Methoden für die kontinuierliche raum-zeitliche Analyse der Verkehrsqualität in Straßennetzen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernhard Friedrich
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr ; Städtebau/Stadtentwicklung, Raumplanung, Verkehrs- und Infrastrukturplanung, Landschaftsplanung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325241176

Die kontinuierliche netzweite Qualitätsanalyse des Verkehrsablaufs im Kraftfahrzeugverkehr und damit des Verkehrsmanagements stößt in der Praxis mit den derzeit verfügbaren Datenquellen und Analysemethoden auf wesentliche Schwierigkeiten, die einer systematischen Anwendung entgegenstehen. Für die Analyse bietet das zur Verfügung stehende deutsche Regelwerk zwar grundsätzlich Berechnungsverfahren an, jedoch stehen die dafür notwendigen Eingangsinformationen mangels kostenintensiver Detektionstechnik nicht großräumig zur Verfügung und erschweren somit eine netzweite und turnusmäßige Analyse von Qualitäten und Mängel in Straßenverkehrsnetzen erheblich. In den letzten Jahren rückt vermehrt die Nutzung der nahezu ubiquitär zur Verfügung stehenden Datenquelle Floating Car Data (FCD) in den Fokus der Verkehrsplanung. Die von einem Fahrzeug abgegebenen Positionsinformationen ermöglichen dabei die direkte Messung zahlreicher verkehrlich relevanter Parameter, wie z.B. Verlustzeiten, kanten- oder routenbezogene Fahrzeiten bis hin zu Schätzung von Rückstaubereichen vor Knotenpunkten. Im Vergleich zu bestehenden, auf lokaler Sensorik basierenden Ansätzen der Qualitätsanalyse, eröffnet sich mit der breiten Nutzbarmachung dieser Datenquelle eine neue Dimension einer turnusmäßigen und vor allem höchst wirtschaftlichen netzweiten Analyse der Verkehrsqualität. Bereits in mittlerer wie junger Vergangenheit haben unterschiedliche wissenschaftliche Veröffentlichungen dabei die Potenziale dieser Datenquelle explorativ untersucht und teils auch validiert. Häufig basieren die entwickelten Methoden und Algorithmen dabei auf teils idealistischen Annahmen, auf deren Basis das FCD-Aufkommen, also die Penetration im Verkehrsnetz, sowie die Sendehäufigkeit eines ausgestatteten Fahrzeugs modelliert werden. Dabei stehen gerade diese Kerneigenschaften einer FC-Datenquelle in unmittelbarer Wechselwirkung mit der Verfahrensanwendbarkeit und der zu erzielenden Repräsentativität der aus einem Rechenverfahren abgeleiteten Kenngrößen. Kernziel des geplanten Forschungsvorhabens ist deshalb die Entwicklung allgemeingültiger und vor allem validierter Verfahren zur Verarbeitung niederfrequenter Floating Car Data sowie zur Berechnung von Qualitätsindikatoren für den Verkehrsablauf in Straßenverkehrsnetzen unter Berücksichtigung realitätsgetreuer FC-Datensituationen. Dabei kann das Forschungsvorhaben auf ein langjähriges deutschlandweites Datenarchiv eines FC-Datenanbieter (GARMIN/Navigon) zurückgreifen. Die insgesamt hochgradig komplexen Vorgänge zur flächendeckenden Nutzbarmachung von FC-Rohdaten und somit zur Beantwortung netzbezogener Fragestellungen bedeuten in der Regel eine enorme Einstiegshürde bei der Durchführung FCD-gestützte Qualitätsanalysen. Ein weiteres wesentliches Ziel des Forschungsprojekts liegt deshalb in der Bündelung der entwickelten und validierten Verarbeitungsmethoden zur Berechnung von Qualitätskriterien in einem quelloffenen Entwicklerframework.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen