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Die vorgelegte Dissertation untersucht die Anwendbarkeit des Ultraschalllaufzeit-Verfahrens (UTTT) zur Analyse des Aufstiegs von Gasblasen in Flüssigmetallen. Aufbauend auf ersten Messungen zum Einzelblasenaufstieg in Wasser, welche der Validierung von UTTT dienten, erfolgten die Untersuchungen zum Aufstieg einzelner Blasen im Flüssigmetall GaInSn. Vergleichsmessungen mittels Röntgenradiografie führten zu einer zusätzlichen Visualisierung der Blasen, sodass dadurch die Interpretation der Messwerte von UTTT in GaInSn validiert werden konnte. Der Einfluss eines homogenen horizontalen statischen Magnetfeldes auf die Blasenbewegung wurde untersucht. Abschließend wurden ebenfalls Blasenketten untersucht, dabei wurde sowohl der Blasenaufstieg in Wasser als auch in Flüssigmetall betrachtet. Dabei zeigte sich, dass UTTT die Bewegung von größeren Blasenvolumina sowohl in Wasser als auch in Flüssigmetall verlässlich messen kann.

In this thesis, parametric amplification based on four-wave mixing in highly nonlinear fibers and its application in optical fiber communications is investigated. The focus of the work is on the design, the experimental implementation as laboratory prototypes and the system-related characterization and investigation of parametric amplifiers. Optical signal processing based on parametric amplifiers has the potential to be applied to a wide range of applications in future high-capacity optical fiber communication systems. This is due to the fact that parametric amplification provides a set of basic functions which includes amplification, frequency conversion and phase conjugation/spectral inversion. More specialized functionality can be derived from these. In particular, parametric amplification can be realized flexibly within and outside of the conventional frequency/wavelength ranges and is suitable for low-noise operation. In addition, parametric amplifiers enable amplification characteristics which are dependent on the input signal phase, so-called phase-sensitive amplification. This includes noise-less amplification as well as the ability to quantize the optical phase of the signal and to reduce phase distortions. Parametric amplifiers have been already extensively investigated with regard to their application on amplitude modulated signals. However, with respect to phase-shift keying (PSK) and quadrature-amplitude modulated (QAM) formats, detailed experimental investigations and verifications were still pendant at the beginning of this work. PSK formats became already widely applied in commercial systems for fiber-based communications. This is expected to happen soon also with QAM formats. In this regard, the presented work in this thesis provides valuable and interesting results. In particular, the focus of the first part of the presented work is on the realization and characterization of amplification and frequency conversion at efficiencies up to 20 dB (factor 100). A specific claim is to realize these functions with minimal signal distortions and to study the reason for the observed distortions. The investigations are carried out for differential binary phase-shift keying (DBPSK), differential quaternary phase-shift keying (DQPSK) and QAM formats up to 112 Gb/s in system experiments. An essential requirement for practical applications of parametric amplifers is the polarization-independent operation. The implementation of a polarization-diversity concept was realized within the thesis and characterized in detail with 112-Gb/s DQPSK. It could be shown that such amplification is possible with low degradations while also directions for an optimization are pointed out. The focus of the second part of the thesis is on the phase-sensitive amplification with the aim to investigate its application for the regeneration of QAM formats. First, such a realized amplifier was characterized with regard to the phase and amplitude response in dependence on the input signal phase. Second, it was applied to different scenarios. It allowed for the phase and amplitude regeneration of a 43-Gb/s DBPSK signal for which the regeneration ability was quantified. Operation in a gain-saturated regime allowed for minimization of the intrinsic conversion of phase-to-amplitude noise. In the application to a 2ASK-BSPSK signal, the presence of the m-ary amplitude-shift keying modulation revealed further limitations due to the noise conversion with respect to the tolerable input phase noise. An extension of the phase-regenerative amplifier supports the phase-quantization of both signal quadratures (4-level phase-quantization) which was investigated in detailed with a star-8QAM signal. Investigations were also performed with a transmission of the star-8QAM signal over a straight 1040-km dispersion-managed link with mid-link phase-sensitive amplification in order to test its ability to reduce the accumulation of phase distortions. This was supported by the implementation of the parametric amplifiers as black-box laboratory prototypes. Finally, the phase-quantizers (binary and 4-level) were applied to BPSK, QPSK and star 8QAM signals at a symbol rate of 107 GBd which is the first experimental study of phase-sensitive amplification at such high symbol rates. The experimental demonstrations of the phase-quantization with more than two phase states particularly showed efficient regeneration for the high-amplitude states. In dieser Arbeit wird parametrische Verstärkung basierend auf Vierwellenmischung in hoch-nichtlinearen Glasfasern und deren Anwendung in der optischen fasergebundenen Telekommunikation untersucht. Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt auf der Konzeptionierung, der experimentellen Realisierung und der systemnahen Untersuchung parametrischer Verstärker in Form von Laborprototypen. Optische Signalverarbeitung unter Nutzung parametrischer Verstärkung besitzt in viellerlei Hinsicht Potenzial für die Anwendungen in zukünftigen hochratigen Kommunikationsnetzen. Die parametrische Verstärkung bietet hierzu die Grundfunktionalitäten Verstärkung, Frequenzumsetzung und spektrale Inversion. Weitere spezialisierte Funktionalitäten können von diesen abgeleitet werden. Im Besonderen sind die Prozesse rauscharm und flexibel in etablierten Wellenlängenbereichen der Telekommunikation und darüber hinaus einsetzbar. Parametrische Verstärker ermöglichen darüber hinaus Verstärkungeigenschaften, welche abhängig von der Eingangssignalphase sind, sogenannte phasen-empfindliche Verstärkung. Dies ermöglicht eine Rauschaddition, die unterhalb gewöhnlicher Verstärker liegt und prinzipiell rauschfrei sein kann, als auch die Möglichkeit die Signalphase zu quantisieren und Störungen in der Signalphase direkt zu reduzieren. Parametrische Verstärker wurden bereits weitreichend mit deren Anwendung auf amplitudenmodulierte Signale untersucht. Hingegen existierten für deren Anwendung auf komplexe phasenmodulierte und quadratur-amplituden modulierte (QAM) Signale, d.h. Signale mit mehreren Phasen und Amplitudenzuständen, zu Beginn der Arbeit wenig bis gar keine verifizierten Erkenntnisse. Phasenmodulierte Signale werden bereits weitreichend in optischen Netzen zur Datenübertragung eingesetzt. Bei QAM-Formaten ist der zeitnahe Einzug in kommerziellen Systemen abzusehen. Daraus ergab sich die Motivation, sich in dieser Arbeit auf komplexe Modulationsformate zu konzentrieren. Die vorliegende Arbeit liefert in dieser Hinsicht wertvolle Ergebnisse. Konkret liegt der Fokus im ersten Teil der Arbeit auf der Realisierung und der Untersuchung von Signalverstärkung und Frequenzumsetzung mit hohen Effizienzen von bis zu 20 dB (Faktor 100). Hier besteht der Anspruch diese mit geringsten Signalstörungen zu realisieren und Ursachen für Signalstörungen zu beleuchten. Die Untersuchungen wurden mit differenzieller binärer und quaternärer Phasenumtastung (DBPSK und DQPSK) als auch 16-wertiger QAM bis 112 Gbit/s in Systemexperimenten durchgeführt. Eine wesentliche Notwendigkeit bei einem praktischen Einsatz von parametrischen Verstärkern ist deren Polarisationsunabhängigkeit. Die Realisierung eines Polarisations-Diversitäts-Konzepts wurde umgesetzt und mit 112 Gbit/s DQPSK detailliert charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Verstärkung mit geringen Signaldegradierungen möglich ist. Darüber hinaus wurden Möglichkeiten zur Optimierung aufgezeigt. Der Fokus im zweiten Teil der Arbeit liegt auf phasen-empfindlicher Verstärkung. Ziel war die experimentelle Realisierung phasen-empfindlicher Verstärkung und die Untersuchung deren Anwendung zur Regeneration von QAM-Signalen. Zunächst wurde ein solcher Verstärker realisiert und in Bezug auf dessen Phasen- und Amplitudencharakteristik in Abhängigkeit der Eingangssignalphase untersucht. Anschließend wurde der Regenerator in verschiedenen Scenarien angewendet. Der Verstärker ermöglichte die Phasen- und Amplitudenregeneration eines 43 Gbit/s DBPSK-Signals, wobei die konkrete Regenerationsfähigkeit quantifiziert wurde. Ein Betrieb in der Verstärkungssättigung ermöglichte es, die intrinsische Konversion von Phasenrauschen in Amplitudenrauschen zu reduzieren. In der Anwendung auf Signale mit mehrwertiger Amplitudenmodulation wie 2ASK-BPSK beschränkte die Rauschkonversion verstärkt die tolerierbare Eingangsphasenstörung. Eine Weiterentwicklung des Verstärkers ermöglichte die Quantisierung der Signalphase in beiden Quadraturen welches mit 75 Gb/s 8QAM detailliert untersucht und charakterisiert wurde. Unter anderem wurde der Verstärker auch in einer 1040 km langen Übertragungsstrecke zur Untersuchung dessen Eignung für die Reduzierung nichtlinearer Signalstörungen eingesetzt. Die Implementierung der parametrischen Verstärker als Black-Box-Laborprototypen ermöglichte dies. Beide phasen-empfindlichen Verstärker-Realisierungen wurden abschließend bei der Symbolrate von 107 GBd untersucht, was bisher im Rahmen von Untersuchungen mit phasen-sensitiven Verstärkern noch nicht realisiert und erforscht wurde. Die experimentellen Realisierungen zur Phasenregeneration mit mehr als zwei Phasenzuständen zeigten sich insbesondere für die QAM-Amplitudenlevel mit der größeren Amplitude als effizient.

