Highlight: Wahrnehmbarkeitssteigerung im Straßenverkehr

Transcrição

Lfd. Nr. 039
Forschungsarbeiten des österreichischen Verkehrssicherheitsfonds
HIGHLIGHT
Wahrnehmbarkeitssteigerung im Straßenverkehr
durch bedarfsgerechte Straßenbeleuchtung
Dipl.-Ing. (FH) Robert Schönauer – mobimera
Dipl.-Ing. Michael Aleksa – AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Dipl.-Ing. Peter Saleh – AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Dipl.-Ing. Rainer Stütz – AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Dipl.-Ing. Günther Spath – Spath MicroElectronicDesign GmbH (MEDS)
Andreas Schnegg-Primus, BSc – Spath MicroElectronicDesign GmbH (MEDS)
Wien, Februar 2015
Österreichischer Verkehrssicherheitsfonds
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie
Endbericht Highlight
Endbericht HIGHLIGHT
Wahrnehmbarkeitssteigerung im Straßenverkehr durch bedarfsgesteuerte Straßenbeleuchtung
September 2012 bis Juni 2014
Versionsgeschichte
Version
Datum
Autor
Beschreibung
0.0
11.08.2014
Schönauer (mobimera)
Entwurf
0.1
21.8.2014
Aleksa, Saleh, Stütz (AIT)
Anmerkungen, Ergänzungen
0.3
22.08.2014
Schönauer
Überarbeitung, Kurzfassung
0.4
26.08.2014
Spath (MEDS)
Überarbeitung
0.5
28.08.2014
Aleksa
Überarbeitung Zusammenfassung
1
29.08.2014
Schönauer
Finale Version
1.1
15.10.2014
Schönauer
Revision nach bmvit Review
1.2
20.10.2014
Aleksa
Revision nach bmvit Review
1.3
27.10.2014
Schönauer
Überarbeitung
1.5
03.12.2014
Schönauer
Revision nach 2. bmvit Review
1.6
17.12.2014
Schönauer
Revision nach 3. bmvit Review
Das Projekt HIGHLIGHT ist gefördert durch
Konsortium HIGHLIGHT, Dezember 2014
1/83
Inhalt
Kurzfassung / Zusammenfassung der Tätigkeiten und Ergebnisse ..................................................... 4
2
3
4
5
6
1.1
Kurzfassung ............................................................................................................................. 4
1.2
Abstract ................................................................................................................................... 5
1.3
Zusammenfassung ................................................................................................................... 6
1.4
Executive Summary.................................................................................................................. 9
Projektbeschreibung ............................................................................................................. 12
2.1
Ausgangslage und Problemstellung ....................................................................................... 12
2.2
Ziele des Projektes ................................................................................................................. 13
2.3
Evaluierung der Wirksamkeit ................................................................................................. 14
Überlegungen zum Beleuchtungsdesign ................................................................................ 15
3.1
Normativer Hintergrund ........................................................................................................ 15
3.2
Überlegungen zum Effektdesign ............................................................................................ 16
3.3
Lichtdesign ............................................................................................................................. 20
3.4
Umbau der Leuchten ............................................................................................................. 21
3.5
Anpassung der Software ........................................................................................................ 22
3.6
Lichtfarbe ............................................................................................................................... 23
3.7
Demo St. Pölten ..................................................................................................................... 24
3.8
Verkehrsrechtliche Überlegungen .......................................................................................... 25
Planungen und Durchführung der empirischen Erhebungen ................................................... 26
4.1
Auswertungskonzept ............................................................................................................. 26
4.2
Erhebungskonzept ................................................................................................................. 27
4.3
Datenschutz ........................................................................................................................... 28
4.4
Feldtest 1 ............................................................................................................................... 29
4.5
Feldtest 2 ............................................................................................................................... 33
Beschreibung der Daten ........................................................................................................ 39
5.1
Daten Feldtest 1 (NÖ) ............................................................................................................ 39
5.2
Daten Feldtest 2 (Wien) ......................................................................................................... 42
Messergebnisse .................................................................................................................... 47
6.1
Ergebnisse Feldtest 1 (NÖ) ..................................................................................................... 47
2/83
6.2
7
Vergleich NÖ/Wien, Schlussfolgerungen und Diskussion ........................................................ 67
7.1
8
Ergebnisse Feldtest 2 ............................................................................................................. 54
Disseminationen über das Projekt oder Teilergebnisse .......................................................... 68
Literatur ............................................................................................................................... 70
Abbildungsverzeichnis .................................................................................................................. 71
Tabellenverzeichnis ...................................................................................................................... 74
Anhang......................................................................................................................................... 75
3/83
Kurzfassung / Zusammenfassung der Tätigkeiten und Ergebnisse
1.1
Kurzfassung
Nur ein Fünftel des Straßenverkehrs findet in der Nacht statt. Trotzdem ereignet sich zu dieser Tageszeit
etwa ein Viertel aller Verkehrsunfälle, wobei fast die Hälfte der tödlich Verunglückten zu beklagen ist.
Ungeregelte Schutzwege stellen zudem den am häufigsten betroffenen Unfallort für FußgängerInnen dar.
Ziel des Projekts Highlight war, Verbesserungen in der Verkehrssicherheit durch eine situationsbedingte
Variation der Beleuchtung im Anhalte- und Annäherungsverhalten von VerkehrsteilnehmerInnen bei
ungeregelten Schutzwegen zu bewirken.
Zwei Technologien wurden genutzt, um solche Einrichtungen zu ermöglichen: LED Beleuchtungskörper
ermöglichen ein schnelles Schalten, ein Dimmen bei maximalem Wirkungsgrad sowie eine räumlich
differenzierte Ausleuchtung. Intelligente, vernetzte Sensoren erfassen die Annäherung von
VerkehrsteilnehmerInnen, messen deren Geschwindigkeit und können sie anhand der räumlichen Position
und der Geschwindigkeit klassifizieren.
Die Steigerung der Wahrnehmbarkeit der querenden FußgängerInnen und die Stärkung der Achtsamkeit
der sich dem Schutzweg annähernden Kfz-LenkerInnen waren die Ziele des Lichteffektdesigns. Im
Rahmen der technischen und rechtlichen Möglichkeiten wurden rote und bernsteinfarbene LEDs in den
Leuchten verbaut.
Um die Wirksamkeit empirisch zu ermitteln wurden mit Experten die Parameter definiert und im Mai
2013 ein Feldtest in NÖ und im März 2014 ein Zweiter in Wien durchgeführt. Dabei wurden in einer
Fahrrichtung je eine weiße Schutzwegleuchte und drei Leuchten im Annäherungsbereich umgerüstet. Das
Lichtdesign wurde mit den zuständigen Behörden abgestimmt. Die farbigen Effekte wurden nur bei
Geschwindigkeiten über dem gegebenen Tempolimit aktiviert:


