PhaseA-Step3-Los3

Beschreibung der IVS-Dienstekategorie

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

Das Straßen- und Verkehrswesen kann einen Beitrag dazu leisten, die Lebensqualität der einzelnen Individuen zu steigern. In AS&P (1993) wird diese Forderung durch Definition der vier Oberziele des Verkehrs bekräftigt:

• Erhöhung der Sicherheit,
• Befriedigung des Mobilitätsbedürfnisses,
• Schonung der Umwelt und
• Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.

Das Verkehrsmanagement, welches im Zuständigkeitsbereich der einzelnen städtischen oder lokalen Verkehrsbehörden liegt, setzt an dieser Stelle an. Durch gezielte Maßnahmen oder Maßnahmenbündeln, die den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Verkehrssysteme und -mittel (multimodal) oder den Wechsel der Verkehrssysteme (intermodal) berücksichtigen, sollen Probleme oder bestimmte Situationen (Summe von definierten Ereignissen, Problemen und weiteren relevanten Zuständen) im Verkehrssystem reduziert bzw. verbessert werden.

Hinsichtlich der auftretenden Probleme und Ereignisse können drei Handlungsbereiche im Verkehrsmanagement unterschieden werden (siehe Grafik).

Für den ersten Handlungsbereich können nach FGSV (2003) die Probleme und Ereignisse grundsätzlich in folgende Kategorien unterteilt werden:

• Überlastung im Straßennetz (z.B. alltäglicher Verkehrsstau durch Berufsverkehr),
• Überlastung im ÖV-Netz,
• Überlastung oder Ausfall von Stellplätzen,
• Engstellen im Straßennetz (z.B. Baustellen, Unfälle),
• Engstellen im ÖV-Netz (z.B. Ausfälle oder Störungen),
• Notfallsituationen (z.B. Feuer, Bombenfund, Wasserrohrbruch),
• Energie-/Systemausfall (z.B. LSA, Straßenbahn, U-Bahn),
• veranstaltungs- und freizeitbedingte Probleme (z.B.Fußballspiele, Messe),
• witterungsbedingte Probleme (Regen, Schnee, Glatteis).

Diesen angeführten Problemen und Ereignisse können noch um umweltbedingte Probleme, wie hohe Lärm- und Luftschadstoffbelastungen ergänzt werden.

Der zweite Handlungsbereich - die Verpflichtung zur Bereitstellung der Verkehrs- und Reiseinformationen an Dritte (nationale Zugangspunkt) und neue Technologien (z.B. offene Daten, C-ITS, etc.), die die Natur des traditionellen Verkehrsmanagements und Informationen verändern - führt zu weiteren Problemen in Bezug auf die Daten- und Informationsbereitstellung:

• Verpflichtung zur Entwicklung und Pflege der Organisation, um Verkehrs- und Reiseinformationen gemäß der EU IVS Directive bereitzustellen.
• Notwendigkeit zur Integration der Verkehrsmanagementdienste selbst, mit anderen Mobilitätsdiensten (Öffentlicher Verkehr, städtische Logistik, etc.) und mit neuen Technologien (GNSS basierte Navigation, Smartphones, C-ITS, automatisiertes Fahren).
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Der dritter Handlungsbereich ist die Vergabe und der Betrieb der Straßen- und IVS-Infrastruktur, welche weitere Probleme verursacht:

• Herstellerabhängigkeit: Zulieferunternehmen möchten Teile des IVS-Portfolios eines Kunden vollständig durch ihre eigenen Produkte abdecken, was zu einer Herstellerabhängigkeit führt, wenn solche logisch unabhängige Subsysteme der IT-Landschaft durch proprietäre Kommunikationsschnittstellen verbunden sind.
• Lieferantenabhängigkeit bezüglich Konfiguration und Verwaltung von Feldgeräten (Knotenpunkttopologie, Signalpläne, verkehrsabhängige Steuerungsalgorithmem, Fehlerbeseitigung und Wartung.
• Spezifikationen zur Vergabe: Wenn keine regionalen Spezifikationen vorhanden sind, wird es für eine Stadtverwaltung ohne detaillierte technische Kenntnisse schwierig, eine Spezifikation für IVS aufzustellen, was wiederum zu einer Herstellerabhängigkeit oder Systeme zführt, die den beabsichtigten Nutzen nicht liefern.
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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.