittels RFID (interne Weiterführung geplant) Bereits aus der Leistungsdefinition und der Beschaffung lassen sich Schlussfolgerungen und Empfehlungen ableiten: je nach Art, Umfang und Entwicklungsaufwand der geforderten Leistung kommen prinzipiell unterschiedliche Gruppen von Anbietenden in Frage, die entweder Gesamtsysteme auf Kundenwunsch entwickeln und implementieren, ein vorhandenes System anbieten oder nur Teilkomponenten liefern. Je komplexer die Aufgabenstellung, desto größer die Herausforderungen beim Erstellen von Anforderungen und Leistungsdefinition und bei der Kommunikation mit den Anbietern. Das Maß an Eigeninitiative und Wissen über den Ausschreibungsgegenstand, das für eine reibungslose, zügige und wirtschaftliche Beschaffung erforderlich ist, sollte nicht unterschätzt werden. Trotz der Parallelen bspw. zu Logistik- und Warenwirtschaftsbranche handelt es sich im Betriebsdienst nicht um Standardprozesse. Die speziellen Randbedingungen erfordern eine möglichst exakte Beschreibung der Anforderungen. Es hat sich gezeigt, dass die digitale Infrastruktur der öffentlichen Verwaltung und insbesondere in der Betriebsdienstbranche nicht mit der Privatwirtschaft zu vergleichen ist. Die Erprobung der sorgfältig ausgewählten Konzepte hat gezeigt, dass eine innovative Datenerfassung und -nutzung im Straßenbetriebsdienst das Potenzial hat, die wirtschaftliche Aufgabenerfüllung sowie Informationen über Eingriffe in den Verkehrsraum zu verbessern. KI-gestützte Objekterkennung ist für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen möglich. Bei der Verortung beweglicher Objekte und dem Erfassen von Schaltzuständen können ausreichende Genauigkeiten erzielt werden. Nicht immer sind komplexe und umfangreiche Systeme besser geeignet, mitunter empfiehlt sich die Beschaffung eines robusten und schlanken Systems, das sich auf das Wesentliche beschränkt. Für die Ausstattung einer Werkstatt mit einem Managementsystem liegt die Herausforderung in der Definition von Arbeitsabläufen und der Integration in vor- und nachgeschaltete Prozesse, die am Markt erhältlichen technischen Komponenten sind auch für einen Einsatz im Straßenbetrieb geeignet. Neben den dokumentierten Erkenntnissen sollen die durchgeführten Pilotanwendungen als Inspiration für neue Lösungsmöglichkeiten konkreter eigener Problemstellungen dienen. Der Erfolg solcher Lösungen steht und fällt mit der Akzeptanz der Beschäftigten. Deshalb muss ein besonderes Augenmerk auf dem Nutzen für die Mitarbeitenden im Betriebsdienst und deren frühe Einbindung in Planung, Anforderungsdefinition und Bewertung liegen.

Ziel des Projekts ist die Identifikation von Use Cases für den Einsatz automatisierter, vernetzter Maschinen und Fahrzeuge im Straßenbetriebsdienst auf Bundesautobahnen und ihrer jeweiligen Einsatzbedingungen. Für diese Use Cases wurden Einsatzpotenziale aufgezeigt, dabei sollen sie sich am technisch Machbaren orientieren. Mit dem Ergebnis der Untersuchungen soll die Industrie in die Lage versetzt werden, die Entwicklung automatisierter, vernetzter Maschinen und Fahrzeuge für den Straßenbetriebsdienst auf Autobahnen fortzusetzen, sodass diese anforderungsgerecht für die Straßenbaulastträger auf dem Markt verfügbar sind. Die Ergebnisse sollen veröffentlicht werden und damit wettbewerbsfrei zur Verfügung stehen. Besonders die drei im Projekt näher untersuchten Use Cases eignen sich besonders für weitere Forschungsprojekte, um eine möglichst zeitnahe Umsetzung von sicherheits- und effizienzsteigernden Automatisierungslösungen im Straßenbetriebsdienst zu unterstützen. Darüber hinaus sollte, vorbereitend für den zukünftigen Einsatz autonomer Fahrzeuge im Straßenbetriebsdienst, die Rolle der Technischen Aufsicht untersucht und es sollten Erfahrungswerte in einem Pilotprojekt gesammelt werden. In diesem Kontext ist auch die Entwicklung eines autonomen Basisfahrzeugs zielführend, da dieses mit verschiedenen Aufbauten versehen und so für unterschiedliche Einsatzbereiche verwendet werden kann. Dies erhöht das Marktpotenzial für die Industrie und senkt die Kosten für den Anwender. Zukünftig spielt die Cybersecurity vor allem im Rahmen von Automatisierungslösungen eine immer größere Rolle. Daher sollten die im Projekt gewonnen Erkenntnisse, insbesondere mit Blick auf die ausgewählten Use Cases, vertieft und ausgebaut werden.