NÖ: Blinkender roter Balken auf der Fahrbahn, Frequenz ist geschwindigkeitsabhängig
Wien: oranger statischer Balken auf der Fahrbahn, Intensität ist geschwindigkeitsabhängig.
Die im Projekt gesammelten Messdaten zeigen, dass es mit Lichteffekten möglich ist die überhöhten
Geschwindigkeiten von Fahrzeugen im Annäherungsbereich des Schutzwegs um durchschnittlich
7,1 km/h bzw. 4 km/h zu reduzieren. Die Anhaltebereitschaft stieg in NÖ durch die roten blinkenden
Leuchten von 50 % auf 93 %, in Wien von 86 % auf 91 %. Eine Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit
wurde nicht beobachtet.
Die Versuche haben auch gezeigt, dass die Wirksamkeit von der Art der Umgebungsbeleuchtung sowie
vom Straßenraum im Vorfeld des Schutzweges abhängt. Weiterer Forschungsbedarf besteht in der
Untersuchung der Aspekte Achtsamkeitssteigerung und Ablenkung. Es wäre wichtig, die Wirkungen der
einzelnen Effektparameter genauer zu isolieren um optimale Setups von Beleuchtungssystemen
definieren zu können. Langzeitversuchen könnten außerdem noch etwaige Gewöhnungseffekte der KfzLenkerInnen aufzeigen.
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1.2
Abstract
Only a fifth of the road traffic happens during night time - nevertheless about a half of fatalities are to
claim during those hours. Within the road accident data the category of crosswalks without signaling
statistically represents the top rank. The project Highlight focusses this issue and aims to design and
evaluate dynamic road lighting in conflict zones at crosswalks. The attention of car drivers and the
perceptibility of crossing pedestrians are the main criteria of the light design including colored LED
effects on the road’s surface.
The technological bases are on the one hand dim-able LED lights, on the other hand an integrated array
of sensors in the lamps. The linked sensors are able to detect the speed and position of the approaching
cars and provide the trigger for speed-dependent light effects.
To evaluate the effect on the real traffic behavior two field studies in Austria have been conducted in 2013
and 2014 respectively. Two quite different types of crosswalk situations have been selected on straight
road sections which are not influenced by intersections. At each site at one lane a white lamp has been
installed at the crosswalk and three white/colored lamps in the section of approach. Two different effects
have been applied:

Lower Austria: Blinking red bar on a speed-dependent frequency

Vienna: Constant orange bar on a speed-dependent intensity.
The measured data clearly shows that it was possible to reduce those speeds in both sites - which were
above the site’s speedlimit - for 7.1 km/h and 4 km/h in average. The effects increased the readiness of
drivers to let pedestrian cross the road from 50 % to 93 % and from 86 % to 91 % at the urban site. The
evaluation showed that the environment of the crosswalk certainly influences the intensity of the light
effect's impact.
The study shows that the design of light aided accentuation of the crosswalk can lead to a better adaptation
of car’s speeds at the crosswalk and to a high readiness of drivers to stop for crossing pedestrians.
Requirements for future research include a better understanding of the various parameters of the effects,
the usability on different topologies and road designs as well as the subjective perceptions of drivers.
5/83
1.3
Zusammenfassung
Das Projekt Highlight nimmt sich der niedrigeren Wahrnehmungsfähigkeit von KraftfahrzeuglenkerInnen
in der Dunkelheit an. Diese kommt durch Müdigkeit und schwächere optische Kontraste zustande und hat
große Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit auf Österreichs Straßen. Nur ein Fünftel des
Straßenverkehrs findet in der Nacht statt. Trotzdem ereignet sich zu dieser Tageszeit etwa ein Viertel aller
Verkehrsunfälle, wobei fast die Hälfte der tödlich Verunglückten zu beklagen ist. Statistisch liegt die
Örtlichkeit der ungeregelten Schutzwege als Unfallort mit verletzten und getöteten FußgängerInnen an
erster Stelle. Ziel des Projekts Highlight sind daher Verbesserungen der Verkehrssicherheit durch eine
situationsbedingte Variation der Beleuchtung im Anhalte- und Annäherungsverhalten von
VerkehrsteilnehmerInnen bei ungeregelten Schutzwegen.
Zwei Technologien wurden genutzt, um solche Einrichtungen zu ermöglichen. Einerseits gewährleisten
LED Beleuchtungskörper ein schnelles Schalten, ein Dimmen bei maximalem Wirkungsgrad, sowie eine
räumlich differenzierte Ausleuchtung. Andererseits erfassen intelligente, vernetzte Sensoren die
Annäherung von Verkehrsteilnehmern, messen deren Geschwindigkeit und können sie anhand der
räumlichen Position und Geschwindigkeit klassifizieren.
Die Steigerung der Wahrnehmbarkeit der querenden FußgängerInnen und die Stärkung der Achtsamkeit
der sich dem Schutzweg annähernden Kfz-LenkerInnen waren die Ziele des Lichteffektdesigns. Im
Rahmen der technischen und rechtlichen Möglichkeiten wurden rote und bernsteinfarbene LEDs in den
Leuchten verbaut.
Aus Sicht der Halbleitertechnologie sind rot–orange LEDs jene mit der höchsten Leuchtstärke bei gleicher
elektrischer Leistungsaufnahme. Aus diesem Grund wurden beim 1. Feldversuch in Maria Lanzendorf
rot-orange LEDs mit einer Wellenlänge von ca. 615 nm eingesetzt. Die Lichteffekte sind gut sichtbar,
allerdings erscheint die Lichtfarbe subjektiv rot. Aus verkehrsrechtlichen Überlegungen wurde für den 2.
Feldversuch in Wien eine zweite Version der Leuchte einwickelt. Dabei sind die farbigen LEDs aus den
rot-orangen LEDs und bernsteinfarbigen LEDs kombiniert (Abbildung 1).
Abbildung 1: Leuchte mit roten und bernsteinfarbigen LEDs. Die farbigen LEDs besitzen außerdem eine
Linse, um eine entsprechend schmale Ellipse zu erzeugen.
Durch diese Kombination der beiden Lichtfarben liegt der Mittelwert des Spektrums bei einer
Wellenlänge von 595 nm. Die Lichtfarbe wird dadurch wie erwartet deutlich ins orange Farbspektrum
6/83
verschoben. Um die Form des Lichteffekts als Balken auf die Straßenoberfläche zu bringen, wurden
entsprechende Linsen in der Leuchte installiert.
In zwei Demonstrationsaufbauten wurden die Effekte getestet und mit Experten im Bereich der
Verkehrssicherheit und –technik Effektparameter definiert. Solange Kfz innerhalb der zulässigen
Geschwindigkeit unterwegs sind, werden der Schutzweg und der Annäherungsberiech normal mit weißem
Licht beleuchtet. Bei überhöhter Geschwindigkeit wird mit zusätzlichen Lichteffekten im
Annäherungsbereich auf den Schutzweg aufmerksam gemacht.
Um die Wirksamkeit empirisch zu ermitteln wurde im Mai 2013 ein Feldtest in NÖ und im März 2014
ein Zweiter in Wien durchgeführt. Dabei wurden in einer Fahrrichtung je eine weiße Schutzwegleuchte
und drei Leuchten im Annäherungsbereich umgerüstet. Das Lichtdesign wurde mit den zuständigen
Behörden abgestimmt. Die farbigen Effekte wurden nur bei Geschwindigkeiten über dem örtlichen
Tempolimit aktiviert:


