Eigenschaften von Verkehrsmitteln – Zusammenfassung
1. Verkehrsmittel
• Der Verkehrsplanungsprozess:
•
Wirkungen des Verkehrs
o positiv:
▪ Erreichbarkeit
• Maß dafür, wie viele andere Gelegenheiten für die Ausübung
von Aktivitäten mit welchem Aufwand von diesem Ort aus
erreicht werden können.
o
•
negativ:
▪ Zeitverlust
▪ Unfälle
▪ Abgasemission
▪ Klimawirkung
▪ Lärmemission
▪ Trennwirkung
▪ Flächenverbrauch
▪ Investitionskosten
▪ Unterhaltungskosten
Verkehrsmittel:7
o Zu Fuß gehen
o Pferd (Landwirtschaft, Freizeit, Sicherheit)
o Radfahren
▪ Kurze Wege (Stadtverkehr)
▪ Saisonal, wetterabhängig
▪ Starke Förderung (rel. günstig)
▪ Kombination ÖV und Fahrrad
▪ Feinstaub durch Reifenabrieb/Bremsstaub in geringen Mengen
▪ 80% der HH besitzen Fahrrad
o Motorisierte Zweiräder (Moped, Motorrad, Segway, Pedelec, E Scooter,…)
▪ Verbreitung stark abh. von Entwicklungsstand (siehe Asien)
▪ Motorrad: hoher Freizeitwert, geringer vwsl. Nutzen
▪ Bis 25 km/h: Pedelec, ab 25km/h: E-Bike
▪ E-Scooter: teuer, schlechte Ökobilanz, unklare Regeln
o Moto-Rickshaw
▪ Mangelnde Sicherheit
▪ Schlechte Luftqualität
o PKW
▪ Große Bedeutung, aber Anzahl etwa konstant (77% der HH)
▪ Technische Entwicklungen:
• Elektrifizierung
o Höhere Reichweiten
o Bessere Ladeinfrastruktur
o Prestigeobjekt
• Assistenzsysteme
o Auto auch für Nicht-Führerscheinbesitzer attraktiver
o Optimale Verkehrsleistung (höherer Durchfluss)
o IT/Ausfallsicherheit
o Übergangsphase schwierig
• Konnektivität
• Mehr Leistung
o LKW
▪ Überlastete Infrastruktur (Achslast)
▪ LKW-Maut → starke Steuerungswirkung
▪ Schlechte Arbeitsbedingungen
▪ Platooning (Kolonnenfahrten)
o Bus
▪ Höhere Nutzungsdauer als PKW
▪
o
o
o
o
o
o
Elektrifizierung schwieriger
• Kleine Akkus
• Laden an Endhaltestelle/Haltepunkte
• Wasserstoff (Problem: Tankstellen)
▪ Bus Rapid Transport: eigene abgetrennte Busspuren
• Günstiger als Schiene, geringe Bauzeit
• Ungerechtigkeit ggü. Autofahrern
• z.B. in Delhi
▪ autonome Kleinbusse
• geringer Reifegrad
• langsame Geschwindigkeiten
▪ O-Bus
• Z.B. Salzburg
Straßenbahn
▪ Von Fahrgästen ggü. Bus bevorzugt
▪ Nachkriegszeit meist entscheidend ob System erhalten oder
komplett Bussystem
Spur-Bus
▪ Schienengeführt mit Gummireifen
▪ Z.B. Clermont Ferrand
Eisenbahn
▪ Wichtige Erschließungsfunktion
▪ Personen und Güterverkehr
▪ Problem: Infrastrukturerhaltung
▪ Privatisierung
▪ In Fernverkehr kaum WB
▪ Güterverkehr: Ganzzugbetrieb/ zusammengestellte Züge (Problem:
keine autom. Kupplungen)
U-Bahn
▪ Auch bei hoher Belastung intakt (Stau innerhalb der Transportgefäße
und nicht auf Strecke)
▪ Sehr kontrolliertes System (Leitzentrale, Fährpläne) → hohes
Optimierungspotenzial
Monorail
▪ Abgekoppelt von restlicher IS
▪ Eigene IS erforderlich
▪ Hyperloop
• Problem: Infrastruktur-> deshalb unterirdisch
• Hohe Unsicherheit bez. Umsetzung
▪ Transrapid
• Wenige Zwischenhalte (Fahrzeit sehr gering, aber Anfahrt
mitberücksichtigen)
Flugzeug (Flugzeug, Helikopter, Drohnen)
▪ Entwicklungen:
• Sinkende Preise (staatl. Subventioniert, Billigflieger)
• Größere Flugzeuge
• Infrastrukturausbau (von Hub and Spoke zu Point to Point)
• Drohnen (Problem: geringe Kapazitäten)
•
•
o
o
o
o
Nachhaltigkeit
