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Einfluss von temporär auftretendem Grundwasser auf die Standsicherheit von Straßeneinschnittsböschungen
Full text linkIm Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens FE 05.0195 wurden eine Fallstudie, Feld- und Laboruntersuchungen, Berechnungen und Technikumsversuche durchgeführt, um den Einfluss von temporär auftretendem Grund- oder Schichtwasser auf die Böschungsstandsicherheit zu untersuchen. Ziel war es, anhand dieser Ergebnisse zum einen die maßgeblichen Einflüsse auf die Böschungsstandsicherheit zu erkennen, Empfehlungen für Erkundungsmaßnahmen aufzustellen sowie Empfehlungen für die Planung herauszuarbeiten.
Die Datenbank, welche zur Fallstudie erstellt wurde, gibt als Schadensursache häufig eine dedizierte Scherfläche bzw. das Versagen auf einer meist bindigen, aufgeweichten Zone einer Schichtgrenze an. Dies deutet nicht nur auf ein temporäres Abfließen von Wasser auf Schichtgrenzen mit Durchlässigkeitsunterschieden hin, sondern auch auf eine gewisse Einwirkzeit des Wassers in der Böschung.
Bei der Beschreibung größerer Schichtpakete hat sich im Zuge der Felduntersuchungen herausgestellt, dass es nicht ausreichend ist, die Begrifflichkeit „Wechsellagerung“ zu verwenden. Vielmehr wird eine feingliedrige Betrachtung der einzelnen Schichtglieder bzw. deren Erstreckung und Neigung erforderlich. Bei einigen der für dieses Forschungsvorhaben ausgewählten Projekte konnten auf diese Weise eine Wasserführung auf bindigen Schichtgliedern sowie korrespondierende Wasseraustritte aus der Böschung in Zusammenhang gebracht werden.
Die Veränderung des Wassergehaltes und damit auch der Scherparameter in bindigen und an wasserführende Schichten angrenzenden Böden konnte sowohl in Labor- wie Technikumsversuchen bestätigt werden. So konnte beispielsweise infolge eines simulierten Wasseraufstaus in einer Schicht und des damit ausgelösten erhöhten Drucks auf die Andeckung stellenweise eine erhebliche Durchfeuchtung mit Anzeichen eines beginnenden Böschungsversagens festgestellt werden. Ferner konnten auch Effekte wie Ausschwemmung bzw. Erosion festgestellt werden.
Die Berechnungen, bei denen verschiedene direkte und indirekte Einflüsse aus strömendem oder stauendem Wasser in wasserführenden Schichten untersucht worden sind, zeigen, dass eine Durchströmung von einzelnen Schichten einer Böschung nur zu einer mäßigen Verringerung der Standsicherheit führen. Ebenfalls haben geringfügige Abminderungen der Scherparameter nur einen untergeordneten Einfluss auf die Standsicherheit der Böschung und wirken sich erst bei großen Abminderungen aus. Zu einem deutlichen Einfluss auf die Standsicherheit kommt es jedoch bei einem Aufstau von Schichtwasser in einzelnen Horizonten, der zum Beispiel durch eine undurchlässige Böschungsandeckung ausgelöst werden kann und wird noch verstärkt, wenn es aufgrund von Durchnässungen zu einer Abnahme von Scherparametern kommt. Die Kombination aus numerischer Strömungsberechnung mit einer konventionellen Standsicherheitsberechnung dient somit zur Prognose von Standsicherheitsdefiziten unter Berücksichtigung von Schichtwasservorkommen.
Auftretendes Grundwasser wird in der Geotechnik meist in Grundwassermessstellen oder über Tensiometer gemessen. Bei Vorhandensein von geschlossenen Grundwasservorkommen ist dies recht zuverlässig ausführbar, bei temporär auftretenden Schichtwasservorkommen sind jedoch grundsätzlich andere Anforderungen gegeben, da Höhenlage und Mächtigkeit zumeist unbekannt sind. Als Alternative zu den direkten Messverfahren können indirekte Messverfahren mit Feuchtemesssensoren eingesetzt werden. Indirekte Messverfahren messen nicht das Wasser selbst, sondern vom Wasser abhängige Substanzeigenschaften und bedürfen zur Herstellung eines funktionalen Zusammenhangs zwischen gemessenem Signal und dem Wassergehalt einer Kalibrierung. Als geeignetes Verfahren ist das Mikrowellen-Verfahren anzusehen. Es hat sich jedoch im Zuge des Forschungsvorhabens herausgestellt, dass das Messverfahren für den angestrebten Einsatzzweck noch nicht marktreif vorliegt.
Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurden abschließend Empfehlungen zur Erkundung aufgestellt, um kritische Baugrundkonstellationen ermitteln zu können. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um Aspekte wie die detaillierte Betrachtung von Wechsellagerungen, Ausführung großkalibriger Kernbohrungen, Untersuchungen der Veränderlichkeit des Gesteins, Abschätzung der Fließgefährdung. Ebenso wurden Empfehlungen erarbeitet, die wesentliche Aspekte benennen, welche im Rahmen der Planung zu berücksichtigen sind. Dabei sind insbesondere die Empfehlungen des Baugrundgutachtens sorgfältig auszuwerten. Die Ergebnisse der Standsicherheitsberechnungen sind mit dem geotechnischen Bericht zusammenzuführen. In den Standsicherheitsberechnungen sind die Porenwasserdrucklinien in möglichen Schichtwasserhorizonten zu berücksichtigen, ggf. werden Variationsrechnungen erforderlich.Within the framework of the research project FE 05.0195, a case study, field and laboratory investigations, calculations and test-size scale were carried out to investigate the influence of temporarily occurring groundwater or stratum water on the stability of slopes. The aim of the study was to identify the main influences on the stability of the cut slope, to give recommendations for investigation measures and to work out recommendations for planning.
The database, which was compiled for the case study, frequently indicates a dedicated shear surface or failure on a mostly cohesive, softened zone of a layer boundary as the cause of damage. This indicates not only temporary runoff of water on stratum boundaries with permeability differences, but also some exposure time of water in the slope.
When describing larger layer packages, it became apparent during the field investigations that it is not sufficient to use the term "alternating layer". Rather, a slender consideration of the individual layer members or their extension and inclication becomes necessary. In some of the projects selected for this research project, it was possible to correlate water flow on cohesive layers and corresponding water outlet from the slope.
The change of the water content and thus also of the shear parameters in cohesive soils and soils adjacent to water-bearing layers could be confirmed in laboratory as well as in test-size scale. For example, as a result of a simulated backwater in a layer and the resulting increased pressure on the front-cover of the slope, considerable moisture penetration with signs of incipient slope failure was observed. Furthermore, effects such as washout or erosion could also be detected.
The calculations, in which various direct and indirect influences from flowing or backwater in water-bearing layers were investigated, show that flowing through individual layers of an embankment only leads to a moderate reduction in stability. Likewise, minor reductions in shear parameters have only a minor influence on the stability of the slope and only have an effect in the case of major reductions. However, a significant influence on the stability occurs in the case of backwater in individual horizons, which can be triggered by an low permeable slope cover, for example, and is further intensified if there is a decrease in shear parameters due to soilwetness. The combination of numerical flow analysis with a conventional stability analysis is thus used to predict stability deficits under consideration of stratified water occurrences.
In geotechnical engineering, occurring groundwater is usually measured in groundwater measuring points or via tensiometers. In the presence of closed groundwater resources, this can be done quite reliably, but in the case of temporarily occurring stratum water, the requirements are fundamentally different, since the elevation (and thickness) of occurence are usually unknown. As an alternative to the direct measuring methods, indirect measuring methods with moisture measuring sensors can be used. Indirect measurement methods do not measure the water itself, but rather water-dependent substance properties and require calibration to establish a functional relationship between the measured signal and the water content. The microwave method is considered to be a suitable method. However, in the course of the research project it became apparent that the measurement method is not yet ready for the market for the intended application.