NÖ: Blinkender roter Balken auf der Fahrbahn, Frequenz ist geschwindigkeitsabhängig
Wien: oranger statischer Balken auf der Fahrbahn, Intensität geschwindigkeitsabhängig.
Abbildung 2: Zweiter Feldtest in Wien, drei farbige Balken im Annäherungsbereich (roten und
bernsteinfarbigen LEDs) bei überhöhter Geschwindigkeit.
Um die Wirksamkeit der Technologien zu überprüfen wurden mit Radar und Video die Kfz
Einzelgeschwindigkeiten im gesamten Annäherungsbereich erhoben. Drei mobile Systeme mit
Radarsensoren und einer verschlüsselten Kennzeichenerfassung ermöglichten die Messung der
Querschnitts- und Abschnittsgeschwindigkeiten. Der Bremszeitpunkt, die Bremslänge und der
Konfliktkategorie (zur Beschreibung des Anhaltens) wurden ebenfalls erhoben. In Wien kam außerdem
eine Mastkamera zum Einsatz, um den Annäherungsbereich und den Schutzweg perspektivisch
ausreichend zu erfassen.
Die Querungsexperimente standen im Mittelpunkt der Feldtests. Um vergleichbare Querungssituationen
herzustellen, fanden kontrollierte Querungen durch Projektmitarbeiter statt. Dabei wurde an zwei
Abenden gemessen. Durch aktivieren und deaktivieren der Effekte wurden Vergleichsgruppen
geschaffen.
Die im Projekt gesammelten Messdaten zeigen, dass es mit Lichteffekten möglich ist, die überhöhten
7/83
7,1 km/h bzw. 4 km/h zu reduzieren (NÖ: vergleiche Abbildung 3). Die Anhaltebereitschaft stieg in NÖ
durch die roten blinkenden Leuchten von 50 % auf 93 %. In Wien durch das orange statische Leuchten
von 86 % auf 91 % (jedoch nicht statistisch signifikant). Es ist hier zudem nochmals anzumerken, dass
der Effekt nur bei überhöhten Geschwindigkeiten aktiv ist. Eine Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit
durch abruptes Bremsen wurde nicht beobachtet.
Die Kfz-LenkerInnen bremsten bei Querungen durch die Effekte durchschnittlich bereits 5 m früher. Das
unterschiedliche Umfeld bei den beiden Experimenten wirkt sich auf das unmittelbare Bremsen beim
aufleuchten des Effekts aus. Beim eher ländlichen Umfeld mit niedriger Umgebungshelligkeit wurde bei
85 % der LenkerInnen ein unmittelbares Bremsen beobachtet (ungeachtet der Intensität). In Wien betrug
diese Rate lediglich 35 %.
Geschwindigkeiten im Abschnitt 0-80m (mit FG am Schutzweg)
70
60
40
v
mean
[km/h]
50
30
20
10
1
2
1.. oranges Licht , 2...kein Effekt
Abbildung 3: Boxplots der videobasierten Geschwindigkeitsmesswerte im Abschnitt 0 - 80 m vor dem
Schutzweg in Maria Lanzendorf (NÖ).
Die Ergebnisse der beiden Feldtests zeigen durch ihre Unterschiede, dass die Wirkung der Effekte auch
von der Art und Beleuchtung der Umgebung abhängt. Neben den potentiellen, positiven Effekten auf die
Straßenverkehrssicherheit, ergeben sich durch die LED Technologie und die integrierten Sensoren weitere
Vorteile, die sich positiv auf das Kosten/Nutzen-Verhältnis auswirken: Geringere Wartung, längere
Lebensdauer, Energieeinsparung und Nutzung der Verkehrsdaten im Beleuchtungskörper für weitere
Zwecke.
Weiterer Forschungsbedarf besteht in der Untersuchung der Aspekte Achtsamkeitssteigerung und
Ablenkung. Die unterschiedliche Auswirkung der Effekte in verschiedenen Topologien und Umgebungen
ist naheliegend und wurde auch hier aufgezeigt. Daher ist es wichtig, die Wirkungen der einzelnen
Effektparameter genauer zu isolieren um optimale Setups von Beleuchtungssystemen definieren zu
können. In Langzeitversuchen könnten außerdem noch die Gewöhnungseffekte der Kfz-LenkerInnen
besser beschrieben werden.
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1.4
Executive Summary
Only a fifth of the road traffic happens during night time - nevertheless about a half of fatalities are to
claim during those hours. Within the road accident data the category of crosswalks without signaling
statistically represents the top rank. The project Highlight handles this issue and aims to design and
evaluate dynamic road lighting in conflict zones at crosswalks. The attention of car drivers and the
perceptibility of crossing pedestrians are the main criteria of the light design including colored LED
effects on the road’s surface.
The technological bases are on the one hand dim-able LED lights, on the other hand an integrated array
of sensors in the lamps. The linked sensors are able to detect the speed and position of the approaching
cars and provide the trigger for speed-dependent light effects.
The design of the lighting effects aimed at the increase of the perceptibility of crossing pedestrians and
the attention of the approaching car drivers. Technical, psychological and legislative parameters
influenced the color, intensity, shape and the dynamic patterns of the effects.
From semiconductor technology perspective red-orange LEDs have the best yield in terms of luminosity
per electrical power input. This fact leads to the use of red-orange LEDs at a wave-length of 615 nm. A
high visibility could be gained but on the roads surface red dominates in the color’s spectrum.
Psychological and legislative aspects shifted the light spectrum for the second prototypes to lower
wavelengths. The red-orange LEDs have been combined with amber LEDs, the combination on the
prototype is shown in Abbildung 4 (and Abbildung 5).
Abbildung 4: Lamp board with red and orange LED strings.
The combination of the two colors results in a mean wavelength of around 595 nm. The color therefor
lies in the orange segment within the spectrum. The implantation uses optical lenses to direct the colored
beam to narrow beams of about 1 meter width.
9/83
To evaluate the effect on the real traffic behavior two field studies in Austria have been conducted in 2013
and 2014 respectively. Two quite different types of crosswalk situations have been selected on straight
road sections which are not influenced by intersections. At each site at one lane a white lamp has been
installed at the crosswalk and 3 white/colored lamps in the section of approach. Two different effects have
been applied:


