Los3 Domäne

Definitionen

Verkehrsmanagement

... ist gemäß FGSV (2012) die "Beeinflussung des Verkehrsgeschehens durch ein Bündel von Maßnahmen mit dem Ziel, die Verkehrsnachfrage und das Angebot an Verkehrssystemen optimal aufeinander abzustimmen". Zielgrößen der Optimierung sind Leistungs- und Qualitätskriterien, die unmittelbar (z.B. Reisezeiten und Verlustzeiten) oder mittelbar (z.B. Qualität der Luft) mit der Verkehrslage korrelieren.

siehe auch Glossar: Verkehrsmanagement

Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement"

...ist in Anlehnung an FGSV (2012) die "Beeinflussung des Verkehrsgeschehens durch ein Bündel von Maßnahmen mit dem Ziel, die Verkehrsnachfrage und das Angebot an Verkehrssystemen [über die Grenzen von hoheitlich eigenständigen Baulasträger und Betreibern hinweg] optimal aufeinander abzustimmen". Neben den allgemeinen Zielgrößen des Verkehrsmanagements gilt es dem Verkehrsteilnehmer, Informationen über die einzelnen Zuständigkeitsgrenzen hinaus bereitzustellen.

siehe auch Glossar: Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement

IVS-Domäne: Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement

• Verkehrsnetz: Straße (geerbt von Los 1)
• Dienst-Typ: Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement
• Sicht: IVS-Architektur (Referenzmodell-Ebene)
• Perspektive: Politik, Staat, Öffentliche Straßenbetreiber
• Fokus: Geschäftsarchitektur und Informationssystemarchitektur (geerbt von Los 1)

Verkehrsmanagement: Grundlagen

Der Regelkreis als Handlungsmuster

Verkehrsmanagement ist, wie bereits eingangs erwähnt, die "Beeinflussung des Verkehrsgeschehens durch ein Bündel von Maßnahmen mit dem Ziel, die Verkehrsnachfrage und das Angebot an Verkehrssystemen optimal aufeinander abzustimmen". In technischer Hinsicht basiert das Verkehrsmanagement auf dem Prinzip des Regelkreises, der seinen Ursprung in den Theorien der Steuerung von technischen Prozessen hat und dazu dient, den durch äußere Störgrößen verursachten Sollwertabweichungen der vom Regelkreis geregelten "Regelstrecke" auf der Grundlage von vorher festgelegten Regeln ständig entgegenzuwirken.

Dazu wird einerseits der Zustand der "Regelstrecke" permanent beobachtet und gemessen und andererseits beeinflusst der "Regler" die Regelstrecke in einer Art und Weise, dass sie sich in Übereinstimmung mit den vorgegebenen Regeln verhält, wenn Abweichungen registriert werden. Überträgt man dieses Prinzip auf das Verkehrsmanagement, ist die Regelstrecke das "Straßennetz und der darauf fließende Verkehr" und der Regler ist der "Verkehrsmanager", der durch voll- oder halbautomatische, verkehrsabhängige entscheidungsunterstützende bzw. selbst vollautomatisch arbeitende Intelligente Verkehrs-Systeme (IVS) unterstützt wird.

Für die Regelung benutzt der Verkehrsmanager Systeme und Technologien, die in der Lage sind, das Verhalten der Verkehrsteilnehmer zu beeinflussen. Dazu benötigt er eine ständig zunehmende Bandbreite von Feldgeräten (Detektoren/Sensoren), um den tatsächlichen Verkehrszustand auf der Regelstrecke zu messen, einen software-basierten Prozess (zentralisiert oder verteilt), der unter Umständen menschliches Handeln einbezieht und die Übermittlung von Informationen und die Verkehrsteilnehmer mit Hilfe von Signalen, Verkehrszeichen und auch Schranken.

