Verkehrsemissionen: Typisierte Verkehrsbelastungsganglinien in der Emissionsberechnung

Post-fossil Mobility means more than Electric Transport!

Dipl.-Ing. R. Neuhold, robert.neuhold(at)tugraz.at, Dipl.-Ing. M. Cik, michael.cik(at)tugraz.at, Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Fellendorf, martin.fellendorf(at)tugraz.at, Technische Universität Graz, Institut für Straßenund Verkehrswesen, Graz/Österreich

Für Aufgaben der Verkehrssteuerung und Verkehrsplanung wird häufig der zeitliche Tagesverlauf von Verkehrsbelastungen auf Grundlage von Tageswerten verwendet. Dies erfolgt über typisierte Verkehrsbelastungsganglinien, die bisher in Österreich nicht verfügbar sind. Am Beispiel von Straßenverkehrszählungen aus Österreich werden einige hierarchische und partitionierende Clusterverfahren zur Ermittlung der Ganglinien vorgestellt. Mit dem k-means Verfahren und der Silhouette-Statistik werden typisierte Tagesganglinien für den Werktag, Samstag und Feiertag entwickelt. Neben der methodischen Vorstellung der Gangliniengenerierung werden die typisierten Ganglinien beispielhaft zur Berechnung verkehrsbedingter Schadstoffemissionen herangezogen. Streckenbezogene Emissionen werden aus einem Tages- und Stundenverkehrsmodell auf Basis des Handbuchs für Emissionsfaktoren (HBEFA) ermittelt und mit den Emissionswerten aus typisierten Verkehrsbelastungsganglinien verglichen. Da mittels HBEFA nur Emissionsberechnungen für Strecken in einem Verkehrsmodell möglich sind, wurde ein Verfahren entwickelt, welches auch die Verlustzeit an den Knotenpunkten für die Emissionsberechnung berücksichtigt. Im Ergebnis der gemeinsamen Betrachtung von Strecke und Knoten übersteigen die ganglinien- und stundenbasierten Emissionsberechnungen erwartungsgemäß den tagesbasierten Emissionen für CO2 und NOx. Am Beispiel von Daten aus Graz wird gezeigt, dass in einem Tagemodell die Emissionen um ca. 3% unterschätzt werden. Typisierte Verkehrsbelastungsganglinien sind daher für eine flächendeckende Emissionsberechnung gut geeignet, wenn ein Stundenverkehrsmodell nicht verfügbar ist.

Traffic demand models often use 24 hour origin-destination matrices to generate daily traffic data forecasts. However, many traffic engineering applications require hourly traffic volumes. These hourly volumes are often generated by multiplying average daily traffic by estimates of hourly traffic profiles. However, hourly traffic profiles are not generally available in Austria. First this paper presents methods to typical daily time series of traffic volumes by road characteristics, using different statistical clustering techniques. The k-means clustering method using the silhouette-statistics turned out to be the most favorable approach. This approach was applied to the Graz road network in order to obtain typical daily time series for weekdays. Next the time series data were applied for emission analysis according the Handbook Emission Factors for Road Transport (HBEFA). In this case study a detailed hourly traffic demand model was also available for comparison. The comparison showed that emissions based on the hourly model were comparable to those calculated with data generated by the time series based hourly volumes, while emissions estimates based on daily volumes were about 3% lower than those calculated with the hourly methods. The paper also presents a method for assigning intersection delay to the upstream link, in order to calculate emissions according to the HBEFA purely based on link travel speeds and v/c-ratios. Finally, based on the research results, the paper recommends using time series of flow profiles data for macroscopic emission forecasts if hourly demand models are unavailable.

Fachbeiträge/Professional Articles Rastanlagen: Die neuen Empfehlungen für Rastanlagen an Straßen (ERS)

The new Recommendations for Rest and Service Areas (ERS)

Dr.-Ing. S. Hoffmann, Technische Universität Braunschweig, Institut für Verkehr und Stadtbauwesen, Braunschweig, stephan.hoffmann(at)tu-braunscheig.de; Dipl.-Ing. P. Kell-Recktenwald, Hessische Straßen- und Verkehrsverwaltung, Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen, Wiesbaden, petra.kell-recktenwald(at)hsvv.hessen.de; Dipl.-Ing. M. Paraknewitz, Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig Holstein, Niederlassung Rendsburg, Rendsburg, matthias.paraknewitz(at)ibv-sh.landsh.de; Prof. Dr.-Ing. A. Schuster, Westsächsische Hochschule Zwickau, Institut für Verkehrssystemtechnik, Zwickau, andreas.schuster(at)fh-zwickau.de