Blinking red bar on a speed-dependent frequency
Constant red bar on a speed-dependent intensity.
Abbildung 5 shows the installed setup with three orange bars at the approaching segment of the lane
before the crosswalk. A basic road lighting is guaranteed with white LEDs.
Abbildung 5: The second test suit with red-orange and amber LED bars in the segment of approaching the
crosswalk.
In order to evaluate and analyze the impact of the light effects Radar, cameras and manual observation
techniques have been used. Three mobile radar and automatic number plate recognition (ANPR)
measuring units have been installed at the crosswalk and before. A camera on a mast has been used to
observe the interaction and derive movement trajectories of pedestrians and cars. The time of braking
lights, its length and the degree of conflict have been collected.
Controlled experiments of crossing the road have been conducted by members of the project team. About
170 comparable crossing procedures have been documented during two nights. The data includes
crossings during additional light effect and during standard light conditions.
The measured data clearly shows that it is possible to reduce those average speeds - which are above the
site’s speedlimit - for 7.1 km/h and 4 km/h respectively. The effects increase the readiness of drivers to
let pedestrian cross the road from 50 % to 93 % and from 86 % to 91 % at the urban site (even though the
effects are only active at speeds over the legal limit). Furthermore the evaluation shows that the
environment of the crosswalk certainly influences the intensity of the light effect's impact.
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70
60
40
v
mean
[km/h]
50
30
20
10
1
2
Abbildung 6: Boxplots of the measured speeds at the crosswalk with/without light effects in the section 0-80
meters before the crossing (Maria Lanzendorf, Lower Austria).
The results in the field study at the rural suite show more impact than in the urban area with a brighter
environment and a higher traffic flow. The different results induce that the type and lighting situation of
the environment has a strong impact on the potential of the novel technology.
It can be considered that the LED and dimmable light technology in addition provides potential to reduce
the energy consumption and maintenance, increases life time and therefore reduces costs. Also the
measurement of traffic data could be used for monitoring and traffic management services.
The study shows that the design of light aided accentuation of the crosswalk can lead to a better adaptation
of car’s speeds at the crosswalk and to a high readiness of drivers to stop for crossing pedestrians.
Requirements for future research include a better understanding of the various parameters of the effects,
the usability on different topologies and road designs as well as the subjective perceptions of drivers.
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2 Projektbeschreibung
2.1
Ausgangslage und Problemstellung
Das behandelte Problem ist eine niedrige Wahrnehmungsfähigkeit von Kfz-LenkerInnen in der
Dunkelheit, welche durch Müdigkeit und schwächere optische Kontraste zustande kommt. Nur ein Fünftel
des Straßenverkehrs findet in der Nacht statt. Trotzdem ereignet sich zu dieser Zeit etwa ein Viertel der
Unfälle, wobei fast die Hälfte der tödlich Verunglückten zu beklagen ist. Auf Abschnitten mit künstlicher
Straßenbeleuchtung halbiert sich die Tötungsrate/Unfall gegenüber einem Abschnitt ohne Beleuchtung
(Wannenmacher, 2000). Dieser Zusammenhang weist auf die generelle Relevanz von Straßenbeleuchtung
hin.
Die Frage, inwieweit zeitliche und räumliche Muster und Farben in der Straßenbeleuchtung die
Verkehrssicherheit noch weiter steigern können ist jedoch weitgehend ungeklärt und in Normen und
Richtlinien auch noch nicht berücksichtigt und verankert. Hierbei geht es um die aktive Steigerung der
Wahrnehmbarkeit von VerkehrsteilnehmerInnen um das Interaktions- und Geschwindigkeitsverhalten
positiv zu beeinflussen, Konflikte zu entschärfen und somit die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Die
positiven Eigenschaften einer selbsterklärenden Straße können um eine bedarfsgesteuerte Komponente
bereichert werden.
Der Schutzweg repräsentiert den Unfallort mit der höchsten Anzahl an verletzten und getöteten Personen
(Statistik Austria, 2011). Am ungeregelten Schutzweg werden besonders viele FußgängerInnen verletzt
oder getötet (Kuratorium für Verkehrssicherheit, 2010), Zahlen sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Tabelle 1: Allgemeine Unfallzahlen von Fußgängern, der ungeregelte Schutzweg sticht dabei besonders
hervor (Quelle: KFV).
Recherchen in den österreichischen Unfallzahlen zeigen, dass bei Lichtverhältnissen wie in der
Dämmerung, bei Dunkelheit und bei künstlicher Beleuchtung etwa 40 % der Unfälle mit Beteiligung von
Fußgängern an Schutzwegen passieren 1. Dieses Verhältnis zeigt den besonderen Bedarf an Maßnahmen
1
Im Ortsgebiet. Erhebungszeitraum: 2008-2010. In Wien und Niederösterreich, nur ungeregelte Schutzwege (Quelle:
Unfalldatenbank Österreich).
12/83
in diesem Bereich und richtet auch den Fokus dieses Projekts dementsprechend auf nicht signalgeregelte
Schutzwege.
Die technische Grundlage zu dem Vorhaben bieten neuartige LED - Leuchtmittel2, die durch integrierte
und vernetzte Annäherungssensoren aufdimmen sobald ein Verkehrsteilnehmer detektiert wird.
2.2
Ziele des Projektes
Die Beleuchtung soll die Topologie der Straße besser betonen ("to highlight") und den Fußgänger und
dessen Weg besonders gut ausleuchten. Sie ergänzt somit die optische Wirkung der Infrastruktur um eine
dynamische Komponente. Die bedarfsgesteuerte Straßenbeleuchtung soll bei überhöhter Geschwindigkeit
den Fahrzeuglenker auf das Vorhandensein eines ungeregelten Schutzweges hinweisen und dadurch die
Aufmerksamkeit auf den ungeschützten Verkehrsteilnehmer lenken.
Die Forschungsfrage: Welche Verbesserungen im Bereich der Verkehrssicherheit können durch eine
situationsbedingte Variation der Beleuchtung im Anhalte- und Annäherungsverhalten von
VerkehrsteilnehmerInnen bei Schutzwegen erreicht werden?
Ein weiteres Projektziel ist die Entwicklung und Anwendung von Methoden um die Wahrnehmung und
Interaktionen zwischen Verkehrsteilnehmern zu messen und zu analysieren. Konkrete Ergebnisse sollen
in weiterer Folge die Effekte der neuen Technologien auf die Achtsamkeit und die Interaktionsmuster
verifizieren.
Wichtig dabei ist, das zu untersuchende Verhalten durch das Messverfahren so wenig wie möglich zu
beeinflussen („naturalistic observation“). Die Wirkung auf das Fahrverhalten wird indirekt über das
Geschwindigkeitsprofil und der Aufnahme der Bewegungslinien ermittelt. Die verwendeten Sensoren
werden möglichst gut getarnt aufgestellt.
Konkret wurden im ausgeführten Projekt an einem Standort in NÖ und in Wien Funktionsmuster der
dimmbaren LED Beleuchtungen sowie Sensoreinrichtungen installiert um die Interaktionsmuster
anonymisiert zu erheben. Die Auswirkungen auf das Verkehrsverhalten von im Untersuchungsbereich
gehenden und fahrenden Verkehrsteilnehmern wurden gemessen. Um die Effizienz der Untersuchung zu
erhöhen, wurden auch geschulte Probanden als querende Fußgänger eingesetzt. Radar- und
Videotechnologie wurde ebenfalls eingesetzt um dynamische und qualitative Parameter zu bestimmen.
2
Im, durch Mitteln des bmvit geförderten, Projekt DimLight (2009-2011) wurde eine zukunftsweisende Lösung zur
Energieersparnis von Straßenbeleuchtung entwickelt. Durch Verwendung von LED-Technologie, Sensorik und intelligenter
Auswertung können ohne Einbußen der Lichtstärke Energieersparnisse von bis zu 90 % erzielt werden.
13/83
2.3
Evaluierung der Wirksamkeit
Die Erhöhung der Straßenverkehrssicherheit der neuartigen LED Beleuchtung wurde durch quantitative
Erhebungen im Rahmen einer Vorher- Nachher Untersuchung evaluiert:
1. Zeitpunkt: Es wurde die Hypothese getestet, ob sich bei entsprechender, betonender Beleuchtung
an ungeregelten Schutzwegen die Wahrnehmbarkeit der querenden Fußgänger erhöht und ob die
Reaktion der Fahrzeuglenker auf ungeschützte Verkehrsteilnehmer zeitlich und räumlich früher
erfolgt. Dies wurde bei vergleichbaren Situationen bei Vorher/Nachher Messungen ermittelt und
evaluiert.
2. Art der Konfliktlösung: Es wurde die Anhaltewahrscheinlichkeit des Fahrzeuglenkers in
Abhängigkeit der Beleuchtung untersucht. Hierbei wurden statistische Modelle eingesetzt um
weitere Randbedingungen wie Geschwindigkeit und Entfernung der Fahrzeuge zu
berücksichtigen. Manche der allgemeinen Zusammenhänge wurden in der Verkehrsforschung
bereits dokumentiert: In Abbildung 7 ist die Anhaltebereitschaft in Abhängigkeit der
Geschwindigkeit dargestellt.
Abbildung 7: Empirisch erhobener Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Anhaltebereitschaft
(Quelle: KFV, 2010).
Die Funktion ist im Bereich um die 50 km/h sehr steil, bereits 5 km/h weniger bewirken eine
statistische Erhöhung der Anhaltewahrscheinlichkeit von 10 %. Auf solche Erkenntnisse baut
auch das Effektdesign der LED Beleuchtung auf.
3. Geschwindigkeitsverlauf: Während der Annäherung wird der Geschwindigkeitsverlauf der
Verkehrsteilnehmer kontinuierlich gemessen. Das Interaktionsverhalten kann somit durch die
Geschwindigkeitsprofile der beteiligten Fußgänger und Fahrzeuglenker beschrieben werden.
14/83
3 Überlegungen zum Beleuchtungsdesign
In diesem Kapitel ist ein Effektkatalog dargestellt, welcher die lichttechnischen Effekte, die evaluiert
wurden, beschreibt und begründet.
3.1
Normativer Hintergrund
Die derzeitigen relevanten Normen sehen die bedarfsgesteuerte Beleuchtung nicht vor; im hier
behandelten Fokus gelten primär die EN 13201 „Straßenbeleuchtung“ (Teil 1 bis Teil 4) sowie die
ÖNORM O 1051, "Beleuchtung von Konfliktzonen“.
In Europa gelten weitgehend einheitliche Verkehrsregeln, seit November 2003 auch einheitliche
Mindestanforderungen an die Straßenbeleuchtung. Dennoch besteht die Freiheit der europäischen Staaten
ihre Straßenbeleuchtung nach eigenen Werte- und Designvorstellungen zu gestalten.
Die Normenreihe EN 13 201 „Straßenbeleuchtung“ besteht aus vier Teilen:
– Teil 1: Auswahl der Beleuchtungsklassen. Der Teil 1 ist unabdingbare Voraussetzung für die
Bestimmung der Gütemerkmale der Beleuchtung: Nur aufgrund der verkehrlichen und sonstigen
Eigenschaften der Straße, die im Teil 1 der Normenreihe DIN EN 13 201 aus lichttechnischer Sicht
definiert sind, können die Beleuchtungssituation und daraufhin die Beleuchtungsklasse bestimmt werden.
Diese ist erforderlich, um die Gütemerkmale der Straßenbeleuchtung quantitativ zu bestimmen.
– Teil 2: Gütemerkmale
– Teil 3: Berechnung der Gütemerkmale
– Teil 4: Methoden zur Messung der Gütemerkmale von Straßenbeleuchtungsanlagen.
EN 13201 - 2 bis EN 13 201 - 4 sind in vielen CEN-Staaten (CEN; European Committee for
Standardization), so auch in Österreich, in nationale Normen umgesetzt worden.
Die ÖNORM O 1051 Straßenbeleuchtung – Beleuchtung von Konfliktzonen3 gilt für die Errichtung von
Beleuchtungsanlagen bei Schutzwegen und Radfahrerüberfahrten, Kreisverkehren, Fahrbahnteilern sowie
Parkplätzen. Allgemein definiert die Norm O 1051 die Beleuchtung an Schutzwegen derart, dass in
"Dunkelstunden der Schutzweg in der Annäherung aus ausreichender Entfernung als besondere
Straßenstelle erkennbar ist, und dass der herannahende KraftfahrerInnen rechtzeitig erkennen kann, ob
sich eine Person auf der Auftrittsfläche zum oder am Schutzweg selbst befindet" [EN 13201]. Weiters
formuliert die Norm: "Die frühzeitige Erkennbarkeit eines Schutzweges im Straßenverlauf kann durch
Anhebung des Leuchtdichteniveaus und/oder durch einen Lichtfarbewechsel der Beleuchtung im Bereich
des Schutzweges erreicht werden“.
Die vorliegende ÖNORM dient dazu, praxisgerechte Werte für lichttechnische Größen vorzugeben, um
die Verkehrssicherheit in den oben genannten Konfliktzonen zu erhöhen. Eine Auswahl der
3
Angaben sind bezogen auf die Ausgabe 2007-07-01. Des Weiteren finden sich in ihrem Anhang A Informationen zur
Beleuchtung von Kreuzungen und Busbuchten. Diese ÖNORM ist eine Ergänzung zum ÖNORM CEN/TR 13201-1 und zu den
ÖNORMEN EN 13201-2 bis -4, die die allgemeinen Straßenbeleuchtungsanwendungen abdecken.
15/83
entsprechenden Beleuchtungsklassen von Straßenbeleuchtungen unter Berücksichtigung des, im
statistischen Sinne, situativen Verkehrsflusses sieht die ÖNORM O 1053 vor. In der Konzeption wurde
darauf geachtet, die normativen Rahmenbedingungen bezüglich einer Grundausleuchtung zu beachten.
3.2
Überlegungen zum Effektdesign
Erkennbarkeit
Der Sinn einer Beleuchtung eines Schutzweges ist, dass dieser auch in den Dunkelstunden in der
Annäherung aus ausreichender Entfernung als besondere Straßenstelle bzw. als potentieller
Konfliktbereich erkennbar ist, und dass der herannahende LenkerInnen rechtzeitig erkennen kann, ob sich
eine Person auf der Auftrittsfläche zum oder am Schutzweg selbst befindet.
Die frühzeitige Erkennbarkeit eines Schutzweges im Straßenverlauf kann in den Dunkelstunden durch
Anhebung des Leuchtdichteniveaus und/oder durch einen Lichtfarbewechsel der Beleuchtung im Bereich
des Schutzweges erreicht werden. Dabei müssen die Leuchtmittel, die für die Beleuchtung von
Schutzwegen eingesetzt werden, entsprechend der Norm einen Farbwiedergabeindex von mindestens 20
(Ra4 ≥ 20) aufweisen.
Zulässige Kontrastarten
Zur Sichtbarmachung von Personen auf Schutzwegen sind beide Kontrastarten (negativer und positiver
Kontrast) zulässig. Damit keine Zusatzbeleuchtung notwendig ist, muss die Straßenbeleuchtung mehrere
physikalische Werte erfüllen (siehe Tabelle 21 im Anhang).
Muster / Anordnung: Technische Möglichkeiten
Für die entstehenden Muster ist nicht die Anordnung der LEDs auf der Platine relevant, sondern der
eingeschlossene Winkel zwischen Grundfläche der Optik und der Platine. Vor allem elliptische Muster durch den Einsatz asymmetrischer Linsen - sind für das Generieren von Balken auf der Straßenoberfläche
notwendig. Es stellte sich heraus, dass pro Leuchte nur eine einzige Ellipse erzeugt werden kann. Primär
wurden nur Linsen mit einem minimalen Abstrahlwinkel (5 °) getestet. Bei 6,0 m Lichtpunkthöhe ergibt
dies einen Kegel von etwa 1,0 m Durchmesser. Bei der Farbwahl sind außerdem die Aspekte
Signalwirkung und Lichtausbeute/LED ausschlaggebend.
Informationsaufnahme & Dunkelheit Ein Wahrnehmungsmodell, welches die multiplen Aspekte
zwischen Blickverhalten und Erkennen berücksichtigt wurde 2010 von Dr. Reinisch entworfen. Relevant
in diesem Kontext ist die Umfeldhelligkeit, also die Helligkeit des Straßenumfeldes, abhängig von der
Tageszeit. Aufgrund des Aufbaus der menschlichen Netzhaut und der damit verbundenen Verteilung der
Photorezeptoren kann bei Dunkelheit von einer Verschlechterung der Sehleistung (beispielsweise
Sehschärfe, Kontrastempfindlichkeit) ausgegangen werden. Des Weiteren können bei Dunkelheit über
das periphere Sehen aufgrund der niedrigeren Kontraste und aufgrund der teilweise sehr unterschiedlichen
Beleuchtungsverhältnisse weniger Informationen aufgenommen werden. Das Sehvermögen im
nächtlichen Straßenverkehr sinkt daher bis auf ein Zwanzigstel des Tageswertes (Reinisch, 2010).
4
Die abgekürzte Schreibweise für den Farbwiedergabeindex ist Ra. Hierbei steht das Index-a für allgemeiner
Farbwiedergabeindex, der nur die Werte der ersten acht Testfarben nach DIN einbezieht.
16/83
Aufgrund der Abnahme der Sehschärfe können somit bei Dämmerung oder Dunkelheit verschiedene
Objekte nicht mehr scharf abgebildet werden.
Fahrgeschwindigkeit und Licht bei Nacht
Die mittleren Geschwindigkeiten unterliegen zeitlichen Veränderungen (Schüller, 2010). Hier spielen vor
allem die Verkehrsdichte sowie die Lichtverhältnisse und Nässe eine Rolle. Während der Nacht wurden
bei Geschwindigkeitsmessungen in vielen Fällen Erhöhungen der gewählten Geschwindigkeiten5 um 5
bis 10 km/h festgestellt (Thoma, 1993), (Retzko & Korda, 1999), (Schleicher-Jester, 1995) oder (Lipphard
& Meewes, 1994). Dies wird auch in (Schüller, 2010) deutlich:


Die gefahrenen Geschwindigkeiten bei freier Geschwindigkeitswahl liegen in den Nachtstunden
mit fast 7 km/h deutlich über denen am Tag.
Während in den Morgen- und Abendstunden die gefahrenen Geschwindigkeiten offenbar auf
die Verkehrsstärke reagieren, ist dieser Einfluss tagsüber zwischen den Spitzenstunden nicht
feststellbar.
Die Unterschiede sind unabhängig von der Straßenkategorie. Trotzdem stellen bspw. Lipphard und
Meewes (1994) für Außerortsstraßen mit einem vergleichsweise geringen Geschwindigkeitsniveau keine
Änderung des Verhaltens im Vergleich von Tag und Nacht fest. Es stellt sich die Frage, inwiefern andere
Einflussfaktoren eine Rolle spielen. Denkbar wären die geringere stündliche Verkehrsstärke oder der
Einfluss des Fahrerkollektivs, welches zu dieser Zeit unterwegs ist. Pfundt et al. (1986) stellten anhand
von umfangreichen Geschwindigkeitsmessungen auf zwei Straßen fest, dass vor allem im Zeitbereich 20
- 22 Uhr und teilweise auch zwischen 7 - 9 Uhr die höchsten Geschwindigkeiten auftreten. Die Ergebnisse
streuen sehr stark, eine Verallgemeinerung ist damit nicht möglich.
Risiko Homöostase
Bei der Risiko Homöostase handelt es sich um ein seit bereits über 20 Jahre - vor allem in der
Verkehrspsychologie - kontrovers diskutiertes Phänomen. Dem Ansatz liegt zugrunde, dass der Mensch
(als Regelkreislauf) immer das gleiche (daher Homöostase) Risikopotential auf sich nimmt, im Prinzip
um möglichst schnell an sein Ziel zu kommen. Empirische Untersuchungen mit Lichteffekten konnten
den Ansatz der Risiko Homöostase von Wilde (1988) bereits untermauern: Assum et al. (1999) betrachten
den Effekt von Straßenbeleuchtung unter dem Gesichtspunkt der Risiko Homöostase. Die AutorenInnen
zeigen niedrigere Konzentration und höhere Fahrgeschwindigkeiten durch das Anbringen von
Straßenbeleuchtung (vorher: keine Straßenbeleuchtung).
Kritiker der Theorie im allgemeinen betonen, dass durch diese Anpassung die Gefahr NICHT reduziert
wird, sondern gleich bleibt, und dadurch auch wirkungsvolle Maßnahmen eigentlich immer umsonst
wären. Eine mögliche Erklärung für den Nutzen besteht darin, dass einer "linearen" Perzeption und
Anpassung des Risikos der quadratische Zusammenhang von Fahrgeschwindigkeit und kinetischer
Verformungsenergie gegenübersteht.
Statistische oder gar analytische Modelle dazu sind den Autoren nicht bekannt. Die Risiko Homöostase
ist im vorliegenden Projekt kein zentrales theoretisches Fundament - sie ist hier ergänzend genannt.
5
Unter Bedingungen der „freien Fahrt“, kein Pulkfahren oder ähnliches.
17/83
Geschwindigkeitswahrnehmung
Führt der Beobachter eine Vorwärtsbewegung durch, so verändert sich das im Auge abgebildete Bild
(Burg & Moser, 2009). Der fixierte Objektpunkt bildet sich weiterhin in der Fovea ab und verändert seine
Lage nicht. Je größer die eigene Geschwindigkeit ist, desto rascher wandert der Bildpunkt dieses anderen
Punktes über die Retina. Es ergibt sich daraus eine Art Strömungsmuster von Punkten, die von der Fovea
nach außen wandern und zwar umso rascher, je weiter außen sie schon sind und umso langsamer, je weiter
entfernt sie sind.
Daher ist das Vorhandensein von beleuchteten Objekten oder Lichtquellen im Seitenbereich besonders
wichtig für die Schätzung der eigenen Fahrgeschwindigkeit. So wird zum Beispiel bei Nebel die optimale
Geschwindigkeitswahl verfehlt, da der Sichtbereich ausschließlich in Fahrtrichtung liegen kann
(Snowden, Stimpson, & Ruddle, 1998).
Die Wirkung der Effekte kann von diesem Phänomen profitieren: Durch die Effekte auf der Fahrbahn
entstehen im Strömungsmuster der Retina stärkere Strukturen als durch eine homogene Ausleuchtung.
Effektkonzept
Das Lichtdesign wurde für zwei Örtlichkeiten im Schutzwegbereich separat mit folgenden Zielen
durchgeführt:
1. Schutzweg: Wahrnehmbarkeit im Querungsbereich und angrenzendem Gehsteig
2. Annäherungsbereich: Geschwindigkeitsdämpfung, Aufmerksamkeitssteigerung.
Unmittelbar am Schutzweg wird die Wahrnehmbarkeit des ungeschützten Verkehrsteilnehmers durch die
Beleuchtungsart gestärkt.
Die Ausgestaltung des Leuchtmittels ist der wesentliche Teil des Projekts. Neben sicherheitstechnischer
Überlegungen und wahrnehmungsbezogener Eigenschaften fließt zudem auch die technische
Umsetzbarkeit in das Lichtdesign ein. Dies inkludiert dynamische Effekte, Farben und
Steuerungsfunktionen und wird durch die entsprechende Auswahl an Leuchtdioden, optischer Linsen und
Softwareparametrierungen umgesetzt.
Bereits im Annäherungsbereich soll die Achtsamkeit erhöht und die Geschwindigkeit gedämpft werden.
Dazu werden unterschiedliche Farbtemperaturen und Strukturen quer zur Fahrtrichtung bei Annäherung
von Fahrzeugen auf die Straßenoberfläche projiziert. Dabei ist es auch möglich, die Effekte
geschwindigkeitsabhängig auszugestalten. So kann z.B. die Lichtintensität und die Blinkfrequenz so
eingestellt werden, dass sie sich proportional zur Geschwindigkeit sich annähernder Fahrzeuge verhalten.
Möglichkeiten in Hinblick auf die Steigerung der wahrgenommen Geschwindigkeit:



Statisches Balkenmuster
Balkenmuster blinkend mit unterschiedlicher Frequenz und Intensität
Farben variieren (im Rahmen der Normen).
Liegen die Geschwindigkeiten an bestimmten Distanzen über einem definiertem Pegel, kann ein
Warnmodus aktiviert werden und die farbigen LEDs werden angesteuert. Pulsweiten, Frequenz und
18/83
Intensität zwischen den Balken können mit der Geschwindigkeitsvariablen moduliert werden. Abbildung
8 zeigt beispielhaft das Prinzip der geschwindigkeitsabhängigen Effektsteuerung.
Abbildung 8: Prinzip der Effektsteuerung. Die Intensität der Warneffekte nimmt mit der Geschwindigkeit
des sich annähernden Fahrzeugs zu. Die Werte sind hier nur beispielhaft angeführt.
Ein Ziel im Design und der Parametrisierung der Effekte ist, neben der Achtsamkeit den Fokus der
Wahrnehmung nicht auf den Annäherungsbereich, sondern primär zum Schutzweg zu lenken. Distanzen
und Grenzwerte werden an die jeweilige Topologie, Sichtelemente und Geschwindigkeitslimits
angepasst.
Schutzwegbeleuchtung
Hier steht die frühzeitige Objekterkennung im Vordergrund. Eine Rolle spielen:




Kontraststeigerung (Fußgänger) im Seitenbereich, Abheben von der Umgebung
Kontraststeigerung (Fußgänger) beim Queren, Abheben von der Umgebung
Beleuchtungsstärke des Fußgängers im Seitenbereich und am Schutzweg
Hervorheben der Bodenmarkierung.
Diese Aspekte werden durch ein statisches, weißes Licht ausreichend erfüllt. Es wurden keine
dynamischen, farbigen Effekte im Schutzwegbereich angedacht.
19/83
3.3
Lichtdesign
Um das angedachte Prinzip zu evaluieren, wurde nach den Anforderungen des Effektkataloges eine
Testleuchte aufgebaut, bei welcher ein String weißer LEDs gegen rot-orange LEDs ausgetauscht wurde.
Dabei konnte im Labor die gewünschte Funktion getestet sowie die Wahrnehmbarkeit der Lichteffekte
nachgewiesen werden.
Danach wurde eine Marktrecherche bezüglich in Frage kommender Linsen zur Umsetzung der
Lichteffekte gestartet. Mittels Simulation mit der Straßenbeleuchtungssoftware DIALux wurden
verschiedene Linsentypen getestet. In der Simulation zeigte ein Linsentyp des Herstellers Ledil, welcher
einen Balken quer zur Fahrrichtung auf die Fahrbahn projiziert, die besten Kontraste auf der
Fahrbahnoberfläche (siehe Abbildung 9). Die Fahrzeuge sind hier nur zu Nachstellung der
Annäherungssituation gesetzt, sie bringen keinen aktiven Beitrag ein.
Abbildung 9: Simulation des LICHTS (Linsensysteme) der prototypischen Leuchten im Bereich des
Schutzweges und im Annäherungsbereich.
20/83
3.4
Umbau der Leuchten
Für die Leuchten im Annäherungsbereich wurden drei lixtec 90 W Straßenleuchten (Abbildung 10)
entsprechend den Vorgaben des Effektkataloges umgebaut. Bei dieser Leuchte können 3 Strings mit je 20
Leuchtdioden unabhängig voneinander angesteuert werden. Einer dieser Strings wurde mit rot-orangen
Hochleistungs-LEDs bestückt. Dazu waren Änderungen auf der Leiterplatte notwendig.
Abbildung 10: Basis: Serienleuchte lixtec.
Um einen farblichen, rechteckförmigen Bereich auf der Fahrbahn zu erzielen waren spezielle Linsen
erforderlich. Da diese Linsen mechanisch höher als die normal eingesetzten Linsen sind, musste auch das
Gehäuse der Leuchten adaptiert werden. Abbildung 11 zeigt die modifizierten farbigen Strings in der
Lampenplatine.
Abbildung 11: Umgebaute lixtec Straßenleuchte mit rot-orangem String.
21/83
Als Schutzwegleuchte wurde eine weitere lixtec 90 W Straßenleuchte (Abbildung 12) zur normgerechten
Schutzwegleuchte umgebaut. Dafür wurden spezielle Reflektoren eingesetzt, welche das Licht auf den
laut Norm definierten Bereich projizieren. Auch hier musste das Gehäuse der Leuchten adaptiert werden.
Abbildung 12: Schutzwegleuchte (weiß).
3.5
Anpassung der Software
Für das Projekt HIGHLIGHT mussten auch umfangreiche Ergänzungen in der Software der Leuchten und
im lixtec Monitor, der Bedienoberfläche von lixtec, durchgeführt werden.
Dies war im Speziellen:
 Implementierung der Blinkfunktion mit konfigurierbaren Blinkfrequenzen
 Implementierung von drei unabhängigen Auslöseschwellen (Geschwindigkeit der Fahrzeuge in
km/h) mit frei definierbaren Blinkfrequenzen
 Anpassungen bei den Funkprotokollen
 Erweiterung des lixtec Monitors um die Funktionen des Projektes HIGHLIGHT
 Test und Inbetriebnahme der Zusatzfunktionen.
Im nachfolgenden Screenshot (Abbildung 13) sind die Möglichkeiten zur Konfiguration der Lichteffekte
ersichtlich. Sämtliche Einstellungen können ferngesteuert konfiguriert werden. Für jede der drei
Auslöseschwellen („Level“) können Geschwindigkeit („Speed“), die Blinkfrequenz (mittels „On Time“
bzw. „Off Time“ und die Lichtstärke („PWM On“ bzw. „PWM Off“) unabhängig voneinander
konfiguriert werden.
22/83
Abbildung 13: Screenshot des lixtec Monitors zeigt die spezifischen Highlight Funktionalitäten.
Über den Wert des Parameters „Timeout“ kann festgelegt werden, wie lange der Effekt nach der
Auslösung andauern soll.
3.6
Lichtfarbe
Der Bereich der infrage kommenden Effektlichtfarbe wurde vom Projektteam grundsätzlich im
Farbspektrum gelb-orange-rot angesiedelt. In diesem Bereich sind einerseits die Signalfarben im
Verkehrsbereich angesiedelt andererseits ist hier eine hohe Leuchtstärke/Leistungsaufnahme zu finden.
Blaue Farbtöne sind gemäß §20 Abs. 5 StVO 1960 bestimmten Einsatzfahrzeugen im öffentlichen
Interesse vorbehalten und wurden daher hier in weiteren Betrachtungen ausgenommen. Nachfolgend ist
eine kurze Aufgliederung der relevanten Wellenlängen der Farbspektren:
575 - 580 nm … gelb
580 - 585 nm … gelb-orange
585 - 595 nm … orange
595 - 620 nm … rot-orange
620 - 780 nm … rot.
Aus Sicht der Halbleitertechnologie sind rot–orange LEDs jene mit der höchsten Leuchtstärke bei gleicher
elektrischer Leistungsaufnahme. Aus diesem Grund wurden für die erste Version der Leuchte, welche bei
der Demo in St. Pölten und beim 1. Feldversuch in Maria Lanzendorf eingesetzt wurde, rot-orange LEDs
mit einer Wellenlänge von ca. 615 nm ausgewählt. Die Lichteffekte sind gut sichtbar, allerdings erscheint
die Lichtfarbe subjektiv rot. Aus verkehrsrechtlichen Überlegungen (siehe 3.8) wurde für den 2.
Feldversuch in Wien eine zweite Version der Leuchte entwickelt. Dabei wurde die Hälfte der rot-orangen
LEDs gegen bernsteinfarbige LEDs ausgewechselt.
23/83
Abbildung 14: Leuchtenplatine mit roten und bernsteinfarbigen LEDs und entsprechenden Linsen.
Durch diese Kombination der beiden Lichtfarben liegt der Mittelwert des Spektrums bei einer
Wellenlänge von ca. 595 nm. Die Lichtfarbe wird dadurch wie erwartet deutlich ins orange Farbspektrum
verschoben.
3.7
Demo St. Pölten
Mit Unterstützung der Stadt St. Pölten und der NÖ Landesregierung wurde am 19. März eine Präsentation
von prototypischen Lichteffekten mit dimmbaren LED Leuchten durchgeführt. Ziel war es, einerseits
einen Eindruck über die technischen Machbarkeiten zu geben und andererseits Einschätzungen und
Empfehlungen zur Durchführung des Feldtests im öffentlichen Straßenverkehr in NÖ zu gewinnen. Die
Erkenntnisse aus den Rückmeldungen der Fachleute der NÖ Landesregierung und des Magistrats St.
Pölten wurden in weiterer Folge bei den organisatorischen Rahmenbedingungen und für technische
Verbesserungen für den Feldtest berücksichtigt.
Abbildung 15: LINKS: Tausch der Leuchten inklusive Ausleger. RECHTS: Schutzwegleuchte im Nahfeld,
dahinter 2 Leuchten im simulierten Annäherungsbereich.
24/83
Das Setup inkludiert eine Schutzwegleuchte sowie zwei weitere LED Leuchten im
"Annäherungsbereich", die neben weißen auch mit rot-orangen LEDs bestückt sind. Alle Leuchten
können über die proprietäre Funkverbindung gesteuert werden.
Aus technischer Sicht wurden folgende Erkenntnisse gewonnen:

Rot-orange Balken sollten zum Schutzweg "hinführen". Dies wird durch eine entsprechende Lage
der Streifen im Querschnitt, in der Distanz zum Schutzweg und durch zeitversetztes Einschalten
erreicht.

Das letzte rot-orange Licht soll nahe am Schutzweg liegen (einige Meter).

Die Stelle mit der höchsten Leuchtstärke soll in Fahrstreifenmitte (nicht am rechten Rand) liegen.