Ziel des Projektes war die Evaluierung einer technischen Ausleitmethode für Fahrzeuge an Kontrollplätzen im Rahmen von Standkontrollen des Bundesamts für Güterverkehr, um das händische Ausleiten durch das Kontrollpersonal in Zukunft zu ersetzen. An fünf deutschlandweit verteilten Standorten wurde die Technik, bestehend aus: Bedienstation, Kameratechnik und LED-Ausleittafel getestet, um ein gefahrloses Ausleiten von Fahrzeugen von Autobahnen zu ermöglichen. Die verwendete Software übermittelt die Kennzeichen, welche zuvor von einem Kamerasystem erfasst wurden und leitet diese dann inklusive eines Fahrzeugbildes an die das Kontrollpersonal weiter. Grundsätzlich ist eine Pulk- oder Individualausleitung der Fahrzeuge möglich. Am Pilotstandort Sophienberg, Bayern wurden empirische Untersuchungen zur Sicherheit und Funktionalität der Ausleittechnik durchgeführt, zusätzlich befragte man standortübergreifend fahrzeugführende Personen hinsichtlich der Ausführung und Darstellung der Ausleittafel. Durch eine Befragung des Kontrollpersonals wurde die höhere Sicherheit beim technischen Ausleiten bestätigt und Probleme herausgearbeitet, die dem Kontrollpersonal in der Testphase aufgefallen sind. Die anschließende ergonomische Untersuchung ergab, dass Optimierungsbedarf bezüglich der der Bediensoftware für das BAG-Kontrollpersonal besteht. Verbesserungsmöglichkeiten werden zum Beispiel in der Bildqualität, dem Bildausschnitt und der Verringerung der Anzahl an Kamerabildern auf dem Bildschirm, sowie der Erfassung und Dokumentation gesehen. Die parallel ablaufende technische Bewertung des Gesamtsystems legte Verbesserungspotenzial an den einzelnen Standorten offen und sprach Empfehlungen zum weiteren Ausbau der Pilotstandorte aus. Für den flächendeckenden Ausbau der Ausleittechnik werden die Standorte für eine mögliche technische Aufrüstung nach bestimmten Eigenschaften ausgewählt, die in einem Gesamtkriterienkatalog zusammengefasst wurden. Die Einschätzung zur zukünftigen Entwicklung der Ausleittechnik ergab, dass eine digitale Kommunikationsverbindung zwischen Bediensoftware und Lkw eine Verbesserung des Verkehrsflusses zur Folge hat. Die Informationen, welche die Ausleittafeln anzeigen würden, könnten direkt an den Bordcomputer des zu ausleitenden Fahrzeugs übermittelt werden, um eine gezieltere Ausleitung durchzuführen.

Radverkehr ist ein wichtiger Teil eines städtischen Gesamtverkehrskonzepts und Lichtsignalanlagen sind unverzichtbare Einrichtungen in städtischen Straßennetzen zur Steuerung des Verkehrsablaufs. Ziel dieses Forschungsprojekts war es, den Verkehrsablauf an signalisierten Knotenpunkten mit hohem Radverkehrsaufkommen zu analysieren und darauf aufbauend praxistaugliche Ergänzungen für das Berechnungsverfahren nach dem HBS 2015 zu entwickeln. Zur Analyse des Verkehrsablaufs wurden empirische Untersuchungen des Fahrverhaltens an ausgewählten Knotenpunkten in Berlin, Freiburg und München durchgeführt. Dazu wurden das Verhalten und insbesondere Fahrprofile von Radfahrern aus Videobeobachtungen mit Verfahren der automatischen Bildverarbeitung erhoben und zu Kenngrößen, wie beispielsweise Beschleunigungsfunktionen und Zeitbedarfswerten, weiterverarbeitet. Diese Kenngrößen waren die Grundlage für die Kalibrierung und die Validierung von mikroskopischen Simulationsmodellen, die zur Erzeugung von weiteren Daten für die Entwicklung der Berechnungsverfahren genutzt wurden. Insgesamt wurden vier Simulationsszenarien untersucht, wobei Radverkehrsstärken, Kfz-Verkehrsstärken, Umlaufzeiten und Freigabezeitanteile systematisch variiert wurden. Auf Basis der Ergebnisse der Empirie und Simulationsuntersuchungen wurden Ergänzungen für das bestehende Berechnungsverfahren abgeleitet. Für den Radverkehr auf eigenen Radverkehrsanlagen wurden Zeitbedarfswerte (zur Ermittlung von Kapazitäten) in Abhängigkeit der Breite der Radverkehrsanlage ermittelt. Für den Kfz-Verkehr wurde der Einfluss des Radverkehrs für folgende Konstellationen formal beschrieben: Behinderung von geradeausfahrenden Kfz durch Radverkehr auf aufgeweiteten Radaufstellstreifen, Belegungszeit der Furt durch Radfahrer bei bedingt verträglich rechtsabbiegenden Kfz und das Durchsetzen von entgegenkommenden Radfahrern durch bedingt verträglich linksabbiegende Kfz.

Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse der Studie „Verkehrsträgerübergreifender Austausch von erneuerbaren Energien“ vor. Die Studie umfasst Lösungen für die verstärkte Erzeugung und Nutzung erneuerbarer Energien entlang von Straßen-, Schienen- und Wasserstraßeninfrastruktur mit Schwerpunkt auf der Straße und ist in fünf Arbeitspakete untergliedert. Ausgehend von der Bewertung bestehender und erfolgversprechender Technologiefelder und der Auswahl von Best-Practice-Beispielen werden spezifische Technologien in Kombination mit Verkehrsinfrastruktur aus technischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Perspektive weiter untersucht. Unter Berücksichtigung von Flächenpotenzial, Technologiereife und Wirtschaftlichkeit sind Photovoltaik auf Lärmschutzeinrichtungen, Überdachungen, Dach- und Freiflächen von diversen Verkehrseinrichtungen sowie Solarthermie besonders vielversprechend. Strenge Auflagen und unklare Zuständigkeiten hemmen zurzeit die Umsetzung am stärksten. Für die Umsetzung sind PV-Anlagen auf/an Lärmschutzwänden in Verbindung mit benachbarten großen Verbrauchern zur Direktbelieferung zu empfehlen, ebenso PV-Freiflächenanlagen auf Randflächen insbesondere in der Nähe von größeren Eigenverbrauchern (z. B. Lüftungsanlagen/Beleuchtung von Tunneln) oder energieintensiven externen Verbrauchern (z. B. Ladeeinrichtungen). Geeignete Geschäftsmodelle umfassen die Eigenversorgung von Bundesimmobilien mit erneuerbaren Energien, Direktlieferverträge mit Verbrauchern in direkter räumlicher Nähe, regionale Direktvermarktung sowie die Verpachtung von Flächen. Darüber hinaus wird ein Managementkonzept vorgestellt, das diese verschiedenen Optionen unter einem Dach vereint: Die Führung eines Bilanzkreises für die bundeseigenen Erzeuger und Verbraucher. Abschließend werden die rechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen für die Erzeugung, Nutzung und Vermarktung von Energie aus erneuerbaren Quellen entlang von Straßen betrachtet. Entsprechende vertragliche Regelungen für jedes Geschäftsmodell sowie vergaberechtliche Fragen werden behandelt. Die Handlungsempfehlungen an die Politik sind: Es stehen sowohl die Technologien als auch die Geschäftsmodelle mit dem entsprechenden rechtlichen Rahmen zur Verfügung, um Erneuerbare Energien an Verkehrsträgern wirtschaftlich zu nutzen und den dringend notwendigen Beitrag zu den europäischen und deutschen Klimazielen zu leisten. Hindernisse können überwunden werden, indem Erfahrungen aus Pilotprojekten zügig auf den weiteren Zubau übertragen werden. Der Zubau sollte jetzt starten. Schnell umsetzbare Lösungen wie die Ausstattung von Eigenbetrieben mit PV-Dach- oder Freiflächenanlagen sollten unmittelbar begonnen werden. Für die mittel- und langfristige Dynamik beim Ausbau empfehlen wir eine Roadmap, die stufenweise zum Ziel eines emissionsfreien Betriebs der Verkehrsträger bis spätestens 2045, aber möglichst früher führt.

Aufgrund der Verschiebung der SVZ 2020 in das Jahr 2021 wurde eine alternative Methode zur Bereitstellung von Verkehrsdaten für die Bundesfernstraßen (Autobahnen und Bundesstraßen) erarbei¬tet, sodass diese Daten für die Lärmkartierung bis Juni 2022 genutzt werden können. Es wurde eine Fortschreibung und Hochrechnung der Ergebnisse der SVZ 2015 in Verbindung mit den automatischen Dauerzählstellendaten sowie den TM-Zählungen der Jahre 2016 – 2019 auf das Jahr 2019 durchgeführt. Im Ergebnis liegen die Verkehrskenngrößen gemäß der SVZ-Schnellübersicht für das Jahr 2019 vor, dies sind die durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken, die Bemessungsverkehrsstärken und die Lärmkennwerte. Die Lärmkennwerte werden sowohl nach RLS-90 als auch nach RLS-19 ausgewiesen.