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5. EVU – Tagung Verkehrssicherheit in Österreich - EVU e.V.

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<strong>EVU</strong> <strong>–</strong> Ländergruppe <strong>Österreich</strong><br />

<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong><br />

<strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

Kurzfassungen<br />

zu den Fachvorträgen<br />

Freitag, 07. März 2008, 11:00 <strong>–</strong> 16:00 Uhr<br />

Herrensaal <strong>in</strong> der Cafe Central Konditorei, 1010 Wien<br />

veranstaltet von der <strong>EVU</strong>-Ländergruppe <strong>Österreich</strong><br />

<strong>EVU</strong>-Ländergruppe <strong>Österreich</strong> Univ. Prof. Dipl.-Ing Dr. Ernst Pfleger EPIGUS: 1010 Wien, Schmerl<strong>in</strong>gplatz 3/7<br />

ZVR-Zahl: 124613980 Tel./Fax +43 1 208 90 90 eMail: epigus@chello.at<br />

Bankverb<strong>in</strong>dung: Bank Austria Creditanstalt AG BLZ 12000, Konto-Nr. 01 663 444 600


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Inhalt:<br />

Prof. Dr.-Ing. habil. Egon-Christian von GLASNER<br />

Präsidialratsvorsitzender des <strong>EVU</strong> - Dachverbandes<br />

Inhalt Seite 2<br />

Seite<br />

E<strong>in</strong>fluss der Reifenleistungsfähigkeit auf das Fahr-<br />

und Bremsverhalten von Straßenfahrzeugen ....................................................... 3<br />

Mag. Dr. Werner GRATZER<br />

DWG Sachverständigenbüro Gratzer<br />

Berechnung von Abgleitkollisionen ...................................................................... 8<br />

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Hermann STEFFAN<br />

DSD L<strong>in</strong>z, Technische Universität Graz <strong>–</strong> Institut für Fahrzeugsicherheit<br />

Vorsitzender des <strong>EVU</strong> - Dachverbandes<br />

Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion<br />

<strong>–</strong> <strong>in</strong>sbesondere Fußgängerschutz ....................................................................... 13<br />

Zdzisław DĄBCZYŃSKI / Jerzy KRAS<br />

Fa. WIMED, Polen<br />

Reduction severity of collisions<br />

with sign post and sign structures ...................................................................... 21<br />

Dipl.-Ing. Dr. Peter MAURER<br />

arsenal research - Geschäftsfeldleiter Verkehrswege<br />

Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug ................................................................ 27<br />

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Ernst PFLEGER<br />

EPIGUS-Institut für ganzheitliche Unfall- und Sicherheitsforschung<br />

Vorsitzender der <strong>EVU</strong>-Ländergruppe <strong>Österreich</strong><br />

Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen ........................................ 41<br />

Prof. Dipl.-Ing. Dr. Josef PLANK<br />

Sachverständiger, Burgenland<br />

Fragen der <strong>Verkehrssicherheit</strong> zum Thema Ste<strong>in</strong>schläge ................................ 53<br />

Dieses Dokument <strong>in</strong> Farbe steht ab der folgenden Woche auf der Webseite<br />

www.evuonl<strong>in</strong>e.org im Bereich „Publikationen“ zum Download!


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Prof. Dr.-Ing. habil. Egon-Christian von GLASNER<br />

Präsidialratsvorsitzender des <strong>EVU</strong> - Dachverbandes<br />

E<strong>in</strong>fluss der Reifenleistungsfähigkeit auf das Fahr-<br />

und Bremsverhalten von Straßenfahrzeugen<br />

Inhalt des Vortrags:<br />

1. E<strong>in</strong>führung<br />

2. Fahrdynamische Untersuchungen<br />

2.1 Genormte fahrdynamische Prüfverfahren der ISO<br />

2.2 Fahrdynamische Vermessung e<strong>in</strong>es LKW und<br />

e<strong>in</strong>es Transporters<br />

3. Leistungsfähigkeit der Reifen<br />

3.1 Kraftübertragungsfähigkeiten heutiger Reifen<br />

3.2 Toleranzbänder der e<strong>in</strong>zelnen Reifenhersteller<br />

untere<strong>in</strong>ander und deren E<strong>in</strong>fluss auf das Fahrverhalten<br />

4. Zusammenfassung der Ergebnisse<br />

ISO - Prüfverfahren „Stationäre Kurvenfahrt“ Lenkradw<strong>in</strong>kelbedarf<br />

VON GLASNER, Egon-Christian <strong>–</strong> Reifenleistungsfähigkeit / Fahr- und Bremsverhalten Seite 3


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

ISO - Prüfverfahren “Lenkw<strong>in</strong>kelsprung“<br />

Giergeschw<strong>in</strong>digkeit als Funktion der Längsverzögerung<br />

1 Sekunde nach Bremsbeg<strong>in</strong>n<br />

Seitenkraft / Schräglaufw<strong>in</strong>kel-<br />

Charakteristik e<strong>in</strong>es Nutzfahrzeugreifens<br />

VON GLASNER, Egon-Christian <strong>–</strong> Reifenleistungsfähigkeit / Fahr- und Bremsverhalten Seite 4


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Bremskraft/Schlupf - Charakteristik<br />

e<strong>in</strong>es Nutzfahrzeugreifens<br />

ISO - Prüfverfahren „Stationäre Kreisfahrt“<br />

mit unterschiedlichen Reifenleistungsfähigkeiten<br />

ISO - Prüfverfahren „Bremsen geradeaus“<br />

mit unterschiedlichen Reifenleistungsfähigkeiten<br />

VON GLASNER, Egon-Christian <strong>–</strong> Reifenleistungsfähigkeit / Fahr- und Bremsverhalten Seite 5


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

ISO - Prüfverfahren: „Schneller Fahrbahnwechsel“<br />

mit unterschiedlichen Reifenleistungsfähigkeiten<br />

Zusammenfassung der Erkenntnisse:<br />

� Aus ca. 20 denkbaren fahrdynamischen Prüfverfahren haben sich ca. 3 zur Def<strong>in</strong>ition<br />

der M<strong>in</strong>destanforderungen durchgesetzt, die qualifizierte Aussagen über das<br />

fahrdynamische Verhalten e<strong>in</strong>es Fahrzeuges liefern können.<br />

� Durch <strong>in</strong>ternational akzeptierte Prüfprozeduren können Fahrzeuge weltweit neutral <strong>in</strong><br />

ihrer fahrdynamischen Leistungsfähigkeit verglichen werden, wenn die Kraftschlussverhältnisse<br />

der Testgelände ähnlich s<strong>in</strong>d.<br />

Zur grundsätzlichen Information über das fahrdynamische Verhalten e<strong>in</strong>es<br />

Fahrzeuges gehören zum<strong>in</strong>dest Aussagen:<br />

� zum stationären Lenk- und Steuerverhalten (z.B.: Def<strong>in</strong>ition von Untersteuern oder<br />

Übersteuern)<br />

� zum <strong>in</strong>stationären Übergangsverhalten (z.B.: Anreißen der Lenkung, schneller<br />

Fahrspurwechsel)<br />

� zur Überlagerung von stationären und <strong>in</strong>stationären Fahrvorgängen (z.B.: Bremsen <strong>in</strong><br />

der Kurve).<br />

� Durch weltweit genormte Prüfprozeduren kann das fahrdynamische Potenzial e<strong>in</strong>es<br />

Fahrzeugs präzise und reproduzierbar def<strong>in</strong>iert werden.<br />

VON GLASNER, Egon-Christian <strong>–</strong> Reifenleistungsfähigkeit / Fahr- und Bremsverhalten Seite 6


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

� Durch das Erkennen und Ausnutzen dieses Potenzials für die folgenden Fahrzeuggenerationen<br />

konnte die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge <strong>in</strong> den letzten 30 Jahren<br />

immer wieder sukzessive gesteigert werden.<br />

� Die Ergebnisse dieser Prüfprozeduren s<strong>in</strong>d auch für die Entwicklungsdokumentation<br />

wichtig.<br />

� Die Leistungsfähigkeit von Reifen bezüglich erreichbarer Längs- und Querbeschleunigungen<br />

hat sich <strong>in</strong> den letzten Jahrzehnten nur ger<strong>in</strong>gfügig verbessert.<br />

� Die bereits vor längerer Zeit festgelegten DIN-Werte von Längs- und Querbeschleunigungen<br />

für die Ladungssicherung müssen daher nicht revidiert werden.<br />

� Das Leistungsverhalten heutiger Reifen ist bei gleichen Reifenabmessungen<br />

aufgrund der Variation <strong>in</strong>terner Produktionsparameter der Reifenhersteller<br />

untere<strong>in</strong>ander stark unterschiedlich.<br />

� Reifen mit stark unterschiedlichen Leistungsfähigkeiten, die aber an das gleiche<br />

Fahrzeug montiert werden können, können das Fahr- und Bremsverhalten dieser<br />

Fahrzeuge dramatisch verändern.<br />

� Elektronische Fahrerassistenzsysteme können die Auswirkungen dieser unterschiedlichen<br />

Leistungsfähigkeiten nur bed<strong>in</strong>gt kompensieren, da oft nur e<strong>in</strong>e ger<strong>in</strong>gere<br />

Seitenführungsfähigkeit gegenüber der Orig<strong>in</strong>albereifung zur Verfügung steht.<br />

Prof. Dr.-Ing. habil. Egon-Christian VON GLASNER<br />

Präsidialratsvorsitzender des <strong>EVU</strong>-Dachverbandes<br />

Senior Manager Daimler Chrysler AG (i.R.)<br />

D - 73650 W<strong>in</strong>terbach, Vogelsangweg 13<br />

+49 718 17 18 82<br />

E-Mail: ecvonglasner@gmx.de<br />

VON GLASNER, Egon-Christian <strong>–</strong> Reifenleistungsfähigkeit / Fahr- und Bremsverhalten Seite 7


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Mag. Dr. Werner GRATZER<br />

DWG Sachverständigenbüro Gratzer (ANALYZER PRO)<br />

Berechnung von Abgleitkollisionen<br />

E<strong>in</strong>leitung:<br />

Abgleitkollisionen haben die Eigenheit, dass die Stoßdauer meist relativ groß ist und sich<br />

daher die Kontaktzone stark verlagert. Die während der Kollision wirkenden Reifenkräfte<br />

können oft nicht vernachlässigt werden.<br />

Sofern ausreichend Spuren vorhanden s<strong>in</strong>d, kann die Rückwärtsanalyse angewendet<br />

werden. Hier stellt sich das Problem, zu welchem Zeitpunkt der rechnerische Beg<strong>in</strong>n des<br />

Auslaufes gesetzt wird.<br />

In der Vorwärtsanalyse muss der Stoßpunkt def<strong>in</strong>iert werden, was schwierig ist, wenn dieser<br />

während des Stoßes entlang der Karosserie e<strong>in</strong>es Fahrzeuges wandert.<br />

E<strong>in</strong>en Ausweg bietet die Zerlegung e<strong>in</strong>er Kollision <strong>in</strong> mehrere Teilkollisionen (Partialkollisionen).<br />

Für die e<strong>in</strong>zelnen Partialkollisionen muss dazu der k-Faktor entsprechend<br />

def<strong>in</strong>iert werden.<br />

k-Faktoren bei Partialkollisionen<br />

Def<strong>in</strong>ition des k-Faktors:<br />

k = −<br />

Δν'<br />

Δν<br />

GRATZER, Werner <strong>–</strong> Berechnung von Abgleitkollisionen Seite 8<br />

BN<br />

BN<br />

Δν' BN .... Differenz der Berührpunktsgeschw<strong>in</strong>digkeiten nach dem Stoß <strong>in</strong> Normalenrichtung<br />

Δν BN .... Differenz der Berührpunktsgeschw<strong>in</strong>digkeiten vor dem Stoß <strong>in</strong> Normalenrichtung<br />

Der Wertebereich des k-Faktors liegt zwischen 0 und 1.<br />

DWG<br />

Dr. Werner Gratzer<br />

Sachverständigen-Büro für Unfallrekonstruktionen<br />

Softwareentwicklung für Unfallrekonstruktionen<br />

Bei e<strong>in</strong>em vollkommen plastischen Stoß ist der k-Faktor 0, bei e<strong>in</strong>em elastischen Stoß 1.<br />

Nur <strong>in</strong> Ausnahmefällen kann der k-Faktor negativ werden, nämlich dann, wenn es zu ke<strong>in</strong>em<br />

Angleichen der Berührpunktsgeschw<strong>in</strong>digkeiten kommt, wie zum Beispiel bei e<strong>in</strong>em<br />

Durchschuss oder vergleichbar verlaufenden Kollisionen.<br />

Auch bei Abgleitkollisionen ist der k-Faktor positiv, es sei denn, auf Grund e<strong>in</strong>er hohen<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeit ist die Berührdauer so kle<strong>in</strong>, dass noch ehe die Berührpunktsgeschw<strong>in</strong>digkeiten<br />

<strong>in</strong> Normalenrichtung angeglichen s<strong>in</strong>d, der Stoßpartner aus dem eigenen Fahrkanal<br />

verschwunden ist.


