Anläßlich des Festkolloquiums 60 Jahre Elektrische Bahnen stellt sich die Professur vor. Es wird ein Überblick zur Geschichte der Professur gegeben.

Ziel dieser Arbeit ist eine möglichst umfassende Aufbereitung der aktuellen Situation für die Zwecke der Lehre an der Professur für Verkehrssicherungstechnik der Technischen Universität Dresden. Die Studienarbeit stellt dazu eine Momentaufnahme der Situation zur Einbindung von Bahnübergängen auf ETCS-Strecken dar. Ausgehend von den Festlegungen der System Requirements Specification für ERTMS/ETCS werden nationale Lösungen zuerst dar- und anschließend gegenübergestellt. Des Weiteren wird eine Umsetzung auf drei Laboranlagen des Integrierten Eisenbahnlabors der Technischen Universität Dresden nach technischen, didaktischen und praktischen Aspekten geprüft. Abschliessend wird ein Planungsbeispiel für ETCS L1 LS und ETCS L2 im Bereich der DB AG erarbeitet. / The intention of this paper is a most comprehensive preparation of the current status for the purposes of the teaching at the Chair of Railway Signalling Transport Safety Technology of the Technical University of Dresden. This student research project shows the current situation concerning the embedding of Level Crossings on railway lines equipped with ETCS. Based on the description of the regulations of the System Requirements Specification of ERTMS/ETCS national solutions are first presented and then set in contrast to each other. Furthermore an implementation on three potentially suitable laboratory assets of the Integrated Railway Laboratory of Technical University of Dresden considering technical, didactical and practical aspects is investigated. At last the planning of an example of a Level Crossing once in combination with ETCS L1 LS and once in combination with ETCS L2 is developed.

Before the German reunification, Dresden was a city of motorized traffic and cyclist were rare. But in the 90's began a change of transport policy and cycling became more important. This Master Thesis wants to show the current standing of cycling in Dresden. Thats why the results of the "SrV"-study should be analysed with regard to potential cyclists and their journeys. As methods were used a descriptive analysis and the linear discriminant analysis, both used at a personal and journey-specific level of data. As a result, Dresden have to do much more to become a good "cycling-city", so the bike-level wasn't really high in the year 2013. Instead the car is still the mostly used transport vehicle and the proportion in the Modal-Split is only slowly sinking. But this study shows typical characteritics of cyclists and cycling journays of Dresden, so there is a basis to get more people involved to cycle and become a more eco-friendly city.

An assessment study of a novel approach is presented that combines discrete state-space Dynamic Programming and Pontryagin’s Maximum Principle for online optimal control of hybrid electric vehicles (HEV). In addition to electric energy storage and gear, kinetic energy and travel time are considered states in this paper. After presenting the corresponding model using a parallel HEV as an example, a benchmark method with Dynamic Programming is introduced which is used to show the solution quality of the novel approach. It is illustrated that the proposed method yields a close-to-optimal solution by solving the optimal control problem over one hundred thousand times faster than the benchmark method. Finally, a potential online usage is assessed by comparing solution quality and calculation time with regard to the quantization of the state space.

