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Forschungsstelle
ASTRA SBT
Projektnummer
VSS2006/904
Projekttitel
Abstimmung zwischen individueller Verkehrsinformation und Verkehrsmanagement

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Forschungsprogramme
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Kurzbeschreibung
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Methoden
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Spezielle Geräte und Installationen
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Stand der eigenen Forschung
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Projektziele
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Umsetzung und Anwendungen
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Publikationen / Ergebnisse
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Berichtsnummer
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Literatur
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)

Verkehrsmanagement, Verkehrslenkung, Fahrzeugnavigation, Routenberechnung

Schlüsselwörter
(Englisch)

Traffic management, traffic control, vehicle navigation, routing

Forschungsprogramme
(Deutsch)

1. Analyse Status-Quo und Benutzeranforderungen. Die bereits vorliegenden Resultate werden bezüglich Übertragbarkeit auf die Schweiz ausgewertet, gegebenenfalls angepasst und ergänzt. Dazu dienen Befragungen unter den verschiedenen Kategorien von Benutzern (Verkehrsteilnehmer, Strassenbetreiber, Dienstanbieter, Hersteller von Navigationssystemen etc.).

2. Entwicklung der Lenkstrategie. Die Lenkstrategie enthält die Regeln, wie in einer gegebenen Situation der Strategielayer aufzubauen ist, um einen aus übergeordneter Sicht optimalen Verkehrsablauf zu erhalten.

3. Lösungsentwicklung für die Verbreitung. Aufbauend auf den bereits vorhandenen Ansätzen wird untersucht, wie die Routenbeeinflussung durch den Strategielayer konkret in den Fahrzeugen implementiert werden kann. Der Fokus ist hier auf den Systemen der On-Board-Navigation.

4. Wirkungsanalyse und Demonstration. Mit Hilfe der Wirkungsanalyse werden die vorhandenen Konzepte und Strategien anhand realistischer Situationen auf dem Schweizer Strassennetz überprüft und optimiert. Dabei wird von unterschiedlichen Durchdringungsraten der Navigationssysteme und Befolgungsgraten der vorgeschlagenen Routen ausgegangen. So bald ein befriedigendes Resultat erreicht ist, wird ein kleiner Demonstrator aufgebaut, der das entwickelte Verfahren einem Fachpublikum verständlich macht.

5. Entwicklung der Umsetzungsstrategie. In diesem Arbeitspaket geht es darum, die nächsten Schritte zur Umsetzung der gefundenen Lösung zu planen. Dazu werden passende Vorschläge und Empfehlungen erarbeitet.

Schlussbericht. Der Schlussbericht enthält die Projektziele, eine Zusammenfassung der zur Entwicklung verwendeten Methode, eine Begründung für die getroffenen Festlegungen sowie Schlussfolgerungen und Empfehlungen
Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Der Zweck der Forschungsarbeit ist, die Wirksamkeit des Verkehrsmanagements in der Schweiz auch in Zukunft sicherzustellen, angesichts der zunehmenden Verbreitung von Systemen mit dynamischer Fahrzeugnavigation. Es geht darum zu erreichen, dass Fahrten, welche sich nach diesen Systemen ausrichten, nicht den Massnahmen des Verkehrsmanagements, insbesondere den Routenempfehlungen, entziehen. Dadurch sollen insbesondere bei Staus auf Hochleistungsstrassen durch Ausweichverkehr entstehende Verkehrszusammenbrüche auf dem Sekundärnetz verhindert werden.

In Deutschland wurde in diesem Bereich bereits intensive Forschung betrieben und eine Lösung erarbeitet, welche im Fall von Störungen auf dem Strassennetz einen durch das Verkehrsmanagement vorgegebenen Strategielayer vorsieht, der bei der Neubestimmung von Routen in der Fahrzeugnavigation berücksichtigt wird und eine Veränderung der Widerstände zum Befahren von Strassenabschnitten in der Umgebung der Störung bewirkt. Es soll im Forschungsprojekt auf das in Deutschland erworbene Know-how aufgesetzt und die entwickelte Lösung der Strategielayer verfeinert und untersucht werden, wie sie in der Schweiz umgesetzt werden kann.

