Die Dissertationsschrift widmet sich einer systemtheoretischen Untersuchung zur verkehrsabhängigen Steuerung von Lichtsignalanlagen in Straßennetzwerken. Aus einem mathematischen Modell für den Verkehrsablauf auf Knotenzufahrten wird ein Verfahren abgeleitet, mit dem sich Umschaltzeitpunkte und Phasenwechsel flexibel an das tatsächliche Verkehrsgeschehen anpassen lassen. Der Ansatzpunkt ist, die einzelnen Knotenpunkte des Netzwerks lokal zu optimieren. Eine "Grüne Welle" soll sich von selbst einstellen, und zwar genau dann, wenn dadurch lokal Wartezeiten eingespart werden. Indem die lokale Optimierung in ein lokales Stabilisierungsverfahren eingebettet wird, können Instabilitäten aufgrund netzwerkweiter Rückkopplungen ausgeschlossen werden. Das vorgestellte Verfahren setzt sich aus drei Teilen zusammen: (i) einem lokalen Prognoseverfahren zur Bewertung von Schaltzuständen und Phasenübergängen bezüglich zukünftig entstehender Wartezeiten, (ii) einem lokalen Optimierungsverfahren, das jeder Phase einen dynamischen Prioritätsindex zuweist und die Phase mit höchster Priorität zur Bedienung auswählt und (iii) einem lokalen Stabilisierungsverfahren, das zum Einhalten einer mittleren und einer maximalen Bedienperiode korrigierend in die lokale Optimierung eingreift. Indem die Knotenpunkte ausschließlich über die Verkehrsströme gekoppelt sind, ergeben sich die Umschaltzeitpunkte unmittelbar aus den Ankunftszeitpunkten der Fahrzeuge selbst. Die Phasenwechsel stellen sich somit von selbst bedarfsgerecht ein. Simulationsergebnisse machen deutlich, dass sich aufgrund der höheren Flexibilität sowohl die Wartezeiten als auch der Kraftstoffverbrauch senken lassen.

Die Risikohomeostasistheorie (RHT) ist ein formales Konzept zur Erklärung menschlichen Verhaltens im Straßenverkehr bei verändertem Unfallrisiko. Vor dem Hintergrund des gegenwärtigen Standes der Ökonometrie weisen die Untersuchungen zur RHT mittels langer Zeitreihen einige Schwächen auf. Im folgenden wird versucht, diese Schwächen einerseits mit dem Stationaritätskonzept der Ökonometrie und andererseits mit einer auf Dummyvariablen basierenden Methode zu beheben. Gleichzeitig wird die Theorie einem neuerlichen Test auf ihre Gültigkeit hinsichtlich der Unfallsituation im Straßenverkehr in Deutschland unterzogen. Die Arbeit nimmt Bezug erstens auf die Wirksamkeit von Regulierungsmaßnahmen (hier: Verschärfung der Gurtanlegepflicht) und zweitens auf die Wirkungen der deutschen Wiedervereinigung. Beiden Ereignissen wird nach der RHT keine Wirkung zugesprochen. Die Ergebnisse der Analysen unterstützen die Thesen der RHT nur schwach. Sie belegen, daß konsequente und mit Strafandrohung belegte Regulierungsmaßnahmen entgegen dem Postulat der Risikohomeostasisthese eine stark positive Wirkung auf die Unfallsituation besitzen. Außerdem werden die komplexen Entscheidungsprozesse von Verkehrsteilnehmern im Kontext mehrerer theoretischer Konzepte untersucht. Es zeigt sich, das Theorien zur Beschreibung individuellen Verhaltens unter Unsicherheit sehr gut geeignet sind, tatsächliches Verhalten von Verkehrsteilnehmern zu erklären. / Risk homeostasis theory (RHT) is a behavioural theory of risk taking in road traffic. So far, most of the published papers concerning RHT and long time series are based on econometric methods which are not very well suited for this purpose. We propose here to address the issue using instead the econometric concept of stationarity and a concept based on dummy variables. We then test the RHT with German traffic accident data and specifically analyze compulsory traffic safety measures (the penalty for not using seat belts) as well as the effects of German reunification. Both are ineffective according to RHT. Our results, found by using several risk measures, show only weak evidence for RHT. Contrary to RHT, we can show that compulsory safety measures combined with penalties had a strict positive effect on the road traffic accident risk. We also develop a solution which focuses on the complex decision-making process of an individual in road traffic. This is done within the context of several theories explaining individuals decision-making under uncertainty. There we can show that these theoretical concepts are very well suited to explain actual behavior of road users.