Economy immer weniger Leistung, First Class immer
luxuriöser
Schiff (Container, Fähre, Wassertaxi, Kreuzfahrt, Freizeit)
▪ Ca. 10% Beförderungsleitung
Seilbahn
▪ Hohe Förderleistung
▪ Geringer Stromverbrauch
▪ Geringe Geschwindigkeit
▪ Nur bedingt barrierefrei
▪ Insb. Anbindung neuer Areale
▪ Z.B. Koblenz
PRT (Personal Rapid Transit)
▪ Benötig eigene Infrastruktur
▪ Langsam
▪ Alternative: Robotaxis ohne eigene Infrastruktur
Rolltreppe und Fahrsteige
•
Unterscheidung nach Organisationsformen
o Individuelle VM (volle Kontrolle über Abfahrzeit und Route)
▪ Fahrrad, Mofa, Motorrad
▪ PKW
▪ Taxi
▪ LKW
o Öffentliche VM (Fahrplan und Haltestellen)
▪ Bus
▪ Straßenbahn, U Bahn, S Bahn
▪ Fern und Regionalbahn
▪ Schiff/Fähre
▪ Flugzeug
o Schnittstelle
▪ Ride Sharing
▪ Ride Hailing
▪ Raide Pooling
•
Moderne Organisationsformen
o Bike Sharing Stationen
o Car Sharing (stationsbasiert/stationsunabhängig)
▪ Karlsruhe Car Sharing Hauptstadt
2. Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit
• Geschwindigkeit
o Kenngrößen der Ortsveränderung
▪ Zeit
• Zugangszeit (ZZ)
• Abgangszeit (AZ)
• Fahrzeit (FZ)
• Wartezeit (WZ)
▪
o
o
•
•
•
Länge
•
•
•
•
•
•
•
Umsteigegehzeit (GZ)
Reisezeit (RZ)
Beförderungszeit (BZ)
Zugangsweite (ZW)
Abgangsweite (AW)
Fahrtweite (FW)
Umsteigegehweite (GW)
Reiseweite (RW)
Beförderungsweite (BW)
Luftlinienweite (LW)
Kenngrößen der Geschwindigkeit
▪ Reisegeschwindigkeit RV=RW/RZ
▪ Luftliniengeschwindigkeit LV=LW/RZ
▪ Fahrgeschwindigkeit FV=LW/FZ
▪ Beförderungsgeschwindigkeit BV=BW/BZ
PKW Durchschnittwerte:
▪ Höchstgeschwindigkeit: ca. 200km/h, leicht steigend
▪ Hubraum: 1,7 l, konstant
▪ Motorleistung: 110 kW, steigend
▪ Leermasse: 1,5t steigend
o
Fahrrad
o
Fußgänger
o
Fahrtreppe
▪ 0,5-0,75m/s
o
o
•
Eisenbahn
▪ RE: 44-77 km/h
▪ ICE: 137-161 km/h
▪ Zeitersparnis bei höherer Geschwindigkeit steigt degressiv,
Investitionskosten für hohe Geschwindigkeiten steigen progressiv
Flugzeug:
▪ Tür zu Tür Reisegeschwindigkeit KA-London: 187km/h (wegen
Zugangszeit, Wartezeit, Fahrzeit, Abgangszeit)
Leistungsfähigkeit
o Beschrieben durch
▪ Anzahl beförderte Personen pro Zeiteinheit über einen Querschnitt
o Hängt ab von
▪ Größe der Fahrzeuge/ Anzahl der Plätze
▪ Fahrzeugfolgezeit
o Theoretische LF
▪ Maximale Besetzung
▪ Technische minimale Fahrzeugfolgezeit
o Praktische LF
▪
▪
▪
o
Übliche Auslastung
Übliche gefahrene minimal Fahrzeugfolgezeit
Beispiele:
• Fußgänger: 20.000 Personen/h
• Fahrrad: 13.300 Personen/h
• Motorrad: 3.000 Personen/h (Besetzungsgrad 1,1)
• PKW: 2.300 Personen/h (Besetzungsgrad 1,3)
Zweistreifige Autobahn:
o
Fundamentaldiagramm Fußgängerströme
o
Leistungsfähigkeit von Gehwegen
o
Fußgänger: Leistungsfähigkeit an Engstellen
o
Fußgänger: Leistungsfähigkeit an Treppen
▪ Max 160 p/min (abh. Von Treppenbreite)
Fußgänger: Leistungsfähigkeit von Rolltreppen
▪ Max 8200 p/h (abh. Von Breite und Geschwindigkeit)
Leistungsfähigkeit im ÖV
o
o
o
o
o
▪ Kann mit Komfortkriterien gemindert werden
Leistungsfähigkeit nach Flächenbedarf
Leistungsfähigkeit Binnenschiff
▪ 82 LKW
▪ 42 Tankwaggons flächenbedarf
Leistungsfähigkeit Seeschiff
▪ 37 Binnenschiffe
▪ Zugkraft kg/PS mit abstand am höchsten
3. Energieverbrauch und CO2
• Warum interessiert uns CO2?
