Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe V: Verkehrstechnik
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Es wurde anhand einer ersten Auswertung der Messdaten an der autobahnähnlichen B10 bei Karlsruhe und anhand einer Systematisierung weiterer zugänglicher PM10-Messergebnisse an Straßen im Anwendungsbereich des Merkblattes über Luftverunreinigungen an Straßen (MLuS 02) eine bessere Anpassung des existierenden Verfahrens zur Berechnung verkehrsbedingter PM10-Emissionen im Sinne einer schnell verfügbaren pragmatischen Zwischenlösung für diese Straßen erarbeitet. Mittels der NOx-Tracermethode konnten für die B10 bei Karlsruhe PM10-Emissionsfaktoren abgeleitet werden. Diese betragen im Wochenmittel 81 mg/(km Fzg), wobei an trockenen Werktagen 92 mg/(km Fzg) und an trockenen Sonntagen 59 mg/(km Fzg) ermittelt wurden. Anhand der Auswertung der Inhaltsstoffanalysen wurde u.a. abgeschätzt, dass an trockenen Werktagen ca. 50 % der PM10-Emissionen durch Auspuffemissionen realisiert werden, ca. 20 % durch Reifenabrieb, weniger als 1 % durch Bremsabriebe und ca. 30 % durch Straßenabriebe sowie Wiederaufwirbelung von Schmutzeintrag. Es wurde in diesen Überlegungen angenommen, dass sich die PM10-Emissionen einer Straße aus den Emissionen des Auspuffs sowie dem Anteil aus Abrieb und dem der Aufwirbelung infolge Reifen-, Brems-, Kupplungsbelags- und Straßenabrieb sowie Straßenstaub zusammensetzen. Dabei werden die Emissionen aus dem Auspuff bestimmt nach dem Handbuch für Emissionsfaktoren des Umweltbundesamtes (HBEFA). Die Emissionen für Abrieb und Aufwirbelung wurden auf Basis von aus vorliegenden Messergebnissen abgeleiteten Emissionsfaktoren (getrennt nach PKW und LKW) berechnet. Entsprechende Emissionsfaktoren werden angegeben. Unterschieden wird nach nicht überdeckelten Straßen und Tunnelstrecken. Für Tunnelstrecken, auf denen die Emissionen offenbar geringer sind als auf offenen Straßen, werden niedrigere PKW-Emissionsfaktoren angesetzt als für Straßen auf freier Strecke. Unterschieden wird auch weiterhin in Straßen mit gutem bzw. schlechtem Straßenzustand. Eine eindeutige Geschwindigkeitsabhängigkeit konnte aus den verfügbaren Daten nicht abgeleitet werden. Auch die Regenabhängigkeit ist weiterhin nicht eindeutig geklärt. Für die Bestimmung der Kurzzeitbelastung nach 22. BImSchV für PM10 und CO wurde auf Basis der Auswertung von Messdaten ein statistischer Zusammenhang abgeleitet für die Berechnung der Anzahl von Überschreitungen von 50 -µg PM10/m-³ als Tagesmittelwert beziehungsweise zur Bestimmung des maximalen gleitenden CO-8h-Wertes aus dem jeweiligen Jahresmittelwert. Der Bericht wurde um eine Zusatzuntersuchung zum Vergleich der PM10-Konzentrationen aus Messungen an der A1 bei Hamburg und Ausbreitungsberechnungen erweitert. Diese Zusatzuntersuchung enthält als Anhänge eine Fehlerdiskussion, eine Darstellung des Berechnungsverfahrens PROKAS zur Bestimmung verkehrserzeugter Schadstoffbelastungen sowie die MLuS 02-Protokolle zum PC - Berechnungsverfahren zur Abschätzung von verkehrsbedingten Schadstoffimmissionen nach dem Merkblatt über Luftverunreinigungen an Straßen der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Version 5.0j vom 26.02.2002.