Die „Empfehlungen für Rastanlagen an Straßen“ (ERS) behandeln in neun Abschnitten die Bedarfsplanung, die Standortermittlung für neue Rastanlagen, den Entwurf und die Ausstattung (Hochbauten, Freiflächen, bauliche Gestaltung) von Rastanlagen. Dazu kommen im Anhang Erläuterungen zur Parkraumbedarfsberechnung, ein Beispiel einer Gliederung für die Standortermittlung sowie zahlreiche Planungsbeispiele für bewirtschaftete Rastanlagen und sechs Musterpläne für unbewirtschaftete Rastanlagen. Die ERS bilden die Grundlage für die funktionsgerechte und verkehrssichere Anordnung und Gestaltung von Rastanlagen. Die Entwurfsgrundsätze orientieren sich an der Funktion und der Lage der Rastanlage im Straßennetz. Ziel sind jeweils einheitliche Standards für Rastanlagen. Die ERS gelten für den Neu-, Um- und Ausbau von Rastanlagen auf Bundesautobahnen und an Bundesstraßen. Für Landesstraßen gelten die jeweiligen Regelungen der Länder. Für sonstige öffentliche Parkplätze an Straßen außerhalb von Ortsdurchfahrten, wie z. B. Wanderer- oder Mitfahrerparkplätze, gelten die „Empfehlungen für Anlagen des ruhenden Verkehrs“ (EAR 05). Die ERS ersetzen die „Richtlinien für Rastanlagen an Straßen“ (RR 1), Ausgabe 1981 sowie die „Vorläufigen Hinweise zu den Richtlinien für die Rastanlagen an Straßen bezüglich Autobahnrastanlagen“ (VHRR), Ausgabe 1999 des BMVBW.

The ”Recommendations for Rest and Service Areas (ERS)” cover in nine chapters the demand planning, the identification of new locations and the design and the level of provision of infrastructure (building construction, recreation areas) of rest and service areas. In addition explanations come in the appendix to the parking bay need calculation as well as numerous planning examples (rest and service areas) and six pattern plans (rest areas). The ERS are the basis for a functional and roadworthy arrangement and design in order to create uniform standards for rest and service areas in Germany. The ERS are valid for new and the rebuild of rest and service areas on federal motorways and federal highways. For other public parking areas out of urban areas recommendations are given in the ”Guidelines for Parking Facilities (EAR 2005)”. The ERS replace the „Guidelines for rest and service areas (RR 1, 1981)” and the ”Provisional References concerning rest and service areas on federal motorways (VHRR, 1999)”.

Straßenfinanzierung: Gebühren für die Nutzung der Straßeninfrastruktur – Eine Abwägung

Road Pricing – An Assessment

Dr.-Ing. F. Maier, Commea T.E.C. traffic, engineering & consulting, friedrich.maier(at)commea-tec.de; Univ.-Prof. Dr.-Ing. F. Busch, Technische Universität München, Lehrstuhl für Verkehrstechnik, München, fritz.busch(at)vt.bv.tum.de

Gebühren für die Nutzung der Straßeninfrastruktur werden immer wieder kontrovers diskutiert, genährt durch die hohe Verkehrsnachfrage mit ihren verzweigten Wirkungen, die Begrenzung des Verkehrsangebots durch die Infrastruktur und die Knappheit der Mittel für ihren Betrieb, ihre Instandhaltung und ihren Ausbau. Ziele einer Gebührenerhebung können die Generierung von Einnahmen oder die Beeinflussung der Verkehrsnachfrage sein. Der Beitrag beschreibt die bisherigen Abgaben der Straßenverkehrsteilnehmer in Deutschland sowie die Grundlagen hinsichtlich Rechtslage, Technologien und Gebührenordnung, nimmt Bezug auf den Diskurs um die Anlastung externer Kosten in Internationales Verkehrswesen aus den Jahren 2008 bis 2009 und diskutiert Erfahrungen mit internationalen städtischen Anwendungen und mit der Lkw-Maut in Deutschland.

Existing traffic charges suffice for investments for the German road network and its operation. These charges already offer incentives to road users to buy economic cars and to reconsider their driving behaviour. Nevertheless good reasons exist to charge heavy vehicles due to the far-above-average road damages they cause. The article discusses the legal framework for road pricing (RP) and reviews RP applications. The complete reinvestment of revenues into transport projects is considered as implausible. The charging of external traffic costs is examined: If road traffic was additionally charged for pollution and noise, other emitters should be included as well. Accident expenses are covered by insurance except for long term costs of injuries and fatalities, which are highest on rural roads (per km). However, it is for this road category that charges are discussed the less. Delay is caused and experienced by motorists; therefore it should not be charged. Nevertheless, RP can cause a more economic infrastructure use in the case of spatio-temporally differentiated charging schemes focused on positive traffic effects but not on maximising revenues.

Postfossile Mobilität: Postfossile Mobilität ist mehr als Elektro-Verkehr!

Post-fossil Mobility means more than Electric Transport!

Prof. Dr.-Ing. H. H. Topp, Technische Universität Kaiserslautern, Institut für Mobilität & Verkehr (imove), Kaiserslautern, hartmut.topp(at)imove-kl.de

Mobilität ist ein Grundbedürfnis. Die heutige Auto-Dominanz ist allerdings nicht zukunftsfähig. Klimaschutz und Peak Oil sowie die Dauer des Übergangs zu postfossiler Mobilität verlangen neues Denken ab sofort. Verkehr der Zukunft benutzt Muskelkraft in der Nähe und sonst Strom aus erneuerbaren Energien. Nachhaltige postfossile Mobilität erfordert ein Gesamtkonzept: Multimodal im Mobilitätsverbund, Mobilitätsmanagement, nah in der Stadt der kurzen Wege, elektrisch unterwegs mit grünem Strom und mit den Bürgern für die Bürger. Für E-Autos gilt: Sie müssen ohne direkte finanzielle Förderung erfolgreich sein; sie brauchen eine flächendeckende Ladeinfrastruktur, aber nicht am Straßenrand; verkehrsrechtliche Nutzervorteile machen Sinn, aber Fußgängerzonen und Busspuren müssen tabu bleiben. Der Beitrag schließt ab mit einem Handlungskatalog.