Historische Entwicklung

Die Anfänge des Verkehrsmanagements, wie wir es heutzutage kennen, gehen auf die Einführung der Computer in den späten 1960er und 1970er Jahren zurück. Als eines der ursprünglichen Bestandteile von IVS, dessen Begriff in den frühen 1990er Jahren erstmals verwendet wurde, hat das Verkehrsmanagement seither zahlreiche Entwicklungen im Bereich der Technologie erfahren. So wurden bspw. neue Methoden zur Verkehrs- und Umweltdatenerfassung berücksichtigt und Informationen konnten nun mittels geeigneter Geräten am Straßenrand für die Verkehrsteilnehmer bereitstellt werden. Weiterhin wurde ein Abwägungsprozess bei der Entwicklung und Umsetzung von Strategien integriert, um Verkehrsstaus auch während der Priorisierung von bestimmten Verkehrsteilnehmergruppen, wie bspw. für öffentliche Verkehrsmittel und für Einsatzfahrzeuge, zu minimieren.

Während dieser Entwicklung stellte unter dem Druck der stetig wachsenden Verkehrsnachfrage und dem damit verbundenen steigenden Verkehrsaufkommen die Integration der einzelnen unabhängigen Systeme eine große Herausforderung dar. Daneben können folgende weitere Herausforderungen genannt werden:

• Integration von Daten und Informationen aus verschiedenen Datenquellen (z. B. durch unterschiedliche Detektionstechnologien und -geräte).
• Erweiterung der eher einfachen Verkehrssteuerungsmethoden zu umfassenden, leistungsfähigen und auf der strategischen sowie taktischen Ebene arbeitenden Strategien des Verkehrsmanagements, welche die Verkehrssteuerung und die Reiseinformationen zur Beeinflussung des Verkehrsteilnehmes nutzen.
• Austausch von Daten mit externen Stakeholdern, z. B. Polizei, Autobahnbetreibern, weiteren Informationsdienstleister, Verkehrsunternehmen oder Anbieter von Navigationssystemen.
• Einbindung von neuen Technologien, wie bspw. Internet, GNSS, Smartphones und C-ITS.
• Integration von aufkommenden Technologienentwicklungen (z. B. ANPR) in bestehende proprietäre Verkehrsmanagementsysteme.
• ...

Ziele und Handlungsbereiche

Verkehrsmanagement liegt im Zuständigkeitsbereich von Verkehrsmanagementabteilungen als Teil von städtischen oder lokalen Behörden, welche für ein sicheres, effizientes und auf ihre lokale Verkehrspolitik abgestimmtes Verkehrsmanagement verantwortlich sind. Als Beispiele für übergeordnete Ziele können genannt werden: • Abstimmung der Bedürfnisse eines urbanen multi-modalen Umfeld in Echtzeit und Reaktion auf hohe politische Entscheidungen (jedes städtische Umfeld wird unterschiedliche politische Agendas bzgl. Fußgänger/Radfahrer, ÖPNV- Priorisierung etc. haben). • Entwicklung einer intelligenten umfeldsensiblen Netzsteuerung, als Antwort auf die Verkehrsstaus bedingt durch die morgendlichen und nachmittäglichen Spitzenstunden. • Reaktion auf Verkehrsereignisse und Störungen in einer gelenkten und vorbereiteten Weise.

Als Beispiele für die Ziele des Verkehrsmanagements können folgende benannt werden (vgl. AS&P, 1993): • Erhöhung der Verkehrssicherheit: Reduzierung der Verkehrsunfälle um X% bis zum Jahr X. • Reduzierung der Umweltbelastungen: Minimierung des Energieverbrauchs und der Verkehrsemissionen, Reduzierung der Fahrzeugemissionen um X% bis zum Jahr X • Befriedigung des Mobilitätsbedürfnisses: Reduzierung des Parkdrucks, Erhöhung der ÖPNV-Nutzung, Reduzierung von Verkehrsstaus um X% bis zum Jahr X • Verbesserung der Wirtschaftlichkeit: Verbesserung der wirtschaftlichen Abwicklung von Verkehrsanlagen