Diese Arbeit entstand an der Professur für Fahrzeugmodellierung und –simulation der TU Dresden in Zusammenarbeit mit der Fa. Bombardier Transportation („Bombardier Center of Competence“). In einem Teilprojekt dieser Kooperation wird die Einführung technischer Funktionen und Systeme zur Energieeinsparung bei Lokomotiven untersucht. Die Nutzung von Speichertechnologien ist neben der Abwärmenutzung und der energiesparenden Fahrweise die effizienteste Maßnahme zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei Dieselfahrzeugen. Zusätzlich zur Rekuperation von Bremsarbeit können die Funktionen Lastpunktverschiebung und emissionsfreier Betrieb mit Hilfe eines Energiespeichers realisiert werden. Der Einsatz elektrischer Energiespeicher erweist sich als geeignet für dieselelektrische Schienenfahrzeuge im Personenverkehr, da diese durch die bereits vorhandenen elektrischen Antriebskomponenten relativ einfach zu hybridisieren sind und eine nutzungsgerechte Speicherauslegung aufgrund weitgehend bekannter Fahraufgaben möglich ist. In der Arbeit wird ein durchgängiges Verfahren zur Auslegung von dieselelektrischen Lokomotiven mit Energiespeichern im Personenverkehr beschrieben. Im Fokus liegt dabei der Einsatz von Optimierungsalgorithmen zur Verbesserung des Generatorsystems und des Einsatzes von elektrischen Energiespeichern im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch und die weiteren Anteile der Lebenszykluskosten. Das im Rahmen der Arbeit erstellte Programm zur energetischen Simulation bildet die Basis zur Untersuchung verschiedener Strategien für die Fahrtgestaltung unter Berücksichtigung der Fahrzeitreserven, den Betrieb des Energiespeichers und der Steuerung von Anlagen mit mehreren Dieselmotorgeneratorsätzen. Neben der Nutzung regelbasierter Strategien werden dabei auch vorausschauende Betriebsstrategien eingesetzt, welche die Möglichkeiten der bei Schienenfahrzeugen im Vorfeld bekannten Streckengeschwindigkeit und -topologie nutzen. Die dafür angewandten Methoden sind die Dynamische Programmierung nach BELLMANN und der äquivalenzkostenbasierte Betrieb. Die Optimierung der Fahrzeugkonfiguration wird durch einen Programmbaustein realisiert, welcher unter Berücksichtigung der Lokkonfiguration und der Energiesimulation für ein vorgegebenes Streckenprofil die Verbrauchs-, Instandhaltungs- und Anschaffungskosten für das Fahrzeug berechnet.

Mit der Einführung des europäischen Zugsicherungssystems ETCS sind durch die umfassenden Telegrammdaten, die zwischen Zug und Strecke ausgetauscht werden, neue Herausforderungen bei der Planung, Projektierung, aber auch Prüfung und Validierung verbunden. Im Rahmen der Dissertation wird ein neuartiges Verfahren zur Validierung sicherheitskritischer Anteile von ETCS-Nachrichten entwickelt. Der Ansatz beruht auf der topologischen Aufbereitung der Nachrichteninhalte in einem vierstufigen Prozess. Das Ergebnis der Aufbereitung erlaubt sowohl den automatisierten Abgleich gegen Referenzdaten als auch eine visuelle Prüfung gegen Topologiepläne. Das Optimierungspotential des Ansatzes bei der Validierung wird im Rahmen einer Erprobung anhand realer Projektdaten bestätigt. Mit der topologischen Aufbereitung werden die komplexen Nachrichteninhalte in eine für den Prüfer erfassbare und zu den Referenzdaten vergleichbare Form überführt. Redundante Nachrichteninhalte werden im Zuge der Aufbereitung erkannt und zusammengefasst, was gleichermaßen zur Minimierung des Prüfaufwands sowie zur Erhöhung des Abdeckungsgrades beiträgt.