Das Überholen unter Nutzung des Gegenverkehrsfahrstreifens ist nach den Richtlinien für die Anlage von Landstraßen (RAL 2012) auf Straßen der Entwurfsklassen EKL 2 und der EKL 3 möglich. Für beide EKL muss somit eine erforderlichen Überholsichtweite definiert werden. Da bei der Erarbeitung des Regelwerks keine aktuellen Erkenntnisse zum Überholverhalten von empirisch erfassten Überholvorgängen vorlagen, wurde die erforderliche Überholsichtweite für die RAL (2012) anhand fahrdynamischer Berechnungen dimensioniert. Auf den Straßen der EKL 2 und EKL 3 beträgt die erforderliche Überholsichtweite demnach 600 m. Liegt die vorhandene Sichtweite auf zweistreifigen Abschnitten zwischen 300 m und 600 m, soll geprüft werden, ob die Anordnung eines Überholverbots notwendig ist und ob das Überholen von langsamen Fahrzeugen durch das Zusatzzeichen 1049-11 zugelassen bleiben kann. Auch für die derzeitige Überarbeitung der „Richtlinien für die Markierung von Straßen, Teil Landstraßen“ – RMS, Teil L ist das Überholen unter Nutzung des Gegenverkehrsfahrstreifens von Interesse. Zukünftig soll dem Modell zur Anordnung der Fahrstreifenbegrenzung (Z 295) bei Unterschreitung einer Mindestsichtweite auch der Überholvorgang zugrunde gelegt werden. Ziel dieser Arbeit war die Erarbeitung eines Gesamtkonzeptes für das Überholen auf Landstraßen im Hinblick auf die Festlegungen in den Regelwerken für den Straßenentwurf und der Markierung. Dieses sollte auf einer empirischen Datengrundlage beruhen und die aktuelle Fahrzeugflotte mit ihren technischen Eigenschaften und Fahrzeugabmessungen berücksichtigen. Die Ergebnisse der Dissertation dienen somit der Überprüfung, Aktualisierung bzw. Fortschreibung des aktuellen Regelwerks für Landstraßen. Mit Hilfe einer Flugdrohne wurde auf sieben ausgewählten Untersuchungsstrecken insgesamt 1.158 Überholvorgänge aufgezeichnet. Zusätzlich wurden die Verkehrsstärke und die Geschwindigkeiten der freifahrenden Fahrzeuge auf den Messstrecken sowie die Streckengeometrien zur Bestimmung der Sichtweiten erfasst. Im Anschluss wurden die Kenngrößen von Überholvorgängen berechnet und ausgewertet. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die eigentliche Überholentscheidung auf der vorhandenen Sicht zu Überholbeginn beruht. Wird bei einer Überholung mit Gegenverkehr die Sicht durch die Strecke begrenzt, d. h. es ist noch kein Entgegenkommender sichtbar, nutzen die Überholer Sichtweiten von 405 m zum Überholen. Ist dagegen der Entgegenkommende bereits im Blickfeld, wird die Überholung bei deutlich größeren Sichtweiten bzw. Abständen zum Entgegenkommenden von 620 m begonnen. Es wird also ein höheres Risiko in Kauf genommen, wenn noch kein Entgegenkommender sichtbar ist. Während der Überholung fahren die Überholten mit einer konstanten Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Überholer steigt während des gesamten Überholvorgangs. Dabei hängt die mittlere Geschwindigkeit des Überholers von der mittleren Geschwindigkeit des Überholten ab. Während der Überholung ergibt sich eine mittlere Geschwindigkeitsdifferenz von 25 km/h. Das Fahrverhalten der Entgegenkommenden zeigt, dass diese ihre Geschwindigkeit nur dann reduzieren, wenn sie zu Überholbeginn eine höhere Geschwindigkeit als die zulässige Höchstgeschwindigkeit haben. Andernfalls fahren sie mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Auf der Grundlage der Messergebnisse wurden Empfehlungen für die erforderliche Überholsichtweite auf zweistreifigen Landstraßen unter Nutzung des Gegenverkehrsfahrstreifens abgeleitet sowie Empfehlungen für die Markierung von Fahrstreifenbegrenzungen formuliert. Als Modellgrundlage wurden beschleunigte Pkw/Lkw-Überholungen mit Gegenverkehr herangezogen. Den Modellen wird das 50. Perzentil zugrunde gelegt. Die entwickelten Modelle bzw. die abgeleiteten Empfehlungen gelten dabei einheitlich für Straßen der EKL 2 und EKL 3. Die erforderliche Überholsichtweite ergibt sich als Summe der Wege von Überholer (210 m) und Entgegenkommenden (220 m) sowie dem Sicherheitsabstand zwischen beiden Fahrzeugen am Ende der Überholung (140 m) zu 570 m. Die in den RAL (2012) festgelegte erforderliche Überholsichtweite von 600 m wird somit durch die vorliegende empirische Untersuchung grundsätzlich bestätigt und deren Beibehaltung empfohlen. Die in dieser Arbeit abgeleiteten Praxisempfehlungen für die Anwendung des Zusatzzeichens Z 1049-11 gelten für langsame Fahrzeuge mit Geschwindigkeiten bis zu 40 km/h. Die erforderliche Sichtweite für das Überholen langsamer Fahrzeuge setzt sich zusammen aus dem erhobenen Weg des Überholers (100 m), dem Weg eines Entgegenkommenden (170 m) und einem notwendigen Sicherheitsabstand zwischen beiden am Ende der Überholung (140 m). Für die daraus berechnete Überholsichtweite für den langsamen Verkehr wurde der Wert aus Gründen der Zweckmäßigkeit für die Umsetzung im Regelwerk auf 400 m gerundet. Im Vergleich zu den Empfehlungen der RAL (2012) ist die abgeleitete erforderliche Sichtweite für das Überholen langsamer Fahrzeuge damit um 100 m länger. Der Mindestwert der RAL (2012) von 300 m kann damit nicht bestätigt werden. Es wird empfohlen, die Vorgaben der RAL (2012) zu prüfen. Weiterhin wird angeregt, die Anwendung des Zusatzzeichens Z 1049-11 auf Fahrzeuge mit einer Geschwindigkeit bis 40 km/h zu erweitern bzw. die Optik des Verkehrszeichens (abgebildeter Traktor) anzupassen, um Widersprüche bzw. Missverständnisse auszuschließen. Für die Empfehlungen zur Anordnung von Fahrstreifenbegrenzungen wurde der Passierweg (150 m) herangezogen. Dies ist der Weg, den ein Überholer ab der Bug-Heck-Stellung benötigt, um den Überholvorgang zu beenden. Zusammen mit dem Weg des Entgegenkommenden (170 m) und einem Sicherheitsabstand zwischen beiden Fahrzeugen (140 m) ergibt sich die erforderliche Überholsichtweite zum Beenden des Überholvorgangs von gerundet 450 m. Eine Fahrstreifenbegrenzung soll demnach angeordnet werden, wenn die vorhandene Sichtweite einen Wert von 300 m unterschreitet. Davor ist auf einer Länge von 150 m eine Warnlinie mit Vorankündigungspfeilen aufzubringen. Die abgeleiteten Empfehlungen sollen bei der Fertigstellung der RMS, Teil L als Diskussionsgrundlage für die Anordnung der Fahrstreifenbegrenzung in Bezug auf die Länge der Warnlinie mit Vorankündigungspfeilen dienen.

Der ländliche Raum nimmt zwei Drittel der Gesamtfläche von Deutschland ein und ist dabei zusätzlich Lebensraum von einem Drittel der in Deutschland lebenden Personen. Mit Blick auf die aktuelle Entwicklung ist davon auszugehen, dass der Demografische Wandel anhalten wird und das Durchschnittsalter der ländlichen Bevölkerung bis zum Jahr 2030 auf 49,5 Jahren ansteigen wird. Dieser Anstieg ist unteranderem auf die Abwanderung der jüngeren Generationen in die Städte zurückzuführen, was zur Folge hat, dass die Schülerzahlen im ländlichen Raum zurückgehen. Hierbei ist zu beachten, dass gerade in diesem Raum die Schüler*innen die Hauptnutzer des ÖPNVs sind und somit eine wichtige Einnahmequelle darstellen. Hierauf reagieren die Betreiber mit einer Reduzierung der Linien und der Taktung, wodurch das ÖPNV-Angebot laufend schlechter wird. Der Rückgang des ÖPNV-Angebotes stärkt gleichzeitig die Pkw-Abhängigkeit, die bei gleichbleibendem Trend weiter zunehmen wird. Allerdings sind über die Hälfte der über 80-jährigen Menschen in Deutschland aus gesundheitlichen Gründen nicht mehr in der Lage ein eigenes Kfz zu steuern. Zusätzlich verursacht diese Gruppe durchschnittlich mehr Unfälle als andere Altersgruppen. Weiterhin besteht das Straßennetz im ländlichen Raum zum Großteil aus Landstraßen. Die Unfallfolgen sind hier besonders schwer. Diese Tatsachen in Verbindung mit der Altersgruppe der über 80-jähringen, die durchschnittlich mehr Unfälle verursachen, werden dafür sorgen, dass die Unfallzahlen und die Unfallschwere, gerade auf außerörtlichen Straßen, zunehmen. Diese Entwicklung wird zum einen die Mobilität der dort lebenden Menschen stark einschränken und zum anderen die Unfallzahlen und Unfallschwere im ländlichen Raum steigen lassen. Durch den Einsatz von Fahrassistenzsystemen der Automatisierungsstufe 1 und 2 (nach SAE) wird schon heute die Schwere der Unfälle sowie die Gesamtanzahl sukzessiv verringert. Aktuell bieten der MIV-Markt und der rechtliche Zulassungsrahmen Systeme bis zur Stufe 2 an. Ein weiterer Anstieg der Automatisierungsstufe wird positive Auswirkungen auf die Sicherheit des Straßenverkehrs haben. Ab der Automatisierungsstufe 4 kann das System die komplette Fahraufgabe in bestimmten Situationen (ODDs) übernehmen. Diese Stufe wird als Meilenstein gesehen, denn ab hier wird die Automatisierung einen starken Einfluss auf die Mobilität haben und kann unteranderem zur Mobilitätssicherung des ländlichen Raums beitragen. Die rechtlichen und technischen Bedingungen dieser Stufe sind besonders hoch. Daher variieren Prognosen für die Einführung im MIV-Markt zwischen den Jahren 2030 und 2040. Die Markteinführung von Fahrzeugen der Automatisierungsstufe 4 für den ÖPNV wird hingegen wesentlich früher prognostiziert. Der Markt von automatisierten Kleinbussen (Shuttles) der Stufe 4 wächst rasant und bietet eine große Auswahl neuer Modelle. Tests mit den Shuttles sind in Deutschland im öffentlichen Straßenverkehr nur unter strengen rechtlichen Vorgaben durchführbar. So werden rechtliche Ausnahmegenehmigungen benötigt und die Höchstgeschwindigkeit auf 20 km/h begrenzt. Trotz der strengen Auflagen und der eingeschränkten Einsatzmöglichkeiten soll das automatisierte Fahren in der Straßenplanung berücksichtigt werden. So ist eine häufige Forderung in Planungsgremien, dass bei der Straßenplanung schon heute die Voraussetzungen des automatisierten Fahrens berücksichtigt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Straßen lange Lebenszyklen haben und sie hierdurch zukünftige Faktoren berücksichtigen sollten. Daher ist die infrastrukturelle Voraussetzung für den Einsatz automatisierter Fahrzeuge im Segment der Verkehrsplanung besonders relevant. Um die Voraussetzungen in Richtlinien und Regelwerke zu integrieren, müssen sie einheitlich und klar definiert sein. Die Untersuchungen ergaben jedoch, dass die Voraussetzungen von der Automatisierungsstufe sowie von den jeweiligen Herstellern abhängig sind. Hierfür werden in der vorliegenden Arbeit die unterschiedlichen Voraussetzungen recherchiert, analysiert und, aufgrund des dynamischen Marktes, auch Planfälle hierfür entwickelt. Aufgrund verkehrsplanerischer Relevanz ist das Potenzial der automatisierten Shuttles im ländlichen Raum für die Mobilitätssicherung am höchsten und wird daher fokussiert. Zusätzlich zur detaillierten Untersuchung des automatisierten Straßenverkehrs wurde die digitale und physische Infrastruktur analysiert. Als dritter Untersuchungsparameter wurde der ländliche Raum mit dem Fokus auf die Mobilität und die Entwicklung betrachtet. Die Überlagerung der drei Themenfelder „automatisierter Straßenverkehr“, „Infrastruktur“ und „ländlicher Raum“ verdeutlicht das hohe