Typische Verkehrsmanagementorientierte Problemszenarios sind: • Kapazitätsprobleme an verkehrlichen HotSpots, wie bspw. (lichtsignalgesteuerte) Knotenpunkte, Brücken, Tunnel, Busbahnhöfe und Bahnhöfe, etc. verursacht durch: o Täglicher Verkehrsstau durch Berufsverkehr (Kfz und öffentliche Verkehrsmittel) und wahlloses Parken vom Schwerverkehr, schlechte Wetterbedingungen (Regen, Schnee), etc., o Störungen/Unfälle (Fahrbahn- oder Straßensperrung), o Großveranstaltungen wie Fußballspiele, Marathonläufe, Konzerte, Messe, Demonstrationen, etc. o Engstellen im Straßennetz durch geographische/topologische Restriktionen. • Tägliche Sicherheitsprobleme wo schwache Verkehrsteilnehmer und Fahrzeugverkehr sich mixen. • Emissionsprobleme in Teilen des Straßennetzes mit hohem Anteil an ausstoßenden Fahrzeuge und einer Topographie, die eine schnelle Luftzirkulation in die Atmosphäre verhindert. • ... . Ein zweiter Tätigkeitsbereich, nämlich die Verpflichtung, Verkehrs- und Reiseinformationen an Dritte (nationale Zugangspunkt) und viele sich entwickelnden Entwicklungen zur Verfügung zu stellen (zB offene Daten, C-ITS, Navi, Fußgänger / Radfahrer-Erkennung), die die Natur des traditionellen Verkehrsmanagements und Informationen verändern, führt zu weiteren Problemszenarien bzgl. der Daten- und Informationsbereitstellung: • Verpflichtung zur Entwicklung und Pflege der Organisation, um Verkehrs- und Reiseinformationen bereitzustellen, um mit der EU IVS Directive in Übereinstimmung zu sein. Es ist wichtig zu erwähnen, dass derzeit die rechtliche Reichweite von Aktionen B & C nicht städtische Gebiete abdeckt, auch wenn es, dass im Laufe der Zeit zu erwarten ist, dass sich Städte nach und nach in die Richtung bewegen • Bedarf an Integration der VM-Dienste selbst, mit anderen Mobilitätsdiensten (Öffentlicher Verkehr, städtische Logistik, etc.) und mit neuen Technologien (GNSS basierte Navigation, Smartphones, C-ITS, automatisiertes Fahren). • . . Ein dritter Tätigkeitsbereich ist die Vergabe und der Betrieb der Straßen- und IVS-Infrastruktur, welche zusätzliche Problemszenarios verursacht: • Herstellerabhängigkeit (große Zulieferunternehmen möchten größere Teile des IVS-Portfolios eines Kunden vollständig durch ihre eigenen Produkte abdecken. Diese Situation führt zu dem Effekt der Herstellerabhängigkeit, wenn eine solche logisch unabhängige Subsysteme der IT-Landschaft durch proprietäre Kommunikationsschnittstellen verbunden sind), • Lieferantenabhängigkeit bzgl.: o Konfiguration und Verwaltung von Feldgeräten (Knotenpunkttopologie, Signalpläne, verkehrsabhängige Steuerungsalgorithmem, o Fehlerbeseitigung und Wartung. • Spezifikationen zur Vergabe: Wenn keine robust regionalen Spezifikationen vorhanden sind, wird es für eine Stadtverwaltung ohne detaillierte technische Kenntniss schwierig, eine Spezifikationen für IVS zu schreiben, was wiederum eine Herstellerabhängigkeit oder Systeme zur Folge haben könnte, die den beabsichtigten Nutzen nicht liefern. • …. .

Initial situations inducing and motivating traffic managers to act are so-called ‘problem’ scenarios. Three different spheres of activities can be distinguished:

Strategien im Verkehrsmanagement

Im Rahmen des Verkehrsmanagements sollen die Wirkungen des Verkehrs optimiert werden, wofür zum einen Instrumente zur Beeinflussung des Verkehrsangebots und zum anderen zur Beeinflussung der Verkehrsnachfrage genutzt werden können. Dabei umfasst das Verkehrsmanagement gemäß FGSV (2003) kurz-, mittel- und langfristige Maßnahmen, welche für die Strategiebildung in den Handlungsfeldern

• Verkehrslenkung
• Verkehrsverlagerung und
• Verkehrsvermeidung

liegen.

