Capacity Reliability and Optimum Saturation of Motorways

Prof. Dr.-Ing. J. Geistefeldt, Bochum

Die Kapazität von Autobahnen weist unabhängig von der systematischen Beeinflussung durch die jeweiligen baulichen, verkehrlichen und betrieblichen Randbedingungen eine erhebliche zufällige Variabilität auf. Im Hinblick auf einen zuverlässigen Betrieb ist es daher nicht sinnvoll, Autobahnen bis zur Bemessungskapazität auszulasten. Andererseits ist aus Gründen der Wirtschaftlichkeit eine Unterauslastung zu vermeiden. Der Beitrag beschreibt einen neuartigen Ansatz zur Ermittlung der optimalen Verkehrsstärke auf Autobahnen auf der Grundlage des „Sustained Flow Index“, der als Produkt aus der Verkehrsstärke und dem Komplementärwert der Zusammenbruchswahrscheinlichkeit definiert ist. Die Anwendung des Ansatzes für 70 Messquerschnitte auf Bundesautobahnen zeigt, dass die optimale Verkehrsstärke bei etwa 90 % der Bemessungskapazität des HBS liegt.

The capacity of motorways shows considerable random variation independent of the systematic influences of the prevailing geometric, traffic, and control conditions. To ensure reliable operation, it is not useful to utilize a motorway to full capacity. On the other hand, underutilization of the motorway should be avoided for reasons of economic efficiency. The paper presents a novel concept to determine the optimum traffic volume on motorways based on the “Sustained Flow Index”, which is defined as the product of the traffic volume and the complementary value of the probability of breakdown. The application based on traffic data from 70 measurement cross sections on German Federal Motorways shows that the optimum volume amounts to approximately 90 % of the design capacity given in the German Highway Capacity Manual HBS.

Research Focus on Wildlife-Vehicle Accident Prevention

Dipl.-Geogr. B. van Dornick, Bergisch Gladbach

Verkehrsunfälle unter Beteiligung von Wild sind seit Langem ein Risiko für die Verkehrssicherheit auf Straßen.Entgegen dem Trend insgesamt sinkender Unfallzahlen bleibt die Zahl der vom statistischen Bundesamt erfassten, schweren Wildunfälle auch 2019 mit 2.970 und 2020 mit 2.863 (BASt, 2020) erfassten Fällen auf ähnlichem Niveau zu den Vorjahren. Die Zahl der leichteren Wildunfälle mit reinem Sachschaden sowie das Schadensaufkommen steigen sogar jährlich. Den höchsten Wert an Schadensmeldungen verzeichnete der Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) im Jahr 2019 mit 295.000 gemeldeten Wildunfällen. So erlangt eine zuverlässige und dauerhafte Wildunfallprävention große Bedeutung. Sie erfolgt in Deutschland vor allem über den Einsatz von Verkehrszeichen, Wildschutzzäunen, Wildwarnanlagen und Wildwarnern (auditiv, olfaktorisch, visuell). Zur Wirksamkeit der vorgenannten und weiterer Maßnahmen liegen jedoch bisher nicht ausreichend gesicherte Erkenntnisse vor. Dieses Szenario begründet eine vielschichtige und konsolidierte Untersuchungsreihe über die Ursachen von Wildunfällen und Maßnahmen zu deren Vorbeugung, den Forschungsschwerpunkt Wildunfallprävention. Die Erkenntnisse aus den einzelnen Untersuchungen werden mit Abschluss des Forschungsschwerpunktes in einem Leitfaden „Wildunfallprävention“ zusammengefasst. Der Fokus dieser Veröffentlichung liegt auf der Darstellung der Ergebnisse über die deutschlandweite Zusammenstellung von Wildunfallzahlen der Jahre 2012–2017 sowie auf Resultaten aus der Forschung über Wildwarnreflektoren und Wildschutzzäune. Weitere avisierte Forschungsprojekte werden kurz vorgestellt.

Contrary to the overall trend of decreasing accident numbers, the number of serious wildlife accidents (personal injury) recorded by the Federal Statistical Office in 2019 remains at a similar level to previous years with 2,970 recorded cases. The number of minor accidents with purely property damage, as well as the amount of damage, are even increasing annually. The highest value of damage reports was recorded by the German Insurance Association (GDV) in 2019 with 295,000 reported wildlife accidents. Thus, reliable and permanent wildlife accident prevention gains great importance. In Germany, prevention of wildlife accidents is primarily carried out through the use of traffic signs, wildlife protection fences, wildlife warning systems and wildlife warning devices (auditory, olfactory, visual). However, there are only few reliable findings on the effectiveness of the above-mentioned and other measures. This scenario justifies a multi-layered and consolidated series of investigations into the causes of wildlife accidents and measures to prevent them. The findings from the individual studies will be summarized in a guideline „Wildlife-Vehicle Accident Prevention“. At this point in time, some findings from some specific topics are available. The focus is on results from the Germany-wide compilation of wildlife accident figures for the years 2012–2017 as well as results from research on wildlife warning reflectors and wildlife protection fences.