Potenzial des automatisierten Straßenverkehrs im ländlichen Raum. Jedoch ist der Einsatz immer an die infrastrukturellen Voraussetzungen gekoppelt, die im Vorfeld zu prüfen sind. Hierunter fallen die HD-Karte, die Mobilfunk – und Satellitennetzabdeckung sowie Orientierungspunkte im Streckenumfeld. Detaillierte Angaben zur Gestaltung des Straßenraums für automatisierte Fahrzeuge sind durch die Herstellerangaben nicht abzuleiten. Diese Voraussetzungen konnten jedoch durch die Analyse von wissenschaftlichen Test- und Projektberichten konkretisiert werden. Mit Blick auf die Shuttles der Firma Navya und EasyMile wurde herausgefunden, dass nicht nur die Voraussetzungen herstellerabhängig sind, sondern auch die Testberichte trotz Nutzung der selben Modelle zu unterschiedlichen Ergebnissen kamen. Resultierend aus diesen Unstimmigkeiten wurden in dieser Arbeit empirische Tests mit den zwei Shuttle Modellen durchgeführt. Diese Tests bezogen sich auf zwei unterschiedliche Testfelder und umfassten eine Untersuchung der Funktionsweise sowie ein Interview der Chiefoperator. Anhand dieser gesicherten Ergebnisse sowie der Marktanalyse des ÖPNVs und des MIVs konnten infrastrukturelle Voraussetzungen, in Abhängigkeit zu Hersteller und Automatisierungsstufe, definiert werden. Für eine Aussage über die Einsatzmöglichkeiten im ländlichen Raum wurde die außerörtliche Infrastruktur eines Untersuchungsgebietes analysiert. Ein erstes projektionsbasiertes Ergebnis dieser Arbeit ist, dass der Einsatz automatisierter Pkw der Stufe 4 frühestens ab dem Jahr 2035 auf außerörtlichen Straßen möglich wird. Dies ist unteranderem auf die fehlenden HD-Karten zurückzuführen, die in naher Zukunft vorläufig für Autobahnen erstellt werden. Die automatisierten Shuttles hingegen erstellen ihre HD-Karte selbst bzw. werden diese von den Herstellerfirmen für den Einsatzzweck angefertigt. Auch die Zulassung ist anhand von Ausnahmegenehmigungen für Teststrecken möglich. Die Analyse des Untersuchungsgebietes ergab, dass die Shuttles mit der aktuellen Technik auf ca. 2 % des Straßennetzes einsetzbar sind. Sobald die Höchstgeschwindigkeit der Shuttles auf 50 km/h ansteigt (nach dem Planfall für das Jahr 2030), können bis zu 65 % der Straßen des untersuchten Gebietes befahren werden. Das restliche Straßennetz weist einen zu geringen Straßenquerschnitt auf oder bietet keine Orientierungspunkte im Seitenraum. Ebenfalls wurden im Untersuchungsgebiet potenzielle Mehrfahrerschließungen sondiert. Hierbei wurde die Möglichkeit untersucht, Straßen abschnittsweise für den Kfz zu sperren und nur für den Shuttleverkehr freizugeben. Hierdurch können automatisierte Shuttle wesentlich früher eingesetzt werden, ohne eine Umwegigkeit für andere Verkehrsteilnehmer durch die Sperrung entstehen zu lassen. Mit der Dissertation wird die Grundlage für die infrastrukturelle Voraussetzung von automatisiertem MIV- und ÖPNV geschaffen. Anhand der Literatur- und Projektrecherche sowie der empirischen Untersuchung werden schlüssige infrastrukturelle Voraussetzungen definiert, die durch die Entwicklung eines Planfalls auch den zukünftigen Markt abdecken. Weiterhin fasst die Arbeit Handlungsempfehlungen zusammen, die bei der Planung der Infrastruktur berücksichtig werden können. Die Testfelder automatisierter Shuttles sind ein relevanter Baustein der Grundlagenforschung, weswegen die Handlungsempfehlungen auch fundamentale Planungsparameter von diesen Testfeldern beinhalten. Rural areas cover two-thirds of the total area of Germany and are also the living space of one-third of the people living in Germany. In view of current developments, it can be assumed that demographic change will continue and that the average age of the rural population will rise to 49.5 years by 2030. This increase is due, among other things, to the migration of the younger generations to the cities, with the result that the number of schoolchildren in rural areas will decline. It should be noted that it is precisely in this area that schoolchildren are the main users of public transport and thus represent an important source of income. The operators are reacting to this by reducing the number of lines and the frequency of service, which means that the public transport service is constantly deteriorating. At the same time, the decline in public transport services strengthens car dependency, which will continue to increase if the trend remains unchanged. However, more than half of the people over 80 in Germany are no longer able to drive their own car for health reasons. In addition, this group causes more accidents on average than other age groups. Furthermore, the road network in rural areas consists largely of country roads. The consequences of accidents are particularly severe here. These facts, combined with the age group of the over-80s, who cause more accidents on average, will ensure that the number of accidents and the severity of accidents will increase, especially on non-urban roads. This development will, on the one hand, severely restrict the mobility of the people living there and, on the other hand, increase the number and severity of accidents in rural areas. The use of driver assistance systems of automation level 1 and 2 (according to SAE) is already gradually reducing the severity of accidents and the overall number of accidents. Currently, the MIV market and the legal approval framework offer systems up to level 2. A further increase in the automation level will have a positive impact on road safety. From automation level 4, the system can take over the complete driving task in Operational Design Domains (ODDs). This level is seen as a milestone, because from here on automation will have a strong impact on mobility and can contribute, among other things, to securing the mobility of rural areas. The legal and technical conditions of this stage are particularly high. Therefore, forecasts of the introduction in the MIV market vary between the years 2030 and 2040. In contrast, the market launch of automated vehicles for public transport at automation level 4 is forecast to be much earlier. The market of level 4 automated shuttles is growing rapidly and offers a wide range of new models. Tests with the shuttles on public roads in Germany can only be carried out under strict legal conditions. Legal exemptions are required, for example, and the maximum speed is limited to 20 km/h. Despite the strict conditions and the limited possibilities for use, automated driving is to be taken into account in road planning. For example, a frequent request in planning committees is that road planning already take into account the requirements of automated driving. This is due to the fact that roads have long life cycles and they should take future factors into account as a result. Therefore, the infrastructural prerequisite for the use of automated vehicles is particularly relevant in the segment of traffic planning. In order to integrate the prerequisites into guidelines and regulations, they must be uniform and clearly defined. However, the investigations showed that the prerequisites depend on the automation level as well as on the respective manufacturers. For this purpose, the different prerequisites are researched, analyzed and, due to the dynamic market, projections for them are also developed in the present work. Due to the relevance for traffic planning, the potential of automated shuttles is highest in rural areas for securing mobility and is therefore focused on. In addition to the detailed investigation of automated road transport, the digital and physical infrastructure was analyzed. As a third study parameter, rural areas were considered with a focus on mobility and development. The overlapping of the three topics "automated road traffic", "infrastructure" and "rural area" illustrates the high potential of automated road traffic in rural areas. However, its use is always linked to infrastructural requirements, which must be examined in advance. These include the HD-map, mobile communications- and satellite network coverage, and landmarkers in the road environment. Detailed information on the design of road environment for automated vehicles cannot be derived from the manufacturer's specifications. However, these prerequisites could be concretized by analyzing scientific test and project reports. Looking at the Navya and EasyMile shuttles, it was found that not only are the prerequisites manufacturer-dependent, but also the test reports came to different conclusions despite using the same models. As a result of these inconsistencies, empirical tests were conducted in this thesis using the two shuttle models. These tests were related to two different test fields and included an investigation of the functionality, as well as an interview of the chiefoperator. Based on these verified results as well as the market analysis of the public and the private transport, infrastructural requirements could be defined, which depend on the manufacturers as well as on the automation levels. For a statement about the application possibilities in rural areas, the extra-urban infrastructure of a study area was analyzed. A first projection-based result of this work is that the use of automated passenger cars of level 4 will not be possible on non-urban roads until 2035 at the earliest. This is due in part to the lack of HD-maps, which are tentatively being created for highways in the near future. The automated shuttles, on the other hand, create their HD-map themselves or are made by the manufacturing companies for the purpose. Approval is also possible based on exemptions for test routes. The analysis of the study area showed that the shuttles can be used on about 2 % of the road network with the current technology. Once the maximum speed of the shuttles increases to 50 km/h (according to the projection for the year 2030), up to 65 % of the roads in the studied area can be used. The remaining road network has too small a road cross-section or does not provide any orientation points in the road environment. Multiple road connection were also explored in the study area. The possibility of closing sections of roads to private vehicles and opening them only to shuttle traffic was investigated. This would allow automated shuttles to be deployed much earlier without causing detours for other road users due to the closure. The dissertation lays the foundation for the infrastructural prerequisite of automated MIV and public transport. Based on the literature and project research as well as the empirical investigation, conclusive infrastructural prerequisite is defined, which also covers the future market by developing a projection. Furthermore, the thesis summarizes recommendations for action that can be taken into account when planning the infrastructure. The test fields of automated shuttles are a relevant component of basic research, which is why the recommendations for action also include fundamental planning parameters of these test field.