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Nach im Jahr 2009 abgeschlossenen Untersuchungen im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) werden auch bei Anwendung der Feuchtsalzstreuung FS 30 erhebliche Anteile des Streustoffes (bis zu 85%) durch den Fahrverkehr von der Fahrbahn verfrachtet, bevor sie zur Wirkung kommen. Diese Untersuchungen führten zu der These, dass bei Anwendung von Tausalzlösungen deutlich weniger Streustoffverluste zu erwarten sind. Im Rahmen des Forschungsthemas sollten sichere Erkenntnisse darüber gewonnen werden, mit welchen Streudichten beim Einsatz von Salzlösungen unter Berücksichtigung von Randbedingungen (Wasserfilmdicken, Temperaturen) Ergebnisse erzielt werden, die dem Einsatz von Feuchtsalz FS 30 vergleichbar sind. Darüber hinaus war festzustellen, ob für in Tausalzlösungen ausgebrachtes Salz eine höhere Liegedauer angenommen werden kann, als für die Trockenkomponente im FS 30. Die Liegedauer der Tausalzlösung wurde unter Verkehrseinfluss in Messintervallen untersucht. Die Messflächen waren auf dem rechten Fahrstreifen jeweils zwischen den Rollspuren und in der rechten Rollspur angeordnet. Im Laufe der Untersuchungen hat sich folgende Messmethodik als besonders geeignet herausgestellt: 1. Nullmessung vor Ausbringung der Sole, 2. Messung unmittelbar nach Ausbringung der Sole, 3. Messung nach einer Stunde Verkehrseinfluss, 4. Messung nach vier Stunden Verkehrseinfluss, 5. Messung nach 20-22 Stunden Verkehrseinfluss. Die Messungen haben gezeigt, dass bei der präventiven Streuung durch Einsatz der FS 100 Technologie etwa 60% NaCl eingespart werden können. Bei präventiven Einsätzen mit Sole kann mit dem 1,5 - fachen der Streustoffmenge gearbeitet werden, die bei der FS 30 Technologie eingesetzt wurde. Umweltbelastungen durch den Winterdienst werden deutlich reduziert. Die Anwendung der FS 100 erfordert neue Technik zur Ausbringung und zur Bereitstellung des flüssigen Taustoffes. Die dafür erforderlichen Investitionen werden durch Streustoffeinsparungen gedeckt.
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Die Festlegung der Salzdosierung (Streudichte) wird in der aktuellen Winterdienstpraxis zumeist vom Einsatzpersonal auf den Fahrzeugen vorgenommen. Aus der Auswertung von automatisierten Datenaufzeichnungen ist bekannt, dass dabei persönliche Erfahrungen eine wesentliche Rolle spielen. Das drückt sich darin aus, dass beim Vergleich des Dosierverhaltens von mehreren Mitarbeitern unter vergleichbaren Randbedingungen der durchschnittlich eingestellte Dosierwert bis zu 100 % abweicht. Das von der Bundesanstalt für Straßenwesen (Bergisch Gladbach, Deutschland) in Auftrag gegebene Pilotprojekt "Optimierung der Streustoffausbringung " Modell zur Festlegung der objektiv notwendigen Streudichten im Straßenwinterdienst" hatte die Minimierung von "subjektiven Faktoren" bei der Taustoffanwendung zum Ziel. Aufbauend auf dem Phasendiagramm für die Mischung von NaCl und H2O wurde ein Berechnungsalgorithmus entwickelt, der Temperatur und Wasserfilmdicke auf der Fahrbahn in wählbaren Prognosezeiträumen berücksichtigt. Die stündlich aktualisierten Prognosedaten werden während der Einsatzfahrt des Winterdienstfahrzeuges übermittelt und haben direkten Einfluss auf die Streudichte. Neben den Prognosedaten haben auch technologische und streckenbezogenen Randbedingungen direkten Einfluss auf die berechnete Streudichte. Technologische Randbedingungen sind die Streutechnologie (wahlweise FS 30 oder FS 100) und der Prognosezeitraum. Zu diesem Zweck wurden vier Fahrzeuge von Autobahnmeistereien in Brandenburg und Nordrhein-Westfalen mit Bordcomputern ausgestattet, mit denen Daten kurzfristiger Wetterprognosen des Deutschen Wetterdienstes (Zeithorizont: 3 Stunden), Messungen der Fahrbahntemperatur und Daten der an der Strecke befindlichen Straßenwetterstationen verarbeitet werden. Die Bordcomputer sind über das GSM-Netz mit einem zentralen Server verbunden. Dadurch werden die Daten der Wetterprognosen laufend aktualisiert. Der Einsatz der prognostischen Streudichteberechnung hat gezeigt, dass durch diese Technik erhebliche Einsparungspotenziale bei der Taustoffanwendung erschlossen werden können. Das gilt vor allem für präventive Streueinsätze.