On the basis of the knowledge gained, recommendations for investigation were finally drawn up in order to be able to determine critical ground constellations. These are essentially the following aspects: Detailed consideration of alternating soil layers, execution of large-caliber core drilling, investigation of the decomposition of soil and rock, estimation of liquefaction potential. Recommendations were also drawn up, which specify the main aspects to be taken into account in the planning process. In particular, the recommendations of the geotechnical report expertise are to be carefully evaluated. The results of the stability calculations are to be combined with the geotechnical report. In the stability calculations, the pore water pressure lines in possible stratum water horizons are to be taken into account; variation calculations may be necessary
Hochaufgelöste multisensorielle Verkehrsdaten in der Streckenbeeinflussung
Full text linkDie Verkehrsbeeinflussung auf Autobahnen erfolgt mittels proaktiver und reaktiver Maßnahmen, die z.B. über Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) umgesetzt werden können. Die Grundlage hierfür bilden die Messdaten der lokalen Verkehrsdatenerfassung (VDE), die derzeit an Messquerschnitten (MQ) erfolgt, in der Regel in Abständen von 1,5 bis 2,5 km. Allgemein profitiert die Erkennung von Verkehrssituationen davon, je besser die räumlich-zeitliche Datengrundlage ist, da z. B. Verkehrsdichtewellen hochgenau identifiziert und ihre Verläufe beobachtet werden können. Derzeit kommen hauptsächlich reaktive Maßnahmen zur Anwendung, da räumlich-zeitlich hochaufgelöste Daten, die für eine möglichst gute Verkehrs(zustands)prognose benötigt werden, noch nicht bzw. nicht flächendeckend und mit ausreichender Qualität vorliegen und somit auch wenige Erfahrungen mit einer solchen Datengrundlage bestehen. Für proaktive Maßnahmen werden häufig kurzfristige bis mittelfristige Verkehrszustandsprognosen bemüht. Diese Voraussagen könnten durch räumlich-zeitlich detailliertere Daten verbessert werden.
Um weitere Erkenntnisse zu einer solchen Datenerfassung mit hohem Detaillierungsgrad zu generieren, wurde in diesem Forschungsvorhaben ein Erhebungskonzept erarbeitet, mit dem Daten in entsprechenden Detaillierungsgrad erfasst werden können und welches für spezifische Einsatzmöglichkeiten robust, ausreichend genau und wirtschaftlich ist, um es vor allem für SBA-Optimierungen einzusetzen. Das Konzept wurde an ausgewählten Untersuchungsstrecken (je ein Streckenabschnitt mit und ohne SBA) getestet. Mit dieser Datengrundlage wurde eine Methodik entworfen, mittels der die Wirksamkeit von SBA bewertet werden kann. Als weiteres Ergebnis dieser Untersuchung werden Empfehlungen für den Einsatz der verschiedenen, untersuchten Erhebungsmethoden (für Offline-Analysen der SBA-Wirksamkeit und einen Online-Einsatz) gegeben sowie ein Ausblick, wie diese Daten zukünftig genutzt werden könnten.
Das entwickelte Erhebungskonzept wurde an einem Streckenabschnitt auf der A44 zwischen der AS Unna-Ost und dem AK Werl umgesetzt. Merkmale dieser Referenzstrecke sind eine Länge des Streckenabschnitts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anschlussstellen von bis ca. 13 km, ein MQ-Abstand im Bestand von ca. 1,5 km, ein Querschnitt mit durchgehend zwei Fahrstreifen und Aggregationsintervalle der lokalen Messdaten in der Verkehrsrechnerzentrale von einer Minute. In der Untersuchung wurde die lokale Verkehrsdatenerfassung der SBA für 14 Tage durch Seitenradar-Detektoren (SRD) so ergänzt, dass je Fahrtrichtung auf 2,5 km eine Verdichtung der lokalen Verkehrsdatenerfassung auf MQ-Abstände von 250 m vorlag. Des Weiteren wurden an zwei Tagen im selben Zeitraum für jeweils ca. drei Stunden Kameras mit Automatic Number Plate Recognition- (ANPR-) Technik zur Reisezeitmessung über Kennzeichenanalyse an zwei Querschnitten mit ca. einem Kilometer Abstand installiert sowie für den gesamten Zeitraum und Streckenabschnitt hochaufgelöste Floating Car Data (FCD) zugekauft. Für einen Teilabschnitt von ca. 1,5 km Länge wurden im gleichen Zeitraum wie die ANPR-Systeme mit Drohnen an vier Standorten gleichzeitig und mit überlappenden Sichtbereichen Luftbildaufnahmen vom Verkehr gemacht.
Die so erhobenen Daten liegen je Erhebungsmethode in jeweils spezifischer Kombination räumlich-zeitlicher Diskretisierung vor. Für eine integrierte Analyse wurden die Daten in eine Datenbank überführt und in ein einheitliches räumlich-zeitliches Raster aufbereitet. Hierfür wurde der gesamte Streckenabschnitt in Segmente mit einer Länge von 250 m bei Zeitschritten von 10 s aufgeteilt, die wiederum in Subsegmente von 25 m Länge und 1 s unterteilt waren.
Die Datenauswertungen ergaben:
•Mit einer Verdichtung der lokalen VDE durch SRD können hochwertige lokale Geschwindigkeitsinformationen gesammelt werden. Auch die Verkehrsmengendetektion gelingt an zweistreifigen Richtungsfahrbahnen recht zuverlässig, bedarf aber gewisser Maßnahmen zur Qualitätssicherung. Der Einsatz von SRD ist sowohl für den Online-als auch für den Offline-Betrieb geeignet. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Anzahl der Geräte und somit auch der Erfassungsbereich bzw. der Verdichtungsgrad anwendungsbezogenen Begrenzungen unterworfen.
•Reisezeiten aus ANPR weisen eine sehr hohe Güte auf. Das gilt prinzipbedingt auch für größere Abstände zwischen zwei ANPR-Querschnitten, die jedoch Einbußen hinsichtlich räumlicher Auflösung und größere zeitliche Latenzen nach sich ziehen. Letztgenannter Punkt ist insbesondere bei Online-Anwendungen zu beachten. Reisezeiten aus ANPR als Ergänzung zur lokalen Verkehrsdatenerfassung sind daher sowohl für den Offline- als auch für den Online-Einsatz wertvoll.
•Hochaufgelöste (Basis Einzelfahrzeuge) FCD bilden Verkehrsabläufe und -zustände auf Basis von Geschwindigkeitsdaten im Streckenverlauf ab. Obwohl FCD nur für eine kleine Teilmenge des Verkehrs vorliegen, konnte in dieser Untersuchung beobachtet werden, dass diese Teilmenge bereits ausreicht, um räumlich-zeitlich sehr detaillierte Informationen zum Verkehrszustand zu gewinnen, insbesondere im räumlich-zeitlichen Umfeld um verkehrliche Störungsereignisse. Die Kopplung dieser Daten mit lokalen Verkehrsdaten ermöglicht die Schätzung von über das Fahrzeugkollektiv summierter Reisezeiten. FCD als Ergänzung zur lokalen Verkehrsdatenerfassung sind somit sowohl für den Offline- als auch für den Online-Einsatz wertvoll.
•Die Daten aus den mit Drohnen aufgenommenen Luftbildern zeigen eine besonders gute räumlich-zeitliche Auflösung der Verkehrskenngrößen für das gesamte Verkehrskollektiv. Durch den großen Organisations- und Personalaufwand ist der Einsatz von Drohnen jedoch nur auf einen sehr eingeschränkten Strecken- (max. 3 km) sowie Zeitbereich (max. 3 Stunden) und auch lediglich für Offline-Anwendungen zu empfehlen, wenn detaillierte Erkenntnisse zum beobachteten Engpass gewonnen werden sollen.