Die Handlungsfelder Verkehrsvermeidung und Verkehrsverlagerung können dem statischen Verkehrsmanagement zugeordnet werden, welches mittel- bis langfristige Maßnahmen beeinhaltet. Daneben ist die Verkehrslenkung ein Teil des dynamischen Verkehrsmanagements, welches durch Maßnahmen zur Verkehrsbeeinflussung und auch durch Verkehrsinformation kurzfristig auf bestimmte Probleme bzw. Situationen reagiert.

Mögliche Maßnahmen zur Lösung oder Minderung der auftretenden Probleme können in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:

• Maßnahmenkategorien des ÖV (z.B. Umleitung von ÖV-Fahrzeugen, Anschlusssicherung im ÖV),
• intermodalen Maßnahmenkategorien (z.B. Beeinflussung der Verkehrsmittelwahl, finanzielle Maßnahmen),
• multimodalen Maßnahmenkategorien (z.B. Verlagerung des Fahrtantrittzeitpunkts, Freigabe von Verkehrsflächen),
• Maßnahmenkategorien des MIV (z.B. Zuflussregelung, Reduzierung der Geschwindigkeit).

In der Regel ist eine Kombination der verschiedenen Maßnahmen aus den genannten Kategorien sinnvoll oder sogar erforderlich, da bestimmte Probleme bzw. Situationen meist mehrere Verkehrsteilnehmer oder Nutzergruppen betreffen. So sind insbesondere im MIV neben dem privaten Personenverkehr und Wirtschaftsverkehr auch der Anlieger-/Durchgangsverkehr zu berücksichtigen.

Somit stehen den einzelnen Behörden verschiedene Maßnahmen bzw. Strategien zur Verfügung, welche sich über die Jahre weiterentwickelt und bewährt haben. Meist basieren diese zum einen auf lokalem Wissen und Erfahrung und zum anderen auf den Grundsätzen und deb Regeln für den Straßenverkehr und für die öffentlichen Institutionen (Gesetzgebung beeinflusst Straßen, Brücken und Straßentunnel, Vergaberecht,…).

Um das Verkehrsmanagement in einem definierten Planungsraum wirkungsvoll und effizient betreiben zu können, sind Strategien zu entwickeln und bei Bedarf umzusetzen. Diese Stategien stellen nach FGSV (2003) und FGSV (2011) "ein vorab festgelegtes Handlungskonzept für das Ergreifen von Maßnahmen(-bündeln) zur Verbesserung einer definierten (Ausgangs-)Situation" dar, mit dessen Hilfe den erkannten Problemen bzw. Situationen entgegengewirkt werden kann.

Die Bildung und letztendliche Umsetzung von Strategien im Verkehrsmanagement erfolgt nach FGSV (2003) in mehrere Stufen, die in ständiger Wechselwirkung miteinander stehen. Basierend auf einer Detektion werden Probleme bzw. Situationen ermittelt, zu deren Lösung der Maßnahmen ausgewählt und auf ihre Eignung überprüft werden. Die Maßnahmen werden schließlich über Leit-, Steuerungs- und Informationssysteme umgesetzt, wozu der Austausch und die Bereitstellung von Daten und Informationen mit externen Stakeholder (z.B. Polizei, Autobahnbetreiber, ÖV-Betreiber, Service Providern, etc.) berücksichtigt werden sollte . Besteht das auslösende Problem nicht mehr, so wird die Maßnahme aufgehoben.

Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement

Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement ist die "Beeinflussung des Verkehrsgeschehens durch ein Bündel von Maßnahmen mit dem Ziel, die Verkehrsnachfrage und das Angebot an Verkehrssystemen [über die Grenzen von hoheitlich eigenständigen Baulasträger und Betreibern hinweg] optimal aufeinander abzustimmen".

Eine national verbindliche eingeführte „IVS-Referenzarchitektur für Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement“ ist als Modell für regionale und überregionale Kooperationen und Kollaborationen hoheitlich souveräner Straßenbetreiber und Service-Provider (Land-Land, Stadt-Land, Stadt-Stadt) von großer Bedeutung. Sie unterstützt nicht nur den harmonisierten Aufbau hoheitsspezifischer IVS-Verkehrsmanagement-Dienste mit verbesserter Interoperabilität und Kontinuität, sie formuliert auch die Anforderungen an die IVS-Architektur von grenzüberschreitendem Verkehrsmanagement aus deutscher Sicht.