Kerninhalt der Projektes ist die Definition einer Lenkstrategie, welche Regeln vorgibt, nach denen in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation der Strategielayer zu entwickeln ist. Die Strategie wird auf ihre Wirksamkeit überprüft. Es werden Methoden zur Umsetzung der Strategie erarbeitet, insbesondere zur Sicherstellung der Berücksichtigung in allen Typen von dynamischen Navigationssystemen

Kurzbeschreibung
(Englisch)

The aim of the research is to guarantee the efficiency of the traffic management in Switzerland towards the future, considering the fact of the increasing dissemination of dynamic vehicle navigation systems. The purpose is to achieve that journeys planned and managed by such systems don’t escape the measures of traffic management, especially route recommendations. With this traffic breakdowns on the secondary network should be avoided in case of a traffic jam on an arterial road.

In Germany extensive research has already been carried out in this domain and a solution has been elaborated, which foresees a strategy layer defined by the traffic management in case of a traffic disturbance, which is considered in the vehicle navigation when recalculating the route, and which causes a change of the resistance for the use of road sections in the surroundings of the disturbance. The research project is based on the know-how already gained in Germany and refines the strategy layer solution, investigating on how it can be implemented in Switzerland.

Core content of the project is the definition of a management strategy providing rules on how to establish the strategy layer depending on the given situation. The strategy is evaluated with respect to its efficiency. Methods for the implementation of the strategy are elaborated, especially to make sure that it is considered in all types of dynamic vehicle navigation systems.
Projektbeschreibung
(Deutsch)

Navigationssysteme in Strassenfahrzeugen erleben gegenwärtig einen richtiggehenden Boom. Schon heute haben sie in Zentraleuropa eine Durchdringungsrate von ca. 20%. Die jährlichen Zuwachsraten liegen deutlich im zweistelligen Prozentbereich. Waren bis vor ein paar Jahren die Geräte noch weitgehend statisch, so ist davon auszugehen, dass die neu eingerichteten Geräte mit grosser Mehrheit dynamisch sind, also bei der Berechnung der Route die aktuelle Verkehrslage einbeziehen. Das Problem bei der Verwendung dynamischer Navigation ist, dass sie sich dem Verkehrsmanagement entzieht. Wohl können Sperrungen berücksichtigt werden, sofern diese rechtzeitig in die verbreitete Verkehrslage aufgenommen werden, aber damit verbundene Routenempfehlungen sind in der Navigation bisher nicht abbildbar. Noch wesentlich gravierender ist, dass bei Staus auf dem Hochleistungsstrassennetz nicht nur die Fahrerinnen und Fahrer mit Ortskenntnis auf das sekundäre Strassennetz ausweichen, sondern auch die Navigationssysteme lokale Umfahrungsrouten bestimmen und damit das sekundäre Netz noch wesentlich stärker belastet wird als in der Vergangenheit. Das führt zu einer „Übersteuerung“ des Verkehrssystems, denn da das sekundäre Netz in der Regel eine wesentlich geringere Kapazität hat, entsteht dort rasch ein Verkehrszusammenbruch, welcher in seinen Auswirkungen gravierender ist als der verursachende Stau auf der Hochleistungsstrasse.

Was fehlt ist eine Möglichkeit der direkten Einwirkung des Verkehrsmanagements auf die Fahrzeugnavigation. Ein erfolgsversprechender Ansatz für eine solche Einwirkung mit Hilfe eines Strategielayers wurde in Deutschland entwickelt. Es kann nicht darum gehen, in Deutschland bereits durchgeführte Untersuchungen zu wiederholen. Auch angesichts der drängenden Zeit darf nicht weiter Grundlagenforschung betrieben werden, sondern die vorhandene Lösung ist möglichst direkt umzusetzen. Durch die Beteiligung der PTV AG, welche an der Erarbeitung der Lösung in Deutschland massgeblichen Anteil hatte, kann dies sichergestellt werden und es ergeben sich ausgezeichnete Synergieeffekte. Im Projekt sollen insbesondere folgende Fragen geklärt werden:

· Wie kann die Anwendbarkeit auf die verschiedenen Typen von Fahrzeugnavigationssystemen sichergestellt werden? Nur wenn alle gängigen dynamischen Navigationssysteme berücksichtigt werden, ist die Wirksamkeit und Akzeptanz der Lösung gegeben. Es geht insbesondere darum, die Erreichbarkeit der verschiedenen On-Board-Systeme zu gewährleisten.