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Systeme und Geräte der Straßenverkehrstechnik, insbesondere zur städtischen LSA - Steuerung, haben bisher keine offengelegten Schnittstellen, die einen bundesweit standardisierten Aufbau von herstellergemischten Lichtsignalsteuerungssystemen erlauben. Als Reaktion auf die Forderung vieler LSA-Betreiber nach einem funktionellen Zusammenwirken der uneinheitlichen Systeme, entwickeln und spezifizieren die ODG, der OCA e.V., die OTEC und der VIV e.V. offene Schnittstellen für Systeme und Komponenten der Straßenverkehrstechnik (Open Communication Interface for Traffic Control Systems - OCIT). Für die von diesen Interessengruppen initiierte und begonnene Erarbeitung von Schnittstellenstandards hat die BASt im Auftrag des BMVBW die Gesamtmoderation übernommen. Sie wird hierbei durch die Forschungsarbeiten im Projekt 77.437/1999 unterstützt, dessen Ziele hauptsächlich in der neutralen Moderation (Konsensschaffung), der Organisation und Dokumentation der erreichten Standardisierungsstufen, der Zusammenstellung der erarbeiteten Schnittstellendefinitionen und der fachlichen Begleitung von Labortests liegen. Im Ergebnis liegen die ersten offen gestalteten Schnittstellen, OCIT - Outstations zur Vernetzung von Zentralen und Feldgeräten und die OCIT-Instations zur Ankopplung der verkehrstechnischen Basisversorgung via Verkehrsingenieurarbeitsplatz vor. Analysen an diesen Schnittstellenspezifikationen ergaben keine signifikanten Auffälligkeiten, die auf eine Verhinderung der angestoßenen Standardisierungsentfaltung schließen lassen. Die Erkenntnisse aus den Labortests verdeutlichen, dass der erste Schritt zur Realisierung von OCIT-Geräten erfolgreich absolviert wurde. Neben den Schnittstellendefinitionen wurden des Weiteren ergänzende Hinweise und Textvorschläge für OCIT-Ausschreibungen erarbeitet. Der Schlussbericht zum Projekt 77.437/1999 enthält ein Vademekum (Leitfaden), um den Einstieg in die Thematik von OCIT primär für Anlagenbetreiber zu erleichtern. Der Originalbericht enthält als Anlagen eine unter anderem Dokumentationen der Schnittstellen (D: OCIT-Outstations, E: OCIT-Instations, F:OCIT-Ausschreibung). Auf den Abdruck dieser sehr umfangreichen Anlagen wurde in der vorliegenden Veröffentlichung verzichtet. Sie liegen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen auf CD vor und können kostenlos angefordert werden.
