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Möglichkeiten und Grenzen der Ermittlung von Ganglinien des ruhenden Verkehrs aus Daten der Parkraumbewirtschaftung und aus GPS-Trip-Daten

Possibilities and Limits of Determining Temporal Distributions of Parking Demand with Data from Parking Space Management and GPS-Trip Data

Prof. Dr. T. Hagen; Prof. Dr.-Ing. P. K. Schäfer; Dr. S. Scheel-Kopeinig, Frankfurt

Können Daten aus der Parkraumbewirtschaftung sowie GPS-Trip-Daten mögliche Datenquellen zur Erstellung von Ganglinien nach Gebietstypen und Nachfragegruppen darstellen? Ganglinien sind eine grafische Darstellung der zeitlichen Verteilung des Parkaufkommens über den Tag. Für das Untersuchungsgebiet Hanau wurde für das Jahr 2019 mit beiden Datenquellen analysiert, für welche Gebietstyp-Nachfragegruppe-Kombinationen plausible Tagesganglinien sowohl für den Parkziel- als auch den Parkquellverkehr sowie die Belegung erzeugt werden können. Die Forschungsergebnisse zeigen u. a., dass in Gebieten mit hohem Parkdruck (Stadtkerngebiet, stadtkernnahes Altstadtgebiet) Daten aus der Parkraumbewirtschaftung gut geeignet sind, um aktuelle Tagesganglinien nach Nachfragegruppen zu erzeugen. Für die Gebietstypen Gewerbe- und Industriegebiet sowie P+R-Gebiet müssen im Rahmen der Parkraumbewirtschaftung Lösungen gefunden werden, die eine exakte Ermittlung des Park-Endes möglich machen, um in diesen Gebieten auch Ganglinien für den Parkquellverkehr und die Parkraumbelegung erzeugen zu können. Die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt zeigen auch, dass GPS-Trip-Daten (bisher) nur eingeschränkt anwendbar sind. Über GPS-Trip-Daten können plausible, über die Nachfragegruppen aggregierte, Ganglinien erzeugt werden. Hier besteht noch erheblicher Forschungsbedarf, u. a., wie aus GPS-Daten Parkdauern ermittelt und wie Parkvorgänge Nachfragegruppen zugeordnet werden können.

Can data from parking space management as well as GPS trip data represent possible data sources for determining temporal distributions of parking demand differentiated by city area types and demand groups? Visualizations of over the day distributions of parking demand have been made for the city of Hanau with both data sources for the year 2019. Among other things, the research results show that within city area types with high parking pressure (city center, old town area near the city center) data from parking space management are suitable to determine temporal distributions by demand groups. However, for commercial and industrial areas as well as park and ride areas solutions within the framework of parking space management have to be found which make it possible to determine the exact end of parking in order to be able to calculate temporal distributions of the outflowing traffic as well as parking space occupancy in these areas. The results also show that GPS trip data are still of limited use. Plausible aggregated temporal distributions can be generated, but there is still a considerable need for research in this area, including how parking durations can be determined from GPS trip data and how parking processes can be assigned to demand groups.

Der Sicherheitsintegritätslevel (SIL) und seine Anwendung bei Straßenverkehrs-Signalanlagen

The safety integrity level (SIL) and its application in road traffic signal systems

A. Wortmann, Köln

Bei der Errichtung neuer oder der Umrüstung alter Straßenverkehrs-Signalanlagen fällt in der Praxis immer häufiger der Begriff SIL (Sicherheitsintegritätslevel). Woher kommt dieser Begriff und was impliziert der Sicherheitsintegritätslevel in Bezug auf das Gesamtsystem „Straßenverkehrs-Signalanlage“ und wie wirkt sich der SIL auf die Einzelkomponenten aus? Mit diesem Beitrag soll eine Antwort auf diese Fragen gegeben werden. Es werden anschaulich die Zuteilung des SIL für eine Straßenverkehrs-Signalanlage und deren periphere Einzelkomponenten qualitativ aufgezeigt. Zudem wird auch gezeigt und begründet, für welche peripheren Einzelkomponenten ein SIL>0 berechtigt ist, und für welche Einzelkomponenten die Zuweisung eines SIL nicht infrage kommt.

