Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Werkzeugs zur Berechnung der Photovoltaik Potenziale an Bundesfernstraßen. Im Fokus standen Photovoltaikpotenziale an Lärmschutzwänden, Lärmschutzwällen, Dachflächen von Bauwerken, Parkflächen und Straßenbegleitflächen entlang von Bundesfernstraßen. Das Werkzeug ist auf allen Ebenen einsetzbar, von der Einzelobjektebene bis zur bundesweiten Analyse. Hierzu wurde innerhalb umfangreicher Simulationen ein entsprechender Geodatensatz, basierend auf BISSTRA-Daten aber auch DOM- und DLM- sowie Open Streetmap-Daten erzeugt. Dieser kann Anwendung finden, um relevante Standorte zu identifizieren, zu priorisieren und als Entscheidungshilfe für die Erschließung der zur Verfügung stehenden Potenziale dienen. Für jede Fläche sind die wesentlichen Eigenschaften installierbare Leistung sowie der spezifische Jahresertrag ausgewiesen. Grundsätzlich ist das Werkzeug sowohl für alle Straßen als auch für andere Verkehrsträger (Schiene, Wasserstraße) einsetzbar. Der Datensatz umfasst 250.000 Flächen. Aufgrund dieses Umfangs ist die Analyse der Flächen automatisiert und erfüllt nicht den Anspruch einer detaillierten Machbarkeitsstudie. Um solche Machbarkeitsstudien auf Objektebene durchführen zu können, werden entsprechende Daten z. B. zu Naturschutz/Ausgleichsflächen aber sinnvollerweise auch zu den Eigentumsverhältnissen benötigt. Diese sollten auf den niedrigeren Aggregationsebenen vorhanden sein, standen aber für die bundesweite Analyse, also die höchste Aggregationsebene, zumindest im Rahmen dieses Projekts nicht zur Verfügung. Innerhalb der Studie wurden daher pauschale Abschlagsfaktoren für die Simulationsergebnisse ermittelt, um die Größenordnung des bundesweiten, erschließbaren Potenzials zu bestimmen. Bei diesen Abschlagsfaktoren handelt es sich um geschätzte Abschlagsfaktoren, die zusätzlich mit einer entsprechenden Unsicherheit beaufschlagt wurden. Die hier dargestellten Ergebnisse stellen daher keine Bewertung einzelner Flächen, sondern eine Abschätzung auf nationaler Ebene dar. Hier ist insbesondere zu erwähnen, dass die Eigentumsverhältnisse der Flächen und damit einhergehende Zuständigkeiten nicht berücksichtigt worden sind. Die durchgeführten Berechnungen und damit verknüpften Ergebnisse stellen bereits eine systematische Abschichtung vom reinen technischen Potenzial dar, da weitere in der Methodik dargestellte Einschränkungen wie z. B. die vorhandene Vegetation, der minimale spezifische Jahresertrag sowie weitere Kriterien berücksichtigt worden sind. Zusammenfassend ergeben sich mit der dargestellten Methodik inklusive der geschätzten Abschläge auf nationaler Ebene erschließbare Gesamtpotenziale im zweistelligen Gigawatt-Bereich. Der größte Anteil entfällt dabei auf die Straßenbegleitflächen (24 – 48 GWp) gefolgt von den Lärmschutzwällen (3,2 – 4,2 GWp) und den Parkflächen (1,0 – 1,2 GWp). Das Potenzial der Lärmschutzwände ist mit 0,5 – 0,6 GWp ermittelt worden. Auf den Dachflächen der untersuchten Gebäude ergeben sich ca. 0,13 – 0,14 GWp installierbare Photovoltaikleistung. Die Straßenflächen selbst, die z. B. durch Überdachungen erschlossen werden könnten, wurden in dieser Studie nicht berücksichtigt. Obwohl die Leistungspotenziale der Lärmschutzwände und der untersuchten Gebäude geringer ausfallen, kann die Erschließung dieser Potenziale äußerst attraktiv sein. Darüber hinaus wurde bei der Belegung der Lärmschutzwände ein eher konservativer Ansatz mit Aufsätzen gewählt, um Beeinträchtigungen der Schallschutzwirkung zu vermeiden. Bei einem Teil der Lärmschutzwände könnten auch an den Seiten angebaute Konstruktionen in Betracht gezogen werden. Dies würde eine Erhöhung der installierbaren Leistung pro Meter Lärmschutzwand bedeuten, kann aber sinnvollerweise nur bei einer objektbezogenen Analyse untersucht werden. Bei Einbeziehung der ermittelten Leistungspotenziale entlang der Bundesfernstraßen in den Kontext der Energiewende ergeben sich unter Berücksichtigung der geschätzten Abschlagsfaktoren relevante Anteile am gesamten Zubaubedarf in Deutschland von 430 GWp bis 2045 [1].