Road accidents are still a major cause of death in many countries worldwide. There have been many efforts trying to understand the cause of road accidents hence, preventing them from happening. This research is a continuation of the efforts in progress. The research proposes a novel and interdisciplinary model for understanding and assessing road user behavior as explained by road user attitudes, perceptions and knowledge. A tool is developed to test the model and Egyptian roads were used as a case study. A sample of 600 road users is attempted and a response rate of 83% is obtained. The tool is concluded to be both reliable and valid, and the model is finalized with knowledge and attitudes as drivers to road user perceptions and perceptions as a driver to road user behavior. The model is also used to assess the road user behavior on 6 roads in Egypt, the least effective roads are revealed and managerial implications are suggested. The output of the research is used to develop a package proposing significant actions required from different governmental institutions. Building on previous efforts as well as the model proposed, the application of the package in the case of Egypt would allow for changes in knowledge, attitudes, and perceptions of road users. These changes would eventually lead to change in road user behavior. The process described in this research is generic and would be beneficial and applicable on a wide range. Verkehrsunfälle sind immer noch eine der Haupttodesursachen in vielen Ländern weltweit. Es hat viele Bemühungen gegeben, die Ursache von Verkehrsunfällen zu verstehen und somit zu verhindern, dass sie passieren. Diese Forschung ist eine Fortführung der laufenden Bemühungen. Die Forschung schlägt ein neuartiges und interdisziplinäres Modell vor zum Verständnis und zur Bewertung des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern, wie es sich aus Einstellungen, Wahrnehmungen und Wissen. Ein Werkzeug wird entwickelt, um das Modell zu testen und ägyptische Straßen wurden als Fallstudie verwendet. Mit einer Stichprobe von 600 Verkehrsteilnehmern wird versucht, eine Rücklaufquote von 83% erhalten. Das Tool wird als zuverlässig und valide eingestuft. Das Modell wurde mit Wissen und Einstellungen als Treiber für die Wahrnehmung der Verkehrsteilnehmer und Wahrnehmungen als Einflussfaktoren für das Verhalten der Verkehrsteilnehmer. Das Modell wird auch verwendet zur Beurteilung das Verhalten der Verkehrsteilnehmer auf 6 Straßen in Ägypten zu bewerten, die am wenigsten Die am wenigsten effektiven Straßen werden aufgedeckt und Managementimplikationen werden vorgeschlagen. Das Ergebnis der Forschung wird verwendet, um ein Paket mit Vorschlägen für wichtige Maßnahmen, die von verschiedenen Regierungsinstitutionen gefordert werden. Aufbauend auf früheren Bemühungen sowie des vorgeschlagenen Modells, würde die Anwendung des Pakets im Ägypten zu einer Veränderung des Wissens, der Einstellungen und der Wahrnehmungen der Verkehrsteilnehmer. Diese Veränderungen würden schließlich zu einer Änderung des Verhalten der Verkehrsteilnehmer führen. Der in dieser Untersuchung beschriebene Prozess ist generisch und und wäre für eine Vielzahl von Verkehrsteilnehmern nützlich und anwendbar.

Die Verknüpfung von Verkehrsmitteln erlangt vor allem im ländlichen Raum eine zunehmend stärkere Bedeutung. Der intermodalen Verbindung aus Fahrrad und Bus wurde bislang nur vereinzelt im Freizeitverkehr Beachtung geschenkt, für den Alltagsverkehr wurde sie bislang noch nicht untersucht. Ob diese Mobilitätsform auch im Alltagsverkehr und insbesondere für die Gestaltung von Arbeitswegen eine sinnvolle Möglichkeit oder gar eine Alternative zum vorherrschenden Pkw darstellt und welche Bedingungen hierbei relevant sind, wurde am Beispiel des Landkreises Barnim untersucht. Dazu wurde in der ersten Phase eine umfangreiche Potentialanalyse durchgeführt, die ein breites Spektrum an methodischen Zugängen beinhaltete. Hierzu zählten Expert*inneninterviews, Fahrgastbefragungen, die Untersuchung von verkehrs- und raumstrukturellen Faktoren sowie eine qualitative und quantitative Mitarbeiter*innenbefragung. Für die quantitative Auswertung konnten 273 Rückmeldungen ausgewertet werden. Eine erste Typologie der Nachfragestrukturen wurde durch 10 qualitative Interviews ergänzt, die dadurch differenziert dargestellt werden konnte. Im Wesentlichen hat sich deutlich die Dominanz der Pkw-Nutzung offenbart. Es hat sich aber auch gezeigt, dass bei Vorliegen der entsprechenden infrastrukturellen Voraussetzungen eine weniger Auto-orientierte Mobilität möglich ist. Es gilt, die Menschen durch den intensiven Einsatz von Marketing zu inspirieren, zu informieren und zu überzeugen um Routinen leichter aufzubrechen und Bedenken, Ängste und andere mentale Barrieren abzubauen. Einen entscheidenden Faktor bietet dabei die Chance des Ausprobierens. Auf Basis des ermittelten Nachfragepotentials zur intermodalen Verknüpfung von Rad und Bus wurden in der zweiten Phase konkrete Maßnahmen entwickelt, umgesetzt und evaluiert. Zu den Maßnahmen zählten die Fahrradmitnahme im Stadtbus in Eberswalde sowie die Installation von Fahrradbügeln an mehreren Standorten des Untersuchungsraums. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass sich Fahrrad und Busverkehr auf vielfältige Art und Weise kombinieren lassen. Auch im Alltagsverkehr weisen einfache und preiswerte Maßnahmen wie Fahrradbügel oder die Fahrradmitnahme eine vergleichsweise hohe Nutzungsakzeptanz auf und tragen dazu bei, die Mobilität im ländlichen Raum zu erhalten und zu erweitern. Für Verkehrsunternehmen ergibt sich vor allem die Chance für Imagesteigerungen und zufriedenere Fahrgäste. Eine noch größere Wirkung könnte erzielt werden, wenn komfortable und diebstahlsichere Radabstellanlagen sowie „mutige“ Konzepte zur Fahrradmitnahme angeboten und intensiv beworben werden würden. Entsprechende empirische Belege sollten durch weitere Forschungsarbeiten aufgezeigt werden. Zukünftig sollten Fahrrad und öffentlicher Verkehr grundsätzlich als Allianz und Baustein eines multi-modalen Verkehrskonzeptes von Anfang an berücksichtigt werden. Zu nennen ist hierbei beispielsweise die intelligente Verknüpfung von Car-Sharing-Konzepten oder die Nutzung von Pedelecs als Zubringer zum öffentlichen Verkehr., The combination of means of transport is becoming increasingly important, especially in rural areas. The intermodal connection between bicycle and bus has so far only been given sporadic attention in leisure traffic, but it has not yet been investigated for everyday traffic. Whether this form of mobility also represents a meaningful possibility in everyday traffic and in particular for the design of ways to work, or even an alternative to the predominant car, and which conditions are relevant here, was examined using the example of the district of Barnim. In the first phase, a comprehensive potential analysis was carried out, which included a broad spectrum of methodological approaches. This included expert interviews, passenger surveys, the investigation of traffic and spatial structural factors as well as a qualitative and quantitative employee survey. 273 responses were evaluated for the quantitative evaluation. A first typology of the demand structures was supplemented by 10 qualitative interviews, which could thus be presented in a differentiated manner. Essentially, the dominance of car use has clearly become apparent. However, it has also been shown that less car-oriented mobility is possible if the corresponding infrastructural conditions are met. It is important to inspire, inform and convince people through the intensive use of marketing in order to break down routines more easily and to reduce concerns, fears and other mental barriers. A decisive factor is the chance to try things out. In the second phase, concrete measures were developed, implemented and evaluated on the basis of the identified demand potential for the intermodal combination of bicycle and bus. The measures included bicycle transport in the city bus in Eberswalde as well as the installation of bicycle rails at several locations in the study area. In summary, it can be said that cycling and bus transport can be combined in many ways. In everyday traffic, too, simple and inexpensive measures such as bicycle rails or bicycle transport have a comparatively high level of user acceptance and contribute to maintaining and expanding mobility in rural areas. For transport companies, the main opportunity is to enhance their image and make their passengers more satisfied. An even greater effect could be achieved if comfortable and theft-proof bicycle parking facilities as well as "courageous" concepts for bicycle transport were offered and intensively advertised. Further research should provide empirical evidence to this effect. In the future, bicycles and public transport should be considered as an alliance and part of a multi-modal transport concept from the very beginning. Examples include concepts that intelligently combine car-sharing or the use of pedelecs as feeder to public transport.

Die Modellierung der Belastung für Bemessungsaufgaben hat auch in der Geotechnik eine große Bedeutung. Oft haben natürliche Beanspruchungszeitfolgen eine sehr komplexe Struktur und weisen keine Regelmäßigkeit auf. Für die Bemessung von Konstruktionen und Bauwerken stellt die Umwandlung dieser irregulären Funktionen in eine handhabbare Form eine Herausforderung dar. Denn besonders wichtig ist dabei, dass diese einfachen, umgewandelten Funktionen die gleiche Wirkung erzeugen wie die Originalbeanspruchung und sie somit äquivalent sind. In der vorliegenden Arbeit stehen irreguläre Belastungen, deren äquivalente Funktionen und das resultierende bodenmechanische Verhalten im Fokus der Untersuchungen. Hierzu werden zahlreiche Laborversuche im Triaxial- und Einfachschergerät mit einem Feinsand-Mittelsand durchgeführt. Zum besseren Verständnis des Materialverhaltens und als Grundlage für die Analyse der irregulären Beanspruchungen sind Untersuchungen zum monotonen und zyklischen Verhalten des Versuchssandes erforderlich. Auf die dafür eingesetzte Labortechnik, die Randbedingungen und die Phänomenologie des Verhaltens von Sand wird ausführlich eingegangen. Weiterhin werden Methoden zur Umwandlung von irregulären Beanspruchungszeitfunktionen in harmonische Funktionen mit äquivalenter Wirkung aus verschiedenen Fachdisziplinen vorgestellt, an zwei Beispielen angewendet und durch Laborversuche validiert. Einige dieser Verfahren und die Klassierungen basieren auf der Gültigkeit der Miner-Regel. Anhand der Ergebnisse einer umfangreichen Versuchsserie mit der Variation der Anordnung verschiedener Zyklenpakete mit unterschiedlichen Amplituden und Mittelspannungen wird die Anwendbarkeit der Miner-Regel in der Bodenmechanik diskutiert. The modelling of loading conditions for design problems is important in geotechnical engineering. Natural load time functions are often complex and have no regular shape. For the design of structures and constructions the transformation of these irregular load functions in simple regular functions is one of the most challenging problems. It is fundamental that the application of the transformed regular functions results in an equal soil reaction compared to the application of the original load time functions. The presented thesis is focussed on the investigation of irregular load time functions, its transformation and the resulting soil mechanical effects. Numerous cyclic triaxial and simple shear tests with a fine to medium sand are presented. The analysis of irregular load functions requires investigations of the monotonic and the cyclic behavior of the used sand. The laboratory equipment, the applied methods and the phenomenology of the sand behavior are presented and discussed in detail. For the transformation of irregular load functions to equivalent harmonic functions different interdisciplinary procedures are applied and validated through laboratory tests. Since some of the presented procedures and counting methods are based on Miner’s rule, an extensive test series is carried out for its validation. By varying the sequence of cyclic packages with different stress amplitudes and average stresses the applicability of Miner’s rule in soil mechanics is discussed.