Das hier entwickelte Erhebungskonzept bzw. einzelne der vorgestellten Erhebungsmethoden eignen sich grundsätzlich auch für die Anwendung auf anderen Strecken. Für jede Erhebungsmethode sind die spezifischen Randbedingungen für den vorliegenden Einsatzzweck zu prüfen und die tatsächliche Wirtschaftlichkeit der Maßnahme zu prüfen.Traffic control on highways is achieved by using proactive and reactive traffic control measures, which can be implemented, for example, via traffic control systems (TCS). For this the measurement data of local traffic data acquisition (TDA) is required, which is currently carried out at measurement cross sections (MCS), usually at spatial intervals of 1.5 to 2.5 km. The detection of traffic situations benefits from improved spatio-temporal data, since, for ex-ample, traffic density waves can be identified with high precision and their progressions can be observed. Currently mainly reactive measures are applied, since spatio-temporally high-resolution data, which is needed for the best possible traffic (state) forecast, is not yet available or not available area-wide and with sufficient quality, and thus there is also little experience with such a data basis. For proactive measures, short-term to medium-term traffic condition forecasts are often used. These forecasts could be improved by spatio-temporally detailed data.
In order to generate further insights into such data collection with a high level of detail, this research project developed a data acquisition concept that can be used to collect data with a corresponding level of detail that is robust, sufficiently accurate, and economical for specific applications, especially for TCS optimization. The concept was tested on selected study sections (one section with and one without TCS). With this data basis, a methodology was de-signed by which the effectiveness of TCS can be evaluated. As a further result of this study, recommendations for the use of the different survey methods investigated (for offline analyses of TCS effectiveness and an online application) are given, as well as an outlook on how these data could be used in the future.
The survey concept developed was implemented on a section of the A44 between the Unna-Ost junction and the Werl interchange. Characteristics of this reference section are a length of the section between two consecutive interchanges of up to approx. 13 km, an MCS distance in the inventory of approx. 1.5 km, a cross-section with two lanes throughout and aggregation intervals of the local measurement data in the traffic computer center of one minute. In the study, the local traffic data acquisition of the TCS was supplemented for 14 days by side radar detectors (SRD) in such a way that there was a compression of the local traffic data acquisition to MCS distances of 250 m for each direction of travel on 2.5 km. Furthermore, cameras with Automatic Number Plate Recognition (ANPR) technology for travel time measurement via li-cense plate analysis were installed on two days in the same period for approx. three hours each at two cross-sections with a distance of approx. one kilometer, and high-resolution Floating Car Data (FCD) was purchased for the entire period and route section. For a section of approximately 1.5 km in length, aerial video streams of traffic were taken with drones at four locations simultaneously and with overlapping viewing areas during the same period as the ANPR systems.
The data collected in this way is available in specific combinations of spatio-temporal discretization for each survey method. For an integrated analysis, the data was transferred to a database and processed into a uniform spatio-temporal grid. For this purpose, the entire road section was divided into segments with a length of 250 m at time steps of 10 s, which in turn were subdivided into subsegments of 25 m in length and 1 s in length.
Data evaluations revealed:
•With a densification of local MCS by SRD, high-quality local speed information can be collected. Traffic volume detection also succeeds quite reliably on two-lane directional lanes, but requires certain quality assurance measures. The use of SRD is suitable for both online and offline operation. For economic reasons, the number of devices and thus also the detection area or the degree of compaction is subject to application-related limitations.
•Travel times from ANPR have a very high quality. In principle, this also applies to larger distances between two ANPR cross sections, which, however, entail losses in terms of spatial resolution and greater temporal latencies. The latter point is particularly important for online applications. Therefore, travel times from ANPR as a supplement to local traffic data collection is valuable for both offline and online use.
•High-resolution (single-vehicle basis) FCD depict traffic flows and conditions based on velocity data in detail. Although FCD is only available for a small subset of traffic, it was observed in this study that this subset is already sufficient to obtain spatio-temporally very detailed information on traffic conditions, especially in the spatio-temporal environment around traffic incidents. Coupling this data with local traffic data allows to estimate travel times summed over the vehicle collective. FCD as a supplement to local traffic data collection is thus valuable for both offline and online use.
•The data from aerial video streams taken by drones shows a particularly good spatio-temporal resolution of traffic parameters for the entire traffic collective. However, due to the large organizational and personnel effort, the use of drones is only recommended for a very limited route (max. 3 km) and time range (max. 3 hours) and also only for offline applications, if detailed findings on the observed bottleneck are to be obtained.
The survey concept developed here or some of the survey methods presented are in principle also suitable for use on other lines. For each survey method, the specific boundary conditions for the present application must be examined and the actual economic viability of the measure must be checked
Die Entwicklung verkehrssicherheitsrelevanter Personenmerkmale von Seniorinnen und Senioren: Eine Längsschnittstudie über fünf Jahre
Full text linkEs gibt Hinweise auf ein erhöhtes fahrleistungsbezogenes Unfallrisiko älterer Autofahrer und -fahrerinnen, die jedoch wenig Aussagen über altersbegleitende Veränderungen des individuellen Un-fallrisikos zulassen. Ziel der Studie war es, die Entwicklung verkehrssicherheitsrelevanter und mobili-tätsbezogener Personenmerkmale von Senioren und Seniorinnen längsschnittlich zu erfassen und kritische Einflussfaktoren zu identifizieren, die mit einer Abnahme der Fahrkompetenz mit dem Alter einhergehen.
Es wurden Daten von 260 aktiven Autofahrern und -fahrerinnen im Alter von 66 bis 81 Jahren analy-siert, die an mindestens 3 Untersuchungen im Abstand von 12 bis 30 Monaten teilgenommen haben. Bei jeder Untersuchung wurden per Fragebogen verkehrssicherheitsrelevante Personenmerkmale er-fasst und mithilfe einer psychometrischen Testbatterie die kognitive Leistungsfähigkeit getestet. Es folgte eine etwa 35 Kilometer lange Fahrt in einem Fahrsimulator, die für Ältere kritische Verkehrssitua-tionen enthielt. In Anlehnung an das auch bei Realfahrten zur Beurteilung des Fahrverhaltens einge-setzte TRIP-Protokoll (Test Ride for Investigating Practical fitness to drive) wurde aus dem Fahrverhal-ten der Probanden und Probandinnen automatisiert verschiedene Fahrverhaltensparameter extrahiert. Diese wurden zu einer Zielvariable zusammengefasst, die als Risikoindex im Sinne eines Unfallrisikos interpretiert wurde. Zur Bestimmung potentieller Einflussfaktoren auf den Risikoindex wurden die Da-ten mittels hierarchischer linearer Mehrebenenmodelle analysiert. Es ergaben sich keine Hinweise auf eine generelle Verschlechterung der Fahrkompetenz über den betrachteten Altersbereich, jedoch be-trächtliche Unterschiede im Fahrverhalten zwischen den Probanden und Probandinnen. Die Entwick-lung der Fahrkompetenz über den betrachteten Zeitraum hing im Wesentlichen von zwei Gruppen von Einflussfaktoren ab. Diese waren zum einen Veränderungen in der Aufmerksamkeitsaktivierung (Alertness), Flexibilität beim Aufgabenwechsel sowie der Konzentrations- und Inhibitionsfähigkeit, zum anderen spezifische Überzeugungen. Hier zeigte sich, dass eine hohe positive Selbsteinschätzung und eine damit einhergehende Tendenz zu einem risikofreudigen Fahrstil mit einer Verschlechterung des Fahrverhaltens einhergingen. Keine Unterschiede ergaben sich zwischen den Geschlechtern. Die Ergebnisse legen nahe, dass es ein bestimmtes kritisches Lebensalter für eine abnehmende Ver-kehrssicherheit nicht gibt, wohl aber zunehmende Unterschiede im Fahrverhalten älterer Autofahrer und -fahrerinnen. Dabei ist zu beachten, dass es mit Blick auf die hier untersuchte Stichprobe noch offen ist, inwieweit sich die Ergebnisse auf die Gesamtheit der Gruppe der älteren Autofahrer und -fahrerinnen in Deutschland übertragen lassen. Empfohlen wird die Entwicklung zielgruppenadäquater Angebote für gefährdete Gruppen älterer Autofahrer und Autofahrerinnen. Diese sollten zum einen (Trainings-)Maßnahmen zum Erhalt der Fahrkompetenz und verkehrssicherheitsrelevanter kognitiver Funktionen enthalten, zum anderen aber auch psychoedukative Maßnahmen einschließen, die der Aufklärung und Sensibilisierung gegenüber den möglichen Folgen altersbegleitender Veränderungen für die Verkehrssicherheit dienen.There is evidence for an increased driving performance-related accident risk of older drivers, but this evidence does not allow conclusions to be drawn about age-related changes in individual accident risk. The aim of this study was to longitudinally assess the development of traffic safety-related and mobility-related personal characteristics of seniors and to identify critical