Die vorliegende Dissertationsschrift widmet sich der Beschreibung des Geschwindigkeits-verhaltens von Kraftfahrern auf innerörtlichen Straßen sowie dessen Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit. Grundlage bilden manuelle und automatische Querschnittsmessungen von Einzelgeschwindigkeiten in Hauptverkehrs- und Erschließungs¬straßen mit zulässigen Höchstgeschwindigkeiten von 50 bzw. 30 km/h. Die Beschreibung von Wunschgeschwindigkeiten über unterschiedliche Abgrenzungen freifahrender Fahrzeuge, deren Geschwindigkeiten die Grundlage für die folgenden Modelle bilden, sowie die Überprüfung der Übertragbarkeit von Querschnittsmessungen auf die Strecke und die Analyse von Geschwindigkeitsganglinien dienen der Einordnung der in dieser Untersuchung vorgelegten Ergebnisse. Ziel des ersten Teils der Arbeit ist die Beschreibung möglicher Einflussfaktoren aus der Gestaltung, dem Betrieb sowie der Lage im Netz und dem Umfeld einer Straße auf die Wahl der Geschwindigkeit von Pkw-Fahrern. Erste Ansätze werden aus dem Vergleich von fahrtrichtungsbezogenen Geschwindigkeiten an einem Querschnitt mit asymmetrischer Gestaltung abgeleitet. Auf Basis querschnittsbezogener mittlerer und v85-Geschwindigkeiten werden verschiedene multiple Regressionsmodelle aufgestellt und miteinander verglichen. Die Modelle basieren auf Messungen im Straßennetz Dresdens und werden anhand von Messungen aus anderen deutschen Städten validiert. Signifikante Einflussgrößen ergeben sich aus den Bereichen Verkehrsbedeutung, Querschnittsgestaltung, Umfeldnutzung und Fahrbahnoberfläche eines Straßenquerschnitts. Die Einflussgrößen sowie deren Abhängigkeiten untereinander werden diskutiert und Potenziale für Maßnahmen zur Geschwindigkeitsreduzierung aufgezeigt. Im zweiten Teil der Arbeit werden für Tempo-50-Straßen verallgemeinerte lineare Modelle zur Beschreibung des Einflusses der Geschwindigkeit auf die Verkehrssicherheit abgeleitet. Für unterschiedliche Unfallkollektive bezüglich räumlicher Abgrenzung, Unfallschwere und Verkehrsbeteiligung wird der Geschwindigkeitseinfluss auf die Unfallzahl anhand einer Potenzfunktion (Power-Modell) unter Kontrolle der Randbedingungen Verkehrsaufkommen des motorisierten Individual-verkehrs und Umfeldnutzung beschrieben. Die Zahl der Unfälle mit Personenschaden steigt progressiv mit der mittleren Geschwindigkeit und degressiv mit dem DTV an. / Driving speeds of personal vehicles on urban roads are analyzed and their influence on traffic safety is modeled. The speed data is measured at cross sections on major and minor roads with speed limits of 50 and 30 km/h. Different kinds of classification of free-flow-vehicles were analyzed for the description of the desired speed of a driver. Also local speeds along road sections as well as time variation curves of driving speeds are documented in order to interpret and classify the provided findings. The first part of this work deals with the prediction of local driving speeds based on parameters of the roadway environment determining road design as well as the land-use next to the road. One first simple approach is to compare both driving directions at non-symmetric cross sections. Then several multiple regression models for mean speeds and 85-percentiles of the speed distribution are estimated and compared with each other. The models are based on the road network of the city of Dresden and are validated with speed measurements in other German cities. Road classification, cross section characteristics, land-use and the road surface condition are found to be significant parameters that correlate with driving speed. The possible influences on the choice of speed and their interdependencies as well as their practical relevance are discussed. In the second part of this work the influence of speeds on the occurrence of traffic accidents is estimated using Generalized Linear Models. This is done for different accident groups under consideration of the annual daily traffic and a parameter that describes the length and type of land-use of the adjacent buildings next to the road section. The relationship between speed and accident counts can be described using a power function. Accident numbers rise progressively with increasing speeds and rise in a declining manner with increasing amount of traffic.