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

k-Faktor am Beispiel e<strong>in</strong>er Auffahrkollision:<br />

Im nachfolgenden Beispiel kollidiert das rote Fahrzeug mit e<strong>in</strong>er Geschw<strong>in</strong>digkeit von<br />

20 km/h gegen das stehende blaue Fahrzeug (gleiche Massen angenommen):<br />

Vor der Kollision war die Differenzgeschw<strong>in</strong>digkeit v1 <strong>–</strong> v2 = 20 km/h und nach der Kollision<br />

v1 <strong>–</strong> v2 = <strong>–</strong> 4 km/h.<br />

- 4<br />

Daher: k = − = 0,2<br />

20<br />

Betrachtet man den zeitlichen Verlauf der Differenzgeschw<strong>in</strong>digkeit und unterteilt die<br />

Kollision <strong>in</strong> drei e<strong>in</strong>zelne Abschnitte, so ergibt sich Folgendes:<br />

Zeitlicher Verlauf von Δν BN :<br />

GRATZER, Werner <strong>–</strong> Berechnung von Abgleitkollisionen Seite 9


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Bei 5 Partialkollisionen: k partial<br />

Angewendet auf e<strong>in</strong> Beispiel:<br />

Neumünster 2006<br />

SH 06.84 Test 01<br />

Opel Astra stößt mit 40,5 km/h gegen e<strong>in</strong>en mit 20,7 km/h fahrenden Opel Omega,<br />

Kollisionsw<strong>in</strong>kel 20°.<br />

Der Anstoß beg<strong>in</strong>nt an der A-Säule<br />

GRATZER, Werner <strong>–</strong> Berechnung von Abgleitkollisionen Seite 10


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

und endet nach der C-Säule<br />

Die große Verschiebung des Stoßpunktes während der Kollision macht es schwierig den<br />

Stoßpunkt für die Vorwärtssimulation zu def<strong>in</strong>ieren. Das Ergebnis ist sehr stark von der Lage<br />

des gewählten Stoßpunktes abhängig, was zu falschen Kollisionsgeschw<strong>in</strong>digkeiten führen<br />

kann.<br />

Die Kollision kann grundsätzlich sowohl mit der Rückwärtsanalyse als auch mit der<br />

Vorwärtsanalyse richtig berechnet werden, die Analyse ist aber wegen der Stoßpunktswanderung<br />

schwierig.<br />

Wird die Kollision aber <strong>in</strong> Partialkollisionen zerlegt, dann kann der Stoßpunkt für die erste<br />

Partialkollision <strong>in</strong> den Erstkontaktpunkt, der sehr leicht aus dem Schadensbild gefunden<br />

werden kann, gelegt werden.<br />

Der zweite Vorteil liegt dar<strong>in</strong>, dass <strong>in</strong> den zwischen den Partialkollisionen liegenden<br />

Zeitabschnitten die Reifenkräfte berücksichtigt werden können.<br />

Mittels dieser Zerlegung lässt sich relativ e<strong>in</strong>fach e<strong>in</strong>e sehr genaue Simulation durchführen.<br />

GRATZER, Werner <strong>–</strong> Berechnung von Abgleitkollisionen Seite 11


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Mag. Dr. Werner Gratzer<br />

DWG Sachverständigenbüro Gratzer<br />

5110 Oberndorf, Weitwörth 10<br />

06272 / 77 363<br />

E-Mail: dwg@analyzer.at<br />

GRATZER, Werner <strong>–</strong> Berechnung von Abgleitkollisionen Seite 12


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Hermann STEFFAN<br />

DSD L<strong>in</strong>z, Technische Universität Graz <strong>–</strong> Institut für Fahrzeugsicherheit<br />

Vorsitzender des <strong>EVU</strong> - Dachverbandes<br />

Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion <strong>–</strong> <strong>in</strong>sbesondere<br />

Fußgängerschutz<br />

H<strong>in</strong>tergrund<br />

• 1.2 Mio Verkehrstote / Jahr weltweit (3242 / Tag)<br />

• 50 Millionen Verletzte weltweit<br />

• Über 150,000 Verletzte <strong>in</strong> der EU mit bleibenden Schäden<br />

• Mehr als 50% der Getöteten s<strong>in</strong>d relativ jung (15-45 Jahre)<br />

Colonel JP Stapp „E<strong>in</strong>e Legende der Biomechanik”<br />

Geschichte der Biomechanik<br />

1950 bis 1970: Entwicklung verschiedener Automotive Crashtest-Dummies. (ATD AntropometricTest<br />

Device) erster Dummy für Automobile war das Modell VIP<br />

(entwickelt <strong>in</strong> den USA, 1952)<br />

1971: Erster Hybrid I Crashtest Dummy<br />

1971 bis 1972: General Motors entwickelte aus Hybrid I den Hybrid II.<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 13


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

1973: US Regierung übernimmt Hybrid II für Frontalaufprall Versuche <strong>in</strong>s Gesetz<br />

FMVSS #208.<br />

1973 bis 1976: General Motors entwickelt im Auftrag der NHTSA den Hybrid II weiter zum<br />

heutigen Hybrid III.<br />

1979: Erster Seitenaufprall-Dummy (US-SID).<br />

1997: Ersatz des Hybrid II durch Hybrid III im US-Standard FMVSS 208.<br />

2000: Erster Rear-Impact-Dummy (BioRID).<br />

Injury Mechanism<br />

Head Cervical Sp<strong>in</strong>e<br />

Chest Anatomy Pelvis<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 14


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Injury Cod<strong>in</strong>g AIS<br />

AIS-E<strong>in</strong>teilung nach Regionen (Body<br />

Regions)<br />

• Kopf (head)<br />

• Gesicht (face)<br />

• Nacken (neck)<br />

• Rumpf (thorax)<br />

• Unterleib (abdomen)<br />

• Wirbelsäule (sp<strong>in</strong>e)<br />

• obere Gliedmaßen (upper extremities)<br />

• untere Gliedmaßen (lower extremities)<br />

• unbekannt (unspecified)<br />

AIS / Economic Costs AIS<br />

AIS Verletzungsschwere <strong>–</strong>(Severity)<br />

1. leicht, ger<strong>in</strong>gfügig (m<strong>in</strong>or)<br />

2. mittelschwer, mäßig (moderate)<br />

3. schwer, ernst (serious)<br />

4. sehr schwer (severe)<br />

<strong>5.</strong> schwerst, kritisch, akute Lebensgefahr<br />

(critical)<br />

6. tödlich (maximum <strong>in</strong>jury virtually<br />

unsurvivable)<br />

9. unbekannt (unknown)<br />

MAIS / ISS Mortality vs ISS<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 15


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Injury risk Injury Risk vs Load<strong>in</strong>g<br />

Wayne State Curve (Patrick)<br />

Der erste Dummy / die ersten Dummies<br />

• Alderson/ Sierra ‚SAM‘ für Schleudersitz-Tests<br />

• 1950-1960: GARD, FBP, ASP, Weiterentwicklungen für Aerospace<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 16


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

HII Dummy<br />

The Hybrid II 50th Percentile Male Test Dummy, orig<strong>in</strong>ally<br />

designed by Alderson Research Laboratories, was modified<br />

by General Motors and the National Highway Traffic Safety<br />

Adm<strong>in</strong>istration (NHTSA) us<strong>in</strong>g Alderson and Sierra<br />

Eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>g parts. This dummy was capable of generat<strong>in</strong>g<br />

test data with sufficient biofidelity to be used for automotive<br />

crashworth<strong>in</strong>ess test<strong>in</strong>g. In 1973, the dummy was mandated<br />

by NHTSA for use <strong>in</strong> test<strong>in</strong>g automotive restra<strong>in</strong>t systems to<br />

meet Federal Motor Vehicle Safety Standard No.208<br />

(FMVSS 208).<br />

HIII Dummy<br />

The Hybrid III 50th Percentile Male Crash Test Dummy is the<br />

most widely used crashtest dummy <strong>in</strong> the world for the<br />

evaluation of automotive safety restra<strong>in</strong>t systems <strong>in</strong> frontal<br />

crash test<strong>in</strong>g. Orig<strong>in</strong>ally developed by General Motors.<br />

The dummy is a regulated test device <strong>in</strong> the USA Code of<br />

Federal Regulations (Part 572, Subpart E) and also <strong>in</strong> the<br />

European ECE Regulations.<br />

Thor FT<br />

THOR is an advanced50th percentile male dummy. The<br />

successor of Hybrid III, THOR has a more humanlike sp<strong>in</strong>e<br />

and pelvi, and ist face conta<strong>in</strong>s a number of sensors which<br />

allow an alysis of facial impacts to an accuracy currently<br />

unobta<strong>in</strong>able with other dummies.<br />

THOR's range of sensors is also greater <strong>in</strong> quantity and<br />

sensitivity than those of Hybrid III.<br />

US SID<br />

The DOT SID was adapted from the Hybrid II 50th Percentile<br />

Male Test Dummy to provide human-like acceleration<br />

responses <strong>in</strong> the lateral direction when test<strong>in</strong>g automotive<br />

side impact crashworth<strong>in</strong>ess.<br />

SID was developed by the Highway Safety Research Institute<br />

at the University of Michigan, under contract to the National<br />

Highway Traffic Safety Adm<strong>in</strong>istration. Modifications and test<br />

procedures were made by Calspan, with further enhancements<br />

by the Vehicle Research and Test Center (VRTC).<br />

SID (Part 572 Subpart F) is the mandated standard to meet<br />

Federal Motor Vehicle Safety Standard No.214, Side Impact<br />

Protection (FMVSS 214).<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 17


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

EuroSID2<br />

The ES-2 side impact dummy is the next generation of the<br />

EuroSID1 dummy, <strong>in</strong>corporat<strong>in</strong>g many enhancements<br />

recommended by users and regulators around the world. The<br />

ES-2 was developed by the SID2000 program, a consortium<br />

of European researchers, automotive manufacturers and<br />

dummy manufacturers, and coord<strong>in</strong>ated by TNO of the<br />

Netherlands.<br />

The Alliance of Automobile Manufacturers has petitioned for<br />

an improvedEuroSID1 to be an alternative dummy for the US<br />

side impact regulations, and ES-2 is be<strong>in</strong>g evaluated for that<br />

purpose. Similarly ES-2 will be evaluated as a successor to<br />

EuroSID1 <strong>in</strong> European and Japanese regulations and for<br />

EuroNCAP. This would make it the first world-harmonized<br />

side impact dummy, and the <strong>in</strong>termediate harmonization<br />

solution until the WorldSID is developed and approved for<br />

regulation between 200<strong>5.</strong><br />

World SID<br />

The dummy, known as WorldSID (for World Side Impact<br />

Dummy), has been under development s<strong>in</strong>ce1997. Its 212<br />

sensors store the <strong>in</strong>formation <strong>in</strong> special memory boards<br />

<strong>in</strong>side the dummy, mak<strong>in</strong>g it the most advanced (and<br />

probably the smartest) crash test dummy <strong>in</strong> the world.<br />

BIO RID<br />

The Biofidelic Rear Impact Dummy II (BioRID-II) was<br />

developed <strong>in</strong> collaboration with Denton ATD, Inc. and the<br />

Department of Mach<strong>in</strong>e and Vehicle Design at Chalmers<br />

University of Technology <strong>in</strong> Gothenburg, Sweden to meet the<br />

need for a test<strong>in</strong>g tool to measure automotive seat and head<br />

restra<strong>in</strong>t performance <strong>in</strong> rear end collisions.<br />

It allows for repeatable and reproducible evaluations of neck<br />

<strong>in</strong>juries dur<strong>in</strong>g low speed rear-end collisions.<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 18


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Dummy Instrumentation<br />

• Beschleunigungen<br />

• Kräfte<br />

• Momente<br />

• Deformationen/ Wege<br />

Injury Criteria<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 19


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Zusammenfassung<br />

• E<strong>in</strong> gutes Abbild des Menschen ist für die Fahrzeugsicherheit essentiell<br />

• Verletzungsmechanismen müssen verstanden werden<br />

• Modelle müssen permanent verbessert werden<br />

• Numerische Dummy Modelle haben große Bedeutung<br />

• Der E<strong>in</strong>satz von echten Menschenmodellen wird zunehmen<br />

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Hermann Steffan<br />

DSD <strong>–</strong> Dr. Steffan Datentechnik Ges.m.b.H., L<strong>in</strong>z<br />

4020 L<strong>in</strong>z, Salzburger Straße 34<br />

0732 / 34 32 00<br />

E-Mail: h.steffan@dsd.at<br />

Technische Universität Graz<br />

Institut für Fahrzeugsicherheit (Vehicle Safety Institute)<br />

8010 Graz, Inffeldgasse 21B/II<br />

0316 / 873 - 9400<br />

E-Mail: h.steffan@tugraz.at<br />

STEFFAN, Hermann <strong>–</strong> Biomechanik <strong>in</strong> der Unfallrekonstruktion / Fußgängerschutz Seite 20


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Zdzisław DĄBCZYŃSKI / Jerzy KRAS<br />

"WIMED" Producers of Road Signs and Safety Devices, Poland<br />

Reduction severity of collisions with<br />

sign post and sign structures<br />

TU Graz VSI Austria <strong>–</strong> WIMED Poland:<br />

The New sign posts project - PROLIFE.<br />

Introduction<br />

The number of Traffic Signs is grow<strong>in</strong>g cont<strong>in</strong>uously on<br />

the roads, and so it is fact that severe <strong>in</strong>juries and<br />

great damages of cars are often caused by impacts<br />

aga<strong>in</strong>st these sign pillars.<br />

That is why there are regulations and different<br />

solutions to safe the occupants <strong>in</strong> case of impact on<br />

the one hand, on the other hand there are regulations,<br />

which prescribe the m<strong>in</strong>imum stiffness of signs and gantries, so that they resist also <strong>in</strong><br />

storms and other loads.<br />

The first regulation is EN 12767. Thereby the poles and gantries are partitioned <strong>in</strong> high, low<br />

and no energy absorb<strong>in</strong>g constructions. To determ<strong>in</strong>e the level of Sign-Constructions, tests<br />

under prescribed conditions have to be done. Full details can be found <strong>in</strong> the official<br />

regulations.<br />

The second regulation is EN 12899-1. In this, the sign constructions are classified with<strong>in</strong><br />

different load types (w<strong>in</strong>d-load, po<strong>in</strong>t-load, maximum and temporary bend<strong>in</strong>g).<br />

Of course there is a big difference, if signs are placed with<strong>in</strong> a town, where they cannot be<br />

hit by stormy w<strong>in</strong>d loads, or they are placed <strong>in</strong> free fields, where sometimes very strong w<strong>in</strong>d<br />

loads can be reached. Full details can be found <strong>in</strong> the<br />

official regulation.<br />

In the research project, a new, profile for sign posts<br />

and sign structures was <strong>in</strong>vestigated concern<strong>in</strong>g to<br />

EN 12767 as well as EN 12899-1 by us<strong>in</strong>g the<br />

methods of f<strong>in</strong>ite element simulations. Not only the<br />

new, s<strong>in</strong>gle profile, but also various constructions<br />

us<strong>in</strong>g this profile <strong>in</strong> different sett<strong>in</strong>gs have been<br />

DĄBCZYŃSKI, Zdzisław <strong>–</strong> Collisions with sign post and sign structures Seite 21


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

analyzed. Thereby limits concern<strong>in</strong>g EN 12767 as well as EN 12899-1 have to be def<strong>in</strong>ed.<br />

After hav<strong>in</strong>g done a lot of simulations, real crash tests have been performed, to see, if the<br />

sign posts and sign structures behave similar to the virtual analysis.<br />

Summarized, the new type of the sign posts and sign structures system have been design<br />

with smart behave <strong>in</strong> case of impact, improv<strong>in</strong>g passive safety of the post, and strong<br />

enough to resist environment loads.<br />

Participants of the whole project.<br />

� WIMED Poland - Technical Department<br />

� TU Graz Vehicle Safety Institute<br />

� DSD <strong>–</strong> Dr. Steffan Datentechnik GesmbH, L<strong>in</strong>z<br />

� Institute of Forensic Research, Krakow<br />

� Warsaw University of Technology<br />

� Krakow’s Institute of Technology<br />

WIMED Poland - Producers of Road Signs and Safety Devices <strong>in</strong> Poland.<br />

WIMED’s vision is to improve the visual effectiveness of traffic signs for road users and<br />

reduce casualty severity upon impact with road <strong>in</strong>frastructure.<br />

WIMED is a modern and fast-grow<strong>in</strong>g company manufactur<strong>in</strong>g and <strong>in</strong>stall<strong>in</strong>g a full range of<br />

road signs, gantries and other traffic equipment. It is a company with many years of tradition,<br />

experience and service beh<strong>in</strong>d it.<br />

WIMED has been work<strong>in</strong>g <strong>in</strong> the vertical road traffic signage <strong>in</strong>dustry for nearly twenty years.<br />

Recent years have shown an <strong>in</strong>creased <strong>in</strong>terest <strong>in</strong> a clearly new approach <strong>in</strong> Europe, which<br />

heads towards performance specification, especially through the <strong>in</strong>troduction of harmonised<br />

European Standards such as EN 12899-1 and EN 12767. WIMED is focused on be<strong>in</strong>g up to<br />

date with this new approach, particularly <strong>in</strong> relation to road safety.<br />

A vast number of road traffic signs of various sizes are mounted alongside local roads and<br />

motorways. This poses an <strong>in</strong>creased threat to road user safety due to the large number of<br />

crashes <strong>in</strong>volv<strong>in</strong>g vehicles collid<strong>in</strong>g with road side structures. The challenge with<strong>in</strong> the<br />

<strong>in</strong>dustry is to reduce both the number of crashes and their severity.<br />

The new traffic sign post system from WIMED <strong>–</strong> “PROLIFE” <strong>–</strong> profile for life <strong>–</strong> is the<br />

result of many years of research and experience and a forward look<strong>in</strong>g approach to the<br />

need to design for the <strong>in</strong>creased requirements of w<strong>in</strong>d resistance and more crash friendly<br />

<strong>in</strong>frastructure.<br />

One of the challenges encountered dur<strong>in</strong>g the “PROLIFE” research process was strength<br />

versus safety, as represented by EN 12899-1 and EN 12767, more w<strong>in</strong>d load means greater<br />

impact resistance. The perfect solution has been found and proven dur<strong>in</strong>g the follow<strong>in</strong>g<br />

stage of the project.<br />

DĄBCZYŃSKI, Zdzisław <strong>–</strong> Collisions with sign post and sign structures Seite 22


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

The ma<strong>in</strong> advantages of the “PROLIFE” system are:<br />

• New, more cost-effective profiles that can be used to support road traffic signs of most sizes.<br />

• New open profile provides greater w<strong>in</strong>d load resistance and a more forgiv<strong>in</strong>g structure <strong>in</strong> the<br />

event of a collision.<br />

• Different comb<strong>in</strong>ations of supports can be produced us<strong>in</strong>g the same profile.<br />

• The characteristic profile is easily recognized, reduc<strong>in</strong>g the likelihood of theft.<br />

Model Build<strong>in</strong>g<br />

The first idea of the new post came from Z. Dabczynski, founder of WIMED; firstly improve by<br />

specialist from Technical Department of WIMED. Understand<strong>in</strong>g wide range of the problem it<br />

was decided to start with scientifically based experts <strong>in</strong> the field of road and car safety.<br />

The TU Graz Vehicle Safety Institute was chosen as partner for verification of the shape<br />

and usefulness basic profile for all expected proposes.<br />

Mesh Generation<br />

First of all, a f<strong>in</strong>ite element model has been generated. Based on draw<strong>in</strong>gs of the shape,<br />

and measurements that have been done at the hardware poles, the geometry has<br />

been meshed. Beg<strong>in</strong>n<strong>in</strong>g from the contour-l<strong>in</strong>es of the cross section first a l<strong>in</strong>e-mesh<br />

has been generated, which later has been extruded along the longitud<strong>in</strong>al axis of<br />

the pole. Thereby the mid-surface of the shape has been meshed with shell<br />

elements. Thereby an average element size of approx. 10 mm (length of edge) was<br />

used.<br />

Figure 2: Different impact directions of the car<br />

Figure1:<br />

Creat<strong>in</strong>g shell<br />

elements<br />

Us<strong>in</strong>g this element size, a s<strong>in</strong>gle pole with a length of 4.5 m was described by<br />

approx. 41500 elements.<br />

These values have been compared with an<br />

impact aga<strong>in</strong>st a pillar with circular shape.<br />

The pillar was modelled with an outer diameter<br />

of 60 mm and a thickness of 3.2 mm. The<br />

material properties have not been changed,<br />

and also the method of fix<strong>in</strong>g the sign to the<br />

pole was the same.<br />

The follow<strong>in</strong>g figure shows the configuration of<br />

these 4 simulations.<br />

The number<strong>in</strong>g of the simulations have been<br />

done for analysis on many different structures, sizes and crashes.<br />

DĄBCZYŃSKI, Zdzisław <strong>–</strong> Collisions with sign post and sign structures Seite 23


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Follow<strong>in</strong>g figures show the results of the carimpact.<br />

The different colours show the maximum<br />

Von Mises Stress. If we call to m<strong>in</strong>d the yieldstress<br />

of the pole material was 402 N/mm² and the<br />

tensile strength was 428 N/mm².<br />

Us<strong>in</strong>g these parameters follow<strong>in</strong>g deceleration <strong>in</strong><br />

the centre of gravity - COG (local coord<strong>in</strong>ate<br />

system) occurred.<br />

Comparison accord<strong>in</strong>g to EN 12899-1.<br />

Us<strong>in</strong>g the profile of WIMED, the deformation <strong>in</strong><br />

y-direction (w<strong>in</strong>d-load direction) is approx. 40%<br />

lower compared to the pipe (220 mm aga<strong>in</strong>st<br />

134 mm).<br />

Comparison accord<strong>in</strong>g to EN 12 767<br />

Simulation of the crash with 35 km/h by the car<br />

with 900 kg to the WIMED’s profile show<br />

deceleration around 1.5 g, <strong>in</strong> this same conditions<br />

the pillar modelled with an outer diameter of<br />

60 mm and a thickness of 3.2 mm shows<br />

maximum around 4 g. The deceleration has an<br />

important <strong>in</strong>fluence for severity dur<strong>in</strong>g collision<br />

with such posts or structures made with.<br />

Simulations accord<strong>in</strong>g to EN 12 899 <strong>–</strong> 1<br />

Follow<strong>in</strong>g figure shows, that Von Mises<br />

Stresses about 390 N/mm ² are reached, if a<br />

w<strong>in</strong>d load of class 5 (WL5) is brought up.<br />

This would lead to plastic deformation, so it<br />

is not allowed. That is the reason why only WL4<br />

is possible.<br />

Figure 3: Von Mises stress <strong>in</strong> different impact directions<br />

Figure 4: Velocity Reduction of the car<br />

Figure 5: Comparison of deformation between WIMED<br />

profile and pipe <strong>–</strong> EN 12899-1<br />

Figure 6: Comparison of deformation between WIMED<br />

profile and pipe <strong>–</strong> EN 12767<br />

Figure 7: Results of simulations<br />

DĄBCZYŃSKI, Zdzisław <strong>–</strong> Collisions with sign post and sign structures Seite 24


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Concern<strong>in</strong>g Po<strong>in</strong>t Load (PL), PL4 is o.k. for loads which act at the edge of sign,<br />

due to the maximum Von Mises Stress of 540 N/mm ² . These stresses only appear<br />

<strong>in</strong> a few elements <strong>in</strong> the connection between vertical and the horizontal poles,<br />

where the spotwelds are set. In reality, these spotwelds will be replaced by other<br />

fix<strong>in</strong>g methods with a larger area. If the po<strong>in</strong>t load acts <strong>in</strong> the middle of the two poles,<br />

PL5 can be brought up.<br />

Concern<strong>in</strong>g the deformation <strong>in</strong> y-direction class 5 (TDB5) can be reached. Torsion<br />

has only to be considered if the sign is mounted one-leged.<br />

Simulations of a flat Lattice accord<strong>in</strong>g to EN 12767<br />

Different flat pillars, which consist of two poles<br />

connected with various patterns of round bars<br />

have been <strong>in</strong>vestigated.<br />

The shape of the Chrysler Neon was used to<br />

impact the pillar. The impact angle was 20° and<br />

the impact speed was 70 km/h. This was<br />

simulation model: Berechnung_52_EN12767.<br />

Follow<strong>in</strong>g figure shows the <strong>in</strong>itial conditions of<br />

the model.<br />

Figure 8: Results of simulations<br />

Impact tests for Post Assembly PROLIFE R 50P accord<strong>in</strong>g to EN 12767.<br />

The Post Assembly PROLIFE R 50P produced by<br />

WIMED was evaluated dur<strong>in</strong>g a full scale test at<br />

the DSD Test area <strong>in</strong> Enns / Kriste<strong>in</strong>.<br />

The test consisted <strong>in</strong> a test vehicle (type Ford<br />

Fiesta) which struck the tested mast.<br />

Based upon the results obta<strong>in</strong>ed, the sign mast<br />

tested, have proved to be of performance type<br />

(100,NE,4), accord<strong>in</strong>g to EN 12767.<br />

Conclusion<br />

Figure 9: Impact tests for Post Assembly<br />

The WIMED profile shows good performance concern<strong>in</strong>g speed reduction of impact<strong>in</strong>g cars.<br />

The open profile is easy to deform, so very low deceleration can be reached.<br />

Compared with a pipe it is not so strong, so there will not appear severe <strong>in</strong>juries <strong>in</strong> case of<br />

accidents.<br />

The shape is clever formed, so it allows connect<strong>in</strong>g several profiles to build up pillars with<br />

nearly each stiffness.<br />

DĄBCZYŃSKI, Zdzisław <strong>–</strong> Collisions with sign post and sign structures Seite 25


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Concern<strong>in</strong>g EN 12 899, it is possible to build up strong constructions to resist each w<strong>in</strong>d<br />

loads. On the one hand the distance between the pillars has great <strong>in</strong>fluence to the stiffness,<br />

on the other hand, the k<strong>in</strong>d of build<strong>in</strong>g pillars (numbers and form of the s<strong>in</strong>gle poles)<br />

<strong>in</strong>fluences the stiffness.<br />

As the profile has various characteristics depend<strong>in</strong>g on the impact angle, this circumstance<br />

can also be used for set up the wanted strength.<br />

Another possibility to <strong>in</strong>fluence the stiffness is to vary the fix<strong>in</strong>g.<br />

All these features make the WIMED profile to a very flexible system for signs and signs<br />

structures.<br />

Zdzisław DĄBCZYŃSKI / Jerzy KRAS<br />

"WIMED" Producers of Road Signs and Safety Devices<br />

PL - 33-170 Tuchów, ul. Tarnowska 48<br />

+48 14 65 23 445<br />

jurek.kras@wimed.pl<br />

www.wimed.pl<br />

DĄBCZYŃSKI, Zdzisław <strong>–</strong> Collisions with sign post and sign structures Seite 26


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Dipl.-Ing. Dr. Peter MAURER<br />

arsenal research - Geschäftsfeldleiter Verkehrswege<br />

Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug: E<strong>in</strong>fluss der Fahrbahngriffigkeit<br />

auf erreichbare Bremsverzögerungen von PKW<br />

1. Allgeme<strong>in</strong>es<br />

Die Griffigkeit e<strong>in</strong>er Fahrbahnoberfläche ist für die <strong>Verkehrssicherheit</strong> von großer Bedeutung.<br />

Jegliche Art von beherrschbaren Beschleunigungs-, Verzögerungs- und Lenkmanövern s<strong>in</strong>d<br />

nur dann möglich, wenn das Kraftschlussangebot der Fahrbahnoberfläche m<strong>in</strong>destens ebenso<br />

groß ist wie die aus dem Fahrmanöver resultierende Kraftschlussnachfrage des Fahrzeugs.<br />

Die Aufrechterhaltung der Straßengriffigkeit ist somit e<strong>in</strong>e der wesentlichen Aufgaben des<br />

Straßenerhalters h<strong>in</strong>sichtlich der Bereitstellung e<strong>in</strong>er betriebssicheren Straßen<strong>in</strong>frastruktur für<br />

den Straßenbenützer. Der Griffigkeit ist besonders <strong>in</strong> Bereichen, <strong>in</strong> denen es <strong>in</strong>folge der<br />

Verkehrse<strong>in</strong>wirkung zu e<strong>in</strong>er verstärkten Polierbeanspruchung kommt, wie beispielsweise <strong>in</strong><br />

Bereichen mit kle<strong>in</strong>en Kurvenradien, mit großer Längsneigung oder auf Bremsstrecken, e<strong>in</strong><br />

hoher Stellenwert e<strong>in</strong>zuräumen. Zudem gelang es zwischenzeitlich durch mehrere Studien<br />

nachzuweisen, dass schlechte Griffigkeiten zu höheren Wahrsche<strong>in</strong>lichkeiten, dass <strong>in</strong> diesen<br />

Bereichen Unfallhäufungsstellen entstehen, führen.<br />

Aus der österreichischen Straßenverkehrsordnung (StVO), aber auch aus der Straßenplanung<br />

und der Straßenerhaltung kommt daher die Forderung, dass e<strong>in</strong> Fahrzeuglenker<br />

auf allen Straßen stets <strong>in</strong> der Lage se<strong>in</strong> muss, se<strong>in</strong> Fahrzeug <strong>in</strong>nerhalb der vorhandenen<br />

Haltesichtweite sicher zum Stehen zu br<strong>in</strong>gen. Erschwerend kommt allerd<strong>in</strong>gs h<strong>in</strong>zu, dass<br />

das Griffigkeitsniveau e<strong>in</strong>er nassen Fahrbahnoberfläche vom Lenker visuell oder sensitiv<br />

nicht beurteilt werden kann und er somit nicht <strong>in</strong> der Lage ist, se<strong>in</strong> Fahrverhalten <strong>–</strong> wie<br />

beispielsweise bei Vorhandense<strong>in</strong> von Spurr<strong>in</strong>nen <strong>–</strong> dem Griffigkeitsniveau anzupassen.<br />

Aus diesem Grund s<strong>in</strong>d Fahrsituationen denkbar, <strong>in</strong> denen von e<strong>in</strong>em verständigen Fahrer<br />

trotz der zu erwartenden und auch von ihm beachteten Sorgfaltspflicht das Fahrzeug nicht<br />

mehr sicher beherrscht werden kann. Aus diesem Grund ist es auch über den Zeitraum der<br />

Gewährleistung h<strong>in</strong>aus wichtig, dass die Fahrbahn e<strong>in</strong>e gewisse Griffigkeit aufweist.<br />

Es ist vor allem e<strong>in</strong>e fahrdynamische Aufgabe herauszuf<strong>in</strong>den, welches Griffigkeitsniveau<br />

vorhanden se<strong>in</strong> muss, damit unter Berücksichtigung der Fahrgeschw<strong>in</strong>digkeit und der Sichtverhältnisse,<br />

die k<strong>in</strong>etische Energie im Zuge des Vollbremsvorganges über Reibung ausreichend<br />

abgebaut werden kann. Die Festlegung von Griffigkeitsanforderungen sollte daher<br />