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Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Verfahrens zur Quantifizierung von Verkehrsverlagerungen durch Arbeitsstellen im Bereich der Bundesautobahnen. Eine wesentliche Grundlage der Untersuchung bildeten Datenanalysen der rund 1.350 automatischen Dauerzählstellen im Bundesfernstraßennetz. Die Ermittlung möglicher Verlagerungseffekte wurde zusätzlich an ausgewählten Beispielen mit Hilfe von makroskopischen Verkehrsmodellen analysiert. Zusammenfassend zeigten die Analysen, dass während der Arbeitsstellenzeit Verlagerungseffekte fast ausschließlich in den Spitzenstunden auftreten. In diesen Stunden erreichten die Änderungen der Belastung auf den Autobahnabschnitten eine Größenordnung von 2% bis 5%. Über den Tag gesehen ergibt sich eine mittlere Verlagerung unter 1%. Im Rahmen der durchgeführten Regressions- und Clusteranalysen konnten keine Einflussfaktoren oder Merkmalskombinationen ermittelt werden, die die Ursachen für die durch Arbeitsstellen bedingten Belastungsänderungen mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit erklären konnten. Lediglich eine Differenzierung der Arbeitsstellenrichtungen nach unterschiedlichen Typen von Verkehrsführungen führte zu dem Ergebnis, dass nennenswerte Verlagerungen lediglich für die Arbeitsstellensituationen auftreten, bei denen eine Reduzierung der Fahrstreifenanzahl von 2 auf 1 oder von 3 auf 2 Fahrstreifen erfolgte. Aufgrund der Erkenntnisse, dass Arbeitsstellen bedingte Verkehrsverlagerungen auch bei hohen Streckenbelastungen deutlich niedriger sind als bisher vielfach angenommen, die Verkehrsverlagerungen sich auf die hochbelasteten Stundenbereiche beschraenken, die Verlagerungen mit der Dauer der Arbeitsstellenlaufzeit abklingen und keine funktionalen Abhängigkeiten mit hohem Bestimmtheitsmaß ermittelt werden konnten, ist die Berücksichtigung Arbeitsstellen bedingter Verkehrsverlagerungen auf Autobahnen im Rahmen von gesamtwirtschaftlichen Bewertungen vermutlich nur in sehr geringem Umfang ergebnisrelevant.
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Die Ermittlung von Grundunfallkostenraten und Quantifizierung von Zuschlägen für Landstraßenquerschnitte sind Ziel dieses Forschungsvorhabens. Die Ergebnisse sollen eine Bewertungsgrundlage im Handbuch für die Verkehrssicherheit von Straßen (HVS) darstellen. 3.600 km Landstraße aus sechs Bundesländern liegen dem Untersuchungskollektiv zu Grunde. Neben dem mehrjährigen Unfallgeschehen bilden Daten der SIB und Erhebungen aus Streckenbefahrungen die Datengrundlage der Untersuchungen. Die Zuordnung der Streckenabschnitte erfolgte in Anlehnung an den Entwurf der Richtlinie für die Anlage von Landstraßen (RAL) in fünf verschiedene (Regel-) Querschnittsgruppen. Multivariate Modelle zur Beschreibung der Unfallhäufigkeit bilden die mathematische Grundlage der Analyse. Gegenüber monokausalen Betrachtungen weisen sie den Vorteil auf, eine Vielzahl von Einflussgrößen zu erfassen sowie mögliche Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Variablen zu berücksichtigen. Für die verschiedenen Straßenquerschnitte und Einmündungen mit Vorfahrtregelung durch Verkehrszeichen wurden jeweils drei Modelle nach Unfallschwere erstellt. Zu Grunde liegende Merkmale wurden auf ihren signifikanten Erklärungsanteil zur Beschreibung der Unfallhäufigkeit geprüft und entsprechend im Modell als Zuschlag berücksichtigt. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden Funktionen zum Verlauf der Unfallrate und Unfallkostenrate erzeugt. Grundunfallkostenraten beschreiben das fahrleistungsbezogene Unfallkostenniveau eines Netzelements, welches bei regelkonformem Ausbau der Strecke erreicht werden kann. Da in den Modellen auch Merkmale berücksichtigt sind, die kein Defizit im eigentlichen Sinne darstellen, entspricht die Höhe der UKR ohne jegliche Zuschläge einem Grundniveau. Diesem sind Zuschläge, unterteilt in Defizite und die Streckencharakteristik beschreibende Eigenschaften, zuzuordnen. Anhand der Modelle kann nachgewiesen werden, dass verschiedene Straßenquerschnitte ein unterschiedliches Grundsicherheitsniveau aufweisen. Zwischen Unfallhäufigkeit und DTV besteht ein nichtlinearer Zusammenhang. Die Unfallrate bzw. Unfallkostenrate stellt somit eine vom DTV abhängige Kenngröße dar. In Abhängigkeit des Querschnitts besitzen verschiedene Merkmale einen Einfluss auf die Verkehrssicherheit. Die Größenordnung der Zuschläge kann als Anteil am Grundniveau der UKR beschrieben werden. Die ermittelten Zuschläge wurden ggf. vergleichend betrachtet und im Rahmen einer plausibilisierten Bewertung der Querschnitte angepasst. In Anlehnung an das HVS erfolgt die Darstellung der Berechnung für Grundunfallkostenraten und deren Zuschläge für Landstraßenquerschnitte. Dabei werden zwei verschiedene Ansätze vorgestellt. Die Ergebnisse für Einmündungen mit Vorfahrtregelung durch Verkehrszeichen besitzen empfehlenden Charakter.