· Wie lassen sich die effektive Netzbelastung und weitere verkehrsrelevante Daten (Baustellen, Sperrungen etc.) auch auf dem Sekundärnetz erfassen und mit Daten aus anderen Zuständigkeitsbereichen zusammenführen?

· Welches ist die optimale Strategie bei der Festlegung der Strategielayer? Wie können die verschiedenen politischen Ebenen von Bund, Kantonen und Gemeinden angemessen berücksichtigt und zum Beispiel die bestehenden oder noch zu entwickelnden Verkehrsmanagementpläne einbezogen werden? Welche Anforderungen ergeben sich aus der Sicht der Verkehrsteilnehmer und der von den negativen Wirkungen des Verkehrs Betroffenen?

· Wie lässt sich die Wirkung der eingeführten Strategielayer für die Routensegmente überprüfen? Dabei könnte zum Beispiel der punktuelle Einbezug von Floating Car Data vorgesehen werden. Wesentlich für die Wirkung ist der Befolgungsgrad der vorgeschlagenen Routen.

· Wie kann zur Umsetzung die notwendige Vernetzung der beteiligten Akteure erreicht werden? Wer ist an welchen Arbeitsschritten zu beteiligen und wie kann die Beteiligung erwirkt werden?

· Welches ist das beste Vorgehen zur Umsetzung? Zu klären ist, auf welche Art die notwendigen Festlegungen verbindlich erklärt werden können und ob in diesem Zusammenhang ein Normierungsbedarf besteht.

Wichtig ist, dass im Projekt auch eine Überprüfung der gefundenen Lösungen anhand einiger typischer Situationen mit Verkehrsstörungen durch eine Wirkungsmodellierung unter Verwendung gängiger Verkehrsplanungssoftware ausgeführt wird. Die Überprüfung erlaubt eine Optimierung der Lenkstrategie. Nach Abschluss der Optimierung wird eine kleine Demonstration der gefundenen Lösung im Bereich eines geographisch kleinräumigen Demonstrationsraumes für ein interessiertes Fachpublikum durchgeführt.

Hauptnutzniesser des Projekts sind die für das Verkehrsmanagement in der Schweiz zuständigen Institutionen. Auch wenn die Fahrerinnen und Fahrer, welche Navigationssysteme verwenden, in Einzelfällen nicht über die für sie im Moment beste Route geführt werden, profitieren sie im Durchschnitt von der insgesamt höheren Netzeffizienz. Weiter haben die Hersteller von Navigationssystemen den Nutzen, dass ihre Systeme glaubwürdiger sind
Methoden
(Deutsch)

Die Benutzeranforderungen werden durch Befragungen von Vertretern der verschiedenen Interessegruppen erhoben, insbesondere von für das Verkehrsmanagement zuständigen Stelle auf der Ebene von Bund (ASTRA), Kantonen und Gemeinden, Automobilclubs (als Interessensvertreter der Verkehrsteilnehmer), Herstellern von Navigationssystemen und Anbietern von Navigationsdiensten.

Für die Erarbeitung der Lenkstrategie wird ein passendes Wirkungsmodell erarbeitet, wobei auf die Resultate der Untersuchungen in Deutschland zurückgegriffen werden kann.

Die Wirkungsanalyse wird durch die Anwendung eines Verkehrsmodells mit dem Schweizer Strassennetz

durchgeführt, wobei die Umlegungen die aus dem Strategielayer stammenden veränderten Widerständen auf den einzelnen Streckenabschnitten berücksichtigen.