Neben einheimischen Arten nutzen auch Neophyten die straßenbegleitenden Grünflächen als relevante Ausbreitungspfade. So treten aus Ostasien stammende Knöteriche wie der Japanische Staudenknöterich (Fallopia japonica) zunehmend im Verkehrsbegleitgrün auf und werden dort von vielen Straßenbetriebsdiensten als sehr problematisch eingestuft. Grund hierfür ist, dass diese Pflanzen durch ihre Hoch- und Schnellwüchsigkeit ein Risiko für die Verkehrssicherheit darstellen können und oft zu einem höheren Pflegeaufwand führen. Die Bekämpfung etablierter Bestände des Staudenknöterichs ist zeit-, arbeits- und kostenintensiv. Daher kommt der Ausbreitungsprävention große Bedeutung zu. Die Verschleppung von Rhizomen des Staudenknöterichs in Bodenmaterial stellt den bedeutendsten Ausbreitungsweg im Straßenraum dar. Daher wurden Konzepte zur Vermeidung der Ausbreitung durch Bodenmaterial sowohl für den Straßenbau als auch für die Aufgabenbereiche der Straßenbetriebsdienste erarbeitet. Bestandsregulierende Maßnahmen sind dort erforderlich, wo Bestände des Staudenknöterichs akut problematisch sind oder dies auf absehbare Zeit werden können, z. B. in Hinsicht auf die Einschränkung der Verkehrssicherheit, eine markante Erhöhung des Pflegeaufwands inklusive der Aufwendungen für Verkehrssicherung oder einer Gefährdung von Infrastrukturen. Dies trifft vorwiegend auf ältere Bestände zu, da diese meist ein großes und tiefreichendes Rhizom- und Wurzelsystem aufgebaut haben. Dagegen lassen sich junge und kleine Bestände in der Regel deutlich leichter bekämpfen. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es, auf den Verkehrsträger Straße zugeschnittene Konzepte zur Priorisierung der Bekämpfung des Staudenknöterichs bei verschiedenen Standortsituationen zu erstellen sowie potenziell geeignete Bekämpfungsmethoden zu erproben und zu bewerten. Im Forschungsvorhaben wurden Kriterien zur Priorisierung zu bekämpfender Bestände auf Grundlage der Bestandsgröße und der akuten Problemlage in Form einer Abfrageliste zusammengefasst. Zur Umsetzung von Maßnahmen zur Ausbreitungsprävention wurden Checklisten (Planung, Bau, nach Baufertigstellung) erarbeitet. Bereits bekannte Bekämpfungsmethoden wurden zusammengestellt, beschrieben und ihre Anwendbarkeit auf Straßenbegleitflächen beurteilt. Im Rahmen des Projekts wurden in Praxisversuchen die Verfahren Ausgraben/Ausreißen (händisch), Strom (Elektrolanze), Heißwasser und Einbau von Drahtgittern erprobt. Auf Verfahren mit einem Anfall von zu entsorgenden Rhizom-Bodengemischen (z. B. Abgraben und Abdecken mit Vlies/Folie, Ausgraben maschinell) wurde aufgrund der mit der Entsorgung verknüpften Problematik verzichtet. Seit 2020 und 2021 werden die vier Bekämpfungsmethoden an insgesamt zehn Standorten und auf 20 Einzelflächen erprobt. Die Versuchsflächen befinden sich überwiegend im Verkehrsbegleitgrün von Bundesfernstraßen. Die verschiedenen Bekämpfungsverfahren wurden auf Basis der gewonnenen Untersuchungsergebnisse bewertet. Die Maßnahmen haben bis Ende 2022 noch an keinem der Versuchsstandorte nachweislich zu einer vollständigen Beseitigung des Staudenknöterichs geführt. Die Ergebnisse stellen daher ein Zwischenresultat dar, da nach zwei (bzw. drei) Behandlungsjahren bei den schwer zu beseitigen Staudenknöterichen die Bekämpfungen noch weiterlaufen werden. Die Bekämpfungen werden fortgeführt. Die bislang erzielten Erkenntnisse stellen auch die Basis für konkrete Empfehlungen zur Priorisierung zu bekämpfender Staudenknöterichbestände dar. Als vorläufiges Ergebnis der Bekämpfungsversuche lässt sich feststellen: - Ausgraben/Ausreißen (händisch) von Kleinbeständen reduzierte schon im ersten Bekämpfungsjahr den Sprossaufwuchs deutlich; ein mittelgroßer Bestand zeigte hingegen im zweiten Jahr zahlreiche Nachtriebe. - Die Heißwasserbekämpfung auf dem Mittelstreifen einer Autobahn bewirkte ab dem ersten Bekämpfungsjahr eine Sprossreduktion und schnitt hier im direkten Standortvergleich besser ab als die Strombekämpfung. - Die Heißwasserbekämpfung auf dem Autobahnmittelstreifen war auch erfolgreicher als die gleiche Behandlung auf Standorten mit besseren Standortbedingungen. - In Hessen war die Elektrobekämpfung erfolgreicher als die Heißwasserbekämpfung, die dort an Beständen auf Standorten mit günstigeren Standortbedingungen (Trophie, Wasserhaushalt) erfolgte. Die Strombehandlung bewirkte an einem Bestand an einer Böschung einen sehr starken Bestandsrückgang im zweiten Behandlungsjahr, bei zwei weiteren Vorkommen an Böschungen war ein weniger starker Rückgang feststellbar. - Der Zeitpunkt der Heißwasser- und Strombehandlung sowie Abstand und Häufigkeit der Durchführung beeinflussen den Erfolg; günstig sind nach vorläufiger Einschätzung ein Maßnahmenbeginn ca. Mitte (Ende Mai) und ein Abstand von ca. 5 bis 6 Wochen bis zum nächsten Termin. - Der Einbau von Drahtgittern in vier Knöterichbestände auf Autobahnböschungen zeigte bisher geringe bis keine Effekte auf die Vitalität der Staudenknöteriche.