Auf der Ostseeinsel Rügen wurde eine 3-jährige Untersuchung zur Siedlungsstruktur, Raum- und Habitatnutzung des Dachses (Meles meles L., 1758) unter besonderer Berücksichtigung der Landschaftszerschneidung und des Landnutzungsmusters durchgeführt. Über 70 % der Inselfläche ist landwirtschaftlich, überwiegend ackerbaulich, genutzt und nur knapp ein Fünftel wird von Wald bedeckt. Während die Zersiedelung und Zerschneidung der Landschaft durch Siedlungs- und Verkehrsfläche im bundesdeutschen Vergleich als sehr gering einzustufen war, ist nach der ?Wende? eine stete Verdichtung des Straßennetzes zu beobachten, die von einem enormen Anstieg der Verkehrsdichte begleitet wird. Die Auswirkungen dieser Rahmenbedingungen wurden anhand von Nahrungsanalysen, eines inselweiten Baukatasters, Fang und Telemetrie einiger Dachse sowie einer Erfassung verkehrstoter Dachse untersucht. Die erfassten Totfunde dienten einer Abschätzung des Gefährdungspotentials unterschiedlicher Straßentypen (Bundesstraße, Landesstraße usw.). Zusätzlich wurde auf Grundlage des Baukatasters, des Totfundkatasters und von Verkehrszählungen der Zusammenhang zwischen Verkehrslast, Siedlungsdichte (des Dachses) und Verkehrsmortalität des Dachses mit Hilfe eines einfachen Modells ermittelt. / On the baltic island of Rügen investigations had been carried for 3 years with regard to distribution, space use and habitat utilization of the European badger (Meles meles L., 1758). Special attention was focused on landscape fragmentation and patterns of land use. More than 70 % of the island is agricultural, almost arable land and just under a fifth is woodland. Before 1990, fragmentation and dessection of the landscape due to housing and roads was low compared with the german average, but after the political "turn" the road system has increased constantly combined with an enormous increase in traffic density. The effect of these conditions on badgers was investigated studying diet composition, surveying and registrating badger setts all over the island, badger-watching and trapping, radio-tracking some badgers and collecting all reported badgers fallen victim to traffic accidents. Relating the road-killed badgers to the length and traffic density of the different road categories, potential danger to be killed by car was estimated. Relating the density of traffic, the density of the badger's local population and its road-mortality was done by simply using data of the sett survey, the road-killed badgers and traffic census.

Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Schnittstelle zwischen Verkehrsprozess und Informationsprozess in Systemen für die fahrzeuggenerierte Verkehrsdatengewinnung. Dabei konzentrieren sich die Untersuchungen auf die originäre Größe Geschwindigkeit. Das wesentliche Ziel der theoretischen und praktischen Untersuchungen bildet die qualifizierte Bestimmung makroskopischer Kenngrößen des Verkehrsflusses aus mikroskopischen Einzelfahrzeugdaten. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet die Analyse von mikroskopischen Einzelfahrzeugdaten mit Hilfe von informationsentropischen und spektralen Betrachtungen. Diese Untersuchungen erfolgen mit dem Ziel, eine optimale Nutzung der limitierten Übertragungs- und Verarbeitungskapazität in realen FCD-Systemen zu ermöglichen, theoretische Grenzerte abzuleiten und in der Praxis verwendete Parameter von FCD-Systemen theoretisch zu begründen. Ausgehend von empirischen und theoretischen Untersuchungen wird die Entropie der Informationsquelle "Geschwindigkeitsganglinie" bestimmt. Es wird gezeigt, dass Geschwindigkeitsganglinien als Markov-Quellen modelliert werden können. Aus der Entropiedynamik von Geschwindigeitsganglinien wird eine optimale Größe für den Erfassungstakt abgeleitet. Eine Analyse der spektralen Eigenschaften von Geschwindigkeitsverläufen zeigt, dass zwischen den Spektren von Geschwindigkeitsganglinien und dem Verkehrszustand Zusammenhänge bestehen. Geschwindigkeitsganglinien besitzen Tiefpasscharakter. Für die Berechnung der Tiefpassgrenzfrequenzen von empirischen Geschwindigkeitsganglinien wird ein Leistungskriterium eingeführt. Ausgehend von den derart bestimmten empirischen Tiefpassgrenzfrequenzen kann ein optimaler Erfassungstakt ermittelt werden, dessen Größe näherungsweise mit dem aus der Entropiedynamik abgeleiteten Erfassungstakt übereinstimmt. Ein einfacher Indikator für die Dynamik von Geschwindigkeitsverläufen ist der Variationskoeffizient der Einzelfahrzeuggeschwindigkeit. Es wird gezeigt, dass die Gewinnung und Übertragung von Variationskoeffizienten der Einzelfahrzeuggeschwindigkeiten in FCD-Systemen sinnvoll ist. In der Arbeit erfolgt eine theoretische Begründung des erforderlichen Ausrüstungsgrades in FCD-Systemen. Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von FCD-Systemen erfolgt dabei auf der Grundlage einer Konfidenzschätzung für die Zufallsgröße Reisegeschwindigkeit. Das verwendete Verfahren ist geeignet, die Leistungsfähigkeit von FCD-Systemen in unterschiedlichen Szenarien (Stadt-, Landstraßen-, Autobahnverkehr) zu vergleichen. Es wird gezeigt, dass FC-Daten in bestimmten Szenarien (insbesondere Stadtverkehr) zwingend einer Fusion mit anderen Verkehrsdaten bedürfen. Für die statistische Dimensionierung und Auswertung eines FCD-Systems ist der Variationskoeffizient der mittleren Reisegeschwindigkeiten der Fahrzeuge eines Fahrzeugkollektivs (kollektiver Variationskoeffizient) ein wesentlicher Parameter. Es wird gezeigt, dass der kollektive Variationskoeffizient in der Regel nicht nur vom Verkehrszustand, sondern auch von der räumlichen und zeitlichen Strukturierung des Beobachtungsgebietes abhängig ist. Für die näherungsweise Bestimmung des kollektiven Variationskoeffizienten werden Modelle abgeleitet und verifiziert.

Von Fahrzeugen des Öffentlichen Verkehrs sind deren Positionen bekannt, wenn sie informationstechnisch in ein Betriebsleitsystem eingebunden sind. Über die auf dem Streckenband zwischen Meldepunkten zurückgelegte Wegstecke und die jeweils dafür benötigte Zeit kann auf die mittlere Geschwindigkeit geschlossen werden. Aus dieser wiederum kann eine Verkehrslageaussage abgeleitet werden. In wie weit diese für den Gesamtverkehrsstrom gültig, belastbar und richtlinienkonform ist, welche Randbedingungen für eine Auswertung einzuhalten sind, welche Verfahren sich zur Aufbereitung anbieten und welche Nutzungsszenarien unterstützt werden, wird aufgezeigt.

Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Schnittstelle zwischen Verkehrsprozess und Informationsprozess in Systemen für die fahrzeuggenerierte Verkehrsdatengewinnung. Dabei konzentrieren sich die Untersuchungen auf die originäre Größe Geschwindigkeit. Das wesentliche Ziel der theoretischen und praktischen Untersuchungen bildet die qualifizierte Bestimmung makroskopischer Kenngrößen des Verkehrsflusses aus mikroskopischen Einzelfahrzeugdaten. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet die Analyse von mikroskopischen Einzelfahrzeugdaten mit Hilfe von informationsentropischen und spektralen Betrachtungen. Diese Untersuchungen erfolgen mit dem Ziel, eine optimale Nutzung der limitierten Übertragungs- und Verarbeitungskapazität in realen FCD-Systemen zu ermöglichen, theoretische Grenzerte abzuleiten und in der Praxis verwendete Parameter von FCD-Systemen theoretisch zu begründen. Ausgehend von empirischen und theoretischen Untersuchungen wird die Entropie der Informationsquelle "Geschwindigkeitsganglinie" bestimmt. Es wird gezeigt, dass Geschwindigkeitsganglinien als Markov-Quellen modelliert werden können. Aus der Entropiedynamik von Geschwindigeitsganglinien wird eine optimale Größe für den Erfassungstakt abgeleitet. Eine Analyse der spektralen Eigenschaften von Geschwindigkeitsverläufen zeigt, dass zwischen den Spektren von Geschwindigkeitsganglinien und dem Verkehrszustand Zusammenhänge bestehen. Geschwindigkeitsganglinien besitzen Tiefpasscharakter. Für die Berechnung der Tiefpassgrenzfrequenzen von empirischen Geschwindigkeitsganglinien wird ein Leistungskriterium eingeführt. Ausgehend von den derart bestimmten empirischen Tiefpassgrenzfrequenzen kann ein optimaler Erfassungstakt ermittelt werden, dessen Größe näherungsweise mit dem aus der Entropiedynamik abgeleiteten Erfassungstakt übereinstimmt. Ein einfacher Indikator für die Dynamik von Geschwindigkeitsverläufen ist der Variationskoeffizient der Einzelfahrzeuggeschwindigkeit. Es wird gezeigt, dass die Gewinnung und Übertragung von Variationskoeffizienten der Einzelfahrzeuggeschwindigkeiten in FCD-Systemen sinnvoll ist. In der Arbeit erfolgt eine theoretische Begründung des erforderlichen Ausrüstungsgrades in FCD-Systemen. Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von FCD-Systemen erfolgt dabei auf der Grundlage einer Konfidenzschätzung für die Zufallsgröße Reisegeschwindigkeit. Das verwendete Verfahren ist geeignet, die Leistungsfähigkeit von FCD-Systemen in unterschiedlichen Szenarien (Stadt-, Landstraßen-, Autobahnverkehr) zu vergleichen. Es wird gezeigt, dass FC-Daten in bestimmten Szenarien (insbesondere Stadtverkehr) zwingend einer Fusion mit anderen Verkehrsdaten bedürfen. Für die statistische Dimensionierung und Auswertung eines FCD-Systems ist der Variationskoeffizient der mittleren Reisegeschwindigkeiten der Fahrzeuge eines Fahrzeugkollektivs (kollektiver Variationskoeffizient) ein wesentlicher Parameter. Es wird gezeigt, dass der kollektive Variationskoeffizient in der Regel nicht nur vom Verkehrszustand, sondern auch von der räumlichen und zeitlichen Strukturierung des Beobachtungsgebietes abhängig ist. Für die näherungsweise Bestimmung des kollektiven Variationskoeffizienten werden Modelle abgeleitet und verifiziert.