o Energiebereitstellung fast ausschließlich durch Verbrennung (Benzin, Diesel,
Kerosin, Schweröl)
o
•
•
•
•
•
•
•
CO2 (Treibhausgas) entsteht und trägt zu Erderwärmung bei (wirkt nicht nur
lokal sondern global)
o Fossile Brennstoffe nur begrenzt verfügbar -> postfossiler Verkehr notwendig
Energieverbrauch Individual und Güterverkehr stark ansteigend
Straßenverkehr größter Anteil an Energieverbrauch im Verkehr, dann Luft dann
Schiene
Minderungsziele Endenergieverbrauch Verkehr -40% bis 2030 im Vergleich zu 1990
o Elektromobilität fördern
o CO2 abh. Kfz. Steuer
o ÖPNV, Radwege fördern
o Bahnfahren günstiger
o Kurzflüge teurer
Energiequellen im Verkehr
Energieverbrauch PKW
o Erste Wahrnehmung: Ölkrise 70er
o Autofreie Sonntage, Tempolimits, Sommerzeit, Verbrauchsangaben
o Benzinpreise steigen kontinuierlich (über 50% sind Steuern)
Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs PKW
o Rollenprüfstand und genormter Fahrtverlauf
▪ NEFZ
• Kurze Zykluszeit
• Nur kleiner Bereich von Motorbetriebspunkten abgedeckt
▪ WLTP (neuer Zyklus, höherer Detailgrad)
• Längere Zykluszeit
• Längere Stecke
• Höhere Durchschnittsgeschwindigkeit
• Sonderausstattungen berücksichtigt
Klimawirkungen = CO2 Emission
o CO2 hat größten Anteil an Treibhausgasen, insgesamt sinkend, in Verkehr
steigend
o Proportional zu Kraftstoffverbrauch, aber auch Aufwand für Erzeugung
berücksichtigt
▪ 1l Benzin: 2,33kg CO2
▪ 1l Diesel: 2,62kg CO2
▪
•
•
•
•
•
1l Autogas: 2kg CO2
Maßnahmen zu Reduktion von CO2
o Verkehrsvermeidende Siedlungs- und Verkehrsplanung (Stadt der kurzen
Wege)
o Förderung umweltgerechter Verkehrsträger (ÖV, Fahrrad, Sharing)
o Abgaben und ökonomische Maßnahmen (Maut, CO2 Steuer)
o Verbesserung der Fahrzeugeffizienz (Grenzwerte, Biokraftstoffe)
Strategie der drei V:
o Verkehrsvermeidung (weniger Verkehr)
o Verkehrsverlagerung (modale Verlagerung)
o Verkehrsvermeidung (Effizienz vorhandener VM)
Entspricht in Nachhaltigkeitsdiskussion den Strategien
o Suffizienz
o Konsistenz
o Effizienz
Strategien für postfossilen Verkehr:
Elektromobilität:
o Geringer Anteil an Neuzulassungen (ca. 2%)
o Preise Li Ionen Batterie: -17% p.a.
o Probleme:
▪ Strommix (ca. 40% erneuerbar)
▪
•
Batteriekapazität
▪ Ladeinfrastruktur
Peak Oil These
o
o
1. Ölkrise: 1970
2. Ölkrise: 1980
4. Schadstoffemissionen
• Abgasentstehung und Grenzwerte
o Abgaszusammensetzung:
▪ Beabsichtigter Verbrennungsprozess: CXHY + O2 → CO2 + H20
▪ Schadstoffe
• Kohlenwasserstoffe HC, Benzol, NMHC
• Kohlenmonoxid CO
•
•
•
o
Stickstoffoxide NOX (v.a. NO, NO2)
Feinstaub PM (verschiedene Partikelgrößen)
Früher: Blei, Schwefel
Grenzwerte in der Luft:
o
Maßnahmen zur Schadstoff-Minderung:
▪ Abgasgesetzgebung
• Kont. Niedrigere Grenzwerte
• 1993 Start mit Euro 1
• Seit 2015 Euro 6
▪ Technische Maßnahme: Abgasreinigung
• Ab 1989 nur noch Fzg. mit Katalysator
o Oxidations-Katalysator (für Diesel)
▪ HC, CO
▪ Keine Lambda Regelung (da Verbrennung bei
Luftüberschuss)
▪ NOX und PM bleiben
o SCR-Katalysator mit AdBlue (Harnstofflösung)
▪ Für NOX
▪ Aus Harnstoff wird Ammoniak erzeugt, der
zur Reduzierung der Stickoxide gebraucht
wird
• Partikelfilter
o Für PM
▪ Technische Maßnahme: bessere Steuerung der Verbrennung
• Ab 1993 nur noch geregelter 3-Wege-Kat
o Gegen CO, HC, NOX
o Lambda Sonde misst Restsauerstoff im Abgas,
Steuerung der Luftzufuhr (Lambda: Verhältnis
vorhandener Sauerstoff/benötigter Sauerstoff)
o Ziel: Lambda=1
o
o
•
Europäischer Prüfzyklus NEFZ und Worldwide Harmonized Light Duty Test
Procedure (WLTP)
Schadstoff-Entstehung:
▪ nicht perfekte Verbrennung
• Unvollständige Verbrennung: HC; Ruß, CO
• Unbeabsichtigte Verbrennung: NO, NO2