Im Rahmen der Untersuchung wurden Kapazitäten, q-v-Diagramme und Unfallkenngrößen für Arbeitsstellen längerer und kürzerer Dauer auf Autobahnen ermittelt. Die Ergebnisse können in die Parametrierung eines Verkehrsanalysesystems zur Bewertung der Auswirkungen von Arbeitsstellen auf den Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit im Rahmen der Baubetriebsplanung auf Bundesautobahnen einfließen. Für die empirische Kapazitätsanalyse wurden Verkehrsdaten von Zählstellen im Zulauf von 40 Arbeitsstellen längerer Dauer und 111 Arbeitsstellen kürzerer Dauer mit unterschiedlichen Verkehrsführungen ausgewertet. Die Ermittlung der Kapazitäten und q-v-Diagramme an Arbeitsstellen längerer Dauer orientierte sich dabei an der Methodik zur Herleitung der Kapazitätswerte und q-v-Beziehungen im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS). Die Kapazität von Arbeitsstellen kürzerer Dauer wurde durch die Auswertung der Verkehrsstärken im Stauabfluss ermittelt. Aus den Ergebnissen der empirischen Analysen wurden standardisierte Kapazitätswerte abgeleitet. Als maßgebende Einflussgrößen auf die Kapazität von Arbeitsstellen längerer Dauer wurden die Lage innerhalb oder außerhalb von Ballungsräumen, das Vorhandensein einer Fahrbahnteilung, die Fahrstreifenbreite sowie der Schwerverkehrsanteil und die Steigung identifiziert. In Arbeitsstellen kürzerer Dauer bestimmen die Lage innerhalb oder außerhalb von Ballungsräumen und die Seite des Fahrstreifeneinzugs maßgeblich die Kapazität. Für die Ermittlung von Unfallkostenraten und Unfallraten wurde das Unfallgeschehen in 141 Arbeitsstellen längerer Dauer und rund 21.000 Arbeitsstellen kürzerer Dauer mit unterschiedlichen Verkehrsführungen analysiert. Dabei erfolgte eine Betrachtung einzelner Bereiche innerhalb der Arbeitsstellen (Zulauf, Überleitung/Verschwenkung, Innenbereich, Rückleitung/Rückverschwenkung), für die differenzierte Unfallkostenraten und Unfallraten bestimmt wurden.

