Forschung an der Professur für Verkehrsinfrastruktur und Verkehrstechnik

Die Forschungsschwerpunkte der Professur sind verkehrstechnische Bemessungsverfahren, mikroskopische Verkehrsflusssimulation, die Analyse von Verkehrsdaten mit Methoden des Data Mining sowie die Entwicklung neuer Verfahren für die Verkehrsdatenerfassung, Verkehrssteuerung und das Verkehrsmanagement. 

Für wissenschaftliche Untersuchungen stehen unter Anderem ein umfangreich ausgestattetes verkehrsmesstechnisches Labor sowie eine Teststrecke auf dem Campus zur Verfügung.   

Projektlaufzeit: 01.02.2022 bis 31.01.2024

Ziel von Verkehrsbeeinflussungsanlagen (VBA) auf Bundesautobahnen ist die Steigerung der Verkehrssicherheit, die Verbesserung des Verkehrsablaufs und die Reduzierung negativer Umweltwirkungen (Emission von Schadstoffen und Klimagasen). Grundsätzliche Voraussetzung für die Einrichtung und den Betrieb einer VBA ist ihre Wirtschaftlichkeit. D.h. die Summe der Wirkungen hinsichtlich der Ziele sollen den Aufwand zur Erstellung und Betrieb einer VBA überwiegen. Entsprechende Bewertungsverfahren dienen dazu, vorab die Entscheidungsfindung über den Bau einer VBA zu unterstützen oder nach ihrer Errichtung die Richtigkeit des Mitteleinsatzes zu dokumentieren. Am Ende der Durchführung eines Bewertungsverfahrens steht die Verhältniszahl zwischen Nutzen und Kosten (Nutzen-Kosten-Verhältnis, NKV) einer VBA, die über 1 liegt, sofern der Nutzen größer ist als die Aufwände, und unter 1, sofern der Nutzen hinter den Aufwänden zurückbleibt.

Im Forschungsprojekt werden Vorher-Nachher-Untersuchungen zur Wirksamkeit von Verkehrsbeeinflussungsanlagen, vor allem für Streckenbeeinflussungsanalgen (SBA) und Zuflussregelungsanlagen (ZRA), ausgewertet. Ziele dieser Meta-Analyse sind:

• Schaffung verbesserter Planungsgrundlagen für die künftige Wirtschaftlichkeitsbewertung von Maßnahmen zur Instandsetzung oder Erneuerung von Anlagen
• Ausweisung und Kategorisierung der Einflüsse auf die Anlagenwirksamkeit zur Identifikation der Parameter, die das Spektrum der Wirkungen einer SBA/ZRA bestimmen
• Ableitung verbesserter Kennzahlen zur ex-ante-Wirksamkeitsschätzung incl. Überprüfung der weiteren Gültigkeit bisher erzielter Ergebnisse

Bearbeitung: Elisabeth Ehm

Projektpartner: commeaT.E.C. (Projektleitung)

Auftraggeber: Bundesanstalt für Straßenwesen - BASt

Projektlaufzeit: 01.03.2023 bis 30.04.2025

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, auf Basis umfangreicher Untersuchungen des Verkehrsablaufs und der Verkehrssicherheit an Arbeitsstellen längerer Dauer die bisherigen Erkenntnisse für hochbelastete, insbesondere 6-streifige Autobahnen zu erweitern und hinsichtlich weiterer Einflussparameter zu vertiefen, um so belastbarere standardisierte Kennziffern für künftige Planungen von Arbeitsstellen abzuleiten.

Im Einzelnen sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen:

1. Aktualisierung und Komplettierung des Wissensstands zum Verkehrsablauf, zur Verkehrsqualität und zur Verkehrssicherheit an AlD auf Autobahnen
2. Untersuchung der Verkehrssicherheit von Behelfsverkehrsführungen an hochbelasteten, insbesondere 6-streifigen Autobahnen, differenziert nach den relevanten Randbedingungen in Ergänzung des Untersuchungskollektivs des FE 01.0176 zur statistischen Untermauerung der Erkenntnisse, Aufbau einer gemeinsamen Datenbasis mit Unfallkennziffern der einzelnen Arbeitsstellenrichtungen
3. Empirische Untersuchung des Verkehrsablaufs sowie ergänzende Simulationen von Behelfsverkehrsführungen an hochbelasteten, insbesondere 6-streifigen Autobahnen hinsichtlich ihrer Wirkungen auf q-V-Beziehungen und die Kapazität, differenziert nach den relevanten Randbedingungen in Ergänzung des Untersuchungskollektivs des FE 01.0176 zur statistischen Untermauerung der Erkenntnisse, Aufbau einer gemeinsamen Datenbasis mit Kapazitätswerten der einzelnen Arbeitsstellenrichtungen
4. Überprüfung und Optimierung bzw. Weiterentwicklung vorhandener Modelle zur Beschreibung charakteristischer Kapazitäten für die untersuchten Behelfsverkehrsführungen, differenziert nach den relevanten Randbedingungen
5. Überprüfung und Weiterentwicklung des Vorschlags aus dem FE 01.0176 zur Beschreibung charakteristischer Unfallkennziffern für die untersuchten Verkehrsführungen, differenziert nach den relevanten Randbedingungen
6. Ableitung von Empfehlungen für die Planung von AlD auf BAB insbesondere zur Wahl einer geeigneten Behelfsverkehrsführung, die den Anforderungen an eine verkehrsverträgliche Durchführung genügt, auf Basis der zusammengeführten Ergebnisse aus beiden Projekten. Aufbereitung als Grundlage für die Modellumsetzung im Verkehrsanalysesystem (VAS) sowie in den relevanten Regelwerken (insbesondere für die Weiterentwicklung des Leitfadens zum Arbeitsstellenmanagement auf Bundesautobahnen)

Die Arbeitsschwerpunkte der Professur für Verkehrsinfrastruktur und Verkehrstechnik sind die mikroskopische Verkehrsflusssimulation und die empirische Analyse von Daten zur Verkehrsqualität. 