Die vorliegende Dissertationsschrift widmet sich der Beschreibung des Geschwindigkeits-verhaltens von Kraftfahrern auf innerörtlichen Straßen sowie dessen Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit. Grundlage bilden manuelle und automatische Querschnittsmessungen von Einzelgeschwindigkeiten in Hauptverkehrs- und Erschließungs¬straßen mit zulässigen Höchstgeschwindigkeiten von 50 bzw. 30 km/h. Die Beschreibung von Wunschgeschwindigkeiten über unterschiedliche Abgrenzungen freifahrender Fahrzeuge, deren Geschwindigkeiten die Grundlage für die folgenden Modelle bilden, sowie die Überprüfung der Übertragbarkeit von Querschnittsmessungen auf die Strecke und die Analyse von Geschwindigkeitsganglinien dienen der Einordnung der in dieser Untersuchung vorgelegten Ergebnisse. Ziel des ersten Teils der Arbeit ist die Beschreibung möglicher Einflussfaktoren aus der Gestaltung, dem Betrieb sowie der Lage im Netz und dem Umfeld einer Straße auf die Wahl der Geschwindigkeit von Pkw-Fahrern. Erste Ansätze werden aus dem Vergleich von fahrtrichtungsbezogenen Geschwindigkeiten an einem Querschnitt mit asymmetrischer Gestaltung abgeleitet. Auf Basis querschnittsbezogener mittlerer und v85-Geschwindigkeiten werden verschiedene multiple Regressionsmodelle aufgestellt und miteinander verglichen. Die Modelle basieren auf Messungen im Straßennetz Dresdens und werden anhand von Messungen aus anderen deutschen Städten validiert. Signifikante Einflussgrößen ergeben sich aus den Bereichen Verkehrsbedeutung, Querschnittsgestaltung, Umfeldnutzung und Fahrbahnoberfläche eines Straßenquerschnitts. Die Einflussgrößen sowie deren Abhängigkeiten untereinander werden diskutiert und Potenziale für Maßnahmen zur Geschwindigkeitsreduzierung aufgezeigt. Im zweiten Teil der Arbeit werden für Tempo-50-Straßen verallgemeinerte lineare Modelle zur Beschreibung des Einflusses der Geschwindigkeit auf die Verkehrssicherheit abgeleitet. Für unterschiedliche Unfallkollektive bezüglich räumlicher Abgrenzung, Unfallschwere und Verkehrsbeteiligung wird der Geschwindigkeitseinfluss auf die Unfallzahl anhand einer Potenzfunktion (Power-Modell) unter Kontrolle der Randbedingungen Verkehrsaufkommen des motorisierten Individual-verkehrs und Umfeldnutzung beschrieben. Die Zahl der Unfälle mit Personenschaden steigt progressiv mit der mittleren Geschwindigkeit und degressiv mit dem DTV an. / Driving speeds of personal vehicles on urban roads are analyzed and their influence on traffic safety is modeled. The speed data is measured at cross sections on major and minor roads with speed limits of 50 and 30 km/h. Different kinds of classification of free-flow-vehicles were analyzed for the description of the desired speed of a driver. Also local speeds along road sections as well as time variation curves of driving speeds are documented in order to interpret and classify the provided findings. The first part of this work deals with the prediction of local driving speeds based on parameters of the roadway environment determining road design as well as the land-use next to the road. One first simple approach is to compare both driving directions at non-symmetric cross sections. Then several multiple regression models for mean speeds and 85-percentiles of the speed distribution are estimated and compared with each other. The models are based on the road network of the city of Dresden and are validated with speed measurements in other German cities. Road classification, cross section characteristics, land-use and the road surface condition are found to be significant parameters that correlate with driving speed. The possible influences on the choice of speed and their interdependencies as well as their practical relevance are discussed. In the second part of this work the influence of speeds on the occurrence of traffic accidents is estimated using Generalized Linear Models. This is done for different accident groups under consideration of the annual daily traffic and a parameter that describes the length and type of land-use of the adjacent buildings next to the road section. The relationship between speed and accident counts can be described using a power function. Accident numbers rise progressively with increasing speeds and rise in a declining manner with increasing amount of traffic.