Stickoxide
o Bilden mit Wasser Säuren (z.B. Salpetersäure) und wirken reizend
o Immissions-Messwerte werden immer besser (Maßnahmen spät)
o Grenzwert:
▪ Stundenwert von 200 µg/m3 darf 18 mal im Jahr überschritten
werden
▪ Jahresmittelwert muss unter 40 µg/m3 liegen
▪ Euro 6: <0,1 g/km
o Entstehung im Verkehr:
▪ Vor allem Diesel PKW (65%)
▪ Durch Oxidation des N2 aus Luft bei hoher Temp/Druck
o
•
Fahrverbot: Ozonalarm (entsteht durch Stickoxide und Luft: O3):
▪ 1995-1999 Sommersmoggesetz
▪ Bei Überschreitung 180 µg/m3 wurde Alarm ausgelöst
• 3 Tage lang Tempo 90 auf Autobahnen
• Fahrbeschränkungen Fzg. Ohne Kat
▪ Kurzfristiges Fahrverbot ist wirkungslos (2 Wochen Verzögerung)
Feinstaub
o PM (Particulate Matter)
o Entstehung:
▪ Unvollst. Verbrennung (Ruß)
▪ Abrieb (Bremsen, Reifen)
▪ Aufwirbelung (bereits bestehende Partikel)
o Wirkung
▪ Verursacht Allergien
▪ erreicht Lunge (vor allem kleine Teilchen gefährlich)
o Bezogen auf Besetzungsgrad: PKW und Linienbus am schlechtesten, Zug und
Flugzeug sehr gut
o PM10 (Teilchen, die an einem Filter mit (aerodynamischen Durchmesser von
10µm zu 50% ausgeschieden werden)
o PM2,5
o
• Aktuell keine Problematik mit aktuellen Grenzwerten
Umweltzonen:
▪ Feinstaub im Fokus
▪ 1 keine Plakette: Euro 1 und schlechter
▪ 2: Euro 2/1 + Partikelfilter
▪ 3: Euro 3/2 + Partikelfilter
▪ 4: Euro 4/3 + Partikelfilter, Benziner: geregelter Kat
CO und HC
o Kohlenmonoxid (CO)
▪ Giftig (Erstickungsgefahr)
▪ Farb- und geruchslos
▪ Brennbar
▪ Entstehung: durch unvollst. Verbrennung
▪ Durch geregelten Kat. keine Problematik
▪ PKW am meisten
o Kohlenwasserstoffe (HC)
▪ Speziellere Bezeichnungen:
• VOC (Volatile Organic Compounds)
• NMHC (Nicht Methan Kohlenwasserstoffe)
▪ PKW, Flugzeuge am meisten
o
•
Grenzwerte:
▪
•
Emission im Verkehr:
• Unvollständige Verbrennung
• Verdampfung, Verschütten von Kraftstoff (fast nur bei
Benzin)
o Aus dem Tank (Tankatmung durch Aufheizen des
Tanks, durch Aktivkohlefilter kaum noch
problematisch)
o Beim Tanken/Transport (heute Gasrückführung
/Absaugung an Tankstellen)
Handbuch für Emissionen im Straßenverkehr (HB-EFA)
o Eingangsgrößen
▪ Zusammensetzung Fahrzeugflotte
▪ Verkehrsbelastung
▪ „Verkehrssituation“
o Ergebnisgrößen
▪ Emissionsfaktoren in g/Fzkm für verschiedene Komponenten
o Emissionsberechnung
o
o
Enthaltene Schadstoffe: CO, HC, NOX, PM, mKr (Kraftstoffverbrauch), CO2
Bemessungsgrundlagen
▪ Fahrzeugschichten: Diesel/Benzin, Hubraum, Euro 1/2/..
▪ Verkehrssituation: Straßentyp, Verkehrsstärke, Baustelle, Spurzahl
▪ Zuschläge für Kaltstart
• Wegeinformation (Entfernung von Startpunkt bekannt)
• Abklingfunktion beschreibt Verteilung des Zuschlags
o
Methodik
▪ Erhebung typische Fahrtmuster durch Fahrversuche
▪ Ermittlung Emission durch Nachfahren auf Rollenprüfstand (versch.
Fzg.-typen)
▪ Zusammensetzung Verkehrssit. Aus Fahrmustern
o
Umweltzone:
▪ „unsaubere“ Fzg. suchen neue Wege (höhere Belastung Ränder)
▪ freie Kapazität führt zu anderen Routen „sauberer“ Fzg.
▪ In Umweltzone sinken Emissionen
▪ Netzweit steigen sie
▪ Gesamt-Fahrleistung unverändert, Fahrleistung „unsauberer“ Fzg.
steigt wegen Umgehungsfahrten
5. Sicherheit
• Unfallstatistik
o Schadenskategorien:
o
o
o
o
Über 80% der Unfälle sind Sachschadensunfälle
Aktuelle Unfallzahlen (2018): 2,6 Mio. polizeilich erfasste Unfälle, 3275 Tote
Entwicklung der letzten Jahrzehnte:
▪ Jahresfahrleistung gestiegen
▪ Anzahl Verkehrstote deutlich rückläufig (vor allem Pkw-Insassen)
▪ Leicht-/Schwerverletzte ebenso rückläufig, aber nicht so deutlich
→ „Vision Zero“: Keine Verkehrstote mehr
Wo werden die meisten Menschen getötet?