influencing factors associ-ated with a decrease in driving competence with age. Data were analyzed from 260 active male and female drivers aged 66 to 81 years who participated in at least 3 examinations at intervals of 12 to 30 months. At each examination, questionnaires were used to record personal characteristics relevant to traffic safety and a psychometric test battery was used to test cognitive performance. This was fol-lowed by an approximately 35-kilometer drive in a driving simulator, which included traffic situations that considered critical for the elderly. Various driving behavior parameters were automatically ex-tracted from the driving behavior of the participants, based on the TRIP protocol (Test Ride for Inves-tigating Practical fitness to drive), which is also used to assess driving behavior in real-life driving situations. These were combined into a target variable, which was interpreted as a risk index in the sense of accident risk. To determine potential factors influencing the risk index, the data were ana-lyzed using hierarchical linear multilevel models. There was no evidence of a general deterioration of driving behavior over the age range considered, but considerable differences in driving behavior be-tween the participants. The development of driving competence over the studied period mainly de-pended on two groups of influencing factors. These were changes in alertness, flexibility in task switching as well as in attention and inhibition on the one hand, and specific beliefs on the other. Here it was found that a high positive self-assessment and an associated tendency toward a risk-taking driving style were associated with a deterioration in driving behavior. There were no differences be-tween the sexes. The results suggest that there is no specific critical age for declining traffic safety, but that there are increasing differences in the driving behavior of older drivers. It should be noted that with regard to the sample studied here, it is still to be seen to what extent the results can be transferred to the entire group of older drivers in Germany. It is recommended to develop target group appropriate offers for endangered groups of older drivers. On the one hand, these should in-clude (training) measures to maintain driving competence and cognitive functions relevant to traffic safety. On the other hand, they should include psychoeducational measures that serve to inform older people and raise awareness of the possible consequences of age-related changes for traffic safety
Leitfaden – Strategischer Einsatz von Monitoring für Ingenieurbauwerke
Full text linkDas Forschungsprojekt zielte darauf ab, den strategischen Einsatz von Monitoring für Ingenieurbauwerke, insbesondere Brücken, zu verbessern und zu systematisieren. Durch den Einsatz moderner Monitoringtechnologien soll die Effizienz und Effektivität der Erhaltung von Ingenieurbauwerken gesteigert werden. Der Fokus lag auf der Entwicklung eines Leitfadens für Planung, Durchführung, Datenmanagement und Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen von Monitoringprojekten, ergänzt durch eine Broschüre mit strategischen Empfehlungen und Checklisten zur Unterstützung bei Ausschreibung, Vergabe und Vertragsgestaltung. Das Projekt kombinierte Literaturrecherche, Expertenbefragungen, Online-Umfragen und einen Workshop, um bestehende Praktiken und Herausforderungen zu identifizieren und darauf aufbauend Empfehlungen zu entwickeln. Es stützte sich auf drei wesentliche Dokumente: das DBV-Merkblatt "Brückenmonitoring", das Merkblatt B 09 "Dauerüberwachung von Ingenieurbauwerken" der DGZfP und die Neufassung der DIN 1076. Diese Dokumente bieten grundlegende Informationen und Hilfestellungen für die Planung und technische Umsetzung von Monitoringmaßnahmen sowie die Prüfung und Überwachung von Ingenieurbauwerken. Das Projekt erörterte außerdem die Potentiale und Grenzen von Monitoring, betonte die Vorteile einer kontinuierlichen Datenerfassung und -auswertung für die präventive Instandhaltung und Lebensdauerverlängerung von Bauwerken, und wies auf Herausforderungen hin, insbesondere in Bezug auf Kosten und technischen Aufwand. Elf Monitoring-Anwendungsfälle wurden definiert, um einen besseren Überblick über die Praxis zu bieten. Die Auswahl der Messtechnik und die technischen Komponenten eines Monitoringsystems wurden detailliert beschrieben, ebenso wie die Bedeutung eines sorgfältig erstellten und geprüften Monitoringkonzepts. Durch eine Online-Umfrage und einen Workshop wurden Einblicke in die Bedürfnisse und Herausforderungen der Stakeholder gewonnen. Es wurde die geringe Akzeptanz von Monitoring bei Baulastträgern durch den Mangel an Erfahrung, offizieller Einführung von Leitdokumenten und Mitwirkung der Länderverwaltungen an ebendiesen erklärt und Lösungen vorgeschlagen. Der Monitoringprozess wurde als mehrstufig dargestellt, mit besonderem Augenmerk auf den beteiligten Akteuren und deren spezifische Expertise. Empfehlungen zur Ausschreibung, Vergabe und Vertragsgestaltung wurden entwickelt, um Transparenz zu schaffen und die Zusammenarbeit zu optimieren. Zusätzlich wurden Checklisten erstellt, um Straßenbauverwaltungen bei Ausschreibung und Vergabe sowie der Vertragsgestaltung zu unterstützen. Das Thema der Haftung und die Notwendigkeit einer angepassten juristischen Betrachtung wurden hervorgehoben. Hinweise zu Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen erlauben es, die Kosten und den Nutzen von Monitoring zu evaluieren. Das Datenmanagement spielte eine zentrale Rolle für die langfristige Effizienz und Effektivität von Monitoringprojekten. Die Auftraggeber-Daten-Anforderung (ADA) wurde entwickelt, um die Schnittstelle zur Datenübergabe zu definieren und die zentrale Speicherung, leichte Zugänglichkeit und systematische Auswertung von Monitoringdaten zu ermöglichen. Es wurde weiterhin auf die Wichtigkeit der Monitoringdaten und ihre nachhaltige Speicherung innerhalb der Baulastträger hingewiesen. Die Ergebnisse des Projekts wurden in einem Schlussbericht und einer Broschüre zur Verfügung gestellt, die als Arbeitshilfe zur Durchführung von Monitoringprojekten dient.The research project aimed to improve and systematize the strategic use of monitoring for civil engineering structures, especially bridges. The focus was on developing a guideline for the planning, execution, data management, and economics of monitoring projects, supplemented by a brochure with strategic recommendations and checklists to support the tendering and contract design processes. The goal was to enhance the efficiency and effectiveness of the maintenance of civil engineering structures through modern monitoring technologies. The project combined literature research, expert interviews, online surveys, and a workshop to identify existing practices and challenges and to develop recommendations based on these findings. It relied on three essential documents: the DBV leaflet "Bridge Monitoring," the DGZfP leaflet B 09 "Permanent Monitoring of Civil Engineering Structures," and the revised version of DIN 1076. These documents provide fundamental information and guidance for the planning and technical implementation of monitoring measures as well as the inspection and monitoring of civil engineering structures. Furthermore, the project discussed the potentials and limits of monitoring, emphasizing the benefits of continuous data collection and analysis for preventive maintenance and the extension of the lifespan of structures. It also highlighted challenges, especially regarding costs and technical effort. Eleven monitoring use cases were defined to provide a better overview of the practice. The selection of measurement technology and the technical components of a monitoring system were described in detail, as well as the importance of a carefully developed and tested monitoring concept. Insights into the needs and challenges of stakeholders were gained through an online survey and a workshop. The low acceptance of monitoring by infrastructure operators was explained by the lack of experience, official introduction of guiding documents, and participation of state administrations in these documents, with solutions proposed. The monitoring process was described as multi-staged, with special attention to the involved actors and their specific expertise. Recommendations for tendering and contract design were developed to create transparency and optimize collaboration. Additionally, checklists were created to assist road construction administrations in tendering and contract design. The issue of liability and the need for a tailored legal consideration were emphasized. Economic feasibility considerations were provided to evaluate the costs and benefits of monitoring. Data management played a central role in the long-term efficiency and effectiveness of monitoring projects. The Client Data Requirement (CDR) was developed to define the interface for data transfer and enable central storage, easy accessibility, and systematic evaluation of monitoring data. The importance of monitoring data and its sustainable storage within the infrastructure operators was further emphasized. The results of the project were provided in a final report and a brochure, serving as a practical guide for conducting monitoring projects
Remote driving - requirements for suitability and qualification of remote drivers
Full text linkBei der Teleoperation von Kraftfahrzeugen erfolgt die Fahrzeugführung von außerhalb des Fahrzeugs. Dafür werden Informationen zum Fahrzeugzustand und -umfeld, z.B. Sensordaten und Videostreams, vom Fahrzeug an eine Fernsteuerungszentrale übertragen. Dort werden die Daten einer operierenden Person zur Verfügung gestellt. Beim Telefahren (im Vergleich zur Teleassistenz) übernimmt die teleoperierende Person die Fahraufgabe vollständig und trägt die Verantwortung für eine sichere Durchführung der Fahraufgabe.
