Das Forschungsprojekt untersucht, welche Auswirkungen unterschiedliche Tempolimits auf Autobahnen und im Außerortsbereich in Deutschland auf die Fahrleistung sowie auf die verursachten Treibhausgasemissionen und Luftschadstoffemissionen (Stickoxide und Feinstaub) haben. Folgende Szenarien werden betrachtet, wobei die erste Zahl die maximal zulässige Geschwindigkeit auf Autobahnen sowie auf autobahnähnlich ausgebauten Straßen (Kraftfahrstraßen), die zweite Zahl die maximal zulässige Geschwindigkeit auf allen anderen Außerortsstraßen angibt: T130/100, T120/100, T130/80, T120/80, T100/80.
Sowohl methodisch als auch mit Bezug auf die Datengrundlagen ist die Untersuchung an die UBA-Studie „Flüssiger Verkehr für Klimaschutz und Luftreinhaltung“ (Schmaus et al. 2023) angelehnt. Für die Berechnung der Emissionswirkung der Tempolimit-Szenarien werden die Emissionsfaktoren des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) verwendet. Die Wirkung einer veränderten Fahrweise aufgrund veränderter Tempolimits auf betroffenen Streckenabschnitten wird durch eine Änderung der jeweiligen HBEFA Straßenkategorie abgebildet. Zusätzlich wird mit Hilfe von Verkehrsnachfragemodellen die Wirkung der Szenarien auf die Routenwahl sowie die Verkehrsmittelwahl untersucht.
Die Kombination aus Geschwindigkeitseffekten, Routenwahleffekten und Nachfrageeffekten führt bei den Emissionen des gesamten Straßenverkehrs (inkl. schwere Nutzfahrzeuge und weitere Fahrzeugkategorien) zu folgenden Rückgängen: THG-Emissionen zwischen 2,2 % (T130/100) und 8,1 % (T100/80), NOx-Emissionen zwischen 5,1 % (T130/100) und 16,1 % (T100/80) und PM-Emissionen zwischen 3,6 % (T130/100) und 11,4 % (T100/80). Dabei entfallen etwa 75 % der Rückgänge auf die Geschwindigkeitseffekte. Die Routenwahl- und Nachfrageeffekte reduzieren die Pkw-Fahrleistung zwischen 0,7 % (T130/100) und 4,3 % (T100/80).
Die Ableitung des Regenabflusses von Autobahnen und Schnellstrassen erfolgt in der Regel ueber begruente Bankette, wobei eine Gefaehrdung von Boden und Grundwasser durch den erhoehten Schadstoffeintrag nicht ausgeschlossen werden kann. Ziel der Untersuchungen ist die Ermittlung des Rueckhaltes und der Remobilisierung von Schwermetallen und organischen Substanzen bei der flaechenhaften Versickerung ueber strassennahe Bankettboeden. Transport-, Speicher- und Abbauprozesse der Schadstoffe sollen orts- und zeitabhaengig erfasst und analysiert werden, um den Einfluss des natuerlichen Niederschlages im Zusammenwirken mit unterschiedlichen Verkehrsstaerken und Boeden zu quantifizieren.
The main objective of the Action is to understand better the impacts of weather on freeways/motorways as well as on urban networks highway operations and to develop, promote and implement strategies and tools to mitigate those impacts. Adverse weather conditions can have a significant impact on traffic operations and quality of traffic flow. The advanced technologies for collecting and archiving weather data can assist the development of intelligent weather-based traffic management strategies, monitoring and control systems. In view of the paramount importance of weather-responsive tools for real-time traffic surveillance, this project will focus on the development of strategies and techniques aimed at improving the road traffic management and safety. The main goal is to mitigate the negative impacts of adverse weather conditions to traffic flows and to predict the traffic flows under adverse weather conditions. The term of 'adverse weather conditions refers to the meteorological conditions that decrease the visibility and worsen the pavement conditions. This project will bring together researchers actively working on road networks related issues. It will concentrate on mutually complementary methodologies for modelling, estimation and control that will improve the safety of traffic networks. Traffic flows are highly dependent on weather conditions and researches on this issue are very limited in the literature. Next, traffic flow prediction by reliable algorithms will be addressed in tight connection with the traffic sensor network. This project will address also many issues related to efficient, reliable and quick exchange of information and data over sensor networks for vehicular traffic. The data are received only at boundaries between some segments and averaged within possibly irregular time intervals. Additionally, there are missing data and sensor failures that need to be taken into account. Further, with the developed models and estimators, advanced control strategies will be developed dealing with appropriate fusion of the multiple sensor data.
Projektbeschreibung: Für größere Maßnahmen im Bereich der Straßeninfrastruktur (Neubau, Ausbau) sind sowohl eine Zweckmäßigkeitsbeurteilung wie auch eine Umweltverträglichkeitsprüfung erforderlich. Anhand der Veränderung der Verkehrsbelastungen und der Verkehrsleistungen werden Veränderungen der Emissionen (Luftschadstoffe, Lärm) ermittelt. Eine wichtige Einflussgröße ist in diesem Zusammenhang das Fahrverhalten der Personen- und Lastwagen, da bei gegebener Verkehrsbelastung die Emissionen in erheblichem Umfang von diesem Faktor bestimmt werden. Über das Fahrverhalten, welches durch Kennzahlen wie Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigungen/Verzögerungen, Motordrehzahl und Gangwahl sowie Halte- und Stillstandzeiten beschrieben werden kann, liegen aber nur wenig aktuelle Grundlagen vor. Vereinfachend wird oft ein mittleres Fahrverhalten, allenfalls gestützt auf eine Annahme über die mittlere Geschwindigkeit, unterstellt. Der Zusammenhang zwischen wichtigen Schadstoffen (z.B. NOx) und der Fahrgeschwindigkeit ist nicht linear. Beim Ausbau des Straßennetzes, vorab der Autobahnen, können die Verkehrsmenge und die Verkehrsleistung zunehmen. Wird das Fahrverhalten nicht in die Betrachtungen einbezogen, so wird mehr Verkehr fälschlicherweise mit mehr Schadstoffemissionen gleichgesetzt (direkte Proportionalität). Durch die Erhöhung der Kapazität findet jedoch unter Umständen trotz Verkehrszunahme insgesamt weniger stop-and-go Verkehr oder weniger Stau statt, was sich auf die Umweltbilanz positiv auswirkt. Die Erhöhung der Kapazität einer Strecke führt unter bestimmten Voraussetzungen zu einer Erhöhung der dortigen Verkehrsmenge. Gleichwohl ist es möglich, dass trotz insgesamt höherer Verkehrsmenge bei den Benützern der Strecke eine Fahrzeitersparnis und damit ein volkswirtschaftlicher Nutzen entsteht. Ursächlich hierfür ist wiederum die Veränderung der Fahrmuster (insbesondere der gefahrenen Geschwindigkeiten) infolge des Streckenausbaus. Projektziele: Das Fahrverhalten von Personenwagen auf Autobahnen wird repräsentativ erfasst, um daraus alle den Fahrverlauf bestimmenden Größen zu ermitteln, die für die Bestimmung des Nutzens aus Fahrzeitein sparungen sowie für die Schadstoffberechnung von Bedeutung sind. Mit den Erklärungsgrößen des Fahrverlaufs sowie Angaben zur Verkehrsmenge und zur Infrastruktur ist das Fahrverhalten auf einem Straßennetzabschnitt zu beschreiben.