▪ Auffassung der Autofahrer: Autobahn > Landstraße > Innerorts
▪ Tatsächlich: Landstraße > Innerorts > Autobahn
o
Getötete im Verkehr und Maßnahmen:
o
Verkehrsmittelvergleich: Verletzte und Getötete
▪ Am besten pro (Mrd.) Personenkilometer vergleichbar
▪ Pkw >> Eisenbahn >> Luftverkehr
Internationaler Vergleich: Getötete
▪ Afrika am gefährlichsten, Europa am sichersten
▪ Überproportional viele Getöteten in “middle-income countries”
▪ Abwärtstrend in Deutschland und China; Aufwärtstrend in Indien
▪ Europäischer Vergleich: Deutschland im besseren Mittelfeld
Maßzahlen der Verkehrssicherheit
o
o
o
Volkswirtschaftliche Unfallkosten:
▪ Entwicklung der Unfallkosten
▪
o
•
Unfallkostensätze:
Getötete: 1,15 Mio € → eine hohe Bepreisung schafft einen guten
finanziellen Spielraum bei der Unfallvermeidung
Typische Sicherheitsdefizite:
Unfallvermeidung
o Risikofaktoren im Straßenverkehr (rechts)
o Lösungsansätze der Unfallvermeidung
▪ 1) Mensch
▪ 2) Fahrzeug → auch viel
Unfallfolgenvermeidung
▪ 3) Straße
o Maßnahmen am Menschen/Verkehrsteilnehmer:
▪ Verkehrserziehung:
• Schule:
Bsp: Beim Ballspiel in der Mannschaft braucht man eine
hohe Koordinationsfähigkeit und ein gutes
Antizipationsvermögen, wer sich wie verhält → Hilft auch im
Straßenverkehr
• Fahrradführerschein
• Früher: im Fernsehen („der 7. Sinn“)
▪ Promillegrenze bringt viel
o Maßnahmen am Fahrzeug:
▪ Einführung Sicherheitsgurt 1976
• Risiko einer tödlichen Verletzung wird bis zu 75% reduziert
• Es gab viele Kritiker
• Neue Regeln müssen so kommuniziert werden, dass sie auch
eingehalten werden → Gurtanlegequote steigend
▪ Helmpflicht beim Motorrad/-roller
• Risiko einer tödlichen Verletzung wird bis zu 40% reduziert
▪ Fahrzeuge sicherer bauen:
• Ziel: Bei einem Unfall den Großteil der kinetischen Energie
durch Verformbarkeit von bestimmten Bauteilen so
vernichten, dass diese nicht bei den Insassen ankommt
→ Durch Crashtests analysieren
• Moderne Fahrzeuge sind viel sicherer als alte!
▪ Weitere technische Entwicklungen:
• Antiblockiersystem ABS: Gleichzeitiges Lenken und Bremsen
• Elektronisches Stabilisierungsprogramm ESP: Begrenzung der
Fahrdynamik
• Spurhalteassistent
o
•
Maßnahmen an der Straße:
▪ Geschwindigkeitsbegrenzung
• 5% langsamer resultiert in bis zu 30% weniger Toten
• Problem: es gibt keine Studie „ohne vs. mit Tempolimit“, da
bei Straßen nur ein Tempolimit gilt, wenn es einen triftigen
Grund gibt (→ nicht mit anderer Straße vergleichbar)
• International noch ausbaubar
▪ Spurlinienführung (wenn ungünstig → verleitet zu schnellem Fahren)
▪ Wahl des Querschnitts → beeinflusst Unfallkostenrate
▪ Knotenpunktgestaltung
• Vorher: abknickende Vorfahrtstraße → gefährlich
• Nachher: Kreisverkehr
▪ Deutliche Beschilderung und Fahrstreifenmarkierung
▪ Einsehbarkeit bei Kreuzungen (insbesondere von Radstreifen)
→ Sichthindernisse (Müllcontainer, Hecken, Parkplätze) entfernen
▪ Beleuchtung
▪ Geschwindigkeitsreduktion
• Durch Schwellen (speed bumps)
→ problematisch für Rettungswagen, Busverkehr
▪ Geschwindigkeitsüberwachung (Blitzer)
▪ Unterfahrschutz für Motorradfahrer
Unfallanalyse und Vorbeugung
o Phasen der Verkehrssicherheitsarbeit
o
o
o
Unfallkommission:
besteht aus Polizei, Straßenverkehrsbehörde und Straßenbaulastträger
Zentralstelle für Unfallauswertung analysiert und schult
(Elektronische) Unfallsteckkarte
▪ Jeder Unfall wird auf der Straßenkarte je nach Unfallart markiert
→ Gute Übersicht über Gefahrenstellen im Straßennetz
o
Sicherheitsanalyse von Straßennetzen
o
Sicherheitsaudit von (neu gelanten) Straßen
▪ Phasen: 1. Vorplanung, 2. Vorentwurf, 3. Ausführungsentwurf, 4.
Verkehrsfreigabe
▪ Beteiligte: Auftraggeber, Planer, Auditor
Einrichtungen der Verkehrssicherheit:
ADAC, Unfallforschung der Versicherer (GDV), Deutscher
Verkehrssicherheitsrat (DVR), Bundesanstalt für Straßenwesen (bast)
o
6. Lärm
•
Was ist Lärm? – Grundlagen von Schall und Lärm
o Definitionen:
▪ Schall:
Physikalische, wertneutrale Kategorie für Druckschwankungen,
breiten sich wellenartig in Medien (Luft, Flüssigkeit, Körper) aus
▪ Ruhe:
Vom Menschen als angenehm und entspannend wahrgenommener
Schall (Abwesenheit von Schall kommt in der Natur praktisch nie vor)
▪ Lärm:
vom Menschen als störend, belästigend oder gesundheitsschädigend
empfundener Schall
o Schalleistung, Schallintensität, Pegel
▪ Ein Sender sendet mit einer bestimmten Leistung P in Watt [W]
▪ Der Empfänger misst die Schallintensität I, nach Abstand: [W/m^2]
▪ Die Leistung verteilt sich (halb-) kugelförmig im Raum.