Aus der teleoperierten Fahrzeugsteuerung ergeben sich personelle, technische und ergonomische Herausforderungen. So werden die Telefahrenden mit Aufgaben konfrontiert, die sich zwangsläufig von den Aufgaben und der Arbeitsumgebung der manuellen Fahrzeugführung im Fahrzeug unterscheiden. Beispielsweise erhalten sie einen durch Video- und andere Kanäle vermittelten anderen Eindruck des Fahrgeschehens. Entsprechend sind auch die Anforderungen an die teleoperierende Person nicht die gleichen wie bei der manuellen Fahrzeugführung und es stellt sich die Frage nach den Anforderungen, die an Eignung, Befähigung und Zuverlässigkeit von telefahrenden Personen zu stellen sind und in welche konkreten Regelungen bzgl. Eignungskriterien, Kompetenzen und Qualifikationen von telefahrenden Personen diese zu übersetzen sind. Eine weitere Fragestellung betrifft die Aufsicht der Handlungsfähigkeit und -sicherheit der telefahrenden Person.
Zu Fragen der Eignung und Befähigung von Telefahrenden im Straßenverkehr gibt es kaum wissenschaftliche Veröffentlichungen. Neben einer Analyse der Teleoperation im Hinblick auf die Herausforderungen, die sie an die telefahrende Person stellt, werden die Anforderungen an Eignung, Befähigung und Zuverlässigkeit von Telefahrenden anhand strukturierter Interviews mit N=19 Fachpersonen und einem Vergleich mit den Rechtsvorschriften in anderen Bereichen der Fahrzeugführung hergleitet und im Rahmen eines Workshops mit Fachleuten diskutiert.
Die Empfehlung bzgl. der Auswahl und Eignung von Telefahrenden, der Ausbildung und Weiterbildung sowie der regelmäßigen Überprüfung und Aufsicht sieht vor, dass eine telefahrende Person eine gültige Fahrerlaubnis und einen gültigen Führerschein besitzen sollte, der der Klasse des teleoperierten Fahrzeugs entspricht, mindestens 21 Jahre alt sein sollte und drei Jahre aktive Fahrerfahrung nachweisen kann. Weiterhin sollte die körperliche, geistige und leistungspsychologische Eignung entsprechend der Voraussetzungen für Gruppe 2 (vgl. Anlage 4 der Fahrerlaubnis-Verordnung) vorhanden sein. Weiterhin sollte die Sehfähigkeit bzgl. des Erkennens relevanter Informationen auf einem Bildschirm gesondert geprüft werden. Die charakterliche Eignung sollte in Form eines amtlichen Führungszeugnisses und eines Punktestands von maximal 3 Punkten im Fahreignungsregister nachgewiesen werden.
Im Rahmen der initialen Ausbildung sollten die theoretischen Lerninhalte entsprechend der Besonderheiten und zusätzlichen Aufgaben für eine telefahrende Person vermittelt werden. Die praktischen Ausbildungsinhalte sollten alle Fahraufgaben und Vorgänge trainieren, die in der Praxis vorkommen. Am Ende der Ausbildung zur telefahrenden Person sollte eine theoretische und praktische Abschlussprüfung stehen, die von einer Person abgenommen wird, die nicht an der Ausbildung beteiligt war. Eine regelmäßige Weiterbildung und Einsätze im realen Fahrzeug sollten das Kompetenzniveau gewährleisten.
Die Fahrerlaubnis sollte befristet für maximal 5 Jahre und eine Verlängerung nur erteilt werden, wenn die körperlichen, geistigen, leistungspsychologischen und charakterlichen Eignungsvoraussetzungen weiterhin vorliegen. Durch begleitete Fahrten, Prüffahrten in einem Fahrsimulator oder die geeignete Aufzeichnung und Kontrolle der Fahrperformanz (z.B. Güte der Spurhaltung und Geschwindigkeitsanpassung) bei durchgeführten Fahrten in der täglichen Praxis sollte die Handlungssicherheit der telefahrenden Person regelmäßig überprüft werden.
Basierend auf den Umständen vor Ort sollte die situative Aufmerksamkeit der telefahrenden Person in angemessener Weise überwacht werden. Weiterhin sollte ein vollständiges Verbot von Alkohol und anderen berauschenden Stoffen gelten und eine Fahrzeit- und Pausenregelung eingesetzt werden. Ein Incident-Management sollte Vorfälle dokumentieren und auswerten, um die Sicherheit im Betrieb zu kontrollieren und weiter zu erhöhen.In teleoperation of motor vehicles, the vehicle is driven from outside the vehicle. Therefore, information on the vehicle's status and surroundings, e.g., sensor data and video streams, is transmitted from the vehicle to a remote control center. There, the data is made available to an operating person. With remote driving (as opposed to remote assistance), the remote operator takes over the driving task completely and is responsible for the safe execution of the driving task.
Teleoperated vehicle control poses personnel, technical and ergonomic challenges. The remote drivers are confronted with tasks that inevitably differ from the tasks and working environment of manual vehicle control in the vehicle. For example, they are given a different impression of the driving scenario through video and other channels. Accordingly, the demands on the person are not the same and the question arises which requirements have to be placed on the suitability, competence and reliability of remote drivers and which specific regulations regarding suitability criteria, competencies and qualifications are appropriate. Another question concerns the supervision of the remote drivers’ ability and safety to act.
There are hardly any scientific publications on the suitability and qualification of remote drivers in road traffic. Therefore, in addition to an analysis of teleoperation with regard to the challenges it poses for the remote driver, the requirements for the suitability, competence and reliability of remote drivers are derived on the basis of structured interviews with N=19 experts and a comparison with the legal regulations in other areas of vehicle operation. The results were discussed in a workshop with experts.
The recommendation regarding the selection and suitability of remote drivers, their training and further training as well as regular checks and supervision stipulate that a remote driver should have a valid driving license corresponding to the class of the teleoperated vehicle, be at least 21 years old and be able to prove three years of active driving experience. Furthermore, the remote driver should be physically, mentally and psychologically fit to drive in accordance with the requirements for Group 2 (see Annex 4 of the German Driving License Regulation). Furthermore, the visual ability to recognize relevant information on a screen should be tested separately. Suitability of character should be proven in the form of an official certificate of good conduct and a maximum of 3 points in the German Register of Driver Fitness.
