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
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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
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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
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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 />
07. März 2008, Wien<br />
• 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