Entwicklung eines Road Traffic Management Systems

Die Bewertung des Zustands der Verkehrsinfrastruktur setzt die verlässliche Erhebung von Verkehrsdaten voraus. Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde deshalb das Road Traffic Management System entwickelt. Das Konzept beruht auf mit sensorgesteuerter Messtechnik versehenen Brücken, die im laufenden Verkehr Verkehrs- und Bauwerksdaten erfassen. Neben einem vielschichtigen Einsatz auf Autobahnen und Bundesstraßen wird auch eine Anwendung auf nachgeordneten Straßen ermöglicht, für die bislang nur vereinzelt Daten erhoben wurden.

Roadtraffic Management System - Modularer Aufbau (Bild: Ingenieurbüro Prof. Dr. U. Freundt)

Aufgabenstellung

Zur Schaffung und Erhaltung des Straßennetzes bedarf es der Erhebung von Verkehrsdaten. Bislang wurden zu diesem Zweck flächendeckende Verkehrszählungen und punktuelle Achslasterfassungen durchgeführt sowie punktuell Brücken automatisch überwacht. Auf nachgeordneten Straßen fand nur vereinzelt eine Datenerhebung statt. Ziel war deshalb die Konzeption und Entwicklung einer Mess- und Auswertetechnik, mit deren Hilfe Verkehrsdaten, insbesondere des Schwerverkehrs, automatisch erfasst, aufbereitet und statistisch ausgewertet werden können. Durch die Entwicklung eines modularen, automatisierten Systems zur Verkehrserfassung sollte eine indirekte Wägung der Gesamtgewichte und der Achsen des Schwerverkehrs ermöglicht werden. Die Straßenbrücke dient hierbei als Wägesystem, das brückenspezifische Kennwerte wie Verformungen, Dehnungen oder Verdrehungen bei der Überfahrt im fließenden Verkehr erfasst und verarbeitet. Die so gewonnenen brückenspezifischen Kenndaten dienen als Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung des Zustands. Mittels Sensoren werden die erforderlichen Verkehrs- und Bauwerksdaten im laufenden Verkehr ermittelt. Der Einsatz adaptiver messtechnischer Software soll eine vielfältige Verwendung der aufbereiteten und ausgewerteten Daten ermöglichen.

Untersuchungsmethode

Als Grundlage wurde der aktuelle Stand der Technik der einzelnen Kernbereiche ermittelt. Daraufhin erfolgte die Erarbeitung eines Konzepts für das erforderliche messtechnische Equipment für Verkehrszählungen und Brückenkennwertmessungen sowie das Datenmanagement und den projektspezifischen Auswertealgorithmen. Zur Synchronisation von herkömmlichen Induktionsschleifen an Zählstellen mit den beim vorliegenden Konzept verwendeten drahtlosen Sensoren bedurfte es einer Bestimmung der Anforderungen an eine geeignete Messsoftware. In der dritten Stufe erfolgte die praktische Erprobung des Gesamtkonzepts an einer Mehrfeldbrücke im Zuge einer Bundesstraße. Dabei kamen unterschiedliche Messsysteme bis zur automatisierten Auswertung zum Einsatz. Erfahrungen und Ergebnisse des praktischen Einsatzes sollten der Weiterentwicklung des Systems dienen.

Ergebnisse

Zur Entwicklung des Road Traffic Management System (RTMS) wurden fünf Grundmodule entwickelt: Dabei handelt es sich um 1) die Verkehrserkennung durch TrafficSensoren, 2) die Erfassung von Brückenreaktionen, 3) Basisauswertealgorithmen, 4) die Bewertung der gemessenen und ausgewerteten Daten sowie 5) die Anforderungen an eine applizierte Messsoftware. Damit steht ein Grundsystem zur Verfügung, das online sowohl auf der Basis der Traffic-Sensoren Verkehrszählungen der Stufe 2+1 ausgibt, als auch auf der Grundlage beider Messsysteme Achslastwägungen und Verkehrszählungen der Stufe 5+1 realisiert. Darüber hinaus können charakteristische Kennwerte, die aus den gemessenen Kennwerten für unterschiedliche Bezugszeiträume abgeleitet sind, online bereitgestellt werden. Die mobil einsetzbare Mess- und Auswertetechnik bietet die Möglichkeit, Kennwerte der Verkehrsbelastungen an beliebigen Streckenabschnitten des Straßennetzes zu ermitteln.

Folgerungen

Ansätze und erste Erprobungsphase des Road Traffic Management Systems können als positiv bewertet werden. Sowohl durch die Auslegung als mobiles System als auch wegen des geringen Aufwands, der nur einen minimalinvasiven Eingriff in die Verkehrsinfrastruktur erfordert, bietet sich das System zur Gewinnung der Einwirkungsdaten des Schwerverkehrs an relevanten Stellen des Straßennetzes an. Wünschenswert ist eine Weiterentwicklung für eine praxistaugliche Anwendung, um auch für das nachgeordnete klassifizierte Straßennetz über die bisher erhobenen Verkehrsstärkedaten hinaus die Daten der Verkehrseinwirkung ermitteln zu können.