As part of the initial training, the theoretical content should be taught in accordance with the special features and additional tasks for a remote driver. The practical training content should train all driving tasks and procedures that could occur in practice. At the end of training, there should be a theoretical and practical final examination, which is taken by a person who was not involved in the training. Regular further training and assignments in a real vehicle should ensure the level of competence.
The driving license should be issued for a maximum of 5 years and only renewed if the physical, mental, psychological and character suitability requirements are still met. The competence of action of the remote driver should be regularly checked by means of accompanied journeys, assessment drives in a driving simulator or the appropriate recording and checking of driving performance (e.g. quality of lane keeping and speed adaptation) during drives carried out in daily practice.
Based on the circumstances on site, the remote driver's situation awareness should be controlled in an appropriate manner. Furthermore, a complete ban on alcohol and other intoxicating substances should apply and a driving time and break regulation should be implemented. Incident management should document and evaluate incidents in order to monitor and further increase operational safety
Expertise on the target group program "Blicki blickt’s"
Full text linkAufgabenstellung und Programmbeschreibung
„Blicki blickt‘s“ ist eine Verkehrsinitiative des „Blicki e. V.“, die seit 2020 durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert wird. Für die Konzeptevaluation des Zielgruppenprogramms wurden Dokumentenanalysen (Website und dort bereitgestellte Materialien) durchgeführt, eine Fokusgruppendiskussion mit dem Leitungspersonal von „Blicki blickt's“ geführt und an drei Blicki-Workshops teilgenommen. Die Präventionsmaßnahme will Kinder im richtigen Verhalten gegenüber schweren, großen Fahrzeugen im Straßenverkehr schulen. Dabei liegt der Fokus auf dem besonderen Verhalten von Lkws und der eingeschränkten Sicht des Fahrers (Toter Winkel-Problematik). Im idealerweise über einen Zeitraum von bis zu sechs Wochen angelegten Schulungsprogramm von „Blicki blickt’s“ lassen sich drei Phasen unterscheiden:
• Phase 1 – Vorbereitung im Unterricht mit Lernmaterialien auf der Online-Lernplattform der Blicki-Website
• Phase 2 – Aktionstag: Als kostenloser Workshop an Grundschulen
• Phase 3 – Nachbereitung durch die Kinder und ihre Eltern mittels der digitalen Lernplattform der Blicki-Website
Evaluationsbefunde
„Blicki blickt's“ ist eine Maßnahme der klassischen Verkehrserziehung: Kinder werden auf das aktuelle Geschehen im Straßenverkehr vorbereitet, sie sollen verkehrssicheres Verhalten erlernen und Verkehrsregeln einhalten. Die Blicki-Website und -Materialien sind merklich bemüht, den Entwicklungsstand von Kindern zu berücksichtigen. Allerdings zeigen sich in den Materialien, bei der Umsetzung des Workshops vor Ort oder auch bei der Gestaltung der Website diesbezügliche Defizite. Alles in allem können die von „Blicki blickt's“ aufgegriffene Problematik und die dabei vermittelten Inhalte durchaus für die Verkehrssicherheit von Kindern als einschlägig betrachtet und die Konzeption und Umsetzung entsprechender Präventionsanstrengungen als zielführend zur Verbesserung der Verkehrssicherheit von Kindern aufgefasst werden. Das pädagogisch-didaktische Konzept für alle Arbeitsmaterialien, den Vor-Ort-Workshop, die Online-Lernplattform, die Übungen und die Blicki-Geschichte erscheint durchdacht, zielführend und prinzipiell zielgruppengerecht. Allerdings zeigen sich in der Umsetzung auch Defizite: Gegenwärtig kann der Anspruch der „nachhaltigen Wissensvermittlung“ wegen mangelnder Vor- und Nachbereitung nicht aufrechterhalten werden. Die bei „Blicki blickt’s“ eingesetzten Methoden und Materialien erscheinen prinzipiell als geeignet, die gewünschten Inhalte an die Grundschulkinder zu vermitteln. Optimierungsbedarf zeichnet sich hinsichtlich der Umsetzungstreue der eingesetzten Methoden und der Schulung der Stationsbetreuenden ab. Die Teammitglieder erscheinen vor dem Hintergrund ihrer (bisherigen) Berufsqualifikation für die pädagogische Tätigkeit im Rahmen des Blicki-Workshops als durchaus geeignet. Allerdings lässt die nur kurze Schulung neuer Teammitglieder keine vertiefte Vorbereitung auf die Zielgruppe oder die zu vermittelnde Thematik zu. Fachlich können die Stationsbetreuenden als interessierte Laien charakterisiert werden. Im Rahmen der Umsetzung von „Blicki blickt's“ gibt es eine ganze Reihe von Ansatzpunkten zur Qualitätssicherung. Hinsichtlich der vergleichbaren Umsetzung der einzelnen Veranstaltungen zeigen sich erkennbare Unterschiede. Die Website https://blicki-blickts.de kann hinsichtlich einschlägiger inhaltlicher Qualitätskriterien zwar als „sehr gut“ beurteilt werden. Allerdings fällt es häufiger schwer, die entsprechenden Inhalte zur Erfüllung der Qualitätskriterien auf der Website zu finden. Insgesamt zeigen sich deutliche Mängel beim Seitenaufbau der Website und der Präsentation der Inhalte. Als generelles Fazit der Konzeptevaluation von „Blicki blickt's“ lässt sich die weitere finanzielle Förderung der Maßnahme durch das BMDV aufgrund des vorliegenden pädagogisch-didaktischen Konzepts und seiner beabsichtigten praktischen Umsetzung empfehlen. Die Förderung sollte aber an Optimierungsbemühungen geknüpft werden.
Handlungsempfehlungen
Als Ergebnis der Konzeptevaluation erscheint es angeraten, die Umsetzung von „Blicki blickt's“ in mehrfacher Hinsicht zu überarbeiten und zu optimieren. Diesbezüglich werden vorgeschlagen:
• Optimierungsbemühungen zur Gewährleistung des zentralen Anspruchs einer mehrwöchigen, nachhaltigen Beschäftigung mit dem Thema „Verkehrssicherheit im Umfeld von Lkws“ (Vorbereitung, Workshop, Nachbereitung),
• Verbesserung der Schulung des eingesetzten Personals,
• Methoden zur Gewährleistung einer zielgruppengerechten Durchdringungstiefe des vermittelten Stoffes,
• Überarbeitung der „Blicki blickt's“-Website hinsichtlich ihrer Struktur, der vermittelten fachlichen Inhalte und technischer Mängel,
• Prüfung der Blicki-Materialien durch eine entwicklungspsychologisch geschulte Person,
• aktuelle Daten zur Verkehrssicherheit von Kindern,
• Überarbeitung des Evaluationsbogens, gegebenenfalls auch zur Abschätzung der Vor- und Nachbereitung des Workshops.Task and programme description
“Blicki blickt's“ is a road safety education initiative of “Blicki e. V.”, which has been funded by the Federal Ministry of Digital and Transport (BMDV) since 2020. For the concept evaluation of the target group programme, document analyses (website and materials provided there) were carried out, a focus group discussion was held with the management staff of “Blicki blickt's“ and three Blicki workshops were attended. The prevention measure aims to train children in the correct behaviour towards heavy, large vehicles in road traffic. The focus is on the special behaviour of lorries and the restricted visibility of the driver (blind spot problem). There are three phases in the “Blicki blickt's“ training programme, which ideally takes place over a period of up to six weeks:
• Phase 1 – Preparation in the classroom with learning materials on the Blicki website's online learning platform
• Phase 2 – Action day: as a free workshop at primary schools
• Phase 3 – Follow-up by the children and their parents using the Blicki website's digital learning platform
Evaluation findings
“Blicki blickt's“ is a classic road safety education measure: children are prepared for what is currently happening on the roads, they are taught safe behaviour and how to comply with traffic rules. The Blicki website and materials make a noticeable effort to take into account the developmental stage of children. However, there are shortcomings in the materials, in the implementation of the workshop on site and in the design of the website. All in all, the issues addressed by “Blicki blickt's“ and the content conveyed can certainly be regarded as relevant to children's road safety and the design and implementation of corresponding prevention efforts can be seen as effective in improving children's road safety. The pedagogical-didactic concept for all work materials, the on-site workshop, the online learning platform, the exercises and the Blicki story appears to be well thought-out, effective and, in principle, appropriate for the target group. However, there are also deficits in the implementation: at present, the claim of “sustainable knowledge transfer“ cannot be maintained due to a lack of preparation and follow-up. In principle, the methods and materials used in “Blicki blickt's“ appear to be suitable for conveying the desired content to primary school children. There is a need for optimisation with regard to the fidelity of implementation of the methods used and the training of the station supervisors. Against the background of their (previous) professional qualifications, the team members appear to be entirely suitable for the pedagogical activities within the Blicki workshop. However, the short training programme for new team members does not allow for in-depth preparation for the target group or the subject matter to be taught. From a professional point of view, the workshop staff can be characterised as interested laypersons. There are a whole series of starting points for quality assurance in the implementation of “Blicki blickt's“. There are recognisable differences with regard to the comparable implementation of the individual events. The website https://blicki-blickts.de can be rated as “very good“ in terms of the relevant content quality criteria. However, it is often difficult to find the relevant content on the website to fulfil the quality criteria. Overall, there are clear deficiencies in the page structure of the website and the presentation of the content. Based on the existing pedagogical-didactic concept of “Blicki blickt's“ and its intended practical implementation, the general conclusion of the concept evaluation is that the BMDV should continue to provide financial support for the programme. However, the funding should be linked to optimisation efforts.