▪ „Nullpunkt“ der Skala: die Hörschwelle
▪ Schallintensität an Hörschwelle:
▪
o
Handhabbare Skala → (dekadisch) logarithmieren
Anhaltswerte:
▪ Für Emissionen:
▪
Für Imissionen:
▪
Hör- und Schmerzgrenzen:
o
Addition von Schallquellen:
o
Schallausbreitung:
▪ Intensität nimmt quadratisch mit Abstand ab.
• Bsp: Doppelte Strecke führt zu
o
o Viertel der Schallintensität (-6 dB) bei Punktquellen
o -3 dB bei Linienquellen (Straße)
▪ Weitere Einflussgrößen:
• (Feste) Hindernisse
• Luftdämpfung (ca. 5 dB/km)
• Wind
Frequenz:
▪ Schalldruckpegel zeigt die Druckschwankung der Schallwellen und
beschreibt die „Lautstärke“
▪ Tonhöhe wird durch die Frequenz bestimmt
(= Geschwindigkeit der Schwingung), in Hertz [Hz].
▪ Menschlicher Hörbereich liegt zwischen 40 Hz und 15 000 Hz
Wirkungskomponenten bei der Wahrnehmung als Lärm:
▪ Schalldruckpegel
▪ Tonhöhe: Hohe Töne i.d.R. unangenehmer
▪ Tonhaltigkeit: durchgängig vs. einzelne Komponenten
▪ Impulshaltigkeit: Starke Pegeländerungen unangenehmer
Lautstärkepegel:
▪ „Lautstärke“ berücksichtigt die Empfindung des Schalls mit
▪ Einheit: „phon“ (funktioniert rechnerisch wie dB)
▪ Lautstärkepegel eines Geräuschs ist x phon, wenn der Referenzton
(Sinuston der Frequenz 100 Hz) mit einem Schalldruckpegel von x dB
gleich laut wahrgenommen wird
▪ +10 phon = Gefühlte Verdopplung der Lautstärke
Lautheit:
▪ Genau wie „Lautstärke“ ein Begriff der Psychoakustik
▪ Einheit: „sone“; 1 sone = Lautstärkepegel von 40 phon
▪ *2 = Geräusch ist gefühlt doppelt so laut
Bewerteter Schalldruckpegel:
o
Zeitliche Mittelung → siehe Beispiele Schallberechnung
o
o
o
o
•
Wirkungen von Lärm auf den Menschen
o Störung durch Lärm bei der Kommunikation, Konzentration und Entspannung
o Gesundheitliche Folgen:
▪ Bei nächtlicher Lärmbelastung
→ Hypertonie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen
▪
Bei chronischer Lärmbelastung
→ Bluthochdruck, Diabetes mellitus, Bronchitis etc.
▪
90-120 dB(A):
Gehörschaden,
Ohrenschmerzen
65-90 dB(A):
Physiologische
Reaktion
30-65 dB(A):
Psychische Reaktion
▪
▪
o
•
Lästigkeit
▪ Angst vor der Geräuschquelle
▪ Überzeugung der Unnötigkeit des Geräuschs
▪ Assoziation mit anderen, lärmunabhängigen Problemen
→ hohe Lästigkeiten treten auch unter 55 dB auf
Schallquellen im Verkehr
o Schallquellen
▪ Motorengeräusch (abh. von der Drehzahl)
▪ Reifen-Abrollgeräusch (dominiert ab 30-50 km/h)
▪ Windgeräusch
o Einflussfaktoren
▪ Geschwindigkeit
▪ Straßenbelag (leise: nicht geriffelte Gussasphalte, Asphaltbetone)
o Kfz-Grenzwerte: (im Vergleich: für neue Krafträder: 75-80 dB)
o
o
Lärm-Ampel und Blauer Engel für lärmarme, kraftstoffsparende Reifen
Schienenverkehrslärm:
▪ Übersicht:
• Bis 40 km/h: Antriebsgeräusch dominierend
• 40-280 km/h: Rad Schiene Geräusch dominierend
• Ab 280 km/h: Aerodynamisches Geräusch dominierend
▪ Radroll-Geräusche:
• Je glatter die Lauffläche, desto leiser
o Problem: (Grauguss-)Bremsklötze rauhen Lauffläche
ab → wird lauter
▪
•
→ Abhilfe schaffen Scheibenbremsen u.a.
→ „Leise“ Güterwagen ab Ende 2020 Pflicht in D
• Quietschen bei Kurven, Beschleunigen und Bremsen
Aktive und passive Schallschutzmaßnahmen:
• Schallschutzwand (aktiv)
• Schienenschmiereintichtungen (aktiv)
• Schallschutzfenster am Haus (passiv)
Lärmschutz und Richtlinien
o Maßnahmen zur Lärmminderung
▪ Administrativ: Festlegungen von Grenzwerten
▪ Planerische und verkehrsorganisatorisch: Lärmkarten, Aktionspläne
▪ Technisch:
• Primär an der Quelle (Antrieb, Wind)
• Primär am System Kfz und Straße (Reifen, Flüsterasphalt)
• Sekundäre/Passiv (Lärmschutzwand, -fenster)
• Aktive Lärmminderung (Antischallkonzepte)
o Gesetze und Verordnungen
▪ Gesetze: BImSchG, Fluglärmgesetz, usw.