Bearbeitung: Pascal Leone

Projektpartner: SCHWIETERING Ingenieure GmbH (Projektleitung), RWTH Aachen, Universität Siegen, BSV Büro für Stadt- und Verkehrsplanung GmbH

Auftraggeber: Bundesanstalt für Straßenwesen - BASt

Projektlaufzeit: 01.01.2024 bis 30.09.2025

Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) dienen unter anderem der Warnung von Verkehrsteilnehmern vor kurzfristig auftretenden Gefahren wie schlechter Witterung, Unfällen, Stau und vergleichbaren Situationen. Für die Detektion von witterungsbedingten Gefahren wie Nebel, Regen oder Wind sind in bestimmten Abständen Messquerschnitte festgelegt. Aufgrund der großen Abstände zwischen den Messstationen kann es lokal zu Abweichungen zwischen den Bedingungen am Messquerschnitt und der SBA kommen. In der Folge kommt es zu Inkonsistenz zwischen den Schaltungen in den Anzeigequerschnitten und der Wahrnehmung der Verkehrsteilnehmer. Die Akzeptanz von SBA und damit ihre Warnwirkung wird verringert.
In Fahrzeugen werden heute durch fahrzeugeigene Sensoren bereits Informationen über den Fahrzeugzustand, aber auch die Umgebungsbedingungen erfasst (xFCD).
Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es zu überprüfen, ob durch das Einbeziehen von fahrzeugbasierten Umfelddaten sowie detaillierten Wetterinformationen bei der Steuerung von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) eine signifikante Verbesserung im Falle von witterungsabhängigen Schaltungen erzielt werden kann.
Die Bewertung soll sich hierbei auf eine vergleichende Untersuchung auf einem BAB-Streckenabschnitt mit SBA beziehen, für den sowohl eine konventionelle Umfelddatenerfassung als auch über die neuen Technologien übermittelte Daten verfügbar sind. Erwartet werden auch Aussagen dazu, welcher Datenumfang bzw. welche Durchdringung der Fahrzeugflotte in der Ausstattung mit xFCD/C2X-Technologien erforderlich ist, damit eine verlässliche Ergänzung der lokalen Datenerfassung möglich ist.
Ein weiteres Ziel ist es aufzuzeigen, welche Synergien durch die Verwendung der neuen Datenquellen in Bezug auf die Ausstattung mit lokalen Datenerfassungssystemen erreicht werden können. Auf Basis der im Rahmen des Forschungsvorhabens erlangten Erkenntnisse sollen Empfehlungen zum Regelwerk gegeben werden, um diese bei dem Entwurf, der Planung und dem Bau von neuen Streckenbeeinflussungsanlagen berücksichtigen zu können.

Im Einzelnen sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen:

1. Ermittlung und Berücksichtigung des Stands von Wissenschaft und Technik hinsichtlich des Einsatzes von fahrzeugbasierten Wetterdaten für die Steuerung von Verkehrsbeeinflussungsanlagen
2. Entwicklung eines Untersuchungskonzepts, welches dazu dient, das Potenzial in der Nutzung von erweiterten Umfelddaten und fahrzeuggenerierten Daten für die Steuerung von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) zu analysieren und zu bewerten
3. Entwicklung einer Simulationsumgebung zur Ermittlung hypothetischer Schaltvorschläge auf Basis von fahrzeuggenerierten Daten und von Niederschlagsradarinformationen. 
4. Erhebung und Aufbereitung der erforderlichen Daten
5. Konzeptionierung und Implementierung einer Datenbank zur Verwaltung von Verkehrs-, Umfeld- und Schaltdaten mit Auswertemechanismen für die Analyse witterungsbedingter Ereignisse
6. Auswertung und Analyse der in der Datenbank vorliegenden, synchronisierten Umfeld- und Schaltdaten mit dem Ziel, das Potenzial der Nutzung von erweiterten Umfelddaten und fahrzeuggenerierten Daten für die Steuerung von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) eingehend zu untersuchen und zu bewerten
7. Zusammenstellung der gesammelten Erkenntnisse des Projekts und Empfehlungen für die Überarbeitung betroffener Regelwerke

Die Arbeitsschwerpunkte der Professur für Verkehrsinfrastruktur und Verkehrstechnik sind die Entwicklung und die Simulation neuer Steuerungskonzepte unter Einbezug neuer Datenquellen.

Projektpartner: BUNG GmbH (Projektleitung), SCHWIETERING Ingenieure GmbH, ITIS GmbH der Universität der Bundeswehr München

Auftraggeber: Bundesanstalt für Straßenwesen - BASt