Variant review in road construction

Dr. jur. M. Lau, Leipzig

Es gibt fast immer mehrere Wege zum Ziel. So ist es auch im Straßenbau, weshalb eine wesentliche Aufgabe straßenrechtlicher Planungsverfahren die Findung der „richtigen“ Variante ist. Als Teil der fachplanerischen Abwägungsentscheidung unterliegt die Variantenauswahl naturgemäß Entscheidungsspielräumen, für die es aber wiederum einen festgelegten rechtlichen Rahmen gibt. Für die Variantenauswahl fehlt es bislang noch an einem Standard. Zwar liefern die neuen RUVP Maßgaben hierfür in Bezug auf die Umweltbelange, doch spielen bei der Variantenauswahl nicht nur Umweltbelange eine Rolle, sondern vor allem auch technisch-verkehrliche Gesichtspunkte sowie sonstige öffentliche und private Belange. Der nachfolgende Beitrag liefert einen Vorschlag für den Variantenvergleich unter Berücksichtigung all jener Aspekte und die Gewichtung der insoweit entscheidungserheblichen Belange. Maßgebliche Leitlinie ist dabei das materielle Recht und die jeweils dahinterstehende gesetzgeberische Wertentscheidung.

There are almost always many different paths to a destination. The same is true when it comes to road construction. That is why finding the “correct” variant is an essential aspect of road planning procedures. As part of the technical and planningrelated assessment decision, variant selection is naturally subject to a certain scope for which there is a predefined legal framework. So far, there has not been a standard for variant selection. The new RUVP provide guidance on this matter with regard to environmental concerns. However, technical and mobility-related considerations, as well as other public and private concerns, also play a role in variant selection. The following article provides a recommendation for comparing variants in consideration of all these aspects and weighing the concerns that are material to the decision-making process. The substantive
law and the underlying legislative value judgement in each case constitute the material guideline.

Aspects of in-house generation of brine

Dr. F. Götzfried, Bad Wimpfen

Für die Eigenerzeugung von Sole für den Winterdienst in Soleerzeugern kommen unterschiedliche Verfahrensprinzipien in Betracht. In jedem Fall sind bei der Beschaffung von Tausalzlöseanlagen Anforderungen an die Produktionskapazität, die Präzision der Solekonzentration, die Solereinheit und die Pumpleistung zur Befüllung der Streufahrzeuge zu stellen. Großen Einfluss auf den Betrieb von Soleerzeugern haben neben der Ausführung des Soleerzeugers die Salzqualität und Stillstände der Soleerzeugung während des Winters. Bei Beschaffungen von Soleerzeugern kann künftig auf die neue Europäische Norm EN 17443 für Soleerzeuger hingewiesen werden. Dort sind Anforderungen und Prüfverfahren beschrieben. Ein Forschungsprojekt der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) lieferte Empfehlungen für einen praxisgerechten Betrieb von Tausalzlöseanlagen. Der Arbeitsausschuss Winterdienst der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (FGSV) bereitet die Herausgabe eines Hinweispapiers zur Beschaffung und für den Betrieb von Soleanlagen vor.

Different process principles can be considered for the in-house generation of brine for winter service in brine generators. In any case, when purchasing brine production systems, requirements must be placed on the production capacity, the precision of the brine concentration, the brine quality, and the pumping capacity for filling the gritting vehicles. In addition to the design of the brine generator, the salt quality, and downtimes in brine production during the winter have a major influence on the operation of brine generators. When procuring brine generators, reference can be made in future to the new European standard EN 17443 for brine generators. Requirements and test methods are described there. A research project by the Federal Highway Research Institute (BASt) provided recommendations for the practical operation of brine production systems. The Winter Service Working Committee of the Road and Transportation Research Association (FGSV) is preparing the publication of an information paper for the procurement and operation of brine systems.

Resilience of the Road Infrastructure to extreme events

Dr.-Ing. A. Kossak, Hamburg

Die Widerstandsfähigkeit der Straßenverkehrsinfrastruktur gegenüber systeminternen Sonderbelastungen ist eine „klassische“ Komponente qualifizierter Planung und qualifizierten Betriebs der Straßenverkehrsinfrastruktur. Eine wesentlich anspruchsvollere Kategorie in der betreffenden Hinsicht sind die Folgen von Extremwetterlagen und ähnlichen Ereignissen. Bei fortschreitendem Klimawandel ist die Beschäftigung mit den Auswirkungen solcher Ereignisse auf die verkehrlichen und technischen Infrastrukturen in jüngster Vergangenheit immer dringlicher und immer komplexer geworden. Es werden ausgewählte internationale Lösungsansätze bzw. Untersuchungen zu dem betreffenden Thema dokumentiert und kommentiert. Nicht zuletzt aus aktuellem Anlass wird empfohlen, in Deutschland vergleichbare Ansätze zu verfolgen. Letzteres gilt umso mehr vor dem Hintergrund der bereits latenten Vernachlässigung der Erhaltung und Modernisierung der Straßeninfrastruktur, aber auch der absehbaren zusätzlichen Gefahren aufgrund cyber-physikalischer Schwächen und Bedrohungen.

The resilience of road networks to system internal special burdens is a classical component of qualified design and management of road infrastructure. Much more demanding categories in the respective regard are extreme weather conditions and similar events. Reacting on the proceeding climate-change the working on the effects of such events on the road infrastructure became quite recently worldwide much more urgent and complex. In this paper selected international approaches in the respective regard are documented and commented. Not at least on occasion of actual events it is recommended to follow up similar approaches in Germany as well. The latter refers in particular to the yet substantially neglected maintenance and modernization of the road infrastructure, however, as well in face of the upcoming additional threats related to cyber physical weaknesses (including cyber criminality).