Über 90% der Informationsaufnahme beim Fahren erfolgt über den visuellen Sinneskanal. Das Auge ist das einzige fernorientierte Sinnesorgan, das über die Blickbewegungen gezielt ausrichtbar ist und die Erfassung räumlich voraus liegender Objekte ermöglicht. Somit spielt das Blickverhalten der Kraftfahrer eine zentrale Rolle beim Steuern eines Fahrzeugs. Da die Informationsaufnahme und -verarbeitung die Grundlage für Handlungsentscheidungen, ihre Realisierung und Kontrolle im Straßenverkehr bilden, bestimmt das Blickverhalten des Kraftfahrers weitestgehend sein Fahrverhalten und ist dadurch auch für die Verkehrssicherheit von zentraler Bedeutung. Mit Hilfe moderner Messtechnik lassen sich die Blickbewegungen genau registrieren und das Blickverhalten kann beim Autofahren exakt erfasst werden. Dadurch stellt die Analyse des Blickverhaltens ein neues Verfahren dar, mit dem der wahrnehmungspsychologische Faktor in der Wechselwirkung zwischen Fahrer, Fahrzeug und Straße berücksichtigt werden kann. Das Blickverhalten der Fahrer ist ein hochselektiver dynamischer Vorgang, durch den eine präzise Wahrnehmung von beweglichen bzw. unbeweglichen Objekten, Geschwindigkeiten und räumlichen Ausdehnungen gewährleistet ist. Die Analyse des Blickverhaltens ermöglicht sowohl den zeitlichen als auch den räumlichen Verlauf des detaillierten Informationszuflusses zusammen mit den Aufmerksamkeitsverlagerungen zu erforschen. Wo und in welchem Zeitpunkt der Fahrer detailliert hinblickt, kann mithilfe der Blickverhaltensanalyse ermittelt werden. In der Literatur sind verschiedene Blickverhaltensmaße vorhanden, mit denen das zeitliche Verhalten der visuellen Aufmerksamkeitsverteilung, die räumliche Konzentration des Blickes und die Intensität der Informationsaufnahme untersucht und interpretiert werden können. In der vorliegenden Arbeit werden aus dem breiten Spektrum dieser Maße diejenigen ausgewählt, die bezüglich der gesuchten Abhängigkeiten am aussagekräftigsten sind. Das Blickverhalten der Kraftfahrer wird in erheblichem Maße von der Streckenge-ometrie bestimmt. Aus der Forschung ist bekannt, dass die Verhältnisse beim Lenken eines Fahrzeugs entlang geraden Strecken und innerhalb von Kurven bezüglich der Beanspruchung des Fahrers und der Blickkonzentration nicht gleich sind. In Kurven ist die Belastung höher im Vergleich zu den Geraden und das führt zu einer gesteigerten Aufmerksamkeit. Das Blickverhalten in Links- und Rechtskurven charakterisiert sich mit bestimmten Blickmustern, die sich voneinander deutlich unterscheiden. Diesbezüglich werden entsprechende Untersuchungen und Analysen auch unter Einbeziehung der vorhandenen Sichtweite durchgeführt. Der Einfluss der streckencharakteristischen Parameter auf das Fahrverhalten und das Unfallgeschehen ist auf dem Gebiet des Straßenentwurfs seit langer Zeit Untersuchungsgegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten. Auf Autobahnen sind jedoch nur wenige solche Untersuchungen vorhanden und ein Forschungsbedarf liegt auch diesbezüglich vor. In der Dissertation wurde die BAB A72 zwischen Hof und Chemnitz untersucht, die eine der ältesten Autobahnen Deutschlands ist und für die bekannt ist, dass sie Sicherheitsprobleme hat. Diese Bundesautobahn, die ursprünglich als Regionalautobahn sehr geländeangepasst trassiert worden ist, wurde im Zeitraum von 1990 bis 1995 grundhaft ausgebaut. Die Trasse ist unverändert geblieben und die Gradiente und der Querschnitt sind verbessert worden. Dadurch sind die Geschwindigkeiten deutlich gestiegen. So ein Ausbau kann zu Disproportionen in der räumlichen Linienführung führen. Auf der Autobahn A72 sind in einigen Abschnitten solche Disproportionen vorhanden. Ausdruck dafür ist das überdurchschnittlich hohe Unfallgeschehen. Die Verkehrssicherheit hat eine vorrangige Bedeutung für den Bau und den Betrieb jeder Straße. In der Arbeit wird durch das Blickverhalten von Fahrern mit einer neu entwickelten Methodik versucht, die Gründe für unsichere Abschnitte anders als mit den klassischen Methoden zu erforschen. Im Ergebnis werden Empfehlungen für einen Kurvenmindestradius und eine psychologische Mindestsichtweite untermauert.