During the construction of new or retrofitting of old road traffic signal systems, the term SIL (Safety Integrity Level) is used with increasing frequency. Where does this term come from and what does the Safety Integrity Level imply in relation to the overall system “road traffic signal system” and how does the SIL affect the individual components? The purpose of this article is to provide an answer to these questions. The allocation of the SIL for a road traffic signal system and its peripheral individual components is shown qualitatively. In addition, it is also shown and justified for which peripheral individual components a SIL>0 is justified, and for which individual components the allocation of a SIL is not relevant.

Bestimmung der Real-Emissionen von Kraftfahrzeugen im Berliner Straßenverkehr mit Remote Sensing Detection und Vergleich mit den Emissionsfaktoren des HBEFA 4.1

Determination of real emissions of motor vehicles in Berlin road traffic with remote sensing detection and comparison with the emission factors of the HBEFA 4.1

Dr. A. Rauterberg-Wulffa, Berlin; W. Schmidt; Dr. I. Düring, Dresden; Dr. J. Borken-Kleefeld, A-Laxenburg

Die Kenntnis der realen Emissionen des Straßenverkehrs ist eine wichtige Grundlage für die Bewertung verkehrlicher Maßnahmen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Luftqualität. Hierfür wurden im Herbst 2019 erstmals berührungslose Abgasmessungen an Fahrzeugen an zwei Berliner Straßen durchgeführt. Im Fokus standen dabei die Stickstoffoxidemissionen, da diese die wichtigste Ursache für die hohen Stickstoffdioxidbelastungen in Städten sind. Für die Messung wurde das System OPUS RSD5000 verwendet. Dieser Beitrag fasst die Ergebnisse für Pkw zusammen. Der Vergleich der NOx-Emissionen mit den Emissionsgrenzwerten aus der Typzulassung ergab die bekannten Überschreitungen für Diesel-Pkw bis Euro 6 ab. Die NOx-Emissionen der neusten Diesel-Pkw mit Euro 6dtemp und 6d waren im Mittel grenzwertkonform, jedoch lagen immer noch etwa 25 % dieser Fahrzeuge oberhalb des Grenzwertes inklusive Konformitätsfaktor. Die mit RSD bestimmten Emissionsfaktoren zeigten im Mittel eine gute Übereinstimmung mit den für die vermessenen Fahrzustände repräsentativen Faktoren des HBEFA 4.1. Dabei sind die Einflüsse der Umgebungstemperatur und Laufleistung, wie im HBEFA angeboten, zu berücksichtigen. Die im HBEFA 4.1 neu eingeführten Verkehrssituationen für Tempo 30 an Hauptverkehrsstraßen erwiesen sich als sehr gut geeignet zur Bestimmung der NOx-Emission und stimmten gut mit den gemessenen Emissionsfaktoren überein. Sie können daher künftig für Emissionsberechnungen in Berlin angewendet werden.

Knowledge of real emissions from road traffic is an important basis for evaluating traffic mitigation measures with regard to their effects on air quality. For this purpose, remote sensing detection measurements were carried out on vehicles on two Berlin streets for the first time in autumn 2019. The focus was on nitrogen oxide emissions, as these are the most important for high nitrogen dioxide air pollution in cities. The OPUS RSD5000 system was used for the measurement. This article summarizes the results for passenger cars. The comparison of the NOx emissions with the emission standardsfrom the type approval revealed the known exceedances for diesel cars up to Euro 6ab. The NOx emissions of the latest diesel car generations with Euro 6dtemp and 6d met the limit value on average, but around 25 % of these vehicles were still exceeding the limit value including the conformity factor. The emission factors determined with RSD showed, on average, a good agreement with the factors of HBEFA 4.1, which are representative for the measured driving conditions. The influences of the ambient temperature and mileage, as offered in the HBEFA, must be taken into account. The traffic situations for a speed limit of 30 km/h on main roads newly introduced in HBEFA 4.1 proved to be very suitable for determining the NOx emissions and agreed well with the measured emission factors. They are therefore recommended for emission modelling in Berlin in the future.