Die Simulation von Anprallversuchen mittels der Methode der finiten Elemente (Finite-Element-Method/ -Analysis, FEM / FEA) ist eine moderne Technologie zur digitalen Abbildung eines Anprallprozesses. Sie kann für die Untersuchung von Fahrzeug-Rückhaltesystemen eingesetzt werden, wodurch eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten eröffnet wird. Mit Ergebnissen aus Simulationsstudien können Forschungsprojekte, in denen mithilfe realer Anprallversuche wissenschaftliche Fragestellungen beantwortet werden, unterstützend erweitert und hinsichtlich ihrer Aussagekraft ergänzt werden. Es können zudem auch Randbedingungen künftiger Anprallversuche und geplante Anpassungen der Regelwerke untersucht und eventuelle Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit für vielfältige Szenarien abgeschätzt werden. Dies ermöglicht datenbasierte Entscheidungen sowohl im Rahmen der Gremienarbeit auf europäischer und nationaler Ebene als auch bei der Beratung des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV). Des Weiteren gibt die Simulation die Möglichkeit der Bearbeitung von Fragestellungen bezüglich Sicherheitsreserven von Fahrzeug-Rückhaltesystemen und deren Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit, die mit den realen Anprallversuchen allein nicht beantwortet werden können, insbesondere aufgrund der hohen Reproduzierbarkeit der Simulation bei Sensitivitätsanalysen. Einzelne Parameter, wie Anprallwinkel oder Geschwindigkeit, können mit einer hohen Genauigkeit abgebildet und separat untersucht sowie die auf die Schutzeinrichtung und das Fahrzeug wirkenden Kräfte, Spannungen und Verformungen an beliebigen Stellen im Modell gemessen und dargestellt werden. Die Unsicherheiten einer Abschätzung von Einflussfaktoren kann so verkleinert, und präzise Voraussagen getroffen werden. Die dreidimensionalen Simulationsmodelle bieten Vorteile in der räumlichen und zeitlichen Auflösung. Dem Video eines realen Anprallversuchs mit vorher festgelegten Kamerapositionierungen, steht ein hochdetailliertes Modell gegenüber, dass zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Anprallverlaufs aus beliebigen Blickwinkeln betrachtet, und bis in den Millimeterbereich vergrößert werden kann. Im Falle eines bereits durchgeführten Verifizierungs- und Validierungsprozesses bieten Simulationsstudien erhebliche Kostenvorteile gegenüber den realen Anprallversuchen. Zudem sind auch Situationen denkbar, in denen ein realer Anprallversuch dermaßen aufwändig wäre, dass ohne virtuell durchgeführte Untersuchungen nur relative Abschätzungen möglich wären. Seit 2014 wird im Referat Straßenausstattung der Bundesanstalt für Straßenwesen ein eigener Simulationsserver mit angepasster Rechenleistung für die Durchführung von Berechnungen mit der Methode der finiten Elemente betrieben, und mit dessen Hilfe die in diesem Bericht dargestellten Simulationsstudien entstanden sind. Basierend auf Daten von realen Versuchen, die über viele Jahre im Referat durchgeführt wurden, wurden Simulationsmodelle entwickelt, verifiziert und validiert. In diesem Bericht werden die in dem Rahmen des Projektes „Anwendung der Simulation“ entstandenen Ergebnisse vielfältiger Untersuchungen von Einflussfaktoren bei einem Anprall präsentiert, wie z. B. die Höhe oder Neigung sowie der Kurvenradius einer Schutzeinrichtung und unterschiedliche Beladungsschwerpunkte von Sattelzügen. Auch das Verhalten einer Schutzeinrichtung bei einem Anprall mit einem Fahrzeug einer höheren Aufhaltestufe oder bei einem Anprall von nicht in der Norm EN 1317 berücksichtigten Fahrzeugen konnte mit Hilfe von Simulationen erfolgreich untersucht werden. Darüber hinaus wird gezeigt, dass anhand von früheren Gutachten übertragene Versuchsergebnisse durch virtuelle Anprallprüfungen bestätigt werden können.

Die Verbesserung der Verkehrssicherheit ist ein wesentlicher Bestandteil der politischen Zielsetzung in Deutschland. Trotz eines Rückgangs der Getöteten pro 100.000 zugelassenen motorisierten Zweirädern erfolgt dieser nicht in ausreichendem Maße. Da sich Unfälle nie ganz vermeiden lassen werden, sind insbesondere die Folgen eines Unfalls abzumildern. Fahrzeug-Rückhaltesysteme sind dabei eine Maßnahme, um dies zu erreichen. Bis 2002 wurden hierbei besondere Anforderungen seitens der Motorradfahrer nicht berücksichtigt. Heutzutage ist die Beachtung solche Anforderungen fester Bestandteil der Verkehrssicherheitsarbeit. In dieser Studie sollen deshalb diese Fahrzeug-Rückhaltesysteme und ihre Bestandteile eingehend auf ihr Gefährdungspotenzial untersucht werden. Im Fokus stehen dabei besonders scharfkantige Konstruktionsteile, die der Motorradfahrer aufsitzend oder rutschend erreichen kann. Die Bewertungen der Gefährdungspotenziale sollen abschließend in Bewertungskriterien überführt werden, anhand dessen verschiedene Konstruktionsmerkmale bezüglich ihrer Scharfkantigkeit bewertet werden sollen. Aufbauend auf einer internationalen Literaturstudie und einer eigens durchgeführten Befragung von Unfallexperten wurden in dieser Studie verschiedene Anprallversuche konzipiert und durchgeführt, welche typische Anprallsituationen von Motorradfahrern darstellen. Aus den Versuchsergebnissen wurden als Ergebnis dieser Studie verschiedene Kriterien abgeleitet, um die Scharfkantigkeit einzelner Konstruktionsteile zu bewerten. Zunächst wurde das Kriterium eines Mindestradius definiert, unter dem jegliche Kanten ausgerundet werden sollen. Darüber hinaus wurde ein Versatzkriterium eingeführt, anhand dessen unter Beachtung einer Bewertungsabfolge Versätze als scharfkantig, formaggressiv oder weder noch eingestuft werden können. Wird die Scharfkantigkeit eines Versatzes festgestellt, ist zu empfehlen, diesen unter einem Mindesttangentenwinkel anzurampen.