Die Dissertationsschrift widmet sich einer systemtheoretischen Untersuchung zur verkehrsabhängigen Steuerung von Lichtsignalanlagen in Straßennetzwerken. Aus einem mathematischen Modell für den Verkehrsablauf auf Knotenzufahrten wird ein Verfahren abgeleitet, mit dem sich Umschaltzeitpunkte und Phasenwechsel flexibel an das tatsächliche Verkehrsgeschehen anpassen lassen. Der Ansatzpunkt ist, die einzelnen Knotenpunkte des Netzwerks lokal zu optimieren. Eine "Grüne Welle" soll sich von selbst einstellen, und zwar genau dann, wenn dadurch lokal Wartezeiten eingespart werden. Indem die lokale Optimierung in ein lokales Stabilisierungsverfahren eingebettet wird, können Instabilitäten aufgrund netzwerkweiter Rückkopplungen ausgeschlossen werden. Das vorgestellte Verfahren setzt sich aus drei Teilen zusammen: (i) einem lokalen Prognoseverfahren zur Bewertung von Schaltzuständen und Phasenübergängen bezüglich zukünftig entstehender Wartezeiten, (ii) einem lokalen Optimierungsverfahren, das jeder Phase einen dynamischen Prioritätsindex zuweist und die Phase mit höchster Priorität zur Bedienung auswählt und (iii) einem lokalen Stabilisierungsverfahren, das zum Einhalten einer mittleren und einer maximalen Bedienperiode korrigierend in die lokale Optimierung eingreift. Indem die Knotenpunkte ausschließlich über die Verkehrsströme gekoppelt sind, ergeben sich die Umschaltzeitpunkte unmittelbar aus den Ankunftszeitpunkten der Fahrzeuge selbst. Die Phasenwechsel stellen sich somit von selbst bedarfsgerecht ein. Simulationsergebnisse machen deutlich, dass sich aufgrund der höheren Flexibilität sowohl die Wartezeiten als auch der Kraftstoffverbrauch senken lassen.

Die Risikohomeostasistheorie (RHT) ist ein formales Konzept zur Erklärung menschlichen Verhaltens im Straßenverkehr bei verändertem Unfallrisiko. Vor dem Hintergrund des gegenwärtigen Standes der Ökonometrie weisen die Untersuchungen zur RHT mittels langer Zeitreihen einige Schwächen auf. Im folgenden wird versucht, diese Schwächen einerseits mit dem Stationaritätskonzept der Ökonometrie und andererseits mit einer auf Dummyvariablen basierenden Methode zu beheben. Gleichzeitig wird die Theorie einem neuerlichen Test auf ihre Gültigkeit hinsichtlich der Unfallsituation im Straßenverkehr in Deutschland unterzogen. Die Arbeit nimmt Bezug erstens auf die Wirksamkeit von Regulierungsmaßnahmen (hier: Verschärfung der Gurtanlegepflicht) und zweitens auf die Wirkungen der deutschen Wiedervereinigung. Beiden Ereignissen wird nach der RHT keine Wirkung zugesprochen. Die Ergebnisse der Analysen unterstützen die Thesen der RHT nur schwach. Sie belegen, daß konsequente und mit Strafandrohung belegte Regulierungsmaßnahmen entgegen dem Postulat der Risikohomeostasisthese eine stark positive Wirkung auf die Unfallsituation besitzen. Außerdem werden die komplexen Entscheidungsprozesse von Verkehrsteilnehmern im Kontext mehrerer theoretischer Konzepte untersucht. Es zeigt sich, das Theorien zur Beschreibung individuellen Verhaltens unter Unsicherheit sehr gut geeignet sind, tatsächliches Verhalten von Verkehrsteilnehmern zu erklären. / Risk homeostasis theory (RHT) is a behavioural theory of risk taking in road traffic. So far, most of the published papers concerning RHT and long time series are based on econometric methods which are not very well suited for this purpose. We propose here to address the issue using instead the econometric concept of stationarity and a concept based on dummy variables. We then test the RHT with German traffic accident data and specifically analyze compulsory traffic safety measures (the penalty for not using seat belts) as well as the effects of German reunification. Both are ineffective according to RHT. Our results, found by using several risk measures, show only weak evidence for RHT. Contrary to RHT, we can show that compulsory safety measures combined with penalties had a strict positive effect on the road traffic accident risk. We also develop a solution which focuses on the complex decision-making process of an individual in road traffic. This is done within the context of several theories explaining individuals decision-making under uncertainty. There we can show that these theoretical concepts are very well suited to explain actual behavior of road users.