▪ Normen: DIN 18005 Schallschutz im Städtebau
▪ Verordnungen: Z.B. 16. BImSchV Verkehrslärmschutzverordnung
▪ Richtlinien, Rechenvorschriften/-empfehlungen: RLS 90 Richtlinien
für den Lärmschutz an Straßen
o Grenz- und Orientierungswerte:
für Neubau
für Sanierung
o
Umsetzung der EU-Richtlinie („Umgebungslärmrichtlinie)
▪ Verpflichtende Erstellung von Lärmkarten & Lärmaktionsplänen für:
• Ballungsräume (> 100.000 Einwohner),
• Hauptverkehrsstraßen (> 3 Mio. Fzg./Jahr),
• Haupteisenbahnstrecken (> 30.000 Züge/Jahr),
▪
o
o
• Groß-Flughäfen (> 50.000 Bewegungen/Jahr)
Lärmindizes:
• L_den: allgemeine Belästigung, ganzer Tag (24h)
• L_day: Helligkeit (12 h)
• L_evening: Abend (4 h)
• L_night: Nacht (8 h)
Lärmkartierung
Lärmaktionspläne:
▪ Hot-Spot-Analyse (Z.B. Kriegsstraße, Rüppurrer Straße)
▪ Maßnahmenplan
7. Verkehrsnachfrage und Verkehrsentwicklung
• Verkehrsnachfrage:
VERKEHRSAUFKOMMEN VA
VERKEHRSLEISTUNG VL
PERSONENVERKEHR
Beförderte Personen [Personen]
Beförderte Personen * Entfernung [Pers.-km]
GÜTERVERKEHR
Beförderte Tonnen [t]
Beförderte Tonnen* Entfernung [tkm]
o
o
o
o
In Deutschland aktuell:
▪ Verkehrsaufkommen: MIV > Fuß > Rad > ÖV > Luft
▪ Verkehrsleistung: MIV > ÖV > Luft > Rad > Fuß
→ Die vielen Fuß- und Radwege tragen vergleichsweise wenig zur VL bei
Entwicklung der VL im Personenverkehr → Größter Zuwachs beim MIV
Begriffe:
▪ Aktivität: Tätigkeit zur (in-)direkten Bedürfnisbefriedigung
▪ Weg: Ortsveränderung einer Person von Quelle zum Ziel des Weges
▪ Wegezweck: Art der Aktivitäten am Ziel des Weges (und ggf. Quelle);
z.B. Arbeit, dienstlich/geschäftlich, Ausbildung, Einkaufen, Service
(Abholen/Bringen), Freizeit, Besorgung, Wohnen (nach Hause)
▪ Aktivitätenmuster: Abfolge aller aushäusigen Aktivitäten und
Wohnungsaufenthalte
▪ Wegekette: Die für die Aktivitäten notwendigen Ortsveränderungen
▪ Modal-Split: Aufteilung des Gesamtverkehrs auf die Verkehrsmittel
Quantifizierung der Verkehrsnachfrage:
▪
o
o
Zählungen im Verkehrssystem:
• Straßenverkehrszählungen
• Ein- und Aussteiger in Bahnen
▪ Befragungen im Verkehrssystem:
• Fahrgastbefragungen Bahn
• Fluggastbefragungen
▪ Haushaltsbefragungen:
• Alltagsmobilität:
o MOP (IfV arbeitet daran mit)
▪ Panelerhebung mit bestimmten Haushalten
(Jeder Haushalt ist jeweils in 3 aufeinander
folgenden Jahren dabei)
▪ repräsentative Stichprobe
o MiD, SrV etc.
• INVERMO (Fernverkehr), Reiseanalyse (Urlaubsreisen) etc.
▪ Andere Daten:
• Befragungen zur Nutzung von Kraftfahrzeugen (KiD)
• Ticketdaten (Luftverkehr)
• Fahrscheindaten der Bahnen
Kennzahlen der Alltagsmobilität:
▪ Allgemein (Relativ konstant)
• Etwa 3,2 Wege pro Person und Tag
• Durchschnittlich 40 km (in 80 min) pro Person und Tag
• 90% verlassen mindestens einmal am Tag das Haus
▪ Verkehrszwecke: Warum sind wir unterwegs?
• VA: Nach Hause > Freizeit = Einkauf > Arbeit
• VL: Nach Hause > Freizeit > Arbeit > Einkauf
▪ Verkehrsmittelnutzung: Wie sind wir unterwegs?