In der vorliegenden Arbeit wird eine prädiktive Fahrstrategie vorgestellt, die auf Basis von Ampel-Fahrzeug-Kommunikationsdaten generiert wird. Dazu wird ein aktueller Ansatz für eine prädiktive Fahrstrategie zur Annäherung an eine Lichtsignalanlage (LSA) untersucht. Es werden verschiedene Optimierungsansätze deutlich, von denen ein großer Teil bei der Systemerweiterung berücksichtigt wird. Bei der Analyse konnte gezeigt werden, dass die bisherige Strategieempfehlung durch den Einfluss vorausfahrender Verkehrsteilnehmer eingeschränkt wird. Es ergaben sich potentielle Problemsituationen, welche sich im realen Straßenverkehr negativ auf die Funktionalität des Fahrerassistenzsystems (FAS) auswirken. Für Anfragen des Öffentlichen Personen Nachverkehrs (ÖPNV) wurde ermittelt, dass keine allgemeingültigen Aussagen über die Eignung der Assistenzfunktion gegeben werden können. Die wesentliche Neuerung zu bisheriger Strategieansätze für die Annäherung an Knotenpunkte mit LSA ist die Berücksichtigung anderer Verkehrsteilnehmer. Dazu werden die neuen Größen effektive Freigabezeit und virtuelle Position der Haltelinie eingeführt, auf Basis derer die Strategieempfehlung des FAS an die Anzahl wartender Fahrzeug angepasst wird. Zur Untersuchung des möglichen Energieeinsparpotentials durch den Einsatz eines FAS wurde ein Simulationsmodell in MATLAB/SIMULINK entwickelt. Mit dessen Hilfe konnten verschiedene Situationen dargestellt werden, an denen der Einfluss der Funkreichweite sowie die Auswirkungen der Warteschlange auf das FAS verdeutlicht werden. Ferner kann der positive Effekt auf den Kraftstoffverbrauch und die Haltezeit an der LSA bestätigt werden. Das Simulationsmodell stellt eine gute Grundlage für weiterführende Untersuchung dar und kann an unterschiedliche Situationen angepasst werden. Um den Nutzen auch praktisch zu verifizieren wird eine Reihe von Fahrversuchen durchgeführt. Dem Fahrer wird dabei die Strategie in einem Display visualisiert. Für Situationen, in denen der Fahrzeugstillstand vermeidbar ist erhält dieser eine Geschwindigkeitsempfehlung. Ist ein Stillstand nicht vermeidbar, so erfolgt unmittelbar vor der Haltelinie, die Ausgabe der Restlaufzeit der Rotphase. Bei der Versuchsauswertung wird das Einsparpotential deutlich. Durch eine entwickelte GUI wird dem Fahrer eine Strategie auf dem Display visualisiert. Innerhalb mehrerer Versuchsfahrten konnten das FAS erprobt und in der anschließenden Versuchsauswertung klar die Verbesserungen aufgezeigt werden. / In this paper a predictive driving strategy is presented, which is generated based on car to infrastructure communication data. An actual approach for a driver assistance system has been analyzed to identify room for improvements. The additional benefit of the presented work is the consideration of other road users driving ahead of the ego-vehicle in the process of finding the optimal speed for approaching the traffic-light. A MATLAB/SIMULINK model has been developed, which allows the simulation of different traffic situations to investigate the fuel consumption benefit of a vehicle equipped with the considered system. It illustrates the influence of the radio range and the length of the queue in front of the stop line. Furthermore the positive effect to the fuel consumption of the developed system could be evaluated. The simulation model is a good basis for further tests and could be easily adapted to various situations and vehicles. In addition to the simulation, a human machine interface was developed for evaluating the advanced driver assistance system in test runs. The driver assistance system was tested in several situations to show the benefit of the system. It has been tested via multiple test runs. In the following test evaluation the improvement could clearly be shown.

Diese Forschungsarbeit setzt sich, vor dem Hintergrund aktueller demographischer Prognosen, mit der Entwicklung des Mobilitäts- und Verkehrssystems (MuVS) in schrumpfenden Stadtregionen auseinander und beurteilt sie unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit. Im Mittelpunkt der Dissertation, die in einem interdisziplinären Ansatz die Mobilitäts- und Verkehrsforschung mit dem sozial- und raumwissenschaftlichen Schrumpfungs- und dem Nachhaltigkeitsdiskurs kombiniert, steht die Erarbeitung und beispielhafte Anwendung eines Bewertungsrahmens für die strategische Planung des stadtregionalen Verkehrsangebotes.