Mobility is a basic need. However, today’s dominance of the car is not sustainable. Climate protection and peak oil as well as the long lasting transition to post-fossil mobility claim for new thinking, immediately. Traffic of the future employs muscle power for short trips on foot and by bike and, otherwise, electric current from renewable energies. Sustainable post-fossil mobility demands a holistic concept: multi-modal within the mobility association, mobility management, nearby in the city of short distances, electrically on one’s way with green current, and with the people for the people. The following applies to electric cars: They have to be successful without direct financial subsidies; they need an area-wide loading infrastructure, but not at the curbside; legal user incentives are justified, but pedestrian zones and bus lanes have to stay off-limits. The article concludes with a catalogue of action.

Kommunale Straßen: Auswirkungen von Baustellen in innerstädtischen Netzen

Impact of Road Works in Urban Road Networks

Dr.-Ing. A. Kochs, andreas.kochs(at)mentraac.de, D. Heckert M.A., daniel.heckert(at)mentraac.de, Mentra GmbH & Co. KG, Aachen

In dem Artikel werden die Auswirkungen von Ereignissen im kommunalen Straßenraum auf die Verfügbarkeit des Straßennetzes beleuchtet. Die Ergebnisse beruhen auf einer mit AIMSUN durchgeführten mikroskopischen Verkehrsflusssimulation an drei exemplarisch angelegten Baustellen im Straßennetz der Stadt Aachen. Es wurde festgestellt, dass die Baustellen zu erheblichen Verlustzeiten beim MIV als auch beim ÖV führen. Ebenfalls zeigt sich eine deutliche Verlagerung des Verkehrs auf kleinräumige und großräumige Ausweichrouten, welche zu Kapazitätsengpässen auf diesen Streckenabschnitten führen können. Die Betrachtung der Wirkungen einer Umleitungsmaßnahme zeigt, dass die durch Baustellen hervorgerufenen verkehrlichen Beeinträchtigungen durch Maßnahmen des Verkehrsmanagements minimiert werden können, wobei hierzu eine frühzeitige Kenntnis der Ereignisse und eine Abschätzung der verkehrlichen Wirkungen bei den Akteuren der Verkehrsplanung und des Verkehrsmanagements im MIV und ÖV notwendig sind. Auch eine umfangreiche Verkehrsinformation für die Verkehrsteilnehmer wirkt sich positiv auf den Verkehrsfluss aus, da die Verkehrsteilnehmer durch die verbesserte Netzkenntnis bereits frühzeitig eine Alternativroute wählen. Mit dem kommunalen Baustellen- und Ereignismanagement ALMO werden Ereignisse im kommunalen Straßenraum verwaltet und voneinander abhängige Geschäftsprozesse verschiedener Partner bei der Planung, Genehmigung und Koordination der Maßnahmen über eine webbasierte Systemplattform unterstützt. Auf diese Weise können z.B. die Polizei, das Verkehrsmanagement oder ÖV-Betreiber frühzeitig als Zustimmungs- oder Informationspartner in die Planung von Baustellen eingebunden und ihre eigenen Interessen berücksichtigt werden. In Abhängigkeit der verkehrlichen Auswirkungen können daraufhin zeitnah entsprechende Verkehrsmanagement-Maßnahmen durch den ÖV-Betreiber geplant werden sowie die Öffentlichkeit mittels Verkehrsinformationsportale und mobiler Dienste wie Navigationssysteme über die Ereignisse informiert werden.

The article illuminates the impact of events as road works on the availability of urban road networks. The research results are based on a microscopic traffic flow simulation with AIMSUN of three exemplary created road works in the road network in the city of Aachen. It was noted that the road works result in significant lost time of the private and public transport. Also there is a clear shift of traffic to small-scale and large-scale alternative routes that can lead to capacity bottlenecks on these sections. The effects of rerouting measures show that the traffic damage caused by road works can be minimized by measures of traffic management. In this an early knowledge of events and an estimation of traffic effects on private transport and public transport by the involved traffic planners and traffic management operators is necessary. Also, comprehensive traffic information to road users has a positive effect on traffic flow, as the road users select an alternative route through improved network knowledge. The event management software ALMO administrates events in the urban road network and supports interdependent processes of different partners in the planning, approval and coordination through a web-based system platform. In this way the police, traffic management operators or public transport operators can be involved in the planning and coordination processes and their own interests can be taken into account. Depending on the traffic impact appropriate traffic management measures can be planned by the public transport operators and the public can be informed about the events by traffic information portals as well as mobile traffic services.