über fahrdynamische Versuche def<strong>in</strong>iert werden.<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 27


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Griffigkeitsmessungen werden <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong> <strong>in</strong> periodischen Intervallen mit dem Hochleistungsmessgerät<br />

RoadSTAR (Road Surface Tester of arsenal research) durchgeführt.<br />

Das Autobahn- und Schnellstraßennetz wurde bislang <strong>in</strong> drei Messkampagnen, das<br />

gesamte Landesstraßen B-Netz <strong>in</strong> zwei Messkampagnen erfasst. Seit 2005 wird auch <strong>in</strong><br />

e<strong>in</strong>igen Bundesländern das gesamte Landesstraßennetz L erstmals und das B-Netz erneut<br />

messtechnisch erfasst. Ende 2008 werden Griffigkeitsdaten über etwa 50.000 km des österreichischen<br />

Straßennetzes vorliegen.<br />

Die vom RoadSTAR erfassten Griffigkeitsdaten werden über Normierungsfunktionen zu<br />

Zustandswerten übergeführt. Basis für diese E<strong>in</strong>teilung war bislang der <strong>Österreich</strong>ische<br />

Bewertungsh<strong>in</strong>tergrund „Griffigkeit“ aus dem Jahr 1996. Für die Erstellung dieses<br />

Bewertungsh<strong>in</strong>tergrundes wurden Reibungsbeiwerte der bis dah<strong>in</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

untersuchten Straßenbeläge auf Autobahnen und Bundesstraßen verwendet.<br />

Die E<strong>in</strong>teilung der Griffigkeitsklassen erfolgte re<strong>in</strong> aufgrund der statistischen Verteilung der<br />

Messwerte. Es wurden aufgrund der statistischen Verteilung folgende Klassengrenzen festgelegt:<br />

• Grenze sehr schlecht/schlecht: Summenhäufigkeitsgrenze bei 95 %<br />

• Grenze schlecht/ausreichend: Summenhäufigkeitsgrenze bei 90 %<br />

• Grenze ausreichend/gut: Summenhäufigkeitsgrenze bei 70 %<br />

• Grenze gut/sehr gut: Summenhäufigkeitsgrenze bei 30 %<br />

In Worten beschrieben bedeutet dies, dass h<strong>in</strong>sichtlich der Griffigkeitseigenschaften von<br />

Fahrbahnoberflächen se<strong>in</strong>erzeit (im <strong>in</strong>ternationalen Gleichklang) nicht mehr als 5% sehr<br />

schlechte und 10% schlechte Straßen „zugelassen“ wurden.<br />

Bislang war allerd<strong>in</strong>gs nicht bekannt, welche Pkw-Bremsverzögerung bei e<strong>in</strong>er mit dem<br />

Messsystem RoadSTAR bestimmten Griffigkeit erreicht werden kann. Mit den österreichischen<br />

Richtl<strong>in</strong>ien RVS 03.03.23 1 und RVS 03.0<strong>5.</strong>13 2 liegen aber beispielsweise Regelwerke<br />

vor, die als Basis für die Ermittlung der erforderlichen Sichtweite M<strong>in</strong>destverzögerungswerte<br />

von 5 m/s² annehmen. Es galt daher herauszuf<strong>in</strong>den, wie hoch das Niveau der<br />

Fahrbahngriffigkeit unter weiteren Rahmenbed<strong>in</strong>gungen wie beispielsweise verwendete Reifen,<br />

E<strong>in</strong>fluss des Bremssystems, E<strong>in</strong>fluss der Wasserfilmdicke etc. se<strong>in</strong> muss, damit diese<br />

M<strong>in</strong>destverzögerungswerte von 5 m/s² erreicht werden können.<br />

1 RVS 03.03.23 TRASSIERUNG - L<strong>in</strong>ienführung (Jänner 1997 mit Änderungen Dezember 1997 und März 2001) FSV<br />

(<strong>Österreich</strong>ische Forschungsgesellschaft Straße-Schiene-Verkehr), 2001<br />

2<br />

RVS 03.0<strong>5.</strong>13 KNOTEN - Gemischte und Planfreie Knoten, FSV (<strong>Österreich</strong>ische Forschungsgesellschaft Straße-Schiene-<br />

Verkehr), März 2001<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 28


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

In e<strong>in</strong>em Forschungsvorhaben 3 im Rahmen der „Straßenforschung“ wurde aufbauend auf<br />

Ergebnissen von RoadSTAR-Griffigkeitsmessungen und Pkw-Vollbremsversuchen e<strong>in</strong><br />

Modell zur Nachbildung des Anhaltevorgangs erstellt, um die Wechselbeziehung zwischen<br />

Griffigkeit (µ-RoadSTAR), Geschw<strong>in</strong>digkeit und Anhalteweg zu dokumentieren. Dieses<br />

Modell beruht auf praxisgerechten, jedoch e<strong>in</strong>fachen Annahmen und berücksichtigt<br />

beispielsweise nicht das Schw<strong>in</strong>gungsverhalten e<strong>in</strong>es Fahrzeuges beim Bremsvorgang.<br />

Dies sollte nicht Gegenstand dieser Arbeit se<strong>in</strong>.<br />

Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse konnten wiederum verwendet<br />

werden, um den österreichischen Bewertungsh<strong>in</strong>tergrund für Griffigkeitsmessungen aus<br />

dem Jahr 1996 anhand messbarer Größen zu adaptieren.<br />

2. Gliederung der Arbeit, methodische Vorgangsweise<br />

Zu Beg<strong>in</strong>n der Arbeit wurden Grundlagen und neueste Erkenntnisse der Fahrbahngriffigkeit<br />

zusammengefasst, die als Basis für die weiteren Arbeitsschritte dienten. E<strong>in</strong>flussfaktoren auf<br />

die Griffigkeit wurden def<strong>in</strong>iert und detailliert beschrieben. Um die Bedeutung der Fahrbahngriffigkeit<br />

zu unterstreichen, wurde anhand e<strong>in</strong>er Literaturrecherche der Zusammenhang des<br />

Griffigkeitsniveaus mit dem Unfallgeschehen dokumentiert.<br />

Für die Messung der Griffigkeit wurden weltweit verschiedenste Verfahren entwickelt, um<br />

e<strong>in</strong>en Kennwert unter praxisgerechten Bed<strong>in</strong>gungen zu erhalten. Im Rahmen dieser Arbeit<br />

wurde neben e<strong>in</strong>er kurzen Beschreibung der gängigsten <strong>in</strong>ternationalen Messverfahren vor<br />

allem dem österreichischen Griffigkeitsmessgerät RoadSTAR besondere Bedeutung geschenkt,<br />

es erfolgte e<strong>in</strong>e detaillierte Beschreibung des Messsystems, e<strong>in</strong>e Analyse der<br />

Messgenauigkeit sowie e<strong>in</strong>e Gegenüberstellung zum Messverfahren SCRIM (Sideway<br />

Force Coefficient Rout<strong>in</strong>e Investigation Mach<strong>in</strong>e), das <strong>in</strong> vielen europäischen Ländern zur<br />

Anwendung kommt.<br />

Den Hauptteil der Arbeit bildete die Analyse, welche Pkw-Bremsverzögerungen <strong>in</strong> Abhängigkeit<br />

der Fahrbahngriffigkeit erreicht werden können. Grundpr<strong>in</strong>zip der Versuchsserien war<br />

es, Streckenabschnitte mit e<strong>in</strong>er großen Griffigkeitsvariation mit unterschiedlichen Messgeschw<strong>in</strong>digkeiten<br />

des RoadSTAR und unterschiedlichen handelsüblichen Reifen messtechnisch<br />

h<strong>in</strong>sichtlich ihres Griffigkeitsverhaltens zu erfassen. Im zweiten Schritt wurden auf diesen<br />

Abschnitten Personenkraftwagen mit unterschiedlichen Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten auf<br />

angenässter Fahrbahn mit aktiviertem und deaktiviertem Antiblockierverh<strong>in</strong>derer (ABS) sowie<br />

denselben Reifen, die bei den Griffigkeitsmessungen verwendet wurden, bis zum<br />

Stillstand abgebremst.<br />

3 Maurer P.: "Aspekte der Fahrbahngriffigkeit und ihre Auswirkung auf erreichbare Pkw-Bremsverzögerungen" Schriftenreihe<br />

des Bundesm<strong>in</strong>isteriums für Verkehr, Innovation und Technologie, Straßenforschung Heft 564, Wien 2007<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 29


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Da bereits zu Beg<strong>in</strong>n dieses Forschungsprojektes zu erwarten war, dass Sperrungen von<br />

öffentlichen Fahrbahnen nur <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em sehr begrenzten Umfang möglich se<strong>in</strong> werden, wurde<br />

das Untersuchungsprogramm <strong>in</strong> 3 Phasen konzipiert. In e<strong>in</strong>er Literaturrecherche sollten<br />

bereits erarbeitete Erkenntnisse analysiert werden, um die große Anzahl von E<strong>in</strong>flussfaktoren,<br />

die das Bremsverhalten und die Bremsverzögerung bee<strong>in</strong>flussen, für die<br />

Feldversuche reduzieren zu können. In Vorversuchen wurden weitere grundlegende<br />

Erkenntnisse erlangt, um dann im Hauptversuch nur relevante Variablen erfassen und im<br />

Detail analysieren zu müssen.<br />

2.1 Zusammenfassung der Literaturrecherche<br />

Die Ergebnisse der Literaturrecherche zeigten, dass Parameter wie Wasserfilmdicke und<br />

Reifenprofilhöhe erst bei extremen Komb<strong>in</strong>ationen signifikante Auswirkungen auf den<br />

Bremsweg oder die erreichbaren Verzögerungen haben. Außerdem konnte festgestellt<br />

werden, dass die erreichbaren Vollverzögerungen besonders bei aktiviertem ABS<br />

proportional zur Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit zunehmen, sofern die Variablen Reifenprofilhöhe<br />

und Wasserfilmdicke nicht extreme Werte annehmen. Weiters konnte festgehalten werden,<br />

dass der E<strong>in</strong>fluss des Lenkers praktisch nicht vorhanden ist, da moderne Bremssysteme<br />

auch schon vor e<strong>in</strong>em voll durchgedrücktem Bremspedal ihre maximale Wirkung entfalten.<br />

Die Beladung hat, wenn überhaupt, e<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>fluss auf die Verlängerung des Bremswegs <strong>in</strong><br />

e<strong>in</strong>er Größenordnung von etwa 4%. Deutliche Unterschiede <strong>in</strong> den erreichbaren<br />

Vollverzögerungswerten und teilweise auch <strong>in</strong> den Verläufen der Verzögerung verursachen<br />

die gewählten Reifen, das Bremssystem (ABS aktiviert oder nicht) und selbstverständlich die<br />

Fahrbahnoberfläche.<br />

2.2 Vorversuche<br />

Im Rahmen von Vorversuchen, die im Zeitraum vom 17.7.2003 bis 29.8.2005 auf e<strong>in</strong>em<br />

Autobahnteilstück mit stark variierender Griffigkeit und im ÖAMTC Fahrtechnikzentrum<br />

Teesdorf durchgeführt wurden, konnten e<strong>in</strong>ige wenige E<strong>in</strong>flussparameter analysiert werden,<br />

um deren Relevanz besser e<strong>in</strong>schätzen zu können. Weiters wurde das Erfassungssystem,<br />

das im Zuge der Bremsversuche zur Anwendung kam, auf dessen Tauglichkeit geprüft und<br />

verbessert.<br />

Aus den Vorversuchen konnten im Detail folgende Erkenntnisse abgeleitet werden:<br />

• Es konnte anhand eigener Versuche bestätigt werden, dass Bereiche „mit schlechter<br />

Griffigkeit im nassen Zustand“ bei trockener Fahrbahn ke<strong>in</strong>e Griffigkeitsprobleme aufweisen.<br />

Die Bremsversuche im Rahmen des Hauptversuchs wurden daher ausschließlich<br />

auf nassen Fahrbahnoberflächen durchgeführt.<br />

• Aus den Ergebnissen der Vorversuche konnte abgeleitet werden, dass nicht nur die<br />

Bremsweglänge, sondern vor allem die erreichbaren Verzögerungen ausgewertet<br />

werden sollen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die mittlere Verzögerung sowie die<br />

MFDD (Mean Fully Developed Deceleration) verwendet.<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 30


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

• Aus den Bremsversuchen im Rahmen der Vorversuche konnte die (positive) Wirkungsweise<br />

e<strong>in</strong>es ABS auf die Verkürzung des Bremswegs nicht dokumentiert werden, da<br />

auf den speziellen Rutschbelägen im Fahrtechnikzentrum der Vorteil des ABS nicht zur<br />

Geltung kommen konnte. Die Bremsversuche auf speziellen Rutschbelägen s<strong>in</strong>d nicht<br />

repräsentativ für Bremsvorgänge auf öffentlichen Verkehrsflächen, die Ergebnisse<br />

dienten lediglich als H<strong>in</strong>weis und wurden nicht weiter verwendet.<br />

• Es konnte im Zuge der Vorversuche der Nachweis erbracht werden, dass die<br />

RoadSTAR-Griffigkeitsmessungen die tatsächlichen Bremsbed<strong>in</strong>gungen bei Personenkraftwagen<br />

widerspiegeln. Es wurde festgelegt, im Rahmen des Hauptversuchs diesen<br />

Zusammenhang durch weitere Messdaten zu manifestieren.<br />

• Es gelang, e<strong>in</strong>en Zusammenhang zwischen den Griffigkeitsmessergebnissen des<br />

PIARC-Standardreifens und konventionellen Pkw-Reifen herzustellen. Es konnte daher<br />

beschlossen werden, im Hauptversuch weitere Messdaten unterschiedlicher Reifen zu<br />

erheben.<br />

• Es konnte durch Griffigkeitsmessungen mit unterschiedlichen Reifen zu unterschiedlichen<br />

Jahreszeiten der Nachweis erbracht werden, dass die Fahrbahn- bzw. Lufttemperatur<br />

(zum<strong>in</strong>dest <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Bereich von etwa 10°C bis 40°C) ke<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>fluss auf die<br />

Griffigkeitsergebnisse, die mit dem Messsystem RoadSTAR erhoben werden, ausübt.<br />

• Es wurden im Zuge der Vorversuche weitere Griffigkeitsmessungen mit unterschiedlichen<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeiten durchgeführt, um weitere Daten für den Zusammenhang<br />

Griffigkeit und Geschw<strong>in</strong>digkeit zu erhalten. Die Ergebnisse spiegeln die<br />