Recommendations
As a result of the concept evaluation, it seems advisable to revise and optimise the implementation of “Blicki blickt's“ in several respects. The following are suggested in this regard:
• Optimisation efforts to ensure the central requirement of several weeks of sustained engagement with the topic of “Road safety around trucks“ (preparation, workshop, follow-up),
• Improvement of the training of the staff deployed,
• Methods to ensure a target group-appropriate depth of penetration of the material communicated,
• Revision of the “Blicki blickt's“ website with regard to its structure, the specialised content conveyed and technical deficiencies,
• Review of the Blicki materials by a person trained in developmental psychology,
• Current data on children's road safety,
• Revision of the evaluation form, if necessary, also to assess the preparation and follow-up of the workshop
Ein praxistaugliches und technologieagnostisches Prüfverfahren für KI-gestütztes, autonomes Fahren
No full textAutonome Fahrzeuge sind technisch und rechtlich bereit für den Regelbetrieb in Deutschland und zeigen am Beispiel des Robotaxidienstes „Waymo One“ in San Francisco einen defensiven Fahrstil, der sich gut für den Mischverkehr mit herkömmlichen Fahrzeugen eignet. Der sogenannte „Erkennbarkeitsansatz“ dient dabei als Methode zur Bewertung der sicherheitsrelevanten Performanz autonomer Fahrzeuge, indem er deren vorausschauendes Verhalten in realitätsnahen Szenarien überprüft – auch bei KI-basierten Systemen
Cause analysis of damages to noise barriers with facing shell made of lightweight aggregate concrete
Full text linkBei Lärmschutzwänden (LSW) aus Beton, die aus einer Vorsatzschale aus haufwerksporigem Leichtbeton (HPLB) im monolithischen Verbund mit einer gefügedichten Stahlbetontragschale bestehen, wurden diverse Schadensbilder festgestellt. Diese reichen von Rissen, Abplatzungen und Abwitterungen im HPLB der Vorsatzschale bis hin zum lokalen Ablösen und Herabfallen des HPLB von der Tragschale. Ziel des Forschungsvorhaben FE 15.0687/2020/HRB war es die Ursachen und Entstehungsmechanismen dieser Schäden umfassend zu analysieren, um eine schadensfreie und dauerhafte Qualitätssicherung von LS-Elementen aus Beton mit Vorsatzschale aus HPLB zu gewährleisten. Dafür wurde der Bauwerkszustand von fünf LSW, bei denen charakteristische Schäden aufgetreten sind, dokumentiert und untersucht. Zudem wurden Materialstudien zum Einfluss der Zusammensetzung von HPLB auf die schadensrelevanten Materialeigenschaften durchgeführt. Die im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen ermittelten maßgeblichen Mechanismen für die Schadensentwicklung an LS-Elementen aus Beton mit einer JPLB-Vorsatzschale sind auf die folgenden Hauptfaktoren zurückzuführen: thermische Zwangs- und Eigenspannungen sowie unzureichender Frost-Taumittel-Widerstand der Materialien der Vorsatzschale, der durch eine hohe Wasseraufnahmekapazität und -speicherung der HPLB bedingt ist. Insbesondere bei HPLB aus überwiegend feinporigen Materialien (z.B. Quarzsand) besteht aufgrund ihrer ungünstigen hygrischen Eigenschaften und mangelnden Frost-Taumittel-Widerstandsfähigkeit für LS-Elemente aus Beton ein erhöhtes Schadensrisiko. Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung von LSW aus Beton mit Vorsatzschale aus HPLB sollten Bauweisen vermieden werden, die einen zusätzlichen Wassereintrag begünstigen.Various types of damage have been identified in concrete noise barriers consisting of a facing shell made of lightweight, porous concrete in a monolithic bond with a joint-tight reinforced concrete load-bearing shell. These range from cracks, spalling and weathering in the lightweight, porous concrete of the facing shell to localized detachment and falling of the lightweight, porous concrete from the load-bearing shell. The aim of the FE 15.0687/2020/HRB research project was to comprehensively analyze the causes and development mechanisms of this damage in order to ensure damage-free and durable quality assurance of noise protection elements made of concrete with lightweight, porous concrete facing shells. To this end, the structural condition of five noise barriers in which characteristic damage had occurred was documented and examined. In addition, material studies were carried out on the influence of the composition of lightweight, porous concrete on the damage-relevant material properties. The main mechanisms for the development of damage to concrete noise protection elements identified in the present investigations can be attributed to the following main factors: thermal restraint and residual stresses as well as insufficient frost/de-icing agent resistance of the facing layer materials, which is caused by the high water absorption capacity and storage of the lightweight, porous concrete. There is an increased risk of damage for noise barriers elements made of concrete, particularly in the case of lightweight, porous concrete made predominantly of fine-pored materials (e.g. quartz sand) due to their unfavorable hygric properties and lack of resistance to freeze-thaw agents. With regard to the structural design of noise barriers made of concrete with a facing shell made of lightweight, porous concrete, construction methods that favor additional water ingress should be avoided
Qualitätsgerechte Bewertung der LSA-Steuerung für den ÖPNV
Full text linkDas Verfahren in Kapitel S7 des Handbuchs für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) von 2015 zur Bewertung der geschwindigkeitsbezogenen Angebotsqualität im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) weist Unzulänglichkeiten auf, die zu einer geringen Akzeptanz in der Praxis führen. Gründe sind beispielsweise:
• Streckencharakteristika wie Kurven und Steigungen werden nicht berücksichtigt.
• Ausschluss der Anwendung bei verkehrsabhängig gesteuerten Lichtsignalanlagen.
• Mangelnde Eignung für die in der Praxis häufig gewünschte Qualitätssicherung im Bestand.