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Im Forschungsbericht wird das Car-Sharing, also das organisierte Teilen von Kraftfahrzeugen, in Gemeinden unter 100.000 Einwohnern betrachtet. Nach einer begrifflichen Abgrenzung der verschiedenen Formen von Mobilitätsdienstleistungen auf Basis flexibler Autonutzung werden die Konkurrenzbeziehungen zwischen den beiden bedeutendsten Mobilitätsdienstleistungen - dem Car-Sharing und der Autovermietung - untersucht. Es stellt sich heraus, dass in einzelnen Marktsegmenten eine solche besteht. Darauf folgend wird eine umfassende Marktanalyse vorgestellt. Für die kleinen Gemeinden mit weniger als 20.000 Einwohnern wurde eine schriftliche Befragung zum Thema durchgeführt, zu den mittleren Gemeinden zwischen 20.000 und 100.000 Einwohnern eine entsprechende Internetrecherche. Die Untersuchung zeigt, dass Car-Sharing in kleinen und mittleren Gemeinden im Vergleich zu den Großstädten geringer verbreitet ist. Eine Analyse der Wirtschaftlichkeit von Car-Sharing in kleinen und mittleren Gemeinden ergab, dass vor allem in den kleinen Gemeinden häufig die Rahmenbedingungen für Car-Sharing ungünstig sind. Dies betrifft vor allem die Siedlungsstruktur, welche mit abnehmender Gemeindegröße das Entstehen und Wachsen von Car-Sharing behindert. Auch der Öffentliche Personennahverkehr (ÖPNV) ist häufig mangelhaft. Weiterhin können Kostenvorteile größerer Organisationen identifiziert werden. Sie kommen vor allem in kleineren Gemeinden nur dann zum Tragen, wenn das Car-Sharing vor Ort als Filialbetrieb organisiert wird. Kostennachteile kleiner Organisationen können allerdings durch ehrenamtliche Tätigkeit zum Teil kompensiert werden. Auch das in Großstädten häufig praktizierte Eingehen von Kooperationen mit Verkehrsbetrieben kann vor allem in den kleineren Gemeinden aus Mangel an Möglichkeiten kaum praktiziert werden. Darüber hinaus gibt es bestimmte kritische Unternehmensphasen, die in kleinen und mittleren Gemeinden eine relativ große Rolle spielen. Im Rahmen von Fallstudien wurden Expertengespräche bei Vertretern von Car-Sharing-Organisationen geführt. Dabei wurden die zuvor erarbeiteten Erkenntnisse auf ihre Praxisrelevanz hin überprüft. Es zeigt sich, dass die aufgezeigten Probleme in kleinen und mittleren Gemeinden in der Praxis relevant sind. Die Fallstudien zeigen aber auch, dass auch in kleinen und mittleren Gemeinden Car-Sharing wirtschaftlich und zum Teil mit beachtlichen Nutzerzahlen betrieben werden kann. Für kleine Gemeinden sind spezielle Modelle entwickelt worden, die Car-Sharing auch mit sehr geringen Nutzerzahlen ermöglichen. Die Nutzung von Car-Sharing durch Gemeindeverwaltungen oder Firmen kann für eine bestimmte Grundauslastung der Fahrzeuge sorgen und so einen Standort sichern. Schließlich wird aufgezeigt, welche vielfältigen Möglichkeiten Gemeindeverwaltungen haben, das Car-Sharing in ihrem Gemeindegebiet zu unterstützen. Neben der eigenen Teilnahme am Car-Sharing, die auch für die Gemeindeverwaltung vorteilhaft sein kann, ist hier auch die Bereitstellung von Infrastruktur (zum Beispiel von Stellplätzen) oder die Bestellung von Car-Sharing-Leistungen in Orientierung an der Aufgabenträgerschaft des öffentlichen Personennahverkehrs denkbar. Eine Bestätigung der bis dahin gewonnenen Erkenntnisse liefert die Auswertung einer schriftlichen Befragung sämtlicher deutscher Car-Sharing-Organisationen, welche in Zusammenarbeit mit den Bearbeitern eines Parallelprojektes durchgeführt wurde (FE 77.461/2001: Bestandsaufnahme und Möglichkeiten der Weiterentwicklung des Car-Sharing). Auf der geschaffenen Wissensgrundlage werden vier Car-Sharing-Modelle dargestellt, die den besonderen Erfordernissen in kleinen und mittleren Gemeinden angepasst sind. Es handelt sich dabei um herkömmliches Car-Sharing, das sog. Einbringermodell, Car-Sharing mit Deckungsgarantie sowie privates Autoteilen auf vertraglicher Basis. Die Modelle werden im Forschungsbericht erläutert und mit Beispielen aus der Praxis belegt. Abschließend wird weiterer Forschungsbedarf aus Sicht der Projektbearbeiter aufgezeigt.