Der öffentliche Personennahverkehr (ÖPNV) ist heute ein weltweit verbreitetes Verkehrsmittel. Aufgrund seiner einfachen und meist erschwinglichen Nutzung haben seine Akzeptanz und Bedeutung sowohl im städtischen als auch im ländlichen Raum zugenommen. Außerdem wurde der ÖPNV unter anderem zur Lösung von Umwelt-, Wirtschaftlichkeits- und Urbanisierungsproblemen vorgeschlagen. Die effektive Nutzung der Vorteile des ÖPNV setzt allerdings eine systematische Planung voraus. Das Verkehrsingenieurwesen hat Richtlinien und Techniken hervorgebracht, welche den Verkehrsbetrieben beim Entwurf, der Planung, der Verwaltung und der Bewertung von ÖPNV-Systeme helfen. Hierbei kommt eine besonders wichtige Rolle der Verkehrsumlegung zu, was durch eine Vielzahl von Studien, welche den Fluss von Passagieren durch die Verkehrsnetze untersuchen, deutlich wird. Allerdings beschäftigen sich die meisten dieser Untersuchungen mit aggregierten Modelle, welche nicht berücksichtigen, dass sich Entscheidungen bezüglich der Nutzung von Verkehrssystemiten auf der Ebene des Individuums abspielen. Insofern können diese Modelle keinen Beitrag zu einem besseren Verständnis und einer feingliedrigeren Analyse des Verhaltens von Fahrgästen leisten. Dies ist jedoch von großer Bedeutung zur Umsetzung spezifischer, zur Effizienzsteigerung und zur Adaption der Nachfrageentwicklung geeigneter Maßnahmen. Genau hierzu trägt diese Dissertation bei. Zuerst wird die Anwendung bestehender Optimierungsansätze auf Herausforderungen des Verkehrsingenieurwesens und der Routenauswahl bewertet. Im Anschluss werden Ansätze zur Kalibrierung der Fahrgastrouten im Kontext einer agentenbasierten Mikrosimulation untersucht. Die besondere Herausforderung bei der Kalibrierung liegt darin, bei einer gegebenen synthetischen Population mit festen Quelle-Ziel-Beziehungen die Verkehrsverhaltensregeln so zu modifizieren, dass die Simulation den realen, anhand der wirklichen Auslastungsvolumina der Haltestellen gegebenen Fahrgastentscheidungen möglichst nahekommt. Die verwendete Methodik umfasst die folgenden Aspekte: Zur Mikrosimulation des Verkehrs wird das Open-Source-Framework MATSim verwendet. Durch seine Fähigkeit umfangreiche ÖPNV-Szenarien zu simulieren sowie seinen modularen Aufbau ist es besonders geeignet zur Untersuchung von Kalibrierungsmodellen. Der hierbei verwendete vorläufige Optimierungsprozess beruht auf mehreren Anpassungen der Verkehrsknotenpunkte, um diese den tatsächlichen Eigenschaften des berücksichtigten Szenarios anzunähern. Außerdem wird ein manueller Kalibrierungstest auf Basis eines iterativen Prozesses von parametrischen Modifikationen der Reisepräferenzen umgesetzt, um eine sehr große Anzahl von kombinatorischen Routenalternativen zu erzeugen und um herauszufinden, welche der Optionen eine gute Annäherung an das tatsächliche Fahrgastaufkommen auf der gegebenen Buslinie darstellen. Auf Basis dieses umfangreichen Sets an Wahlmöglichkeiten wird ferner die grundsätzliche Vielfalt von Routen getestet, indem für jeden Agenten nur die drei Routenalternativen ausgewählt und simuliert werden, welche die kürzesten Fußwegdistanzen, die schnellsten ÖV-Verbindungen sowie einen ausgeglichenen Kompromiss aus den beiden erstgenannten Alternativen enthalten. Die automatische Kalibrierung wird umgesetzt durch den gemeinsamen Einsatz von MATSim und Cadyts, einem auf einem Bayes-Ansatz basierenden Tool zur Nachfrageschätzung in disaggregierten Modellen, welches ursprünglich zur Kalibrierung von PKW-Fahrrouten entwickelt und eingesetzt wurde. Sein Ansatz nutzt die Freiheitsgrade, die verbleiben, nachdem die Entscheidungen der Individuen als Zufallsziehungen in einem Discrete-Choice-Modell abgebildet worden sind. Im Rahmen seiner Integration in die Verkehrsmikrosimulation beeinflusst Cadyts den Entscheidungsprozess, indem jeder Alternative durch Nutzenkorrektur eine Bewertung gegeben wird, welche dem individuellen Beitrag zur Abbildung der realen Verkehrsaufkommen an den Haltestellen entspricht. In einer anschließenden Studie werden die Kalibrierungsergebnisse eingesetzt. Hierbei besteht die Herausforderung darin, Erkenntnisse aus Schätzungen zu erhalten und diese zur Nachfragevorhersage einzusetzen. Das Vorgehen analysiert kalibrierte Auswahlmöglichkeiten und nutzt die Methode der kleinsten Quadrate um individuelle Parameter zu bestimmen, welche das Auswahlverhalten erklären. Das ÖPNV-System von Berlin wird als Szenario für alle Kalibrierungstests verwendet. Zwei reale Subszenarien werden spezifiziert: zum einen ein kleiner Teil des Bezirks Neukölln, welcher von einer Buslinie mit 17 Haltestellen abgedeckt wird und deren Fahrgastaufkommen in Form von stündlichen Werten verfügbar ist. Die berücksichtigte Nachfrage umfasst 36.119 Nutzer, welche ihre alltäglichen Aktivitäten im Umfeld der Bushaltestellen ausführen. Das zweite Szenario umfasst das gesamte Berliner Verkehrsnetz mit 329 Nahverkehrslinien und berücksichtigt dabei 231.369 Nutzer. Für dieses größere Szenario wird das tägliche Fahrgastaufkommen von 2.723 Haltestellen betrachtet. Für beide Fälle wird die Fahrtennachfrage auf Basis von Umfrageinformationen generiert, welche die üblichen Aktivitäten von Personen an verschiedenen Stellen der Stadt innerhalb eines ganzen Tages beschreiben, jedoch ohne dabei die Verkehrsverbindungen zwischen diesen Aktivitäten zu definieren. Die Simulations- und Kalibrierungsläufe werden bezüglich der Übereinstimmung von simulierten Fahrgastzahlen mit real beobachteten Fahrgastaufkommen bewertet. Die manuellen Kalibrierungsversuche zeigen hierbei erwartungsgemäße Ergebnisse wie z.B. die Tatsache, dass Fahrgäste lange Fußwege und häufiges Umsteigen vermeiden. Die gefundenen Koeffizientenwerte der Reiseparameter stimmen außerdem mit weiteren methodischen Studien überein, welche in verschiedenen Städten weltweit durchgeführt worden sind. Die mit automatischer Kalibrierung durchgeführten Experimente zeigen, dass der Kalibrierungsansatz zudem mit einem Verkehrsverhaltensmodell verknüpft werden kann, um die Annäherung des Standardroutenwahlmechanismus an geeignete Routenoptionen umzusetzen. Die zugrundeliegende Interpretation hierbei ist, dass jene Routen die besten sind, welche dazu beitragen, dass die Simulation möglichst genau mit (in der Realität) beobachteten Zähldaten übereinstimmt. Dies wird unabhängig davon, ob Cadyts bei der Auswahl oder bei der Bewertung der Wahlmöglichkeiten eingesetzt wird, erreicht. Sowohl die Implementierung der Simulations- als auch der Kalibrierungstools erweist sich als angemessen und geeignet, um große, reale Szenarien zu schätzen. Außerdem ist der Ansatz in der Lage, die intertemporalen Aspekte, die durch die vorhandenen Messdaten impliziert werden, zu berücksichtigen. Das durch die Kalibrierungsergebnisse neu gewonnene Wissen wird so untersucht, dass es zur Vorhersage in künftigen Studien zu Routenwahlentscheidungen auf mikroskopischer Ebene eingesetzt werden kann. Public transport is a widely used transport mode around the world. Its acceptance and importance have increased in both urban and rural areas due to its use simplicity and affordability for most users. Likewise, public transport has been proposed as a solution for environmental, economic, and urbanization issues, among others. However, in order to operate effectively, transit operations require methodical planning and design. Transport engineering has provided guidelines and techniques that help transit agencies in tasks of modeling, planning, administration, and evaluation of public transport systems. Among them, one of the most relevant topics is transit assignment. Its importance is asserted by a large number of studies that focus on passenger flows through transit networks. Nonetheless, most investigations on the matter address aggregated models, sweeping aside the problem of travel decisions on an individual level. Unfortunately, this does not contribute to a more favorable understanding and fine-grained analysis of passengers’ behavior. The knowledge of passengers’ needs and preferences is an invaluable factor to implement appropriate measures related to service improvement and demand development adaptations. This dissertation addresses the aforementioned problem. First, existing optimization approaches applied to engineering problems and route choice are reviewed. Then, passenger route calibration approaches are investigated in an agent-based micro-simulation environment. The calibration challenge implies that, given a synthetic population with fixed OD pairs sets, the travel behavioral rules should be modified in order to bring the simulation closer to passengers’ travel decisions, reflected on their observed occupancy volumes at stations. The methodology includes these aspects: For transit micro-simulation, the open source framework MATSim is employed. Its capacity to simulate large scale public transport scenarios and its modular architecture make it appropriate for calibration research. The first route optimization attempts included a number of adaptations to the transit router to make it well-suited to actual properties of the considered scenario. A manual calibration test is also realized on the basis of an iterative process of parametric modifications of travel priorities to generate a combinatorial explosion of route alternatives. Then, one can find among those alternatives the routes that reflect better simulation approximations to real passenger flow on a bus line. Based on that large enriched choice set, basic route diversity is tested too, by picking out and simulating for each agent only 3 route alternatives that involve shortest walks, fastest transit trips, and a balance between those two priorities. The automatic calibration is implemented with the coupling of MATSim and Cadyts, a Bayesian setting-based tool for the demand estimation of disaggregated models that was originally employed for auto drivers’ route calibration. Its approach uses the freedom that is left when individual decisions are modeled as random draws from a discrete choice model. In its integration with the transit micro-simulation, Cadyts influences the choice process giving to each alternative a grade in form of utility correction, in accordance to the individual contribution of that alternative to the reproduction of volumes at stations. A study is carried out to take advantage of calibration results. The objective is to create knowledge from estimation runs in order to make it useful for demand prediction. The procedure analyzes calibrated choices and uses a least square solution to extract individual parameters which explain the choices behaviorally. The transport system of Berlin is considered as scenario for all calibration tests. Specifically, two real sub-scenarios are defined: First, a small area of the Neukölln district covered by a bus line that travels along 17 stops, in which hourly passengers’ occupancy volumes are available. The demand encompasses 36,119 public transport users who carry out daily activities near the bus stops. The second scenario contemplates the complete Berlin transit network with 329 transit lines and considers 231,369 persons. For this larger scenario, passenger occupancy volumes for 2723 stations are described on daily basis. In both cases, the travel demand is generated from survey information which is structured to describe a normal complete day of activities of persons in different locations in the city, but without the description of transit trips between them. Simulation and calibration runs are evaluated according to the compliance between simulated and observed passenger counts. Manual calibration attempts show not only expected results like the fact that passengers avoid long walks and many transfers. The travel parameters coefficients values that were found are also in concordance with other methodical studies carried out in diverse cities around the world. The experiments realized with automatic calibration prove that the calibration approach can be coupled also to a transit behavioral model to assume the task of leaning the standard route choice mechanism toward appropriate options. The interpretation here is that an option is appropriate, if it helps to bring the simulation to a state most consistent with the observed measurements. This is achieved, no matter if Cadyts performs during the selection or the performance evaluation process. The implementation of both simulation and calibration tools proves to be reasonable and suitable for its use in estimations of large scale real world scenarios. In addition, the approach is also able to deal with the inter-temporal aspects implied by available measurements. Acquisition of knowledge from calibration results is studied in the sense of making it usable for forecasts in further route decisions studies at microscopic level.