Das Forschungsprojekt zielte auf eine Verbesserung des Regelwerks ab, die den Unzulänglichkeiten abhilft und zu einer breiteren Akzeptanz führen soll. Für eine Mängelanalyse des bisherigen Verfahrens wurden Erfahrungen und Anforderungen aus der Praxis der Verkehrsunternehmen und Kommunen in einem Expertenworkshop erhoben. Parallel wurden beispielhaft räumlich und zeitlich detaillierte Messungen von Fahrzeiten und Verlustzeiten verschiedener Art im ÖPNV durchgeführt und ausgewertet. Daraus wurden Ansätze für Verbesserungen des Kapitels S7 abgeleitet, mit Fachleuten aus der Praxis diskutiert und multikriteriell bewertet. Als Ergebnis des Projekts wurde ein konkreter Formulierungsvorschlag für die Überarbeitung des Kapitels S7 vorgelegt. Die Verbesserungsvorschläge beinhalten i. W. folgende Punkte:
• Differenzierung der Anwendungsfälle „Planung neuer/umzubauender Anlagen“, „Planung neuer Linien auf bestehenden Anlagen“, „Qualitätssicherung im Bestand“.
• Definition der Abschnitte anhand der Haltestellen.
• Detailliertere Berücksichtigung der Streckencharakteristika, die sich auf die erreichbare Geschwindigkeit auswirken.
• Anpassung der Richtwerte für die Beschleunigung und die Haltestellenaufenthaltszeit aufgrund der Messergebnisse.
• Beseitigung des Anwendungsausschlusses für verkehrsabhängige Steuerungen von Lichtsignalanlagen.
• Spezifikation von Anforderungen an die Detaillierung und Qualität von Messdaten.
Die ursprünglich geplante Thematik des Forschungsvorhabens, die im Titel zum Ausdruck kommt, wurde bereits bei der Erarbeitung der Aufgabenstellung modifiziert.The procedure in Chapter S7 of the 2015 Manual for the Design of Road Traffic Facilities (Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen, HBS) for assessing the speed-related quality of local public transport services has shortcomings that lead to a low level of acceptance in practice. Reasons include, for example:
• Route characteristics such as curves and gradients are not taken into account.
• Exclusion of use with traffic-dependent traffic signal installations.
• Lack of suitability for the quality assurance for existing infrastructure, which many practitioners desire.
The research project aimed to improve the regulations in order to remedy these shortcomings and lead to wider acceptance. Experiences and requirements from the practice of transport companies and local authorities were collected in an expert workshop to analyse the shortcomings of the existing procedure. At the same time, spatially and temporally detailed measurements of journey times and lost times of various types in public transport were carried out and analysed. From this, approaches for improvements to the S7 chapter were derived, discussed with experts from the field and evaluated on a multi-criteria basis. As a result of the project, a concrete formulation proposal for the revision of chapter S7 was presented. The suggestions for improvement essentially include the following points:
• Differentiation of the use cases “Planning of new infrastructure for public transport or infrastructure to be rebuilt”, “Planning of new lines on existing infrastructure”, “Quality assurance in existing lines”.
• Definition of the sections from station to station.
• More detailed consideration of route characteristics that affect the achievable speed.
• Adjustment of the guideline values for acceleration and station stop time based on the measurement results.
• Elimination of the application exclusion for traffic-actuated control of traffic signal installations.
• Specification of requirements for the detailing and quality of measurement data.
The originally planned topic of the research project, which is expressed in the title, was already modified during the development of the task
Brücken mit dichtgeschweißten nicht begehbaren Hohlkästen
Full text linkBrücken sind grundsätzlich baulich so auszubilden, dass die Prüfung und Überwachung nach DIN 1076 sowie die erforderliche Erhaltung jederzeit sicher, einfach, handnah und wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Konstruktionen sind so auszubilden, dass ein leichter Zugang zu den einzelnen Bauteilen gegeben ist. Kleinere (luft-)dicht verschweißte Hohlkästen erfüllen diesen Grundsatz nicht, da der Zustand der inneren Bauteile nicht ohne weiteres überprüft werden kann. Dicht verschweißte, nicht prüfbare Hohlkästen kommen bei Bogenbrücken, Verkehrszeichenbrücken, Rohrfachwerken und zunehmend auch als Verbundfertigteilträger als tragende Elemente für Überführungsbauwerke zum Einsatz. Ihr Vorteil liegt in der günstigen Herstellungsweise, da die Vorfertigung im Werk erfolgen kann und im Inneren kein (voller) Korrosionsschutz aufzubringen und zu erneuern ist sowie auf eine Ausstattung zur Bauwerksprüfung (Besichtigungsstege, Beleuchtung etc.) hinsichtlich Ihrer Dauerhaftigkeit verzichtet wird. Auf der anderen Seite sind vereinzelt Schäden im Inneren durch das Eindringen von Wasser bekannt, sei es durch Korrosionsschäden oder Mikrorisse aufgrund dynamischer und thermischer Beanspruchung.
Im Rahmen des Projekts wurden Untersuchungen an Brücken mit dichtgeschweißten und nicht begehbaren Hohlkästen im Bereich der Bundesfernstraßen durchgeführt, um eine ganzheitliche Betrachtung dieser Bauweise auch unter den Aspekten des Korrosionsschutzes, der (nachträglichen) Schweißarbeiten , der Instandsetzung im Schadensfall (z. B. Anfahrschäden) sowie der Resilienz gegenüber zukünftigen Verkehrsbelastungen zu erhalten.
Ziel ist es, Sicherheit über eine Bauweise zu erlangen, die insbesondere in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat und entsprechend im Netz der Bundesfernstraßen als tragendes Element zum Einsatz kommt.
Die im vorliegenden Bericht zusammengefassten Erfahrungen mit der Bauweise der dichtgeschweißten und nicht begehbaren Hohlkästen und die Ergebnisse der Vor-Ort-Untersuchungen an 7 Bauwerken lassen einen grundsätzlich positiven Befund zu. Ferner ist festzuhalten, dass sowohl die technischen, als auch die volkswirtschaftlichen Vorteile dieser Bauweise den entscheidenden Nachteil der zum größten Teil fehlenden Zugangsmöglichkeit der Hohlkästen überwiegen. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Erfahrungen aus der Anwendung der Bauweise den Rückschluss zu lassen, dass keine Schädigung des Innenbereichs zu erwarten ist, wenn die Ausführung und Qualitätssicherung fachgerecht erfolgten. Somit lässt sich die Anwendungssicherheit maßgebend durch die Fokussierung auf die Qualitätssicherung des Fertigungsprozesses erhöhen.Bridges must always be designed in such a way that inspection and monitoring in accordance with DIN 1076 and the necessary maintenance can be carried out safely, simply, easily and economically at all times. Structures must be designed in such a way as to allow easy access to the individual components. Smaller (airtight) welded box girders do not fulfil this principle, as the condition of the internal components cannot be easily inspected. Seal-welded, non-inspectable box girders are used for arch bridges, traffic sign bridges, tubular trusses and increasingly also as composite prefabricated girders as load-bearing elements for bridge structures. Their advantage lies in the low-cost manufacturing method, as prefabrication can be carried out in the factory and no (full) corrosion protection needs to be applied and replaced on the inside, and there is no need for equipment to inspect the structure (inspection walkways, lighting, etc.) with regard to its durability. On the other hand, there are known cases of internal damage caused by water intrusion, whether due to corrosion damage or micro-cracks caused by dynamic and thermal stress.
As part of the project, investigations were carried out on bridges with seal-welded and non-accessible box girders in order to obtain a holistic view of this construction method, including the aspects of corrosion protection, (subsequent) welding work, repair in the event of damage (e.g. collision damage) and resilience to future traffic loads.
The aim is to gain certainty about a construction method that has become increasingly important, particularly in recent years, and is therefore used as a load-bearing element in the federal highway network.
The experiences summarized in this report with the construction method of seal-welded and non-accessible box girders and the results of the on-site inspections of 7 structures allow a fundamentally positive conclusion to be drawn. It should also be noted that both the technical and economic advantages of this construction method outweigh the decisive disadvantage of the largely inaccessible box girders. This is mainly due to the fact that experience from the use of this construction method leads to the conclusion that no damage to the interior is to be expected if the construction and quality assurance are carried out professionally. This means that application safety can be significantly increased by focusing on the quality control of the manufacturing process