Folgende Erwartungen werden an "IVS-Referenzarchitektur für Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement" gestellt:

• Schaffung eines allseits akzeptierten Verständnisses von Verkehrsmanagement (Semantik) als Voraussetzung für zuständigkeitsübergreifende und für den Verkehrsteilnehmer durchgängige IVS-Verkehrsmanagement-Dienste/Diensteprofile und zur Erleichterung der Entwicklung und

Einführung von IVS-Diensten im zuständigkeitsübergreifenden Kontext.

• Entwicklung von funktionalen, organisatorischen und technischen Anforderungsprofilen für die Harmonisierung der Kooperation und Kollaboration hoheitlich souveräner Straßenbetreiber und Service-Provider und für die Interoperabilität ihrer Systeme.
• Verankerung der zuständigkeitsübergreifenden Anforderungen als Bestandteil von Ausschreibungen zur Erhöhung der Planungs- und Investitionssicherheit für Straßenbetreiber und Service-Provider sowie die Industrie zur Vermeidung technologischer „Insellösungen“.
• Schaffung eines für den Verkehrsteilnehmer wahrnehmbaren zusätzlichen Nutzens durch die Überwindung von zuständigkeitsbedingten Brüchen in der Bereitstellung von IVS-Verkehrsmanagement-Diensten und in deren Wahrnehmung durch den Verkehrsteilnehmer (Common sog. Look & Feel).

Betroffen sind generell alle Stakeholder und Akteure, die am Zuständigkeitsübergreifenden Verkehrsmanagement beteiligt sind, Schnittstellen dazu haben oder sich in sonstiger Weise damit befassen, und zwar:

• Stakeholder und Akteure, die die Rolle und Sicht hoheitlich souveräner Straßenbetreiber einnehmen und für den Betrieb des Zuständigkeitsübergreifenden Verkehrsmanagements verantwortlich sind.
• Stakeholder und Akteure, die beim Zuständigkeitsübergreifenden Verkehrsmanagement Schnittstellen zu souveränen Straßenbetreibern haben.
• Sonstige Stakeholder und Akteure, die sich mit dem Wissensgebiet des Zuständigkeitsübergreifenden Verkehrsmanagements befassen.

Generell kann festgehalten werden, dass mit einer „IVS-Referenzarchitektur für Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement“ den beteiligten Akteuren der Aufbau von Organisationsstrukturen der Zusammenarbeit unter Rückgriff auf bewährte Modelle sowie ein angemessener technischer Verbund ihrer Systeme unter Nutzung von Interoperabilitäts-Standards wesentlich erleichtert wird.

Die Akzeptanz von Maßnahmen des Verkehrsmanagements wird beim Verkehrsteilnehmer erhöht, wenn sich der Betrieb an seinen Mobilitätsbedürfnissen und tatsächlichen Wegen orientiert und nicht an Zuständigkeitsgrenzen endet oder das Erscheinungsbild wechselt.

Bei den indirekt beteiligten Stakeholdern und Akteuren wird eine hohe Akzeptanz erwartet, weil die "IVS-Referenzarchitektur für Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement" die Planungs- und Investitionssicherheit verbessert (Vermeidung von Insellösungen) und interoperable, betrieblich effiziente Lösungen begünstigt.

Dies führt insgesamt dazu, dass die Entwicklung und Anwendung zuständigkeitsübergreifender Verkehrsmanagementpläne gefördert und die Qualität der darin enthaltenen Maßnahmen erheblich gesteigert werden kann, insbesondere durch:

• Erhöhung der Leistungsfähigkeit mittels besserer Ausnutzung der Kapazitäten überregionaler Verkehrsnetze und Korridore.
• Verringerung der Umweltbelastungen durch Reduzierung von Staus.
• Erhöhung der Verkehrssicherheit, indem durch abgestimmte großräumige Maßnahmen die Verfügbarkeit des Verkehrsnetzes optimiert und der Verkehrsfluss aufrecht erhalten werden kann.
• Entwicklung und Betrieb von Anlagen, Systemen und Diensten für die Umsetzung zuständigkeitsübergreifender Strategien unter Bezugnahme auf eine Referenzarchitektur.