Das Ziel ist eine fahrstreifenfeine Schätzung der Kenngrößen unter Berücksichtigung seitlicher Detektionsdaten. Anhand von Analysen werden maßgebende Einflussfaktoren für Fahrstreifenbelastungen identifiziert und deren Abhängigkeiten beschrieben. Daten seitlich installierter Sensoren werden in Beziehung zu Querschnittsdaten gesetzt. Die Integration der ermittelten Untersuchungsergebnisse in ein makroskopisches Verkehrsflussmodell sowie deren Anwendung werden abschließend aufgezeigt. Thesis’ subject is the estimation of traffic parameter per lane of a three lane motorway considering additional data detected by roadside sensors. Influencing factors for traffic volume per lane are identified and their correlations are described. Cross-section information is derived from traffic data, which are delivered by right- and left-hand side installed sensors. Finally, the use of integration these identified relations into a macroscopic traffic flow model is demonstrated.

In der Gegenwart werden BRT und Straßenbahnen immer mehr in chinesischen Städten eingeführt. Die Beiden gehören zu den schnellen und mittel-kapazitiven Nahverkehrssystemen und haben damit viele Gemeinsamkeiten, aber auch Unterschiede. Wenn eine Stadt ein schnelles und mittel-kapazitives Nahverkehrssystem einbauen möchte, müssen die Entscheidungsträger zwischen BRT und Straßenbahn erwägen und auswählen. Mit dieser Frage nimmt diese Arbeit mittelstufige BRT und moderne Straßenbahnen als Untersuchungsobjekt. Zunächst werden die Definition, Geschichte, Zusammensetzungen, Spektrum und Stufe, Funktionen und Bedeutung der BRT- und Straßenbahnsysteme dargestellt. Dann werden die beiden schnellen und mittel-kapazitiven Nahverkehrssysteme von fünf Aspekten - technische Funktion, Investitionskosten, Energieverbrauch und Umweltschutz, Anpassungsmöglichkeiten und Betrieb und Management aus mehreren Punkten wie Beförderungsfähigkeit in China detailliert und umfassend verglichen. Daraus ergeben sich die relativen Vor-und Nachteile von beiden. Auf dieser Grundlage wird das Auswahlmodell mit Hilfe von dem Analytischen Hierarchieprozess (AHP) aufgebaut. Vergleich und Auswahl der schnellen und mittel-kapazitiven Verkehrssysteme gehören zur Entscheidungsfragen mit mehre-ren Zielen und einer begrenzten Anzahl von Alternativen. AHP gemäß wird die hierarchische Struktur gebildet, die detaillierten und umfassenden Indikatoren zusammengestellt und das Indikatorsystem gebaut. Das Modell wird auf den konkreten Fall in der Stadt Changzhou angewendet. Zuletzt ergibt sich das Ergebnis, welches schnelle und mittel-kapazitive Verkehrssystem für den Verkehrskorridor in der Stadt Changzhou besser geeignet ist. Zuletzt werden Erfahrungen und Probleme bei der Entwicklung der schnellen und mittel-kapazitiven Verkehrssysteme in China zusammengefasst und in Bezug auf den Status quo und künftige Entwicklungsrichtungen Ideen und Empfehlungen gegeben. Die Schwerpunkte der Arbeit liegen in dem detaillierten Vergleich des BRT und Straßenbahn aus verschiedenen Aspekten und Konstruktion und Anwendung des Auswahlmodells mit Hilfe von AHP. At present BRT and tram are introduced in more and more Chinese cities. The two are fast and medium-capacitive mass transit systems and therefore have common ground, but also differences. If a city wants to build a fast and mediumcapacitive transport system, how policy makers consider and choose between BRT and tram. With this question, this work takes BRT and modern tram as the objects. First, the definition, history, composition, spectrum and level, functions and importance of the BRT and tram systems are shown. Then the two fast and medium-capacitive transport systems are compared with detail and comprehensive from five aspectstechnical function, investment costs, energy consumption and environmental protection, adaptability and operation and management of detailed points as transport capacity in China. This results the relative advantages and disadvantages of both. On this basis, the selection model is constructed using the analytic hierarchy process (AHP). Comparison and selection of fast and medium capacitive transport systems belong to the ruling with multiple objectives and a limited number of alternatives. The hierarchical structure is formed, the detailed and comprehensive indicators are summarized and the indicators system is built according to AHP. The model is applied to the particular case in the city of Changzhou. Last gives the result, which fast and medium capacitive transport system is better for corridor in Changzhou city. At last experiences and problems of the development of fast and medium capacitive transport systems in China are summarized and ideas and recommendation are given in terms of status quo and future development directions. The main areas of work are the detailed comparison of the BRT and tram from different aspects and construction and application of the selection model by using AHP.

Mit einem prognostizierten Anstieg der Pkw- und Lkw-Fahrleistung in Deutschland und Europa, kommen bis 2025 auf die europäischen Mitgliedsstaaten große Herausforderungen zu, um den Verkehr sicherer, effizienter und umweltgerechter abzuwickeln. Maßnahmen zur Reduzierung von Stau- und Unfallursachen sind unumgänglich und auf verschiedenen Handlungsebenen erforderlich. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Flächen kommt der Entwicklung neuer Technologien und Methoden eine besondere Bedeutung zu. Die Europäische Kommission förderte in diesem Zusammenhang die Erprobung kooperativer Systeme im Straßenverkehr. Kooperative Systeme basieren auf konvergenten Netzwerken zwischen Infrastruktur und Fahrzeug und bieten das Potenzial für den Fahrer und den Betreiber der Infrastruktur, durch den kontinuierlichen Austausch von Daten zwischen Fahrzeugen untereinander und Fahrzeugen mit der Infrastruktur, ein verbessertes Bild der Verkehrssituation zu erhalten. Der Infrastrukturbetreiber nutzt diese Daten, um den Verkehrsteilnehmer zu informieren und durch Maßnahmen erhöhtes Verkehrsaufkommen sicherer und effizienter zu steuern. Die vorliegende Arbeit richtet den Fokus auf die Wirkungen kooperativer Systeme auf den Verkehrsteilnehmer und analysiert die potenziellen Wirkungen auf die Sicherheit und das Verkehrsmanagement. Die Ergebnisse der Versuche, die im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts COOPERS in Bezug auf die Nutzerakzeptanz und das Fahrverhalten in drei definierten Untersuchungseinheiten (i) Fahrsimulator, (ii) Stadtautobahn und (iii) Autobahn ermittelt wurden, stellen die Grundlage für die Bewertung des Systems dar. Ergänzend wurde eine Simulation mit reellen makroskopischen Verkehrsdaten der A12 durchgeführt, um Wirkungen eines kooperativen Systems auf den Verkehrsfluss zu erhalten. Die Analyse des Fahrverhaltens und der Nutzerakzeptanz in den verschiedenen Untersuchungseinheiten haben gezeigt, dass die verschiedenen Untersuchungsmethoden starken Einfluss auf die Ergebnisse haben. So konnten die hohen Erwartungen an das System zwar im Fahrsimulator, nicht aber in der realen Umgebung getroffen werden. Das Ergebnis der Untersuchung des Fahrverhaltens zeigt keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Fahrten mit aktiven und inaktiven System. Mögliche Ursachen für die erzielten Ergebnisse wurden in verschiedenen Bereichen identifiziert diese erlauben, künftige Feldversuche entsprechend anzupassen und vorzubereiten. With the background of a continously growing anual milage of passenger cars and trucks in Germany and Europe till 2025, great challenges for the member states have to be tackled to create a safety, efficient and environmental friendly transport system. Different measures have to be established to reduce congestion and improve safety. Due to limited circumferences of road building ares,new technologies and methods will play a mayor role. The European Union assists in funding co-operative research projects. Co-operative systems are based on convergent networks between road infrastructure and vehicle. The potential of the systems lies in the continously exchange of information to realize a good picture of the traffic situation. Driver and operator are benefiting at the same time with the result of improved traffic management and safety. This study analysis the potential impacts of co-operative systems on the basis of the European research project COOPERS. User acceptance and driver behaviour were analysed in terms of three different research objects: (i)Driving Simulator, (ii) City Motorway and (iii) Motorway. In addition a macroscopic traffic simulation based on real data was designed to realize potential impacts of co-operative systems.