Auf der Ostseeinsel Rügen wurde eine 3-jährige Untersuchung zur Siedlungsstruktur, Raum- und Habitatnutzung des Dachses (Meles meles L., 1758) unter besonderer Berücksichtigung der Landschaftszerschneidung und des Landnutzungsmusters durchgeführt. Über 70 % der Inselfläche ist landwirtschaftlich, überwiegend ackerbaulich, genutzt und nur knapp ein Fünftel wird von Wald bedeckt. Während die Zersiedelung und Zerschneidung der Landschaft durch Siedlungs- und Verkehrsfläche im bundesdeutschen Vergleich als sehr gering einzustufen war, ist nach der ?Wende? eine stete Verdichtung des Straßennetzes zu beobachten, die von einem enormen Anstieg der Verkehrsdichte begleitet wird. Die Auswirkungen dieser Rahmenbedingungen wurden anhand von Nahrungsanalysen, eines inselweiten Baukatasters, Fang und Telemetrie einiger Dachse sowie einer Erfassung verkehrstoter Dachse untersucht. Die erfassten Totfunde dienten einer Abschätzung des Gefährdungspotentials unterschiedlicher Straßentypen (Bundesstraße, Landesstraße usw.). Zusätzlich wurde auf Grundlage des Baukatasters, des Totfundkatasters und von Verkehrszählungen der Zusammenhang zwischen Verkehrslast, Siedlungsdichte (des Dachses) und Verkehrsmortalität des Dachses mit Hilfe eines einfachen Modells ermittelt. / On the baltic island of Rügen investigations had been carried for 3 years with regard to distribution, space use and habitat utilization of the European badger (Meles meles L., 1758). Special attention was focused on landscape fragmentation and patterns of land use. More than 70 % of the island is agricultural, almost arable land and just under a fifth is woodland. Before 1990, fragmentation and dessection of the landscape due to housing and roads was low compared with the german average, but after the political "turn" the road system has increased constantly combined with an enormous increase in traffic density. The effect of these conditions on badgers was investigated studying diet composition, surveying and registrating badger setts all over the island, badger-watching and trapping, radio-tracking some badgers and collecting all reported badgers fallen victim to traffic accidents. Relating the road-killed badgers to the length and traffic density of the different road categories, potential danger to be killed by car was estimated. Relating the density of traffic, the density of the badger's local population and its road-mortality was done by simply using data of the sett survey, the road-killed badgers and traffic census.

Challenges arising from an increasing traffic demand, limited resource availability and growing quality expectations of the customers can only be met successfully, if each transport mode is regarded as an intelligent transportation system itself, but also as part of one intelligent transportation system with “intelligent” intramodal and intermodal interfaces. This topic is well reflected in the Third International Conference on “Models and Technologies for Intelligent Transportation Systems” which took place in Dresden 2013 (previous editions: Rome 2009, Leuven 2011). With its variety of traffic management problems that can be solved using similar methods and technologies, but with application specific models, objective functions and constraints the conference stands for an intensive exchange between theory and practice and the presentation of case studies for all transport modes and gives a discussion forum for control engineers, computer scientists, mathematicians and other researchers and practitioners. The present book comprises fifty short papers accepted for presentation at the Third Edition of the conference. All submissions have undergone intensive reviews by the organisers of the special sessions, the members of the scientific and technical advisory committees and further external experts in the field. Like the conference itself the proceedings are structured in twelve streams: the more model-oriented streams of Road-Bound Public Transport Management, Modelling and Control of Urban Traffic Flow, Railway Traffic Management in four different sessions, Air Traffic Management, Water Traffic and Traffic and Transit Assignment, as well as the technology-oriented streams of Floating Car Data, Localisation Technologies for Intelligent Transportation Systems and Image Processing in Transportation. With this broad range of topics this book will be of interest to a number of groups: ITS experts in research and industry, students of transport and control engineering, operations research and computer science. The case studies will also be of interest for transport operators and members of traffic administration.