Für den Demonstrator wird die von der PTV AG entwickelte Servertechnologie eingesetzt und mit Standard-Routingdiensten verknüpft. Dabei wird eine Karte der Schweiz unterlegt
Spezielle Geräte und Installationen
(Deutsch)

Servertechnologie der PTV AG

Stand der eigenen Forschung
(Deutsch)
In der Schweiz gibt es zum angesprochenen Themenkreis noch keine Forschung. Dagegen wurden in Deutschland im Rahmen der Forschungsinitiative INVENT unter Beteiligung der Forschungsstelle konkrete Lösungen erarbeitet. Diese bilden die Grundlage für die zurzeit laufende Implementierung im Projekt DMOTION des Bundeslandes Nordrhein Westfalen. Die Evaluation möglicher Lösungsansätze kann mit dieser Forschung als erledigt gelten und es geht nur noch darum, die gefundenen Ansätze weiter auszuarbeiten, zu verfeinern, auf die Situation in der Schweiz anzupassen und die Umsetzung vorzubereiten
Projektziele
(Deutsch)

Die Forschungsarbeit soll die individuellen Mobilitätsbedürfnisse den Anforderungen des Strassennetzbetreibers für eine optimale Bewirtschaftung des Strassennetzes gegenüberstellen, wobei es bei der Bewirtschaftung die unterschiedlichen Hoheiten (Nationalstrassennetz, Kantonsstrassen, Gemeindestrassen) zu berücksichtigen gilt. Aus den festgestellten Synergien und Konflikten zwischen kollektivem und individuellem Interesse soll ein konkreter Lösungsvorschlag zur Koordination der Navigationssysteme mit dem Verkehrsmanagement entwickelt werden. Es ist eine Abstimmungsstrategie zu formulieren und deren Umsetzbarkeit nachzuweisen. Der Zusammenhang mit anderen Diensten (z.B. zukünftige Reisezeitermittlung mit Floating Car Data) ist aufzuzeigen. Ein Vorgehenskonzept zur Einführung der vorgeschlagenen Abstimmungslösung ist auszuarbeiten. Weiter gilt es, den möglicherweise vorhandenen Normierungsbedarf zu klären bzw. zu definieren.

Projektziele
(Englisch)
The goal of the research is to compare the individual mobility demand with the requirements of the road operators on an optimised management of the road network, with special consideration of the different sovereignties (national roads, cantonal roads, community roads).Based on the synergies and potential conflicts found between individual and collective interests, a tangible proposal has to be developed for the co-ordination between vehicle navigation systems and traffic management. A harmonisation strategy is to be elaborated and its feasibility to be proven. The link to other services (i.e. future determination of journey times based on floating car data) has to be established. A deployment concept for the proposed harmonisation solution has to be developed. Furthermore the potential need for standardization has to be clarified and defined.
Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)

Idealerweise erfolgt die Umsetzung der Forschungsresultate im Rahmen des Projektes Verkehrsmanagement Schweiz (VM-CH). Eine konkrete Implementierung der erarbeiteten Verfahren kann als ein Ausbauschritt von VM-CH vorgesehen werden. Dadurch wird auch bei der erwarteten zunehmenden Durchdringung des Marktes mit Geräten für Fahrzeugnavigation die Wirksamkeit der in den Verkehrsmanagementplänen vorgegebenen Massnahmen sichergestellt.

Die Umsetzung erfordert eine enge Abstimmung mit den Herstellern von Systemen der Fahrzeugnavigation und mit Anbietern entsprechender Dienste, um zu erreichen, dass die vorgegebenen Strategien auch in die Routenberechnungen einfliessen. Um diese Abstimmung zu erreichen, ist eine Zusammenarbeit mit Stellen in Deutschland sinnvoll, welche an einer Umsetzung in ihrem Gebiet interessiert sind.
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
.
Berichtsnummer
(Deutsch)
1315
Literatur
(Deutsch)

Hoyer, R.: Potenziale einer dynamischen Navigation unter Berücksichtigung der Verkehrssicherheitslage in Strassennetzen. Strassenverkehrstechnik 2004, Nr. 6, Seite 289.

Bogenberger, K., Konhäuser, P.: Verkehrsmanagement der Zukunft INVENT – Verkehrsmanagement 2010. Strassenverkehrstechnik 2004, Nr. 4, Seite 183.

Ergebnisbericht der Forschungsinitiative INVENT - April 2005

Netzausgleich Individualverkehr NIV, Kurzdarstellung des Projekts

Netzausgleich Individualverkehr NIV, Ergebnisbericht