Luftschadstoffmessungen im gesamten Bundesgebiet zeigen, dass die in der „Richtlinie 2008/50/EG über Luftqualität und saubere Luft für Europa“ festgelegten Grenzwerte für einige Luftschadstoffe insbesondere an verkehrsnahen Standorten zum Teil stark überschritten oder erreicht werden (Hot-Spots). An vielen dieser Hot-Spots liegen messtechnisch nachgewiesene Überschreitungen des NO2-Jahresmittelgrenzwertes von 40 µg/m³ vor und werden von Modellrechnungen auch für die nächsten Jahre prognostiziert. In der vorliegenden Untersuchung wurden exemplarisch für die Ballungsräume Hamburg, Duisburg und Frankfurt am Main verkehrsträgersübergreifende Emissions- und Immissions-modellierungen für den Hintergrund in einer Auflösung von 500 m mal 500 m vorgenommen. Für diese Ballungsräume wurden detaillierte Emissionsberechnungen für die Verkehrsträger Straße, Schiene, Schiff und Flug für das Analysejahr 2016 erstellt. Zusätzlich wurden spezifische Szenarien im Verkehrssektor für die Jahre 2025 und 2030 entwickelt. Dies beinhaltet die Trendprognose und im Vergleich mit dem Trend vier verschiedene Szenarien: Szenario 0: Trendszenario Szenario I: Verbesserung Motorentechnik, verstärkte Nutzung alternativer Kraftstoffe und Elektromobilität Szenario II: Verkehrsverlagerung im Güterverkehr Szenario III: Verkehrsvermeidung / Optimierte Verkehrsflüsse Szenario IV: Maximales Kombi-Szenario Um die Auswirkung der Emissionsänderungen auf die Luftqualität im städtischen Hintergrund zu bewerten, wurden für das Analysejahr 2016 und für die Szenarien Ausbreitungsrechnungen mit dem EURAD Modellsystem (Europäisches Ausbreitungs- und Depositionsmodell) in den Modellgebieten durchgeführt. Die Modellrechnungen mit dem EURAD Modell wurden für einen kompletten Jahreszyklus 2016 und für die Prognose Szenarien durchgeführt. Die wichtigsten Befunde für die Luftqualität im städtischen Hintergrund sind Folgende: Analyse Jahr 2016: Die Belastung der Luft durch Emissionen im Verkehrssektor ist besonders bei den Stickoxiden ausgeprägt. Im Ballungsraum Hamburg ist der Schiffsverkehr und der Straßenverkehr dominant Im Ballungsraum Duisburg ist der Straßenverkehr besonders ausgeprägt Im Ballungsraum Frankfurt ist der Straßenverkehr und der Flugverkehr am stärksten ausgeprägt. Der Belastung durch den Schienenverkehr spielt in allen drei Ballungsräumen nahezu keine Rolle Szenarien: Es sind deutliche Reduktionen in den Stickoxiden durch prognostizierte verminderte Emissionen besonders im Straßenverkehr für alle Ballungsräume zu sehen. Im Ballungsraum Hamburg ist zusätzlich noch eine verminderte Belastung durch SO2 im Schiffsverkehr zu sehen. Im Ballungsraum Frankfurt sind höhere SO2 Konzentrationen durch erhöhte Emissionen im Flugverkehr zu beobachten. Die stärksten Veränderungen (Minderungen) sind für die Szenarien I und für die Kombination aller Szenarien (IV) zu sehen. Eine Verbesserung der Luftqualität wird bereits deutlich durch die bereits heute beschlossenen Maßnahmen (Szenario 0) erzielt. Die zusätzlichen Maßnahmen (Szenarien I bis IV) bewirken darüber hinaus nur geringe Minderungen der Schadstoffbelastung im mittleren Hintergrundniveau der Ballungsräume

Die Digitalisierung ist ein weltweiter Megatrend, der Wirtschaft und Gesellschaft beeinflusst und grundlegend verändert. Auch im Verkehrs- und Mobilitätsbereich geht damit in vielerlei Hinsicht ein Wandel einher. Das Digitale Testfeld Autobahn (DTA) bietet die Möglichkeit in einem realen Umfeld neue technologische Entwicklungen im Bereich des automatisierten und vernetzten Fahrens sowie der intelligenten Straßeninfrastruktur zu erproben. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat das DTA gemeinsam mit dem Freistaat Bayern, dem Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA) und dem Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) im Jahr 2015 initiiert. Die Maßnahmen, die auf dem DTA durchgeführt werden, sind den zwei thematischen Bereichen „Automatisiertes und vernetztes Fahren“ und „Intelligente Infrastruktur“ zugeordnet. Das Projekt „Wissenschaftliche Begleitung für das Digitale Testfeld auf der A9 zwischen München und Nürnberg“ untersucht, begleitet und unterstützt den Bereich „Intelligente Infrastruktur“. Der Abschlussbericht gibt einen Überblick über die Erkenntnisse und Ergebnisse, die im Rahmen des DTA erzielt worden sind. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Maßnahmen, die dem Teilbereich der „Intelligenten Infrastruktur“ zuzuordnen sind. Jede der Maßnahmen wird zunächst für sich betrachtet und bewertet bevor abschließend ein Gesamtresümee gezogen wird. Die Darstellungstiefe geht von der einfachen Beschreibung inklusive einer Bewertung, teilweise basierend auf den maßnahmeninternen Evaluierungsergebnissen, bis hin zur vertieften Darstellung mit eigens für die Maßnahmen aufgesetzten, wissenschaftlich fundierten Evaluierungs- und Bewertungsarbeiten. Durch die vorgenommenen Evaluierungsarbeiten an den einzelnen Maßnahmen konnten einerseits Effekte für verkehrliche Wirkungen aufgezeigt und andererseits weitere Erkenntnisse für die Weiterverfolgung bzw. Umsetzung der Maßnahmenideen gewonnen werden. Ergänzend erfolgt eine übergreifende Betrachtung über alle Maßnahmen hinweg, u.a. hinsichtlich Synergien und Wechselwirkungen. Ebenfalls sind neue Projektansätze, Ideen bzw. Technologien, die im Zusammenhang mit den Themen im Bereich Intelligente Infrastruktur stehen, im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitungsprojekts betrachtet und bewertet worden.

Nicht an allen Straßen ist es vor allem aufgrund der zur Verfügung stehenden Querschnittsbreiten möglich eine Radverkehrsanlage einzurichten. Für Straßen mit Mischverkehr ohne Schutzstreifen stellen sich dabei die Fragen, welche objektive Sicherheit der Mischverkehr für den Radverkehr gewährleistet, wo verschiedene Mischverkehrsführungen umgesetzt und wie diese akzeptiert werden. Die vorliegende Untersuchung thematisiert reine Mischverkehrsführungen ohne Schutzstreifen. Nicht Bestandteil der Analysen sind daher parallel für den Radverkehr freigegebene Gehwege, bauliche Radwege ohne Benutzungspflicht oder Piktogrammketten o. ä. auf der Fahrbahn. Untersucht werden Streckenabschnitte innerörtlicher Hauptverkehrsstraßen zwischen zwei Hauptverkehrsknotenpunkten. Die Untersuchungsabschnitte beinhalten Anschlussknotenpunkte. Die Annäherungsbereiche an Hauptverkehrsknotenpunkten werden in der Unfallanalyse separat berücksichtigt. Die Untersuchung umfasste eine makroskopische Unfallanalyse der amtlichen Straßenverkehrsunfallstatistik, einen Workshop mit Kommunalbefragung, eine Analyse des Verkehrsaufkommens und der Einflussfaktoren auf die Akzeptanz in Zusammenhang mit dem Unfallgeschehen, Verhaltensanalysen mittels statischer und dynamischer Videobeobachtungen, lokale Befragungen Radfahrender sowie eine Pilotanalyse zur sicherheitsrelevanten Routenwahl. Für eine Stichprobe von 139 Untersuchungsstellen (plus 14 Stellen aus externen Erhebungen) wurden Merkmale des Straßenraums sowie Expositionsgrößen des Rad-, Fuß- und motorisierten Verkehrs gegenübergestellt und ausgewertet. Im Ergebnis wurde die Akzeptanz der Mischverkehrsführung, Auffälligkeiten im Unfallgeschehen und den Verhaltensweisen der Radfahrenden und Kfz-Führenden herausgearbeitet. Das beinhaltet auch eine Priorisierung von Konfliktsituationen und unfallbegünstigender Merkmale getrennt nach freier Strecke und Anschlusskontenpunkten. Abschließend wurden Maßnahmen zur Verbesserung der Akzeptanz des Mischverkehrs und der Verkehrssicherheit diskutiert.