Ergebnisse e<strong>in</strong>es früheren Forschungsauftrages wider und brachten ke<strong>in</strong>e relevanten<br />

neuen Erkenntnisse. Im Hauptversuch wurden daher weitere Daten für den<br />

Zusammenhang Griffigkeit/Geschw<strong>in</strong>digkeit erhoben.<br />

2.3 Hauptversuch<br />

Größtes Augenmerk wurde bei den Bremsversuchen auf die Sicherheit gelegt. Es war daher<br />

notwendig, die Bremsversuche auf e<strong>in</strong>er verkehrsfreien Strecke mit ausreichend Freiräumen<br />

durchzuführen. Die Auswahl der Teststrecken gestaltete sich als äußerst schwierig, da<br />

neben unterschiedlichen Griffigkeitsniveaus auch ausreichend lange Strecken für die Beschleunigung<br />

der Fahrzeuge zur Verfügung stehen mussten. Dies betraf neben den Personenkraftwagen<br />

vor allem das Messfahrzeug RoadSTAR, da auf den ausgewählten<br />

Strecken auch Griffigkeitsmessungen bei e<strong>in</strong>er Geschw<strong>in</strong>digkeit bis zu 100 km/h durchgeführt<br />

werden sollten. Da es <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong> nicht gelang, e<strong>in</strong>e Teststrecke gemäß den zuvor<br />

beschriebenen Rahmenbed<strong>in</strong>gen zu f<strong>in</strong>den und sich zusätzlich die Möglichkeit bot, im<br />

Rahmen des EU-Projektes INTRO (Intelligent Roads) das Testgelände des Laboratoire<br />

Central des Ponts et Chaussées (LPCP) <strong>in</strong> Nantes (F) zu benützen, wurden die Griffigkeitsmessungen<br />

und Bremsversuche des Hauptversuchs <strong>in</strong> Frankreich im Zeitraum vom<br />

20.9.2005 bis 27.9.2005 durchgeführt. Das Testgelände erfüllte alle gesetzten Ansprüche<br />

ideal, da e<strong>in</strong>erseits ausreichende Beschleunigungswege für den RoadSTAR für die<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 31


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Griffigkeitsmessungen aus hohen Geschw<strong>in</strong>digkeiten existent waren und andererseits unterschiedliche<br />

Fahrbahnbeläge mit unterschiedlichen Griffigkeitsniveaus sowie e<strong>in</strong>e externe<br />

Bewässerungsanlage vorhanden waren.<br />

Aus der Literaturrecherche und aus den Vorversuchen konnten e<strong>in</strong>ige Erkenntnisse abgeleitet<br />

werden, die zu e<strong>in</strong>er Reduzierung der E<strong>in</strong>flussparameter führten. Letztendlich wurden<br />

<strong>in</strong> den Hauptversuchen neben der Veränderung der Fahrbahndecken die Variablen „Fahrzeug“,<br />

„Reifen“ und „Lenker“ variiert.<br />

Variation der Fahrzeuge<br />

Die E<strong>in</strong>flussfaktoren des Fahrzeugs wurden <strong>in</strong>sofern variiert, <strong>in</strong> dem zwei unterschiedliche<br />

Fahrzeuge für die Bremsversuche verwendet wurden. Als Testfahrzeuge kamen neben dem<br />

bereits <strong>in</strong> den Vorversuchen verwendeten Toyota Avensis Verso auch e<strong>in</strong> Audi A3 FSi zum<br />

E<strong>in</strong>satz. Ist der Toyota vom Fahrverhalten eher der Kategorie „Familienfahrzeug“ zuzuordnen,<br />

so ist der Audi A3 e<strong>in</strong>deutig für sportliche Fahrer konzipiert. So wurden auch <strong>in</strong>direkt<br />

die Feder/Dämpferabstimmung sowie die Bremsanlage und das Fahrwerk <strong>in</strong> den Bremsversuchen<br />

berücksichtigt. Der Toyota wurde technisch adaptiert, sodass das ABS auch<br />

deaktiviert werden konnte.<br />

Variation der Reifen<br />

Als Ergänzung zu den Ergebnissen aus den Vorversuchen wurde im Hauptversuch<br />

abermals besonderes Augenmerk auf die im Rahmen der Bremsversuche und Griffigkeitsmessungen<br />

verwendeten Reifen gelegt. Die Reifen wurden <strong>in</strong> Bezug auf Hersteller und<br />

Bauart variiert, es kamen Sommer- und Ganzjahresreifen zur Anwendung. Die Sommerreifen<br />

e<strong>in</strong>es Herstellers wurden zudem mit voller sowie auch reduzierter Profilhöhe für die<br />

Bremsversuche und Griffigkeitsmessungen verwendet. Die Reduzierung der Profilhöhe<br />

erfolgte nicht durch „künstliches Abschälen“ sondern die Reifen mit e<strong>in</strong>em Alter von etwa 3<br />

Jahren wurden unter „realen Bed<strong>in</strong>gungen“ auf die gerade noch zulässige Profiltiefe von<br />

etwa 1,6 mm abgefahren.<br />

Zudem wurden die Griffigkeitsmessungen wiederum mit dem profilierten und zu<br />

Vergleichszwecken mit dem glatten PIARC-Messreifen durchgeführt.<br />

Variation der Lenker<br />

Die Fahrer mit ähnlichen körperlichen Voraussetzungen wurden nicht bewusst, sondern nur<br />

aus Sicherheitsgründen getauscht.<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 32


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

2.3.1. Festlegung des Testprogramms<br />

Die Griffigkeitsmessungen wurden mit dem RoadSTAR² durchgeführt. Die sechs selektierten<br />

Beläge wurden unter Standardbed<strong>in</strong>gungen mit allen Reifen bei Geschw<strong>in</strong>digkeiten von 40,<br />

60, 80 und 100 km/h durchgeführt. Die Griffigkeitsmessungen wurden für alle Testserien<br />

zum<strong>in</strong>dest zweifach und unmittelbar h<strong>in</strong>tere<strong>in</strong>ander durchgeführt. Sofort nach der Messung<br />

wurden die Ergebnisse auf ihre Genauigkeit überprüft. Konnte die Wiederholbarkeit der<br />

Messungen nicht mit e<strong>in</strong>er Genauigkeit von Δµ=0,03 bestätigt werden, wurden zusätzliche<br />

Messungen durchgeführt. In der späteren Auswertung wurden nur jene Messserien<br />

berücksichtigt, welche die geforderte Wiederholbarkeit aufwiesen.<br />

Die Bremsversuche wurden mit 2 Fahrzeugen mit denselben Straßenreifen, mit denen auch<br />

die Griffigkeitsmessungen durchgeführt wurden, auf allen angenässten Belägen mit aktiviertem<br />

und teils deaktiviertem ABS aus unterschiedlichen Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten vorgenommen.<br />

Für jede def<strong>in</strong>ierte Testsequenz wurden 3 Bremsserien durchgeführt, um Ausreißer<br />

<strong>in</strong> der Bremsverzögerung bzw. im Bremsweg sofort erkennen und ausscheiden zu<br />

können. In der nachfolgenden Datenauswertung wurden nur jene Testsequenzen berücksichtigt,<br />

die <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er def<strong>in</strong>ierten Genauigkeitsschranke lagen.<br />

Ursprünglich war vorgesehen, die Bremsversuche mit aktiviertem ABS auch aus e<strong>in</strong>er<br />

Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit von 130 km/h durchzuführen, sofern die Sicherheit dies erlaubt<br />

hätte. Nachdem jedoch der seitliche Freiraum auf der Teststrecke nicht ausreichend groß<br />

war, wurden die Bremsversuche nur mit maximal 100 km/h durchgeführt. Die Ergebnisse der<br />

Bremsversuche korrelierten aber ausgezeichnet mit den Ergebnissen der Bremsversuche<br />

deutscher Studien, sodass allfällige Fragestellungen bei Bremsversuchen aus höheren<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeiten aus diesen beiden Untersuchungen abgeleitet werden können.<br />

2.3.2. Auswertung der Bremsversuche<br />

Im Detail konnten aus den Bremsversuchen folgende Erkenntnisse abgeleitet werden:<br />

• Der Zusammenhang zwischen Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit und Bremsweg konnte ausgezeichnet<br />

durch e<strong>in</strong>e polynomische Funktion 2. Ordnung mit erzwungenem Schnittpunkt<br />

im Koord<strong>in</strong>atenursprung angenähert werden kann. E<strong>in</strong>e Extrapolation auf höhere<br />

Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten ist dadurch möglich.<br />

• Die Unterschiede im Bremsweg waren bis etwa 40 km/h Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />

unabhängig vom Fahrzeug sowie vom aktivierten oder deaktivierten ABS, deutliche<br />

Unterschiede des Bremswegs bei aktiviertem oder deaktiviertem ABS zeigten sich erst<br />

bei höheren Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten. Die unterschiedlichen Bremssysteme der beiden<br />

im Zuge der Bremsversuche verwendeten Fahrzeuge lieferten nahezu idente Ergebnisse.<br />

• Bei aktiviertem ABS zeigte sich bei der MFDD (Mean Fully Developed Decelaration)<br />

- wie erwartet - nahezu ke<strong>in</strong>e Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 33


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

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• Bei deaktiviertem ABS zeigte sich bei der MFDD auf allen Belägen und bei allen Reifen<br />

e<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>deutige Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit. Je höher die Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />

war, desto ger<strong>in</strong>ger (im Betrag) war die erreichbare MFDD. Dieses Ergebnis war<br />

unplausibel, da allgeme<strong>in</strong> mit höherer Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit auch die erreichbaren<br />

Bremsverzögerungen zunehmen.<br />

• Die mittlere Verzögerung während des gesamten Bremsvorganges war immer ger<strong>in</strong>ger,<br />

teils auch viel ger<strong>in</strong>ger als die MFDD, da bei der mittleren Verzögerung auch die<br />

Ansprech- bzw. Schwellzeit des Bremssystems berücksichtigt wird. Somit kann der<br />

Schluss gezogen werden, dass die MFDD nicht ideal zur Beschreibung des gesamten<br />

Bremsvorganges geeignet ist, da bei der Berechnung der MFDD wichtige Bereiche<br />

während des Bremsvorgangs unberücksichtigt bleiben und daher zu hohe Verzögerungswerte<br />

ermittelt werden. In weiterer Folge wurde daher <strong>–</strong> abweichend von den<br />

deutschen Untersuchungen - die mittlere Verzögerung als Basis für das Anhaltewegmodell<br />

verwendet, da diese gut geeignet ist, den gesamten Vollbremsvorgang<br />

idealisiert durch e<strong>in</strong>en konstanten Wert zu beschreiben.<br />

• Bei aktiviertem ABS war bei der mittleren Verzögerung e<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>deutige Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit<br />

bei den Vollbremsversuchen aus e<strong>in</strong>er Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />

von 40 km/h bis 80 km/h vorhanden, denn die erreichbaren mittleren Verzögerungen<br />

wurden bei höheren Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten (im Betrag) größer. Dieses Ergebnis ist<br />

plausibel, da bei höheren Geschw<strong>in</strong>digkeiten der „Anteil“ der Verzögerungswerte<br />

während der Vollbremsung größer ist und dadurch die verzögerungsreduzierenden<br />

Teile der Ansprech- bzw. Schwellzeit ger<strong>in</strong>ger werden. Beim Vergleich der erreichbaren<br />

Verzögerungen aus 80 km/h mit den Verzögerungen aus 100 km/h Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />

ist ke<strong>in</strong>e Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit mehr vorhanden, da der Anteil<br />

der nahezu konstanten Verzögerungswerte während der Vollbremsung dom<strong>in</strong>iert. Die<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit der mittleren Verzögerung während des gesamten<br />

Bremsvorganges bei aktiviertem ABS kann ab e<strong>in</strong>er Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit von<br />

40 km/h bis zu e<strong>in</strong>er Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit von 80 km/h mit der Gleichung<br />

Δa = -0,02 * v (km/h) bei e<strong>in</strong>er Standardabweichung von 0,005 beschrieben werden.<br />

• Bei deaktiviertem ABS konnte bei der mittleren Verzögerung diese Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit<br />

nicht nachgewiesen werden, die erreichbaren Verzögerungen waren unabhängig<br />

von der Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit gleich groß. Dieses Ergebnis wurde vorerst nicht<br />

erwartet, konnte aber nachfolgend mit e<strong>in</strong>er Detailanalyse bestätigt werden.<br />

• Wie anhand der Ergebnisse der Griffigkeitsuntersuchungen der unterschiedlichen<br />

Reifen im Vorversuch zu erwarten war, hatten die verwendeten Reifen e<strong>in</strong>en entscheidenden<br />

E<strong>in</strong>fluss auf die erreichbaren Verzögerungen. Beim Vergleich der Ergebnisse<br />

des neuen Sommerreifens zu dem alten Sommerreifen zeigte sich deutlich, wie<br />

sich e<strong>in</strong>e verm<strong>in</strong>derte Profiltiefe negativ auf die erreichbaren Verzögerungen auswirkt<br />

und somit der Bremsweg erheblich verlängert wird. In Summe gesehen (alle<br />

Bremsversuche auf allen Belägen) wurden mit dem auf etwa 1,6 mm Profiltiefe abge-<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 34


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

fahrenen alten Sommerreifen um etwa 11% niedrigere Bremsverzögerungen erreicht<br />

als mit dem neuen Sommerreifen.<br />

• Neben dem E<strong>in</strong>fluss der unterschiedlichen Reifen auf die erreichbaren Bremsverzögerungen<br />

konnte auch der gute, realitätsnahe Zusammenhang der Bremsversuche<br />

mit den RoadSTAR-Griffigkeitsmessergebnissen dokumentiert werden, da die Unterschiede<br />

bei Verwendung unterschiedlicher Reifen sowohl bei den Griffigkeitsmessungen<br />

als auch bei den Bremsversuchen <strong>in</strong> der gleichen Größenordnung vorlagen.<br />

3. Erstellung des Anhaltewegmodells<br />

Wie erwähnt, wurde die mittlere Verzögerung des gesamten Pkw-Bremsvorganges (a_mittel)<br />

verwendet, um e<strong>in</strong>en Zusammenhang zu den Griffigkeitsergebnissen des RoadSTAR<br />

herzustellen. Die Auswertung erfolgte nach Bremsversuchen mit und ohne ABS getrennt. Da<br />

die beiden Fahrzeuge, die bei den Bremsversuchen verwendet wurden, ähnliche Ergebnisse<br />

h<strong>in</strong>sichtlich der mittleren Verzögerung aufwiesen, wurden die erreichten Bremsverzögerungen<br />

beider Fahrzeuge <strong>in</strong> den Auswertungen geme<strong>in</strong>sam berücksichtigt. Als Basis für die<br />

Griffigkeitsmessungen dienten die Standardmessbed<strong>in</strong>gungen bei 60 km/h Messgeschw<strong>in</strong>digkeit,<br />