• VA: Pkw (Fahrer) > Fuß > Pkw (Mitfahrer) > ÖV = Rad
• VL: Pkw (Fahrer) > ÖV > Pkw (Mitfahrer) > Rad > Fuß
Entwicklung der Verkehrsmittelwahl bei Urlaubsreisen (5+ Tage)
▪ Pkw > Flugzeug > Bus > Bahn
▪ Anteil Flugzeug steigt, da Fliegen attraktiv, weil:
• günstige Tickets
• Zeitersparnis
• Fernreisen als Statussymbol
•
Einflussgrößen der Verkehrsnachfrage
o
Demografie:
▪ Altersstruktur:
• D wird immer älter
→ muss im Verkehrssystem eingeplant werden, sodass auch
die Alten sich entsprechend fortbewegen können
• Seitdem es die Anti-Baby-Pille gibt (ca. 1970) liegt Anzahl der
Geborenen unter den Sterbefällen
• Fertilitätsraten im Vergleich → für gleichbleibende
Bevölkerung braucht man ca. 2,2 Kinder pro Frau
o Großteil Afrikas > 4 Kinder pro Frau
o D < 1,5 Kinder pro Frau
• Anzahl der Erwerbstätigen wird in Zukunft leicht fallen
• Relativ viele
o Junge Menschen in
BaWü, Bayern, NRW
o Alte Menschen in
Sachsen(-Anhalt), Thüringen, Brandenburg
• Altersstruktur und Verkehrsverhalten:
o Kohorteneffekt: Unterschiede zwischen Kohorten,
die sich auf soziale und umweltbezogene Einflüsse
zurückführen lassen.
▪ Heute fahren junge Leute mehr ÖV als früher
o Alters(struktur)effekt: Unterschiede im
Verkehrsverhalten verschiedener Altersgruppen.
▪ Alte Leute sind weniger unterwegs als junge
▪ Bevölkerungszahl:
• Abnehmend im (Nord-)Osten und Mitte (Sachsen(-Anhalt),
Thüringen, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern)
• Steigend im (Nord-)Westen, Süden und den Einzugsgebieten
von München-Nürnberg, Berlin etc.
▪ Migration:
• Mehr Zuzüge nach Deutschland als Fortzüge
▪ Haushaltsstruktur:
• Anzahl der Haushalte
o mit <2 Personen steigend
•
o
o
o mit >3 Personen fallend
Je größer der Haushalt (HH), desto geringer die Mobilität pro
Haushaltsmitglied, da dann eine Person z.B.
Erledigungen/Einkäufe für mehrere Personen macht
Strukturelle Einflussgrößen:
▪ Stadtentwicklung und Verkehrsmittel
• Radius des Stadtgebiets und Radius der „30-Min-Zone“ der
jeweils verwendeten Verkehrsmittel entwickeln sich über die
letzten Jahrhunderte mit ähnlicher Steigung
• Abnahme entfernungsabhängiger Widerstände → Man
kommt innerhalb von 2 Stunden heute schon sehr weit
▪ Wohnort und Siedlungsstruktur
• Wohnortgröße: Je größer der Wohnort
o desto weniger VL (km/Tag)
o desto weniger MIV und mehr ÖV
• Weniger Bildungseinrichtungen → größere Wege
▪ Verkehrsinfrastruktur und -angebot
• Pkw-Fahrzeit zur nächsten Autobahnauffahrt
o In dünn besiedelten Gebieten hoch (>30 min)
o In NRW meist <15 min
• Pkw-Fahrzeit zum nächsten internationalen Flughafen analog
▪ Motorisierung
• Pkw-Bestand leicht steigend
• Motorisierungsgrad (Anzahl Kfz je 1.000 Einwohner)
stagniert
• Modal Split (VA):
o Kein Pkw im HH:
Fuß > ÖV > Rad > Pkw (Mitfahrer)
o Mind. Ein Pkw im HH:
Pkw (Fahrer) > Fuß > Pkw (Mitfahrer) > Rad > ÖV
Ökonomie
▪ Wirtschaftsstruktur
o Wirtschaftssektoren (in welchem Sektor sind Personen
beschäftigt?)
▪ DL und Industrie mehr, Landwirtschaft weniger
o Erwerbstätigkeit
▪ Arbeitszeit
• Tages-, Wochen-, Jahres-, Lebensarbeitszeit
• rückläufig
▪ Erwerbsquote (Anteil erwerbstätiger Bevölkerung)
• Anstieg von 48 auf 52% (1991-2015)
▪ Einsatz neuer Kommunikationstechniken
• Z.B. Home-Office (10% nutzen regelmäßig)
o Aktivitätenmuster im Wandel (führt auch zu Änderung der
Verkehrsmittelnutzung)
▪ Männer: Sport/Hobbies, Arbeit
▪ Frauen: Musik, Einkaufen, Kinderkarten, Arbeit
▪
▪
▪
▪
o
Steigender Jahresurlaub (seit 1985 konstant)
Urlaube werden länger (Großteil 56%: 2 Wochen)
Vollzeitbeschäftigte: Home-Arbeit-Home
Rentner: Home-Shop-Home, Home-Leisure-Home
Einkommen
▪ Verkehrsleistung (km/Tag) steigt linear mit HHEinkommen
▪
Ausgaben für Verkehr: 13%
▪
Leichter Rückgang PKW Nutzung ab 2011 (unklar, ob
Konjunktur oder Treibstoffpreis ursächlich)
o
o Führerscheinbesitz
Einstellungen
o Mobilität als Lifestyle
▪ „mein Auto, mein Haus, mein Boot“
▪ bei jungen Erwachsenen weltweit rückläufig
o IKT
▪ Online Shopping
▪ Spiele, Social Media
▪ Mobilitätsservices
▪ Home Office
o Multimodale Orientierung