Eine bedeutsame Oberflächeneigenschaft von Straßen besteht darin, in welcher Intensität und Richtung auf sie auftreffendes Licht reflektiert wird. Beschreibungen erfolgen bislang für die Ansprüche der Straßen- und Tunnelbeleuchtung. Reflexionsmessungen werden nur in Laboren an Bohrkernen oder Laborproben durchgeführt. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurden geeignete Reflexionskennwerte unter Bezug zur kraftfahrzeugeigenen Beleuchtung, Barrierefreiheit, Lichtimmission, sowie zu Sicht- und Substanzaspekten bei Tageslicht begründet. Somit ist eine umfassende Beschreibung der Straßenreflexion möglich. Dazu erfolgten lichttechnische Labormessungen an insgesamt 57 Straßenproben aus Asphalt und Beton sowie an Beschichtungen. Für jede Oberfläche wurden mehrere Leuchtdichtefaktoren und über 450 Leuchtdichtekoeffizienten verschiedenster Konstellation aus Beleuchtung und Beobachtung bestimmt, sowie die Zusammenhänge zwischen diesen ermittelt. Verteilungen für drei der identifizierten Reflexionskennwerte wurden in situ an 14 verschiedenen Straßenoberflächen erhoben. Für zwei Kennwerte wurde dabei die praktische Äquivalenz je zweier möglicher Messverfahren demonstriert. Gemeinsam mit den Laborergebnissen erlauben die Feldmessungen erstmals belastbare Abschätzungen über die Größe der Messfläche, die für Reflexionsmessungen bestimmter Unsicherheit notwendig ist. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Reflexion von Straßenoberflächen aus Sicht der Infrastruktur mit einer überschaubaren Anzahl von Kennwerten umfassend beschrieben werden kann. Fast alle Kennwerte können sowohl im Labor als auch bei Feldmessungen bestimmt werden, wobei damit auch eigene Möglichkeiten und Grenzen hinsichtlich Aussageumfang und Belastbarkeit verbunden sind. Weiterführende Forschung ist zu den Aspekten der Straßenreflexion notwendig, die nicht in situ gemessen werden können. Auch in Hinsicht kommerziell verfügbarer mobiler Messgeräte und der Qualitätssicherung von Messungen bedarf es weiterer Untersuchungen.

Das Ziel dieses Projekts war die Konzeptionierung und der Bau abgeschlossener photokatalytischer Reaktoren (Tunnelkassetten), mit denen die Stickoxidbelastung im Tunnel „Rudower Höhe“ in Berlin in einem relevanten Maß von 15 % reduziert werden kann. Grundsätzlich teilte sich das Projekt in zwei Phasen auf, wobei in der Phase 1 ein geschlossenes System mit geeignetem Photokatalysator und Leuchtmittel entwickelt werden sollte. Im Rahmen des Projekts stellte sich heraus, dass sich für diese Fragestellung eine Tunnelkassette mit den Abmessungen 1,5 x 3 x 4 m³ sowie drei Lüftern mit einem Volumenstrom von je 1.500 m³/h geeignet zeigte. Zum photokatalytischen Abbau der Stickoxide dienen 13 mit einem Zement-Photoment-Gemisch beschichtete Schaumstoffmatten. Als Leuchtmittel eignen sich die Leuchtstoffröhren Philips Cleo Performance 80. Anhand von Simulationen zeigte sich, dass für eine Stickoxidreduktion von 15 % jeweils 50 Tunnelkassetten auf beiden Seiten am Ende des Tunnels installiert werden sollten. Die Umsetzung dieser Ergebnisse war in Phase 2 des Projekts geplant. Aufgrund des Ausfalls eines Unterauftragnehmers, der für die Herstellung, den Einbau und den Betrieb der Tunnelkassetten verantwortlich war, konnte diese Phase jedoch lediglich in Ansätzen verwirklicht werden. So stellte die TU Berlin eigenständig eine Demonstrator-Tunnelkassette her, an der die Funktionalität durch einen längeren Testbetrieb nachgewiesen werden konnte. Bezüglich des Photokatalysators ergab sich jedoch die Problematik, dass diese infolge der Alterung geringere Abbauraten erreicht. Als Grundlage für die Konzeption der Tunnelkassetten wurden zudem umfangreiche Messungen am Tunnel „Rudower Höhe“ vorgenommen. Labortechnische Bewertungen der photokatalytischen Materialien erfolgte an Messaufbauten nach DIN ISO 22197-1. Zudem wurde ein Reaktor speziell für die Abschätzung der Wirksamkeit der Tunnelmatten erarbeitet, der eine beidseitige Beleuchtung sowie eine Durchströmung erlaubt.

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.