0,5 mm rechnerischer Wasserfilmdicke und Verwendung des Standard-PIARC-<br />

Messreifens. Da bei den Bremsversuchen ohne ABS ke<strong>in</strong>e Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit<br />

vorhanden war, wurden alle Ergebnisse der Bremsversuche ohne ABS <strong>in</strong> den Auswertungen<br />

berücksichtigt. Die Auswertung der Bremsversuche mit ABS erfolgte nur für die<br />

Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten 80 km/h und 100 km/h, da bei diesen Geschw<strong>in</strong>digkeiten ebenfalls<br />

ke<strong>in</strong>e Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit festgestellt werden konnte.<br />

Es konnte dokumentiert werden, dass es möglich ist, die mittlere Bremsverzögerung durch<br />

reifenspezifische bzw. bremssystemspezifische Variablen sowie durch den Griffigkeitswert<br />

µ-RoadSTAR zu beschreiben.<br />

Im Anhaltewegmodell, das auf dem Bremswegmodell von MITSCHKE 4 basiert, s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der<br />

mittleren Verzögerung neben der Erdbeschleunigung g folgende Variablen enthalten, die je<br />

nach Randbed<strong>in</strong>gung unterschiedliche Größenordnungen aufweisen:<br />

• µ-RoadSTAR: Griffigkeitsbeiwert, der mit dem Messsystem RoadSTAR unter Standardmessbed<strong>in</strong>gungen<br />

gemessen wurde<br />

• ABS: Variable zur Berücksichtigung von ABS aktiviert oder deaktiviert<br />

• Tyre: Variable zur Beschreibung der verwendeten Pkw-Reifen<br />

• Konstante „K“<br />

• Sicherheitsfaktor<br />

• Längsneigung<br />

4 MITSCHKE , M., WALLENTOWITZ H.; „Dynamik der Kraftfahrzeuge“, 4. Auflage, Spr<strong>in</strong>ger Verlag Berl<strong>in</strong>, Heidelberg, New York 2004<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 35


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Der gesamte Anhalteweg berechnet sich demnach unter E<strong>in</strong>beziehung des<br />

Griffigkeitswertes µ-RoadSTAR mit<br />

s<br />

ges<br />

= v<br />

0<br />

*<br />

( t + t )<br />

r<br />

a<br />

s<br />

* ABS * Tyre ± )<br />

100<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 36<br />

2<br />

0<br />

v<br />

+<br />

2*<br />

g * ( Sicherheitsfaktor<br />

* K * μ<br />

RoadSTAR<br />

Anzumerken ist, dass <strong>in</strong> diesem Anhaltewegmodell die verzögernde Wirkung des Luftwiderstandes<br />

nicht berücksichtigt wurde, da diese <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Größenordnung vorliegt, die nicht<br />

relevant ersche<strong>in</strong>t.<br />

In weiterer Folge wurden die Variablen „ABS“ und „Tyre“ anhand aller Erkenntnisse aus der<br />

vorhandenen Literatur, den Vorversuchen sowie jenen des Hauptversuchs durch <strong>–</strong> je nach<br />

Randbed<strong>in</strong>gung - reale Zahlenwerte ersetzt sowie die Konstante „K“ und der Sicherheitsfaktor<br />

festgelegt.<br />

Die Variable „ABS“ konnte e<strong>in</strong>deutig aus den Versuchsergebnissen mit dem Wert 1,25<br />

festgelegt werden. Wesentlich schwieriger war die Ermittlung der Variablen „Tyre“, da je<br />

nach verwendetem Reifen unterschiedliche Ergebnisse <strong>in</strong> der mittleren Bremsverzögerung<br />

erhalten wurden. Da nachgewiesen werden konnte, dass bei den Griffigkeitsmessungen mit<br />

dem RoadSTAR der E<strong>in</strong>fluss der unterschiedlichen Reifen <strong>in</strong> derselben Größenordnung<br />

vorliegt als dieser bei den Bremsversuchen ermittelt wurde, konnten für die Bestimmung der<br />

Variable „Tyre“ ausschließlich die Ergebnisse der Griffigkeitsmessungen herangezogen<br />

werden. Nach Analyse der Daten wurden sechs Szenarien def<strong>in</strong>iert, die Werte für die<br />

Variable „Tyre“ von 0,9 (schlechtester Reifen und auf 1,6 mm abgefahrenes Profil) bis 1,34<br />

(bester Reifen mit 6-8 mm Profiltiefe) bewirkten. Die Konstante „K“ konnte mit dem Wert<br />

0,75 festgelegt werden, der Sicherheitsfaktor wurde mit 1,075 festgelegt. Die getroffenen<br />

Festlegungen für die Variablen bzw. für die Konstante „K“ wurden anhand der Ergebnisse<br />

der Bremsversuche, die mit den alten und neuen Sommerreifen durchgeführt wurden,<br />

überprüft. Es erfolgte e<strong>in</strong> direkter Vergleich der mittleren Verzögerungen, die bei den<br />

jeweiligen Bremsversuchen aus Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeiten > 80 km/h erreicht wurden, mit<br />

den berechneten mittleren Verzögerungen mit den Variablen „ABS“ und „Tyre“ bzw. der<br />

Konstanten „K“ und den Messwerten „µ-RoadSTAR“. Es konnte die korrekte Festlegung der<br />

Werte bestätigt werden, da die mittleren Abweichungen der berechneten mittleren Verzögerungen<br />

zu den tatsächlich vorhandenen mittleren Verzögerungen mit 2 Ausnahmen<br />

durchwegs im e<strong>in</strong>stelligen Prozentbereich lagen und zudem e<strong>in</strong>erseits positiv als auch<br />

andererseits negativ waren.


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

4. Bewertungsh<strong>in</strong>tergrund Fahrbahngriffigkeit<br />

Wie erwähnt, wurden die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse dazu<br />

verwendet, um den österreichischen Bewertungsh<strong>in</strong>tergrund für Griffigkeitsmessungen aus<br />

dem Jahr 1996 anhand messbarer Größen zu überarbeiten. Der Adaptierung des<br />

Bewertungsh<strong>in</strong>tergrundes lagen folgende Überlegungen zugrunde:<br />

• Den <strong>in</strong> den österreichischen Richtl<strong>in</strong>ien und Vorschriften für den Straßenbau (RVS) für<br />

gemischte und planfreie Knoten sowie für die L<strong>in</strong>ienführung erforderlichen Sichtweiten<br />

liegen mittlere Bremsverzögerungen von 5 m/s² und Verlustzeiten von 1,2 s zugrunde.<br />

• Diese M<strong>in</strong>destbremsverzögerung von 5 m/s² sollte bei ausreichender Fahrbahngriffigkeit<br />

von allen Fahrzeugen mit „durchschnittlichen“ Reifen, die den gesetzlichen<br />

Anforderungen h<strong>in</strong>sichtlich zulässiger Profiltiefe entsprechen, erreicht werden können.<br />

• Es wird ke<strong>in</strong>e Längsneigung angesetzt<br />

• Durch Variation der Verlustzeit, sowie der Variablen „ABS“ und „Tyre“ konnten unter<br />

Anwendung des entwickelten Anhaltewegmodells Grenzwerte für µ-RoadSTAR der<br />

jeweiligen Klassen def<strong>in</strong>iert werden.<br />

Die Festlegung der Griffigkeitsklassen wurde anhand folgender Überlegungen vorgenommen:<br />

• Grenze sehr schlecht/schlecht:<br />

E<strong>in</strong> Fahrzeug mit ABS und mit h<strong>in</strong>sichtlich Griffigkeitsverhalten sehr guten Reifen, die<br />

e<strong>in</strong>e M<strong>in</strong>destprofiltiefe von 6 bis 8 mm aufweisen, erreicht bei diesem Wert von µ-<br />

RoadSTAR (gerade noch) e<strong>in</strong>e M<strong>in</strong>destbremsverzögerung von 5 m/s².<br />

Der Grenzwert für µ-RoadSTAR zwischen den Klassen „sehr schlecht“ und „schlecht“<br />

errechnet sich nach folgender Gleichung:<br />

μRoadSTAR<br />

• Grenze schlecht/ausreichend:<br />

5,<br />

00<br />

9,<br />

81*<br />

1,<br />

075*<br />

0,<br />

75*<br />

1,<br />

25*<br />

1,<br />

34<br />

( 4 / 5)<br />

=<br />

= 0,<br />

377<br />

E<strong>in</strong> Fahrzeug mit ABS und mit h<strong>in</strong>sichtlich Griffigkeitsverhalten „guten Durchschnittsreifen“<br />

erreicht bei diesem Wert von µ-RoadSTAR e<strong>in</strong>e M<strong>in</strong>destbremsverzögerung<br />

von 5 m/s². Der Grenzwert für µ-RoadSTAR zwischen den Klassen<br />

„schlecht“ und „ausreichend“ errechnet sich nach folgender Gleichung:<br />

μRoadSTAR<br />

5,<br />

00<br />

9,<br />

81*<br />

1,<br />

075*<br />

0,<br />

75*<br />

1,<br />

25*<br />

1,<br />

12<br />

( 3 / 4)<br />

=<br />

= 0,<br />

452<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 37


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

• Grenze ausreichend/gut:<br />

E<strong>in</strong> Fahrzeug ohne ABS und mit h<strong>in</strong>sichtlich Griffigkeitsverhalten „mittleren<br />

Durchschnittsreifen“ erreicht bei diesem Wert von µ-RoadSTAR e<strong>in</strong>e<br />

M<strong>in</strong>destbremsverzögerung von 5 m/s². Der Grenzwert für µ-RoadSTAR zwischen den<br />

Klassen „ausreichend“ und „gut“ errechnet sich nach folgender Gleichung:<br />

• Grenze gut/sehr gut:<br />

μRoadSTAR<br />

5,<br />

00<br />

9,<br />

81*<br />

1,<br />

075*<br />

0,<br />

75*<br />

1,<br />

00*<br />

1,<br />

07<br />

( 2 / 3)<br />

=<br />

= 0,<br />

591<br />

Selbst e<strong>in</strong> Fahrzeug ohne ABS und mit h<strong>in</strong>sichtlich Griffigkeitsverhalten schlechten<br />

Reifen, die auf M<strong>in</strong>destprofiltiefe abgefahrenen s<strong>in</strong>d, erreicht bei diesem Wert von<br />

µ-RoadSTAR e<strong>in</strong>e M<strong>in</strong>destbremsverzögerung von 5 m/s². Der Grenzwert für<br />

µ-RoadSTAR zwischen den Klassen „sehr gut“ und „gut“ errechnet sich nach folgender<br />

Gleichung:<br />

μRoadSTAR<br />

5,<br />

00<br />

9,<br />

81*<br />

1,<br />

075*<br />

0,<br />

75*<br />

1,<br />

00*<br />

0,<br />

90<br />

( 1 / 2)<br />

=<br />

= 0,<br />

702<br />

Es ist festzuhalten, dass bei Griffigkeitswerten, die <strong>in</strong> die Klasse „ausreichend“ fallen, die<br />

erforderliche M<strong>in</strong>destbremsverzögerung von 5 m/s² von Fahrzeugen mit den schlechtesten<br />

Reifen überhaupt nicht und mit schlechten Reifen (Szenario 2) nur mit ABS erreicht werden<br />

kann. Bei Griffigkeitswerten, die <strong>in</strong> die Klasse „schlecht“ (gilt für Griffigkeitswerte, die<br />

schlechter als der Warnwert im S<strong>in</strong>ne des Pavement Managements s<strong>in</strong>d) fallen, können<br />

diese M<strong>in</strong>destverzögerungen von Fahrzeugen ohne ABS überhaupt nicht und mit<br />

Fahrzeugen mit ABS nur mit guten oder sehr guten Reifen erreicht werden. Bei<br />

Griffigkeitswerten der Klasse „sehr schlecht“ (Griffigkeitswerte, die schlechter als der<br />

Schwellenwert s<strong>in</strong>d) erreichen nur Fahrzeuge mit ABS und den besten Reifen die<br />

erforderliche M<strong>in</strong>destbremsverzögerung von 5 m/s².<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit<br />

Im letzten Teil der Arbeit wurde die Geschw<strong>in</strong>digkeitsabhängigkeit von Griffigkeitsmessungen<br />

untersucht. Im Besonderen wurde der Bereich der Messgeschw<strong>in</strong>digkeiten von 30 km/h<br />

bis 60 km/h untersucht, da unter 30 km/h ke<strong>in</strong>e Griffigkeitsergebnisse ausgegeben werden<br />

und die Griffigkeitsmessungen unter Standardbed<strong>in</strong>gungen immer mit e<strong>in</strong>er Geschw<strong>in</strong>digkeit<br />

von 60 km/h durchgeführt werden. Die Detailanalyse brachte das Ergebnis, dass die<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeitskorrektur von Δµ=0,0025 je km/h auf Δµ=0,003 je km/h anzuheben ist.<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 38


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Anhand all dieser Festlegungen kann e<strong>in</strong> adaptierter Bewertungsh<strong>in</strong>tergrund für Griffigkeitsmessungen<br />

mit dem RoadSTAR vorgeschlagen werden:<br />

Adaptierter Bewertungsh<strong>in</strong>tergrund für Griffigkeitsmessungen mit dem RoadSTAR<br />

<strong>5.</strong> Resümee<br />

Aus den Versuchsergebnissen konnten gute Zusammenhänge zwischen der mit dem<br />

RoadSTAR gemessenen Griffigkeit und der mittleren Bremsverzögerung von Personenkraftwagen<br />

während e<strong>in</strong>er Vollbremsung abgeleitet werden.<br />

Es gelang <strong>in</strong> dieser Arbeit neben der Überprüfung bzw. Adaptierung des Bewertungsh<strong>in</strong>tergrundes<br />

für Griffigkeitsmessungen auch e<strong>in</strong>e Modell zu entwickeln, das es ermöglicht,<br />

unter Variation der Anfangsgeschw<strong>in</strong>digkeit, der Verlustzeit und der Fahrzeugparameter<br />

(Bremssystem, Reifen) <strong>in</strong> Abhängigkeit des Reibungsbeiwertes µ-RoadSTAR Anhaltewege<br />

zu berechnen. Die <strong>in</strong> dieser Arbeit entwickelten Variablen können für e<strong>in</strong> breites Fahrzeugkollektiv<br />

Anwendung f<strong>in</strong>den, es besteht aber auch die Möglichkeit, <strong>in</strong> weiterer Folge<br />

Variablen für spezielle Fahrzeuge zu ermitteln, um für E<strong>in</strong>zelfahrzeuge die Treffsicherheit<br />

des berechneten Anhalteweges zu erhöhen.<br />

Bei Kenntnis der Griffigkeitswerte µ-RoadSTAR können nun für unterschiedliche Streckenabschnitte<br />

durch Variation von Verlustzeit, tatsächlich gefahrener Geschw<strong>in</strong>digkeit und<br />

unterschiedlicher Fahrzeugparameter Anhaltewege berechnet werden. Die erarbeiteten<br />