Den bestehenden Prognosen zufolge wird der Straßengüterverkehr in den kommenden Dekaden weiter zunehmen. Angesichts dessen und der aktuellen Situation, dass die Infrastruktur in vielen Teilen bereits an den Grenzen der Leistungsfähigkeit ist, wird nach neuen Lösungen jenseits von Neu- oder Ausbau der Infrastruktur gesucht. Telematik ist dafür ein Hoffnungsträger, dessen Leistungsspektrum in Wissenschaft und Industrie erforscht und weiterentwickelt wird. Die Politik unterstützt diesen Weg von der kommunalen Ebene bis zur Europäischen Kommission und fördert den Einsatz von Telematik. Telematik ist bisher nicht bzw. nur unzureichend genau in die makroskopische Verkehrsmodellierung integriert, obwohl sich seit Jahren zeigt, dass telematische Anwendungen im Verkehr verstärkt eingesetzt werden und den Verkehr beeinflussen (z. B. Fahrerassistenzsysteme, Flottenmanagementsysteme, Verkehrslenkungstelematik usw.). Die vorliegende Dissertation hat zum Thema, die Wirkungen von Telematik in der makroskopischen Verkehrsmodellierung abzubilden. Es wurde dazu eine allgemeingültige Methode entwickelt, welche als Drei-Stufen-Prozess formuliert ist. In den Stufen werden exakte Wirkungen und Wirkungsparameter von Telematik in makroskopische Kennwerte transformiert und schließlich in der letzten Stufe des Verfahrens als Gesetzmäßigkeiten in das makroskopische Modell implementiert. Somit kann die Wirkung von Telematik, telematiksystemspezifisch und mit jeweils eigenen Wirkungsparametern modelliert werden. Die Umsetzung der Methode konzentriert sich auf das Telematiksystem Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC). Bei der Recherche der bereits bekannten und veröffentlichten Wirkungen von CACC zeigte sich, dass die Wirkungen von CACC auf den Verkehrsfluss beim Einsatz bei Lkw nicht publiziert sind. Die vorliegende Dissertation konzentriert sich daher auf die Wirkungen von CACC auf den Verkehrsfluss. Dazu wurde eine mikroskopische Modellierung des Autobahnverkehrs in VISSIM (PTV AG) durchgeführt. Die Simulationen mit Lkw-Anteilen von 0 bis 25 Prozent und CACC-Ausstattungsgraden von 0 bis 50 Prozent zeigten, dass sich die Kapazität von Autobahnen mit drei Richtungsfahrbahnen um bis zu 5,5 Prozent erhöhen lässt und sich die Reisegeschwindigkeit von Pkw um bis zu 6,5 Prozent steigern kann. Diese Effekte wurden nach der entwickelten Methode in die makroskopische Modellierung über die Kenngröße Reisezeit integriert. In makroskopischen Modellen wird die Reisezeit mit so genannten Capacity- Restraint-Funktionen (CR-Funktionen) berechnet. Da bisher noch keine für Deutschland gültige CR-Funktion veröffentlicht ist, bei der die Wirkungen des Lkw-Anteils auf den Verkehrsfluss integriert sind, wurde eine solche CR-Funktion entwickelt. Diese erhöht die Qualität der makroskopischen Verkehrsmodellierung und kann nun z. B. auch in einer Verkehrsplanungssoftware wie VISUM (PTV AG) eingesetzt werden. Telematik ist bereits heute und verstärkt in der Zukunft eine wichtige Einflussgröße auf das Verkehrssystem. Die systematische Integration vonTelematik in die makroskopische Verkehrsmodellierung ist mit der vorliegenden Arbeit als neues Forschungsfeld aufgetan., Looking into prognoses we can say that the goods transportation on the road will increase the next decades. Due to this and the current situation, that the infrastructure in many parts already reached it's limits, new solutions need to be found. A simple reconstruction or upgrading of the infrastructure wont be enough. The intelligent transport system seems to be the future although it's power spectrum is still in scientific and industrial research and further development. Another factor for it's importance is that politics, starting from local politicians up to the European Commission, are supporting the use of the intelligent transport system. The intelligent transport system is currently not or better not yet fully in the macroscopic modeling transport integrated, although the system has been used more frequently in recent years. It also influenced the traffic in recent years. For example the Driver Assistant System, the Fleet Management System or the Traffic Control System. This dissertation will focus on showing the effect of the intelligent transportation system on the macroscopic modeling transport. It will develop a method, that is called the three-step-process. The first two steps deal with the exact effects and the effect parameter of the intelligent transportation system and transform it into specific macroscopic values. The last step implements the regularities into the macroscopic model. This is why the effects of the intelligent transportation system is specific to the system and needs to be modeled in separate effect parameters. I will focus on the intelligent transportation system Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) to convert this method. While researching the known and public effects of CACC, I found out, that the effects of CACC on trucks were not published. This is why I focused on the effects on the traffic flow concerning CACC. To show this a microscopic model of the highway traffic in VISSIM (PTV AG) was used. The simulations with shares of trucks up to 25 percent and CACC equipment up top 50 percent showed that the capacity of highways with three lanes can be increased up to 5.5 percent. Also the velocity of cars can be raised up to 6.5 percent. These effects were integrated via the indicator travel time into the macroscopic modeling. The macroscopic modeling calculates the travel time with the help of the Capacity-Restraint-Function(CR-Function). Up to this point no CR-Function has been published for Germany that also includes the effects of the share of trucks on the traffic flow. This is why a new CR-Function has been developed that shows the influence of trucks on the traffic flow. This increases the quality of the macroscopic modeling transport and can be used in a transportation planning software like VISUM (PTV AG). The intelligent transportation system is already today a very important factor in the transport system and will be even more important in the future. The systematic integration of the intelligent transportation system into the macroscopic modeling transport is with the help of the following dissertation a new research topic and needs more scientific work.

Ziel der Arbeit war es, abgesicherte Erkenntnisse über das Fahrverhalten auf Landstraßen zu gewinnen und daraus Empfehlungen für eine sichere und angemessene Gestaltung von Landstraßen abzuleiten. Hierzu wurden aufbauend auf einer Grundlagenstudie und einer Klassifizierung des Landstraßennetzes in Deutschland Straßentypen mit einer hohen Wiedererkennbarkeit abgeleitet, auf denen empirische Untersuchungen auf 25 Untersuchungsstrecken durchgeführt wurden. Dabei wurden zunächst geeignete Methoden zu Bewertung der Fahrparameter ausgewählt. Zudem wurde eine Methode zur Ermittlung von homogenen Geschwindigkeitsabschnitten entwickelt, um charakteristische Geschwindigkeiten der Straßentypen ermitteln zu können. Die empirischen Untersuchungen zum Fahrverhalten auf den Untersuchungsstrecken umfassten die Erhebung des Geschwindigkeits- und Spurverhaltens in Form von aus Verfolgungsfahrten gewonnenen Profilen sowie lokale Messungen. Die Ergebnisse der Messungen auf den Realstrecken zeigten, dass sich bei einer Gestaltung von Landstraßen in eindeutig voneinander abgegrenzten Straßentypen ein typspezifisches Fahrverhalten einstellt. Insbesondere die Untersuchungen zu den zweistreifigen Landstraßen und den schmalen einstreifigen Landstraßen haben gezeigt, dass eine typspezifische Gestaltung positive Effekte erzielen kann. Bei den zweistreifigen Landstraßen konnte anhand der Untersuchungen nachgewiesen werden, dass Kreisverkehre im Vergleich zu Einmündungen eine Geschwindigkeitssenkung auch in den knotenpunktfreien Streckenabschnitten außerhalb eines Einflussbereiches der Knotenpunkte bewirken und damit sicherheitsfördernd in diesem Streckenabschnitt sind. Aus der Analyse der empirischen Untersuchungen wurden geeignete Gestaltungsformen herausgearbeitet. Der Einfluss verschiedener Charakteristiken wurde mittels elf Untersuchungsstrecken durch Versuche im Fahrsimulator untersucht. Es zeigte sich bei den Untersuchungen auf elf Fahrsimulatorstrecken mit verschiedenen Verkehrssituationen (mit/ohne Fremdverkehr), dass den untersuchten Straßentypen ein jeweils typisches Fahrverhalten zugeordnet werden kann, das sich von anderen Straßentypen unterscheidet und damit für das Ziel einer wiedererkennbaren Straße förderlich ist. Es konnte nachgewiesen werden, dass durch die verschiedenen Elemente der Straßentypen deutlich unterscheidbare Straßentypen geschaffen werden und sich dies auch im Fahrverhalten widerspiegelt. Der Implementierung von einzelnen Elementen zur Verdeutlichung der charakteristischen Straßentypen kommt hierbei besondere Bedeutung zu. Abschließend wurden Empfehlungen zur Implementierung des Ansatzes von wiedererkennbaren Straßen sowie zur einzelnen Ausgestaltung der Straßentypen gegeben. Object of the research was to attain well-funded findings about driving behaviour on rural roads and to derive recommendations for a safe and appropriate design of rural roads. Recognizable road types were derivated based on design fundamentals and a classification of the existing road network in Germany. On these road types empirical analysis was carried out on 25 test tracks and one before-after-analysis. Thereby appropriate methods for the assessment of driving parameters were selected. Furthermore a method for the determination of homogenous speed sections was developed to identify characteristic speeds of the road types. The empiric analysis of the driving behaviour consisted of the inquiry of the speed and lane keeping behaviour using the following-car-technique and local measurements. The results on the real test tracks show that a road design with distinguishable road types initiates a type specific driving behaviour. Especially the test of the two lane rural roads and the narrow low-volume roads show positive effects generated by the design in distinguishable road types. On the two lane roads was proven that roundabouts lead compared to regular t-junctions to reduced driving speeds not only in the junction area but also in the open road section. Therefore roundabouts increase the traffic safety. Based on these findings type specific design combinations were determined. The influence of specific elements could further be analyzed on eleven test tracks in the driving simulator with different traffic situations. The results show that for every examined each road type a typical driving behaviour can be assigned. These are distinguishable from the others and support therefore the principle of recognizable roads. The implementation of characteristic elements (road markings) is hereby of high relevance. In conclusion recommendations for the implementation of recognizable road types and the specific design of them are given.