Straßenbegleitflächen können wertvolle Lebensräume für eine Vielzahl von Tier- und Pflanzenarten bieten und damit einen Beitrag zum Erhalt und der Förderung der Biodiversität leisten. Gleichzeitig kommen aber auch gebietsfremde Pflanzenarten (Neophyten) auf Straßenbegleitflächen vor und breiten sich bevorzugt entlang dieser aus. Einige dieser Arten können eine Gefahr für die Biodiversität darstellen, hohe ökonomische Kosten verursachen oder die menschliche Gesundheit gefährden. Ziel der vorliegenden Untersuchung war eine Erhebung der Verbreitung von Neophyten, den auftretenden Problemen und gegebenenfalls bereits ergriffener Maßnahmen zu deren Kontrolle auf Begleitgrün der Bundesfernstraßen in Deutschland. Um eine verlässliche Einschätzung zu erhalten, wurde eine online-Umfrage entwickelt, die an die zuständigen Straßen- und Autobahnmeistereien der Bundesländer gerichtet wurde. Dabei wurden 12 Fragen zu 10 ausgewählten Neophyten gestellt. Die Rücklaufrate betrug über 40 %. Laut der Angaben der Teilnehmer kommen die meisten der in der Umfrage aufgeführten Neophyten häufig auf Straßenbegleitflächen vor. Die beiden Arten, die laut der Umfrage am häufigsten vorkommen, die Herkulesstaude (Heracleum mantegazzianum) und der japanische Staudenknöterich (Fallopia japonica), verursachen auch die häufigsten Probleme in den Zuständigkeitsbereichen. Die Teilnehmer gaben an, dass die Herkulesstaude zu gesundheitlichen Problemen, der Staudenknöterich zu Sichtbehinderungen und beide Arten zu einem erhöhten Pflegeaufwand führen. Beide Arten werden in einem Großteil der Zuständigkeitsbereiche aktiv bekämpft. Die Herkulesstaude wird relativ erfolgreich durch manuelle oder chemische Maßnahmen beseitigt, während Maßnahmen gegen den Staudenknöterich größtenteils nicht erfolgreich sind. Auch Maßnahmen gegen die anderen aufgeführten Neophyten führen nur selten zu einer vollständigen und dauerhaften Beseitigung der Bestände. Die Umfrage verdeutlicht, dass ein dringender Bedarf an Maßnahmen zur Kontrolle von Neophyten, vor allem des Staudenknöterichs, besteht. Auf Grundlage dieser Ergebnisse sollen effiziente Bekämpfungsmaßnahmen und Strategien zur Vermeidung der Einbringung und Ausbreitung von Neophyten entwickelt werden. Mittel- bis langfristig sollen diese zur (Kosten-)Entlastung bei der Unterhaltung bestehender und der Planung zukünftiger Infrastruktureinrichtungen führen.

In Deutschland kommen an exponierten Stellen sowie an bei Motorradfahrern beliebten Strecken seit längerem auf den Anprall von Motorradfahrern hin optimierte Schutzeinrichtungen zum Einsatz. Damit sollen insbesondere das Hindurchrutschen unter den Schutzplankenholmen oder der Anprall gegen die Pfosten verhindert werden. Mangels nationaler und internationaler Standards zur Prüfung solcher Unterfahrschutzsysteme wurden die verwendeten Systeme nach einem eigens definierten Verfahren getestet. Seit Veröffentlichung der Technischen Spezifikation CEN/TS 1317-8:2012 (mittlerweile DIN CEN/TS 17342:2019-10; DIN SPEC 18193:2019-10) existiert eine Technische Regel, die zumindest den rutschenden Anprall von Motorradfahrern abdeckt. In wie weit die darin enthaltenen Prüfkriterien von den in Deutschland verbauten Systemen erfüllt werden, ist bislang nicht bekannt. Bei den Schutzeinrichtungen ist grundsätzlich zu unterscheiden, zwischen Herstellerentwicklungen und patentfreien Bestandssystemen, die nach Vorgaben früherer Regelwerke gebaut wurden. Die Betrachtung beschränkt sich in diesem Projekt auf die Ausrüstung von Bestandssystemen, in diesem Fall der einfachen Stahlschutzplanke (ESP). Der bereits häufig verwendete Unterfahrschutz der ESP 4.0 UFS wurde bereits erfolgreich nach dem Teil 8 der DIN EN 1317 getestet und aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse weiterentwickelt. Zusätzliche Komponenten, die die Anprallheftigkeit reduzieren sollten, wurden entwickelt und getestet. Es war nicht möglich im begrenzten Projektrahmen eine positiv getestete Lösung zu entwickeln. Versagenskriterien konnten jedoch identifiziert und aufgezeigt werden. Hilfreiche Erkenntnisse wurden gewonnen, die für zukünftige Projekte als Basis dienen können.