Einbeziehung von Privaten

Wie bereits im Kap. "Verkehrsmanagement: Grundlagen / Solution strategies and processes" beschrieben, sollten externe Stakeholder, im Rahmen des Daten-, Informations- und Strategieaustausches in den Prozess des Verkehrsmanagements integriert werden. Dieser Austausch sollte über den nationalen Zugangspunkt, den Mobilitäts Daten Marktplatz des Bundes (MDM) erfolgen. Besonderer Fokus wird hierbei auf private Navigationsdienstleister gelegt.

Hierbei sind 3 Ebenen, die sich durch zunehmende Verarbeitungstiefe der Daten kennzeichnen, zu unterscheiden:

1) Bidirektionaler Austausch von Verkehrsdaten (Verkehrsstärken und Durchschnittsgeschwindigkeiten von strategischen Detektoren, Level of Service und Reisezeiten aus FCD)

2) Verkehrsmeldungen gem. Alert-C, inkl. Vorankündigungen bei planbaren Ereignissen

3) aktuell geschaltete Verkehrsmanagement-Strategien (Alternativroutenstrategien [hoheitlich oder baulastträgerübergreifend] oder besondere Zielführungen zu POI oder Veranstaltungen)

Der Austausch von Verkehrsdaten ist insbesondere für die Baulastträger von Interesse. So kann die eigene strategische Detektion um netzweite Informationen zur Verkehrslage aus FCD ergänzt werden. Um so ggf. Reisezeiten zur Verkehrsinformation und -steuerung Reisezeiten zu ermitteln.

Verkehrsmeldungen, sowohl planbarer Ereignisse als auch unvorhersehbarer Ereignisse, können gewinnbringend in die Routingalgorithmen der Navigationsdienstleister integriert werden. So ist beispielsweise die Meldung einer geplanten Sperrung eines Hauptverkehrsstraßentunnels wegen Wartung bedeutend, da diese Information nicht aus den FCD gewonnen werden kann. Ebenso sind zeitaktuelle Meldungen von unvorhersehbaren Sperrungen bedeutend, da diese Information nur verzögert aus FCD gewonnen werden kann. Besser ist es in diesem Fall das Rerouting auf Basis der Sperrungsmeldung durchzuführen, so dass im Idealfall die Sperrung über FCD gar nicht detektiert wird. Damit die Sperrungsmeldung zeitaktuell generiert und über den MDM exportiert werden kann, ist eine automatisierte Erzeugung erforderlich. Im Falle von Tunnelsperrungen kann dies über den Zustand der Tunnelportale erfolgen und wird bspw. in Düsseldorf so umgesetzt.

Die Berücksichtigung von Alternativroutenstrategien oder besonderer Zielführungen in den Routingalgorithmen ist ebenfalls von Interesse. Ersteres unterstützt den Ansatz des sog. strategiekonformen Routings und führt zu Akzeptanzsteigerung sowohl der kollektiven, dynamischen Wegweisung als auch der individuellen Navigation. Durch zunehmenden Datenaustausch (siehe Pkt. 1 und 2) und damit Vereinheitlichung der Datenbasen von öffentlichen Baulastträgern und privaten Navigationsdienstleistern unterscheiden sich die Routenempfehlungen im Idealfall nicht. Die Berücksichtigung besonderer Zielführungen zu POI oder Veranstaltungen, die dynamisch anzupassen sind, kann genutzt werden, um die Verkehrsteilnehmer entweder gleichmäßig auf die vorhandenen Parkflächen oder zielgruppenspezifisch (z.B. Aussteller, Besucher 1. Veranstaltung, Besucher 2. Veranstaltung, etc.) zu verteilen.

Literatur

Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2003): Hinweise zur Strategieentwicklung im dynamischen Verkehrsmanagement. FGSV-Verlag, Köln Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2011): Hinweise zur Strategieanwendung im dynamischen Verkehrsmanagement. FGSV-Verlag, Köln Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2012): Begriffsbestimmungen - Teil: Verkehrsplanung, Straßenentwurf, Straßenbetrieb. FGSV-Verlag, Köln