Ergebnisse sollen zukünftig E<strong>in</strong>gang <strong>in</strong> den Richtl<strong>in</strong>ien für Straßenbau RVS 03.03.23 und<br />

RVS 03.0<strong>5.</strong>13 f<strong>in</strong>den, da die <strong>in</strong> diesen Richtl<strong>in</strong>ien angegebenen Sichtweiten Grundlage für<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 39


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Trassierungsparameter darstellen. In weiterer Folge können basierend auf diesen<br />

Berechnungen sicherheitsrelevante Problemstellungen gelöst werden. Hier ist<br />

beispielsweise an e<strong>in</strong>e Überprüfung der Haltesichtweiten an bestehenden Straßen zu<br />

denken, bei der diese den bei der vorhandenen Griffigkeit gegenwärtigen Anhaltewegen<br />

gegenübergestellt werden. Da die Griffigkeit im Rahmen von periodischen Messkampagnen<br />

gemessen wird, könnte e<strong>in</strong>e Abschätzung des Sicherheitspotenzials (Road Safety<br />

Inspection) e<strong>in</strong>er Straße <strong>in</strong> regelmäßigen Abständen erfolgen. Weiters wird es mit Hilfe der<br />

erarbeiteten Gleichungen und Diagramme zukünftig möglich se<strong>in</strong>, unter Kenntnis der<br />

vorhandenen Griffigkeit und Sichtweite die maximal sichere Geschw<strong>in</strong>digkeit auf nasser<br />

Fahrbahn zu ermitteln. Verkehrsrechtliche Maßnahmen, wie beispielsweise Geschw<strong>in</strong>digkeitsbeschränkungen,<br />

können somit durch reale Brems- bzw. Anhaltewege begründet<br />

werden.<br />

Neben dem großen Anwendungsgebiet der Verkehrsplanung bzw. der <strong>Verkehrssicherheit</strong><br />

können die erarbeiteten Ergebnisse auch <strong>in</strong> Projekten der Verkehrstelematik angewendet<br />

werden. Hier ist beispielsweise an <strong>in</strong>telligente Geschw<strong>in</strong>digkeitsadaption (Intelligent Speed<br />

Adaptation) sowie an Projekte im Zusammenhang mit „kooperative Systemen“, bei denen<br />

beispielsweise die empfohlene Betriebsgeschw<strong>in</strong>digkeit basierend auf Daten des<br />

Fahrbahnzustandes dem Lenker mitgeteilt wird, zu denken. Zudem könnten beispielsweise<br />

Brems- oder Anhaltewege mit den aktuellen Fahrzeugabständen verglichen werden und bei<br />

Unterschreitung Warnungen an den Lenker abgesetzt werden.<br />

Zusätzlich wurden <strong>in</strong> der vorliegenden Arbeit neueste Erkenntnisse des Themas „Fahrbahngriffigkeit“<br />

dokumentiert, wobei festzuhalten ist, dass die Fahrbahnzustände „Schneematsch“<br />

oder „Schnee- und Eisfahrbahn“ nicht behandelt wurden.<br />

Als Ergänzung der vorliegenden Arbeit sollten zukünftig auch Ergebnisse von Bremsversuchen<br />

von Motorrädern und Lastkraftwagen E<strong>in</strong>gang <strong>in</strong> das Anhaltewegmodell f<strong>in</strong>den.<br />

Es wurde somit auch e<strong>in</strong>e breite Basis für weitere wissenschaftliche Untersuchungen gelegt.<br />

Dipl.-Ing. Dr. Peter MAURER<br />

arsenal research <strong>–</strong> Leiter des Geschäftsfeldes Verkehrswege<br />

1210 Wien, Gief<strong>in</strong>ggasse 2<br />

050 550 <strong>–</strong> 6211<br />

peter.maurer@arsenal.ac.at<br />

www.arsenal.ac.at<br />

MAURER, Peter <strong>–</strong> Fahrbahngriffigkeit Straße - Fahrzeug Seite 40


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Ernst PFLEGER<br />

EPIGUS-Institut für ganzheitliche Unfall- und Sicherheitsforschung<br />

Vorsitzender der <strong>EVU</strong>-Ländergruppe <strong>Österreich</strong><br />

Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen<br />

Die Analyse des Blickverhaltens von Fahrzeuglenkern mit dem modernsten<br />

viewpo<strong>in</strong>tsystem-Blickanalyse-Verfahren ermöglicht es, Unfallursachen exakt aufzuklären<br />

und die Zusammenhänge direkt <strong>in</strong> die Unfallrekonstruktion e<strong>in</strong>fließen zu lassen. Es kann<br />

nicht nur analysiert werden, welche Objekte, wie lange und <strong>in</strong> welcher Reihenfolge beachtet<br />

werden, sondern es können auch mittels moderner Rasteranalyseprogramme wesentliche<br />

Aussagen über die Qualität des Blickverhaltens erhoben werden.<br />

Das Blickverhalten wird neben den generellen Voraussetzungen des Lenkers von der<br />

Verkehrssituation, der Straßenraumgestaltung und der Straßenausstattung direkt<br />

bee<strong>in</strong>flusst, wobei im praktischen Verkehrsablauf oftmals physiologische Leistungsgrenzen<br />

der Informationsaufnahme überschritten werden, sodass vielfach im sehphysiologischen<br />

Grenzbereich gefahren wird. Stellen mit hoher Komplexität und großer Informationsdichte<br />

und Bereiche mit hohen lokalen Fixationsdichten s<strong>in</strong>d Anlaß für verschiedene Formen der<br />

Bl<strong>in</strong>dness, wo Informationsdefekte und Ausfälle gegeben s<strong>in</strong>d.<br />

Gerade Sachverständigen und Rechtsexperten, aber auch Straßenplanern und Verkehrstechnikern,<br />

muss bewusst se<strong>in</strong>, dass die Informationsaufnahme von vielen Faktoren<br />

abhängig ist, die es im Zuge von Analysen <strong>in</strong> Gerichtsverfahren herauszuarbeiten gilt.<br />

In der vorliegenden Kurzfassung wird das Blickverhalten von Fahrzeuglenkern anhand von<br />

Fallbeispielen ausgewählter Situationen <strong>–</strong> vor allem im Zuge von Annäherungen an VLSA <strong>–</strong><br />

geregelte Kreuzungen <strong>–</strong> aufgezeigt und mithilfe der modernsten qualitativen Methoden<br />

analysiert.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 41


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Das viewpo<strong>in</strong>tsystem<br />

Das viewpo<strong>in</strong>tsystem ist das derzeit modernste Verfahren zur<br />

Registrierung, Auswertung und Analyse von Blickbewegungen.<br />

Dieses Hightech Verfahren ist <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong>, Europa, Australien<br />

und den USA patentiert.<br />

Im Versuchsablauf trägt die Testperson die Hightech - Brille<br />

während der Untersuchung, sodass alle Handlungsabläufe im<br />

Detail analysiert werden können.<br />

viewpo<strong>in</strong>tsystem <strong>–</strong> Blickanalysen:<br />

Mithilfe des viewpo<strong>in</strong>tsystem - Blickerfassungsgerätes werden Blickzuwendungen auf<br />

e<strong>in</strong>zelne Objekte und Gegenstände genau aufgezeigt, das gesamte Blickverhalten wird<br />

e<strong>in</strong>deutig dokumentiert und durch wissenschaftliche Rasteranalyseprogramme analysiert.<br />

Für die Beurteilung der blicktechnischen Zusammenhänge werden direkt bei der Erstellung<br />

von Blickfilmen modernste dynamische Verfahren e<strong>in</strong>gesetzt, wobei direkt im Film die<br />

Kennzeichnung der Scharfsehbereiche, die dynamische Visualisierung der Verweildauer<br />

des Blicks und qualitative Analysen h<strong>in</strong>sichtlich der Wahrnehmungsqualität erfolgen können<br />

(Rasteranalyseprogramme).<br />

Es s<strong>in</strong>d dadurch exakte Aussagen über Blickzuwendungen, Blickb<strong>in</strong>dungen, Blickabsenzen<br />

oder auch über bestehende Komplexitäten von Blickabfolgen möglich.<br />

Durch diese exakte Erfassung des Blickverhaltens kann die menschliche Leistungsfähigkeit<br />

im Zuge der Informationsaufnahme offengelegt werden, wodurch e<strong>in</strong>e praktische<br />

Beurteilung der sehphysiologischen Leistungsgrenzen möglich wird.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 42


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Neueste Rasteranalysemethoden<br />

viewpo<strong>in</strong>tdynamicANALYSIS<br />

Analyse-Modul als Werkzeug zum Auff<strong>in</strong>den von Schwachstellen und Störe<strong>in</strong>heiten<br />

der Informationsaufnahme.<br />

viewpo<strong>in</strong>tdynamicANALYSIS ist derzeit weltweit das modernste Analyseverfahren zur<br />

F<strong>in</strong>dung und Bestimmung von Blickabsenzen und Blickdefekten (Störungen der geordneten<br />

Informationsaufnahme) mit der gleichzeitig ablaufenden dynamischen Darstellung von<br />

vorzugsweise FPC-Blick-Videos (Foveal Perception Circles) und den zugehörigen<br />

viewpo<strong>in</strong>tSEQUENZEN.<br />

Es ist die detaillierte Synchrondarstellung von Fixations- und Sakkadengrößen mit den FPC-<br />

Scharfsehbereichen oder TB-Blickstrategien (Time Bubble) direkt im Blickfilm ersichtlich.<br />

Im Film werden zur Feststellung der Komplexität, Vielfältigkeit und Detailerkennung<br />

synchron zur viewpo<strong>in</strong>tSEQUENZ die Darstellungen der FPC - FOVEAL PERCEPTION<br />

CIRCLES geschalten.<br />

Es erfolgt das lückenlose Auff<strong>in</strong>den von Störe<strong>in</strong>heiten mit direkter Zuordnung zu den<br />

Filmbilde<strong>in</strong>heiten, wodurch die wissenschaftlich e<strong>in</strong>wandfreie strategische Bewertung der<br />

Wahrnehmungsqualität möglich wird.<br />

viewpo<strong>in</strong>tcomplexityFINDER<br />

Laufende visuelle Darstellung der Fixationsdom<strong>in</strong>anzen und Sakkadendom<strong>in</strong>anzen<br />

auf Grundlage des viewpo<strong>in</strong>tpriorityzone-Algorithmus, sodass die Bereiche der hohen<br />

Komplexität direkt <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Doppel-Filmdarstellung e<strong>in</strong>gesehen werden können.<br />

Durch dieses High-Tech-Detektionsprogramm kann die laufende Beurteilung der<br />

Fixationsleistung und Sakkadenbewegungen (Informationsausfälle, Informationsdefekte)<br />

bereits im Film erfolgen.<br />

Gleichzeitig wird besonders anschaulich die Informationsdichte (Grad der Komplexität) des<br />

jeweiligen Ausschnittes über e<strong>in</strong>en Farbbalken seitlich visualisiert und zahlenmäßig als Wert<br />

ausgewiesen.<br />

viewpo<strong>in</strong>tcomplexityRESEARCH<br />

Das viewpo<strong>in</strong>tcomplexityREASEARCH <strong>–</strong> Analyseprogramm dient zur F<strong>in</strong>dung und<br />

detaillierten Untersuchung von Stellen mit Informationsverlusten bed<strong>in</strong>gt durch hohe<br />

Komplexität oder häufigen fovealen Blickb<strong>in</strong>dungen.<br />

Aus den Abfolgen der ständig laufenden viewpo<strong>in</strong>tSEQUENZEN mit Fixationse<strong>in</strong>heiten und<br />

Sakkadenbewegungen werden über frei wählbare Zeitsequenzen zusätzlich zum<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 43


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Komplexitätsgrad die Fixationsanteile und Sakkadenanteile ausgewiesen.<br />

Durch das viewpo<strong>in</strong>tcomplexityRESEARCH <strong>–</strong> Analyseprogramm kann daher weltweit durch<br />

qualitative Tiefenanalysen erstmalig der Grad der Wahrnehmung e<strong>in</strong>gegrenzt werden,<br />

sodass weitere mediz<strong>in</strong>ische und neurophysiologische Untersuchungen gezielt möglich<br />

werden.<br />

viewpo<strong>in</strong>tPOSITIONmarker<br />

Darstellung der räumlichen Bewegungs-Charakteristiken von foveal, parafoveal und<br />

peripher wahrnehmbaren Objekten bei der Blickforschung.<br />

Die Analysen umfassen die jeweilige Größe der Objektgeschw<strong>in</strong>digkeit (object-velocity) im<br />

Film (<strong>in</strong> der Abbildung), den Verlauf der Exzentrizität (view<strong>in</strong>g-object-distance) und den<br />

Verlauf der Lage (view<strong>in</strong>g-object-angle) im Gesichtsfeld.<br />

Die Analyse der Bewegungsbahnen lässt exakte Rückschlüsse auf räumliche, örtliche und<br />

zeitliche Bewegungspositionen aus Sicht des Betrachters zu, wodurch optimierte Positionen<br />

von Objekten bestimmt werden können.<br />

Durch das Ausweisen der Bewegungsbahnen von Objekten aus Sicht des Betrachters<br />

können beste Standorte oder auch Bereiche vorhersehbarer Blickausfälle von vornhere<strong>in</strong><br />

erkannt und analysiert werden.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 44


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

FALLBEISPIELE:<br />

• Statische Sichtabschattungen<br />

Unmittelbar h<strong>in</strong>ter Kurvenbereichen positionierte VLSA-Standorte werden vor allem im<br />

urbanen Gebiet durch Gebäude, Plakatstandorte, Grünbewuchs und andere<br />

E<strong>in</strong>richtungen erst spät freigegeben. Der Fahrzeuglenker ist gerade <strong>in</strong> diesem Bereich mit<br />

Navigationsaufgaben beschäftigt. Die Erkennbarkeit der VLSA wird dadurch negativ<br />

bee<strong>in</strong>flusst und kann im Extremfall gänzlich übersehen werden.<br />

Die folgenden Screenshots aus e<strong>in</strong>em viewpo<strong>in</strong>tsystem <strong>–</strong> Ergebnisvideo zeigen e<strong>in</strong><br />

Beispiel für e<strong>in</strong>e statische Sichtabschattung e<strong>in</strong>er VLSA unmittelbar h<strong>in</strong>ter e<strong>in</strong>er<br />

L<strong>in</strong>kskurve e<strong>in</strong>es stark frequentierten Straßenzuges.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 45


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

• Dynamische Sichtabschattungen<br />

Die folgenden Abbildungen zeigen dynamische Sichtabschattung von Signalgebern e<strong>in</strong>er<br />

VLSA im Zuge der Annäherung an e<strong>in</strong>e lichtsignalgeregelte Kreuzung bei starkem<br />