Being widely adopted by the transportation and planning practitioners, the fundamental diagram (FD) is the primary tool used to relate the key macroscopic traffic variables of speed, flow, and density. We empirically analyze the relation between vehicular space-mean speeds and flows given different signal settings and postulate a parsimonious parametric function form of the traditional FD where its function parameters are explicitly modeled as a function of the signal plan factors. We validate the proposed formulation using data from signalized urban road segments in Salt Lake City, Utah, USA. The proposed formulation builds our understanding of how changes to signal settings impact the FDs, and more generally the congestion patterns, of signalized urban segments.

In der Arbeit wird eine Methodik einer zusammenhängenden Analyse und modellhaften Beschreibung der Verkehrssicherheit in städtischen Hauptstraßennetzen am Beispiel der Stadt Dresden entwickelt. Die dabei gewonnenen Modelle dienen der Abschätzung von Erwartungswerten von Unfallhäufigkeiten mit und ohne Personenschaden unter Berücksichtigung der Verkehrsbeteiligungsart. Die Grundlage bilden multivariate Regressionsmodelle auf Basis verallgemeinerter linearer Modelle (GLM). Die Verwendung verallgemeinerter Regressionsmodelle erlaubt eine Berücksichtigung von Verteilungen, die besser geeignet sind, den Unfallentstehungsprozess wiederzugeben, als die häufig verwendete Normalverteilung. Im konkreten Fall werden hierzu die Poisson-Verteilung sowie die negative Binomialverteilung verwendet. Um Effekte im Hauptverkehrsstraßennetz möglichst trennscharf abbilden zu können, werden vier grundsätzliche Netzelemente differenziert und das Netz entsprechend zerlegt. Unterschieden werden neben Streckenabschnitten und Hauptverkehrsknotenpunkten auch Annäherungsbereiche und Anschlussknotenpunkte. Die Kollektive der Knotenpunkte werden ferner in signalisierte und nicht-signalisierte unterteilt. Es werden zunächst Modelle unterschiedlicher Unfallkollektive getrennt für alle Kollektive der vier Netzelemente berechnet. Anschließend werden verschiedene Vorgehensweisen für eine Zusammenfassung zu Netzmodellen entwickelt. Neben der Verwendung verkehrstechnischer und infrastruktureller Größen als erklärende Variable werden in der Arbeit auch Kenngrößen zur Beschreibung der Umfeldnutzung ermittelt und im Rahmen der Regression einbezogen. Die Quantifizierung der Umfeldnutzung erfolgt mit Hilfe von Korrelations-, Kontingenz- und von Hauptkomponentenanalysen (PCA). Im Ergebnis werden Modelle präsentiert, die eine multivariate Quantifizierung erwarteter Unfallhäufigkeiten in Hauptverkehrsstraßennetzen erlauben. Die vorgestellte Methodik bildet eine mögliche Grundlage für eine differenzierte Sicherheitsbewertung verkehrsplanerischer Variantenabschätzungen. / A methodology is developed in order to predict the number of accidents within an urban main road network. The analysis was carried out by surveying the road network of Dresden. The resulting models allow the calculation of individual expectancy values for accidents with and without injury involving different traffic modes. The statistical modelling process is based on generalized linear models (GLM). These were chosen due to their ability to take into account certain non-normal distributions. In the specific case of accident counts, both the Poisson distribution and the negative binomial distribution are more suitable for reproducing the origination process than the normal distribution. Thus they were chosen as underlying distributions for the subsequent regressions. In order to differentiate overlaying influences, the main road network is separated into four basic elements: major intersections, road sections, minor intersections and approaches. Furthermore the major and minor intersections are additionally subdivided into signalised and non-signalised intersections. Separate models are calculated for different accident collectives for the various types of elements. Afterwards several methodologies for calculating aggregated network models are developed and analysed. Apart from traffic-related and infrastructural attributes, environmental parameters are derived taking into account the adjacent building structure as well as the surrounding land-use, and incorporated as explanatory variables within the regression. The environmental variables are derived from statistical analyses including correlation matrices, contingency tables and principal components analyses (PCA). As a result, a set of models is introduced which allows a multivariate calculation of expected accident counts for urban main road networks. The methodology developed can serve as a basis for a differentiated safety assessment of varying scenarios within a traffic planning process.