Ziel Diese Arbeit zeigt einen Weg auf, wie sich die Auswirkungen lokaler Verkehrsmaßnahmen mittels eines Simulators darstellen lassen. Zielgruppe sind die Teilnehmer von Bürgerversammlungen, denen eine Vorstellung darüber vermittelt werden soll, welche Folgen die vorgeschlagenen Eingriffe in den Verkehrsraum haben.. Bisher war es vergleichsweise schwierig bzw. teuer, die Wirkungen kleinräumiger Maßnahmen vorab zu ermitteln. Ausgangslage Für diesen Zweck fehlte bisher ein Simulationsprogramm mit ausreichender Detaillierung. Die für großräumige Projekte eingesetzten Simulatoren können lokale Verkehrssituationen auf Stra-ßenabschnitten mit Sammelfunktion und Durchgangsverkehr in Bereichen mit verdichtetem Wohnen nur unzureichend abbilden bzw. ihr Einsatz ist, bezogen auf das Bauvorhaben, zu teuer. Aufgabe Es war eine praktikable Methode zu schaffen, mit der sich die Wirkungen der verschiedenen lo-kaler Verkehrsmaßnahmen darstellen und miteinander vergleichen lassen. Eine besondere Her-ausforderung lag darin, dieses mit Mitteln zu erreichen, die auch den beteiligten Bürgern zugäng-lich sind. (Simulation sollte z.B. durchführbar sein auf handelsüblichem PC/Laptop. Hierzu war ein geeigneter Simulator zu identifizieren und über Versuchsreihen nachzuweisen, dass mit ihm realitätsnah Verkehrsfluss, Emissionen, Kraftstoffverbrauch und Unfallrisiken wie-dergegeben werden können.. Dieses Verfahren soll auch einen Beitrag leisten können zu einem Interessenausgleich zwischen sozialer Verträglichkeit des Verkehrs und dessen Effizienz. Lösungsweg Anstelle eines schon länger verfügbaren makroskopischen Typs, wurde für diese Zielsetzung ein submikroskopischer Simulator eingesetzt, da dieser die Spezifika einzelner Fahrer und Fahrzeuge, ihre Interaktion und individuellen Verhaltensweisen in lokalen Verkehrssituationen besonders realitätsnah darstellen kann. Jeder Fahrer wird durch sein Reaktions- und Schätzvermögen und seine Risikobereitschaft charakterisiert. Wichtiger Faktor für einen realitätsnahen Verkehrsfluss ist Folgeverhalten und Annäherung. Des Weiteren sollten die Fahrer nur Informationen verarbeiten, die auch für sie sichtbar sind, um nur auf dieser Basis zu entscheiden und zu handeln. Um die auf diesem Simulatortyp basierende Methode zur Ermittlung der Auswirkungen von Ein-griffen zu verifizieren, wurde ein Versuchsprogramm aus Simulationsläufen aufgestellt, durch das die Machbarkeit des Vorgehens und die Erzeugung realitätsnaher Daten durch Vergleiche mit den Deskriptionsformeln der verkehrstechnischen Literatur belegt werden kann. Ergebnis Die Untersuchungen waren in die Breite, nicht in die Tiefe angelegt. Daher gab es nicht ausrei-chend viele vergleichbare Werte, um sie nach den strengen Kriterien von Signifikanz überprüfen zu können. Vielmehr war es das Ziel dieser Arbeit, die Zulässigkeit und Durchführbarkeit der Methode nachzuweisen. Diese Vorgabe wurde erreicht, wobei sich weitere Möglichkeiten zeigten, die Einflussfaktoren auf Emissionen und Unfallursachen genauer zu bestimmen. Simulation-based Methodology for Determining the Impact of Par-tizipative Intervention on Local Traffic Conditions Target The thesis is presenting a methodology to assess and display the effects of locally limited inter-ventions on roads by using a simulation. It is targeted on the participants of civic assemblies to better assess the outcomes of traffic interferences under consideration. In fact, it was hitherto complicated respectively expensive to assess the impact of locally introduced measures. Basics As to now, for the purpose of sufficiently detailed results, no adequate simulation programme has been available. Simulations used for big scale traffic projects are not applicable to display local traffic situations, since their ability to reproduce these local situations is rendered not satisfactory or inadequately expensive. This accounts primarily to sections of collector roads particularly with through traffic in dense housing areas. Tasks The task is to create a practical method to compare and to display the effects of various interven-tions on local traffic. The particular challenge in reaching this goal is the employment of means and tools accessible to the participating or concerned persons, i.e. a simulation feasible to run on an ordinary personal computer or laptop.For that purpose a suitable simulation programme has to be identified and its ability to realistically model traffic flow, emissions, consumption and acci-dent risk has to be verified via appropriate test suits. Moreover, this methodology is made to bal-ance the conflicting targets of transport, i.e. its social reasonability and its efficiency. Technical Solution Instead of the macroscopic type in use for some time, a microscopic simulation is applied in order to get realistic results with a higher refinement of the results. This special type is made to process the specific attributes of every driver and vehicle, their interaction and the individual attitudes under local traffic situation. Every driver is characterized by his or her ability to judge and react to traffic situations, as well as his or her willingness to take risks. A crucial criterion for reproducing a realistic traffic flow is the tailgating and approaching process. Lastly, since drivers are reacting only to visible or audible information available, for the simulation only such information is taken into account. In order to verify the methodology to assess the outcomes of interventions based on the chosen type of simulation tool, a broad test scheme has been implemented to prove the accountability of the processes applied, as well as the validity of data generated by comparing them with the results of describing formulas, specified in the traffic technology literature. Result The test series were not designed to generate an in depth result, but rather a wide scale outcome. Hence, no sufficient provisions of similar and comparable sets of data were gained that could be verified under the strict criteria of statistical significance. The intention of the thesis was rather to prove feasibility and practicability of the selected methodology. This objective was met and, moreover, the results are identifying some additional potential to determine more interdependen-cies between traffic flow and emissions and likewise, accident causation.

Die flächenhafte Parkraumbewirtschaftung hat sich als Instrumentarium der Verkehrssteue-rung in den vergangenen Jahrzehnten etabliert. Wegen der vielfältigen Einflussfaktoren rei-chen die bisherigen Erkenntnisse jedoch nicht aus, um gesicherte quantitative Vorhersagen zur Wirksamkeit von Bewirtschaftungskonzepten zu treffen. Zudem wurde die spezifische Problematik von Stadtgebieten mit sehr hoher Gastronomiedichte, die gerade in den Abend- und Nachtstunden unter dem ruhenden Verkehr leiden, bisher nicht adäquat berücksichtigt. Mit dieser Arbeit wurde untersucht, ob und unter welchen Voraussetzungen die flächenhafte Parkraumbewirtschaftung auch in den Abend- und Nachtstunden erfolgreich zur Steuerung des ruhenden Verkehrs eingesetzt werden kann. Zudem sollten die Ergebnisse zukünftig für quantitative Vorhersagen über die Wirksamkeit der Einführung von Bewirtschaftungskonzep-ten nutzbar sein. Zunächst wurde in den Jahren 2000 bis 2002 eine vielschichtige empirische Vorher-Nachher-Untersuchung in der Berliner Spandauer Vorstadt durchgeführt, in der erstmalig eine Bewirtschaftungszeit von 9 bis 24 Uhr an allen Tagen der Woche umgesetzt wurde. Die Untersuchung zeigte in den Abend- und Nachstunden im Gegensatz zu den Tagesstunden einen deutlich geringeren Auslastungsrückgang, keine dominierende Verdrängung von Be-schäftigten, keine Beeinträchtigung der Nachbargebiete, steigende Parkdauer der Kurz- und Mittelzeitparker und den dominierenden Einfluss der intensiveren Parkraumüberwachung. Die Ausprägungen der Erhebungsergebnisse zu Parkraumauslastung und Nutzergruppenan-teilen sowie der untersuchten Einflussfaktoren in jedem einzelnen Straßenabschnitt bildeten die disaggregierte Datenbasis für den zweiten Teil der Untersuchung. Mit Hilfe der Korrelati-ons- und Regressionsrechnung konnten darin die Richtung und die Stärke des Einflusses ausgewählter Einflussfaktoren auf die Wirkungsweise der Parkraumbewirtschaftung am Tage und in den Abend- und Nachtstunden bestimmt und quantifiziert werden. Die Verschieden-heit der Auswirkungen der flächenhaften Parkraumbewirtschaftung zwischen diesen beiden Zeiträumen konnte auf diese Weise deutlich herausgearbeitet werden. Im Ergebnis dieser Arbeit liegen empirisch nachgewiesene Zusammenhänge zwischen we-sentlichen Einflussgrößen und den Auswirkungen der flächenhaften Parkraumbewirtschaf-tung in Form von linearen Regressionsgleichungen vor. Die entwickelten Formeln ermögli-chen es, insbesondere die Parkraumauslastungsänderung in Folge der Einführung der flä-chenhaften Parkraumbewirtschaftung auf der Basis der Parkraumauslastung im Vorher-Zeitraum und der Einwohnerzahl blockkantenscharf zu prognostizieren. Damit bilden diese Ergebnisse zu den Reaktionen der Parkraumnutzer einen wichtigen neuen Baustein für Parkraumnachfragemodelle und Simulationen des ruhenden Verkehrs. Sie werden es den Planern in Zukunft erleichtern, bei der Ausgestaltung von Parkraumbewirtschaftungskonzep-ten die Wirkung der von ihnen vorgeschlagenen Maßnahmen zu prognostizieren. Als Fazit lässt sich festhalten, dass die flächenhafte Parkraumbewirtschaftung in den Abend- und Nachtstunden ein funktionstüchtiges Instrument zur Lösung der Probleme des ruhenden Verkehrs in Innenstadtgebieten mit einer hohen Dichte an gastronomischen und kulturellen Einrichtungen ist. Sie ist insbesondere in der Lage, unter bestimmten Voraussetzungen, die Probleme des ruhenden Verkehrs auch in den Abend- und Nachstunden zu lösen. Die Wir-kungsmechanismen in den Abend- und Nachstunden unterscheiden sich dabei maßgeblich von denen in den Tagesstunden, vor allem hinsichtlich der Verdrängung einzelner Nutzer-gruppen, der Bedeutung der verschiedenen Einflussfaktoren und der Auswirkungen auf Nachbargebiete. During the last decades, area-wide parking meter systems have become common as an ef-fective instrument of transport policy. Because of the great variety of influencing factors, re-sults are so far not sufficient to meet precise quantitative predictions about the effectiveness of parking space management concepts. Moreover, the specific problems of districts with a high density of catering trade have not been adequately analysed. These districts suffer in particular under parking traffic during evening and night times. The objective of this study was to examine if and on what conditions area-wide parking space management can be used successfully to control parking demand also during evening and night hours. The results of the study can be usable as a base to quantitatively predict the effects of parking space management concepts. During the years 2000 to 2002 an empirical ante and post analysis was carried out in Span-dauer Vorstadt area of Berlin. For the first time a parking meter time schedule daily from 9 a.m. to 12 p.m. has been set into action in this area. The analysis showed the following ef-fects during evening and night hours in contrast to the daytime hours: - a significantly smaller decline in parking lot occupancy, - no dominating displacement of employees’ cars, - no impairment of neighbouring areas, - rising parking lot occupancy duration of short and medium term parkers and - a dominating influence of intensified parking space surveillance. Results of the empirical analysis were taken as base data for the second part of the study. For that purpose, occupancy data and share of the different user groups as well as parame-ter values of the different tested influences were attributed to every street section. Trend and strength of the influence of some chosen factors on the effectiveness of parking space man-agement were assessed and quantified by use of correlations- und regression analysis dur-ing daytime hours as well as evening and night hours. By that, the different characteristics of the effects of the introduction of parking space management between these two time periods were clearly defined. As a result of the study, empirically proven coherences are available in form of linear regres-sions between important influences and main effects of parking space management . The developed formulas enable planners to predict the change of parking lot occupancy for every street section following the introduction of parking space management. The results concern-ing the reactions of user groups can be used as an important new tool for parking space de-mand models und simulations. That will support planners in forecasting the impact of pro-posed measures when designing parking space management concepts. It can be concluded that also during evening and night hours parking space management is an suitable instrument to control parking demand. Under certain conditions it can solve the parking problems in districts with a high density of catering trade and cultural institutions. The mechanisms of action differ significantly between daytime hours on the one side and evening and night hours on the other side. The main differences are in the displacement of different user groups, the importance of the different influences and the impairment of neighbouring areas.