Die vorliegende Dissertationsschrift widmet sich der Kapazität von Minikreisverkehren und der Berücksichtigung querender nichtmotorisierter Verkehrsteilnehmer an Kreisverkehren. Grundlage bilden Verkehrserhebungen an zehn Minikreisverkehren in Deutschland sowie eine Analyse des Erkenntnisstands zur Kapazitätsermittlung an Minikreisverkehren und an kleinen Kreisverkehren. Im ersten Teil der Arbeit wird ein Kapazitätsmodell für Minikreisverkehre unter Berücksichtigung relevanter verkehrlicher und gestalterischer Einflussfaktoren ermittelt. Dafür werden zwei unterschiedliche Ansätze betrachtet. Für den zeitlückentheoretischen Ansatz werden mithilfe der erhobenen Daten Funktionen zur Beschreibung der Zeitlückenverteilung im Kreis bestimmt und das Abflussverhalten der in der Zufahrt wartenden Fahrzeuge analysiert. Der theoretischen Beschreibung der Zeitlückenverteilung wird eine verschobene Exponentialverteilung mit Berücksichtigung des Anteils der frei fahrenden Fahrzeuge zugrunde gelegt, für die verschiedene Methoden der Parameterschätzung analysiert werden. Zur Ermittlung des Anteils der frei fahrenden Fahrzeuge wird ein Berechnungsmodell in Abhängigkeit der Verkehrsstärke und stromaufwärts gelegener Lichtsignalanlagen bestimmt. Für das Abflussverhalten der wartepflichtigen Fahrzeuge werden unterschiedliche Verfahren sowie Annahmen zur Bestimmung der Grenzzeitlücke analysiert und Zusammenhänge zwischen den ermittelten Zeitbedarfswerten und verkehrlichen sowie gestalterischen Eigenschaften der Minikreisverkehre bestimmt. Die Analyse des Abflussverhaltens wird durch die Betrachtung des Einflusses der ausfahrenden Fahrzeuge vervollständigt. Grundlage der empirischen Regressionsmodelle bildet eine zuverlässige Kapazitätsschätzung aus empirischen Daten, wofür bekannte Ansätze zur Kapazitätsschätzung überprüft und Modifikationsvorschläge erarbeitet werden. Zusammenhänge zwischen den erhobenen Kapazitäten und geometrischen sowie verkehrlichen Einflussgrößen werden mittels multipler Regressionsrechnung auf zwei unterschiedliche Arten bestimmt. Die nach beiden Arten ermittelten signifikanten Einflussgrößen werden sachlogisch diskutiert und ein regressionsbasiertes Kapazitätsmodell anhand der Erklärungsgüte ausgewählt. Die Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile der mit der Zeitlückentheorie und der durch Regressionsrechnung ermittelten Berechnungsansätze führt zu der Empfehlung, allgemeingültige Kapazitätsmodelle für Minikreisverkehre und kleine einstreifige Kreisverkehre auf Basis der Zeitlückentheorie zu entwickeln. Diese Empfehlung wird durch Simulationsuntersuchungen an zwei Minikreisverkehren validiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden für Minikreisverkehre Simulationsuntersuchungen zum Einfluss querender nichtmotorisierter Verkehrsteilnehmer durchgeführt. Aus den Simulationsergebnissen werden Berechnungsansätze zur Berücksichtigung des kapazitätsmindernden Einflusses querender Fußgänger und Radfahrer an Kreisverkehrszufahrten mit und ohne Fußgängerüberwegen bestimmt. Weiterhin wird ein Berechnungsverfahren zur Kapazitätsermittlung an Kreisverkehrsausfahrten mit und ohne Fußgängerüberwegen ermittelt. Ausgehend von der Kapazität und der Auslastung einer Ausfahrt wird ein Verfahren zur Berechnung von Rückstauwahrscheinlichkeiten sowie den daraus folgenden Blockadewahrscheinlichkeiten stromaufwärts gelegener Kreisverkehrszufahrten entwickelt, um damit den kapazitätsmindernden Einfluss der die Ausfahrt querenden nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer zu berechnen. Die Ergebnisse werden in einem integrierten Berechnungsmodell zur Kapazitätsermittlung an Minikreisverkehren unter Berücksichtigung des Einflusses querender Fußgänger zusammengefasst und daraus allgemeine, für kleine Kreisverkehre gültige Erkenntnisse abgeleitet.