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Ziel des Projektes war es, auf der Grundlage von GSM-gestützt ermittelten und über persönliche Interviews überprüften, individuell gewählten Routen, Hinweise für eine Weiterentwicklung von Routensuch- und Umlegungsmodellen zu erarbeiten. Darüber hinaus war zu untersuchen, inwiefern bei Umlegungen neben der Reisezeit zukünftig auch andere Kriterien berücksichtigt werden sollten. Hierfür wurden die tatsächlich gefahrenen Kfz-Routen von insgesamt 74 Personen an 5 aufeinander folgenden Werktagen (Montag bis Freitag) vollständig erfasst. Für die Routenerfassung wurde das Handy der Untersuchungspersonen während einer Fahrt durchgehend geortet. Informationen zu Fahrtbeginn/-ende, Verkehrsmittel und Fahrtzweck wurden ebenfalls über Handy auf der Basis des weiterentwickelten Verfahrens TTS (Tele Travel System) erhoben. Die tatsächlich gefahrenen Routen wurden anschließend mit möglichen Alternativrouten (ermittelt auf der Basis des PTV-Programmsystems VISUM) verglichen. Für die Bewertung der Routen wurden mit den Untersuchungsteilnehmern computergestützte persönliche Interviews (unter anderem unter Verwendung graphischer Darstellungen der Routen) geführt. Die Untersuchung wurde im Großraum Berlin durchgeführt. Auswirkungen auf die Routenwahl infolge Kenntnis des Verkehrsnetzes wurden bei heimgebundenen Fahrten bis zu einer Länge von 9 Kilometern nachgewiesen , es wurden Routen gewählt, die im Vergleich zu nichtheimgebundenen Fahrten einen um 5 bis 10% größeren Längenanteil an Streckenelementen untergeordneter Straßenkategorien aufwiesen. Die Reisezeit wurde als entscheidendes Motiv für die Routenwahl bei 64% aller Fahrten mit einer Pflichtaktivität, 62% aller Fahrten mit einer Gelegenheitsaktivität und 57% aller Fahrten mit einer Freizeitaktivität als Zielzweck angegeben. Neben der Reisezeit wurde durchschnittlich ein weiteres Motiv für die Routenwahl benannt. Bei nicht durch die Reisezeit motivierten Routen war zu 41% das Motiv Reiseweite. Die Untersuchungsergebnisse zeigen eine auffällige Bedeutung "weicher" Motive zur Routenwahl (Erlebnis, Ausprobieren/Zufall, Erfahrung). Die Definition dieser Motive sowie die Möglichkeiten für deren Integration in ein Umlegungsmodell sollten zukünftig vertieft werden. Auswertungen zu Fehleinschätzungen von Reisezeit und Reiseweite zeigten, dass die Reisezeit von den Probanden bei 54% aller Fahrten unterschätzt und die Länge einer Fahrt bei 63% aller Fahrten überschätzt wurde.