In der Arbeit wird eine Methodik einer zusammenhängenden Analyse und modellhaften Beschreibung der Verkehrssicherheit in städtischen Hauptstraßennetzen am Beispiel der Stadt Dresden entwickelt. Die dabei gewonnenen Modelle dienen der Abschätzung von Erwartungswerten von Unfallhäufigkeiten mit und ohne Personenschaden unter Berücksichtigung der Verkehrsbeteiligungsart. Die Grundlage bilden multivariate Regressionsmodelle auf Basis verallgemeinerter linearer Modelle (GLM). Die Verwendung verallgemeinerter Regressionsmodelle erlaubt eine Berücksichtigung von Verteilungen, die besser geeignet sind, den Unfallentstehungsprozess wiederzugeben, als die häufig verwendete Normalverteilung. Im konkreten Fall werden hierzu die Poisson-Verteilung sowie die negative Binomialverteilung verwendet. Um Effekte im Hauptverkehrsstraßennetz möglichst trennscharf abbilden zu können, werden vier grundsätzliche Netzelemente differenziert und das Netz entsprechend zerlegt. Unterschieden werden neben Streckenabschnitten und Hauptverkehrsknotenpunkten auch Annäherungsbereiche und Anschlussknotenpunkte. Die Kollektive der Knotenpunkte werden ferner in signalisierte und nicht-signalisierte unterteilt. Es werden zunächst Modelle unterschiedlicher Unfallkollektive getrennt für alle Kollektive der vier Netzelemente berechnet. Anschließend werden verschiedene Vorgehensweisen für eine Zusammenfassung zu Netzmodellen entwickelt. Neben der Verwendung verkehrstechnischer und infrastruktureller Größen als erklärende Variable werden in der Arbeit auch Kenngrößen zur Beschreibung der Umfeldnutzung ermittelt und im Rahmen der Regression einbezogen. Die Quantifizierung der Umfeldnutzung erfolgt mit Hilfe von Korrelations-, Kontingenz- und von Hauptkomponentenanalysen (PCA). Im Ergebnis werden Modelle präsentiert, die eine multivariate Quantifizierung erwarteter Unfallhäufigkeiten in Hauptverkehrsstraßennetzen erlauben. Die vorgestellte Methodik bildet eine mögliche Grundlage für eine differenzierte Sicherheitsbewertung verkehrsplanerischer Variantenabschätzungen. / A methodology is developed in order to predict the number of accidents within an urban main road network. The analysis was carried out by surveying the road network of Dresden. The resulting models allow the calculation of individual expectancy values for accidents with and without injury involving different traffic modes. The statistical modelling process is based on generalized linear models (GLM). These were chosen due to their ability to take into account certain non-normal distributions. In the specific case of accident counts, both the Poisson distribution and the negative binomial distribution are more suitable for reproducing the origination process than the normal distribution. Thus they were chosen as underlying distributions for the subsequent regressions. In order to differentiate overlaying influences, the main road network is separated into four basic elements: major intersections, road sections, minor intersections and approaches. Furthermore the major and minor intersections are additionally subdivided into signalised and non-signalised intersections. Separate models are calculated for different accident collectives for the various types of elements. Afterwards several methodologies for calculating aggregated network models are developed and analysed. Apart from traffic-related and infrastructural attributes, environmental parameters are derived taking into account the adjacent building structure as well as the surrounding land-use, and incorporated as explanatory variables within the regression. The environmental variables are derived from statistical analyses including correlation matrices, contingency tables and principal components analyses (PCA). As a result, a set of models is introduced which allows a multivariate calculation of expected accident counts for urban main road networks. The methodology developed can serve as a basis for a differentiated safety assessment of varying scenarios within a traffic planning process.