Einfluss des HBEFA 4.1 auf die Modellierung der NO2-Immissionen – Stand und Möglichkeiten der Verbesserung

Influence of the HBEFA 4.1 on the modeling of the NO2 concentration level and possibilities for improvement

I. Düring; W. Schmidt, Dresden; U. Friedrich, Potsdam

Es wurden detaillierte Emissions- und Ausbreitungsberechnungen für die Zeppelinstraße in Potsdam für die Bezugsjahre 2015, 2018 und 2019 durchgeführt, weil hier eine sehr gute Datenlage vorlag. Die modellierten NOx- und NO2-Jahresmittelwerte wurden mit den Messdaten an der Messstation Zeppelinstraße verglichen. Die Ergebnisse der Modellrechnungen zeigten auf, dass bei optimaler Datenlage und Anwendung des dreidimensionalen prognostischen Strömungs- und Ausbreitungsmodells MISKAM mit HBEFA 4.1 die NOx-Zusatzbelastung für das Jahr 2015 um 16 % unterschätzt und für die Jahre 2018 und 2019 um 16 % bzw. 15 % überschätzt werden. In der NOx-Gesamtbelastung ergab dies Abweichungen zwischen –12 % (2015) und +11 % (2018) bzw. 10 % (2019). Eine Ursache für die Überschätzungen 2018 und 2019 könnte ggf. in der im HBEFA 4.1 nicht vorhandenen Berücksichtigung der Wirkung der freiwilligen Softwareupdates und/oder höherer Wirkungen der verpflichtenden Softwareupdates zu finden sein. Verwendet man zur Berücksichtigung der NO-NO2-Konversion das vereinfachte Chemiemodell nach Düring et al. (2011) in seinen Standardeinstellungen und unter Nutzung der NO2-Direktemissionsanteile aus HBEFA 4.1, dann wird 2015 der NO2-Messwert (leicht) überschätzt (4 %). Statistische Konversionsmodelle nach Romberg et al. (1996) bzw. Bächlin et al. (2008) zeigen tendenziell eine NO2-Unterschätzung. In den Bezugsjahren 2018 und 2019 werden mit dem vereinfachten Chemiemodell deutliche Überschätzungen der NO2-Messwerte berechnet, weil die NOx-Zusatzbelastung (NOx-Emission) zu hoch ist (16 % bzw. 15 %) und die NO-NO2-Konversion im vereinfachten Chemiemodell zusätzlich zu einer weiteren Überschätzung in der Gesamtbelastung führt. Auch die statistischen Konversionsmodelle zeigen NO2-Überschätzungen der Gesamtbelastungen, die aber geringer sind als die mit dem Chemiemodell berechneten. Es zeigt sich, dass mit einer Halbierung der NO2-Direktemissionsanteile des HBEFA 4.1, wie aus Analysen der Immissionsdaten ableitbar, die mit dem Chemiemodell berechneten NO2-Gesamtbelastungen deutlich näher am Messwert liegen.

Detailed emissions and dispersion calculations were carried out for Zeppelinstrasse in Potsdam for the reference years 2015, 2018 and 2019, because the data available here were very good. The modeled annual mean NOx and NO2 values were compared with the measurement data at the Zeppelinstrasse measuring station. The results show that with optimal data and application of the three-dimensional prognostic flow and dispersion model MISKAM with HBEFA 4.1, the additional NOx annual mean is underestimated by 16 % for 2015 and for 2018 and 2019 16 % or 15 % are overestimated. In the total NOx concentration, this resulted in deviations between -12 % (2015), +11 % (2018) and +10 % (2019). One reason for the overestimations in 2018 and 2019 could possibly be found in the fact that HBEFA 4.1 does not take into account the effects of the voluntary software updates and/or the higher effects of the mandatory software updates. If the simplified chemical model according to Düring et al. (2011) is used in its standard settings and using the NO2 direct emission components from HBEFA 4.1, then in 2015 the NO2 measured value is (slightly) overestimated (4 %). Statistical conversion models according to Romberg et al. (1996) and Bächlin et al. (2008) show a tendency to underestimate NO2. In the reference years 2018 and 2019, the simplified chemical model was used to calculate significant overestimations of the NO2 measured values because the additional NOx concentration (NOx emissions) is too high (16 % and 15 %, respectively). The NO-NO2 conversion in the simplified chemistry model also leads to a further overestimation of the total pollution. The statistical conversion models also show NO2 overestimations of the total concentration, but these are lower than calculated with the chemistry model. It can be seen that with a halving of the NO2 direct emission shares of the HBEFA 4.1, as can be deduced from analyzes of the concentration data, the total NO2 concentration calculated with the chemical model is significantly closer to the measured value.