Verkehrsaufkommen: Durch den Reisebus am ersten Fahrstreifen und durch e<strong>in</strong>en<br />

voranfahrenden Transporter am 2. Fahrstreifen wird die Sicht auf die Signalgeber<br />

abgedeckt.<br />

Das l<strong>in</strong>ke Standsignal wird durch e<strong>in</strong>en abbiegenden Sattelzug vollständig verdeckt, das<br />

rechte Standsignal wird 6 Sekunden vor Übersetzen der Kreuzung physikalisch<br />

erstsichbar. Der Fahrzeuglenker fixiert das voranfahrende Fahrzeug (Navigation zum<br />

voranfahrenden Verkehr), der Signalgeber wird nicht direkt, sondern parafoveal erfasst.<br />

E<strong>in</strong>e erste direkte Blickzuwendung erfährt das Hängesignal erst unmittelbar nach<br />

Freigabe durch den voranfahrenden Transporter (etwa 1,7 s vor Überfahren der<br />

Haltel<strong>in</strong>ie).<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 46


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

• Ungünstige Ausrichtung der Standsignalgeber<br />

Das folgende Beispiel zeigt die ungünstige Ausrichtung des Standsignals für<br />

e<strong>in</strong>biegende Fahrzeuglenker an e<strong>in</strong>er hochfrequentierten Kreuzung.<br />

In der Annäherungsphase ist der Fahrzeuglenker durch Navigationsaufgaben (F<strong>in</strong>den der<br />

richtigen Fahrl<strong>in</strong>ie etc.) konzentrativ stark beansprucht: Unmittelbar nach dem E<strong>in</strong>biegen<br />

bef<strong>in</strong>det sich der relevante VLSA-Standort. Der Fahrzeuglenker betrachtet das rechte<br />

Standsignal, kann aber aufgrund der ungünstigen Ausrichtung den Schaltzustand<br />

nicht erfassen. Nun folgt e<strong>in</strong> langer Blicksprung auf das Hängesignal. Der Schaltzustand<br />

des Standsignals wird erst unmittelbar vor der Haltel<strong>in</strong>ie erfasst. Die Folge s<strong>in</strong>d<br />

weitläufige Sakkaden und Wahrnehmungsausfälle.<br />

Zur Verifizierung des Schaltzustandes des VLSA werden extrem lange<br />

Blickzuwendungszeiten von <strong>in</strong>sgesamt 2 Sekunden (27% des Gesamtzeitvolumens)<br />

benötigt. Das Zeitvolumen zur Erfassung des sonstigen Verkehrsraumes für<br />

Reaktionen auf plötzliche Gefahren wird erheblich e<strong>in</strong>geschränkt.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 47


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Die nachstehende Analyse der Signalgeber mit dem viewpo<strong>in</strong>tPOSITIONmarker zeigt<br />

den räumlichen Verlauf und die Veränderung der Signalpositionen im Gesichtsfeld. Die<br />

Analyse der Bewegungsbahnen lässt wichtige Rückschlüsse auf die jeweilige räumliche,<br />

örtliche und zeitliche Position aus Sicht des Fahrzeuglenkers zu, wodurch optimierte<br />

VLSA-Standorte (Objektstandorte) bestimmt werden können.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 48


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

• Hohe Komplexität <strong>in</strong> Kreuzungsbereichen<br />

Die folgenden Screenshots zeigen Ausschnitte e<strong>in</strong>es viewpo<strong>in</strong>tsystem <strong>–</strong> Ergebnisvideos<br />

mit dem FPC (Foveal Perception Circle) Verfahren bei e<strong>in</strong>em Abbiegevorgang.<br />

Im Zuge des Abbiegevorganges erfolgen mehrfache Kontrollblicke nach rechts <strong>in</strong> den<br />

Kreuzungsbereich, zwischen den e<strong>in</strong>zelnen Fixationen s<strong>in</strong>d zahlreiche, weitläufige und<br />

lang andauernde Sakkaden erkennbar (etwa 73 % der Gesamtdauer!! zw. Haltel<strong>in</strong>ie<br />

und abgeschlossenem Abbiegevorgang).<br />

Die Sakkaden stellen Zeiten ohne geordneter Wahrnehmung dar. Für notwendige<br />

Navigationsaufgaben steht nur e<strong>in</strong> deutlich reduzierter Zeitanteil (27 %) zu Verfügung,<br />

Informationsdefekte treten auf Grund hoher Komplexität und hohen Informationsdichten auf.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 49


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

In der folgenden Abbildung wird der zeitliche Ablauf der Sakkaden (magenta) und Fixationen<br />

(blau) mit Hilfe des Rasteranalyseprogrammes viewpo<strong>in</strong>tdynamicANALYSIS dargestellt.<br />

Zeitspanne des<br />

Abbiegevorganges<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 50


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

• Defizite und hohes Ablenkungspotenzial durch ungünstig angeordnete<br />

Bedienelemente im Fahrzeug<strong>in</strong>nenraum<br />

Die e<strong>in</strong>zelnen Bedienelemente s<strong>in</strong>d im Fahrzeug<strong>in</strong>neren oft ergonomisch ungünstig<br />

platziert, sodass lange Blickabsenzen zum Straßenraum gegeben s<strong>in</strong>d.<br />

Die Abbildungen zeigen erhöhte Blickb<strong>in</strong>dungen auf den Bordcomputer und weitläufige<br />

Sakkaden (Zeiten ohne geordneter Wahrnehmung). Die Blickzuwendungen auf den<br />

Bordcomputer nehmen - gemessen an der gesamten Interaktionslänge (43 Sekunden) -<br />

e<strong>in</strong>en Zeitanteil von nahezu 20% e<strong>in</strong>. Weitere 20% entfallen auf Sakkaden im Zuge der<br />

Blickpendelbewegungen. Durch den maßgeblichen Zeitanteil für die Bedienung ist daher<br />

e<strong>in</strong> erhebliches Ablenkungspotential gegeben. Orientierungs- und Navigationsvorgänge<br />

(Fahrstreifenwechselmanöver etc.) werden hierbei stark negativ bee<strong>in</strong>flusst.<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 51


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Der folgende Ausschnitt des Rasteranalyseprogrammes viewpo<strong>in</strong>tdynamicANALYSIS<br />

zeigt die weitläufigen und lang andauernden Sakkaden (magenta), die zusammen mit den<br />

Fixationen auf den Bordcomputer e<strong>in</strong>en erheblichen Zeitanteil darstellt, der für<br />

sicherheitstechnisch relevante Aufgaben nicht zu Verfügung steht.<br />

Im Analysetool viewpo<strong>in</strong>tcomplexityFINDER kann die hohe Komplexität aufgezeigt werden.<br />

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Ernst PFLEGER<br />

EPIGUS-Institut für ganzheitliche Unfall- und Sicherheitsforschung<br />

1010 Wien, Schmerl<strong>in</strong>gplatz 3/7<br />

01 / 208 90 90<br />

epigus@chello.at<br />

www.unfallforschung.at<br />

Darstellung des<br />

Komplexitätsgrades<br />

Prozentuelle Verteilung<br />

der Sakkaden und<br />

Fixationen (über die<br />

letzten 2 Sekunden)<br />

PFLEGER, Ernst <strong>–</strong> Das räumliche Blickverhalten zu Lichtsignalanlagen Seite 52


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Prof. Dipl.-Ing. Dr. Josef PLANK<br />

Sachverständiger, Burgenland<br />

Fragen der <strong>Verkehrssicherheit</strong> zum Thema Ste<strong>in</strong>schläge<br />

STEINSCHLAGBESCHÄDIGUNGEN<br />

Schüttgut:<br />

Korngröße:<br />

- Regelmäßige Korngröße (Sand, Kies,<br />

Schotter) <strong>in</strong> Millimeter Durchmesser<br />

angegeben<br />

- Unregelmäßige Korngröße (Erze,<br />

Schrott, Bauschutt)<br />

- Pulverisierte bzw. granulierte Form<br />

(Zement)<br />

Mechanismen beim Abwurf von Ste<strong>in</strong>en:<br />

a) Vom Rad abgeworfene Ste<strong>in</strong>e:<br />

Dichte:<br />

Der Ste<strong>in</strong> wird aus dem Reifenprofil oder aus e<strong>in</strong>er e<strong>in</strong>geklemmten Position zwischen den<br />

Zwill<strong>in</strong>gsreifen abgeworfen.<br />

Der Abwurfw<strong>in</strong>kel ist von der Geometrie der Radabdeckung oder vom Aufbau bee<strong>in</strong>flusst.<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 53


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Flugbahn:<br />

Ist vom Standpunkt des Beobachters (mitbewegter Beobachter = mitbewegtes Koord<strong>in</strong>atensystem,<br />

oder ruhender Beobachter = ortsfestes Koord<strong>in</strong>atensystem) abhängig.<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 54


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Ste<strong>in</strong>e können von Lkw-Reifen auch seitlich (orthogonal zur Radhauptebene) abgeworfen<br />

werden.<br />

b) Von der Ladefläche verlorene Ste<strong>in</strong>e:<br />

Das Lösen der Ste<strong>in</strong>e wird bewirkt durch:<br />

- Trägheitskräfte<br />

- W<strong>in</strong>dkräfte<br />

- Erschütterungen von Bodenunebenheiten (bee<strong>in</strong>flusst von der Form des<br />

-<br />

Schüttkelgels und der Geometrie des Aufbaus).<br />

Schw<strong>in</strong>gungen des Aufbaus<br />

bb) Direkte Treffer:<br />

Bei höheren Fahrgeschw<strong>in</strong>digkeiten wird der Ste<strong>in</strong> <strong>in</strong> der Flugphase wegen des<br />

Luftwiderstandes abgebremst und kann e<strong>in</strong> nachfahrendes Fahrzeug direkt treffen.<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 55


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Abbremsung während der Flugphase:<br />

Bei höheren Fahrgeschw<strong>in</strong>digkeiten ist der E<strong>in</strong>fluss des Luftwiderstandes nicht<br />

vernachlässigbar.<br />

Die Verzögerung des Ste<strong>in</strong>s im Flug:<br />

t2<br />

Δv = ∫1<br />

/ 2 ρ ⋅ CW<br />

⋅ A ⋅ m ⋅ v<br />

t1<br />

2<br />

dt<br />

Widerstandsbeiwerte cW:<br />

- für Kugeln mit dem Durchmesser d = 1…40 mm<br />

cW = 0,4 <strong>–</strong> 0,5<br />

- für Kugeln mit dem Durchmesser d = 0,1-1 mm<br />

cW = 0,5 <strong>–</strong> 2,0<br />

Wurfweiten von herabfallenden Ste<strong>in</strong>en (3 m Abwurfhöhe) <strong>in</strong> Abhängigkeit von Größe und<br />

Fahrgeschw<strong>in</strong>digkeit für v = 40 km/h (l<strong>in</strong>ks) und v = 60 km/h (rechts)<br />

Wurfweiten von herabfallenden Ste<strong>in</strong>en (3 m Abwurfhöhe) <strong>in</strong> Abhängigkeit von Größe und<br />

Fahrgeschw<strong>in</strong>digkeit für v = 80 km/h (l<strong>in</strong>ks) und v = 100 km/h (rechts)<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 56


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

bbb) Indirekte Treffer:<br />

Der verlorene Ste<strong>in</strong> fällt auf den Boden, spr<strong>in</strong>gt hoch und trifft erst dann e<strong>in</strong> nachfahrendes<br />

Fahrzeug.<br />

Das Sprungverhalten lässt sich mit den Gesetzen der Stoßmechanik wegen der<br />

unregelmäßig geformten Ste<strong>in</strong>e nicht berechnen.<br />

Erwähnt wird, dass nach den durchgeführten Versuchen der Stoßfaktor k bei etwa 0,2 liegt<br />

und die Verzögerung beim Rollen und teilweisen Aufspr<strong>in</strong>gen auf der Fahrbahn zwischen<br />

2,5 und 4 m/s² liegt.<br />

c) Ste<strong>in</strong>schlagschäden:<br />

Für die Entstehung von Schäden an den Blechteilen bzw. W<strong>in</strong>dschutzscheibe ist e<strong>in</strong>e<br />

bestimmte Größe an k<strong>in</strong>etischer Auftreffenergie erforderlich.<br />

Für e<strong>in</strong> Blech mit 0,7 mm Stärke ist nach den Versuchen von Jarre e<strong>in</strong>e Auftreffenergie von<br />

E = 1,08 J erforderlich.<br />

Zusammenhang Geschw<strong>in</strong>digkeit <strong>–</strong> k<strong>in</strong>etische Energie für Ste<strong>in</strong>e verschiedener Durchmesser d<br />

bzw. Massen (Annahme: Kugelgeometrie, ρSte<strong>in</strong> = 2700 kg/m³)<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 57


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Grenzkurve Dellenbildung bei Karosserieblech (Stärke 0,7 mm); Zusammenhang<br />

Aufprallgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>–</strong> Teilchenmasse bzw. Teilchengröße (Kugeldurchmesser) / Jarr-92 /<br />

Für Verbundglasw<strong>in</strong>dschutzscheiben ist nach Jarre e<strong>in</strong>e Auftreffenergie von E = 0,03 J<br />

erforderlich um Schäden zu verursachen.<br />

Beschädigungen von Verbundglas <strong>–</strong> W<strong>in</strong>dschutzscheiben;<br />

Zusammenhang Aufprallgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>–</strong> Teilchengewicht, Grenzkurve / Jarr-92 /<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 58


<strong>5.</strong> <strong>EVU</strong> <strong>–</strong> <strong>Tagung</strong> <strong>Verkehrssicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>Österreich</strong><br />

07. März 2008, Wien<br />

Literaturverzeichnis:<br />

- Berner W., Berner T., Berner G.: Ste<strong>in</strong>schlagversuche <strong>in</strong> Verkehrsunfall und<br />

Fahrzeugtechnik 2003 Nr. 11 und MAS-Vorträgen<br />

- Kresak H.: Verkehrsunfall 2005 Nr. 3<br />

- Marc Albert, Stefan Nover, Wolfgang Nover: Ste<strong>in</strong>schlagversuche „Und sie spr<strong>in</strong>gen<br />

doch“, Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 2001 Nr. 6<br />

- Steffan H.: Ste<strong>in</strong>schlagversuche, Ostersem<strong>in</strong>ar 2005<br />

- Strobl H.: Betrachtungen zum Thema Ste<strong>in</strong>schlag <strong>in</strong> Verkehrsunfall und<br />

Fahrzeugtechnik 1996 Nr. 9<br />

Prof. Dipl.-Ing. Dr. Josef PLANK<br />

Sachverständigenbüro Plank<br />

7501 Siget i. d. Warth Nummer 100<br />

03352 / 32 567<br />

dr.plank@gmx.at<br />

PLANK, Josef <strong>–</strong> Ste<strong>in</strong>schlagbeschädigungen Seite 59

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