Der Blickwinkel zwischen der Schutzwegmarkierung und dem projizierten rot-orangen Licht
sollte nicht zu groß werden. Als Lösung bietet sich ein früheres Einschalten und auch wieder
rechtzeitig Ausschalten an.
Mögliche Geschwindigkeitsgrenzen in der Effektsteuerung sowie die Pulsdauer und Frequenz wurden mit
den Experten diskutiert und für den ersten Feldtest definiert.
3.8
Verkehrsrechtliche Überlegungen
Eine Stellungnahme der Wiener MA 65 - Rechtliche Verkehrsangelegenheiten hält fest, dass rotes Licht
gemäß § 38 Abs. 5 StVO 1960 als Zeichen für „Halt“ steht und aus diesem Grund die Verkehrsteilnehmer
grundsätzlich zum Halten verpflichtet sind. Daher scheint der Einsatz von rotem Blinklicht für die Juristen
bedenklich zu sein. Sie empfehlen den Einsatz von gelbem Blinklicht, welches gemäß § 38 Abs. 3 StVO
1960 „Vorsicht“ bedeutet.
Die hier untersuchten Beleuchtungen sind jedoch keine Lichtsignale im unmittelbaren Sinn. Jedoch ist
auch anzumerken, dass auch in den Normen diese Art der Beleuchtungseffekte nicht berücksichtigt ist.
Eine exakte rechtliche Zuordnung dieser technischen Einrichtung ist im Einsatzfall erforderlich.
25/83
4 Planungen und Durchführung der empirischen Erhebungen
4.1
Auswertungskonzept
Ziel der Auswertung war es, eine solide quantitative Beurteilung des Annäherungsverhaltens der
Verkehrsteilnehmer (Kfz, FußgängerInnen) durchführen zu können. Dafür wurden innerhalb einer
Messdauer von 3 Tagen die LenkerInnen und deren Fahrverhalten beobachtet. Folgende Parameter
konnten aus den erhobenen Messdaten ausgelesen werden:





Querschnittsgeschwindigkeiten
Abschnittsgeschwindigkeiten, d.h. Durchschnittsgeschwindigkeiten mittels anonymisierter
Kennzeichenerhebung
Verkehrsstärken der Kfz
Zeitlücken der Kfz
Tägliche Nutzung des Schutzweges um auch Gewöhnungseffekte analysieren zu können.
Bei einer Vorheruntersuchung wurden möglichst unauffällig Sensoren angebracht, die den derzeitigen
Normalzustand im Bereich des Schutzweges abbilden. Nach Installation der neuartigen LED
Straßenbeleuchtung und Implementierung der lichttechnischen Effekte wurden mittels einer Nachher
Untersuchung die Änderungen quantitativ ausgewertet. Folgende Änderungen sollten quantifiziert
werden:




Vergleich Querschnitts- und Abschnittsgeschwindigkeiten: vmax, v85, vm nach Fahrzeugklasse
und Herkunft in Bezug zur erlaubten Höchstgeschwindigkeit und Anwesenheit eines Querenden
Änderung des Fahrverhaltens im Messzeitraum
Fahrverhalten der Kfz-LenkerInnen6:
o Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger durch Anhalten (Stillstand) des Kfz queren
o Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger queren, ohne dabei anzuhalten
o Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger durch starkes Abbremsen queren (Auftreten eines
Konfliktes)
o Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger nicht queren
o Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger unter Zustandekommen eines Konfliktes nicht
queren.
Interaktion Fußgänger zu Kfz:
o Seitenabstand Fußgänger und RadfahrerIn zur Fahrbahnkante
o Anhalte-Bereitschaft der Kfz‐LenkerIn: Stopps bzw. Reduzierung der
Annäherungsgeschwindigkeiten
o Geschwindigkeitsreduktion vor Schutzweg auch ohne Querende.
Die Unterscheidung der ProbandInnen wäre in folgenden Gruppen interessant: Kinder, Erwachsener,
ältere Personen und bei den FahrzeuglenkerInnen in Anrainer und Ortsfremde. Aufgrund der möglichen
Evaluierungsdauer wurde dies nicht umgesetzt.
6
Quelle KFV Studie, Endbericht für Amt der Kärntner Landesregierung: Untersuchung rote Schutzwege; Fußgänger-, Lenker-,
Interaktionsbeobachtungen.
26/83
4.2
Erhebungskonzept
Ziel der Erhebung war eine Methodenentwicklung zur Messung und Analyse von Interaktionen von
Verkehrsteilnehmern. Es sollte der Effekt neuartiger, intelligenter Straßenbeleuchtung auf das
Annäherungsverhalten der Verkehrsteilnehmer (Kfz-LenkerInnen, FußgängerInnen, RadfahrerInnen) in
einer Vorher- und Nachher Untersuchung dargestellt werden. Es durfte jedoch keine Beeinflussung des
Fahrverhaltens auftreten. Das Annäherungsverhalten kann man aus folgenden Messgrößen ableiten:



Geschwindigkeitsprofil der Kfz im Vorfeld des Schutzweges
Anhalte Bereitschaft der Kfz: stehen geblieben ja/nein, Geschwindigkeitsreduktion wenn
querende Verkehrsteilnehmer beim Schutzweg warten, abhängig von der Annäherungsgeschwindigkeit
Bewegungsprofil der Fußgänger.
Folgende Sensoren stehen zur Verfügung:



Automatic number plate recognition (ANPR) Systeme zur Erfassung von
Abschnittsgeschwindigkeiten, Herkunft und „Lernfähigkeit“ der Kfz (über eindeutige
Identifizierung der Fahrzeuge über die gesamte Messdauer)
Radarsensoren im Vorfeld des Schutzweges zur Messung der Geschwindigkeit und
Verkehrsstärke am Querschnitt
Videoaufzeichnung zur Erhebung der Bewegungslinien aller Verkehrsteilnehmer, der
Bremszeitpunkte und des kontinuierlichen Geschwindigkeitsniveaus.
Dauer der Erhebungen: Die Dauer der Vorher- und Nachher Untersuchungen muss im Bereich der
Geschwindigkeitserhebung zumindest einen Tag dauern, um tageszeitabhängige und fahrzeugabhängige
Effekte dokumentieren zu können. Der Aufwand bei der Videoerhebung (v.a. der manuellen Auswertung)
ist sehr groß, sodass in diesem Projekt aufgrund der verfügbaren Ressourcen nur eine begrenzte Anzahl
von Nächten gemessen wurde.
Position der Sensoren: Eine Querschnittsmessung erfolgte unmittelbar vor dem Schutzweg um die
Überfahrgeschwindigkeit festzustellen. Die zwei weiteren Sensoren wurden im Annäherungsbereich
aufgestellt, um die durch die Effekte noch unbeeinflussten und beeinflussten Geschwindigkeiten zu
messen.
Probanden: Es fanden kontrollierte Querungen durch Fußgänger aus dem Projektteam statt, um
vergleichbare Querungssituationen in ausreichender Anzahl zu erfassen. Die Probanden im eigentlichen
Sinne waren unbekannte Kfz-LenkerInnen, die im Messzeitraum den Standort passierten (Beachtung der
mittleren Verkehrsstärke am Teststandort).
Das eingesetzte Radar und ANPR System wurde von EBE Solutions und AIT Mobility als ein
vollautomatisches, mobiles und autarkes System entwickelt, welches Verkehrszählungen und
Verkehrsstromanalysen auf Basis von anonymisierter Kennzeichenverfolgung ermöglicht. Die
Erfassungseinheiten wurden so konzipiert, dass sie unabhängig von jeglichen infrastrukturellen
Einrichtungen rasch und ohne Verkehrsbehinderungen in Betrieb genommen werden können. Eine
Videokamera mit Infrarotsperrfilter ersetzt das menschliche Auge. Die Beleuchtung erfolgt durch
Infrarot-LEDs. Die Kfz-Kennzeichen werden mittels einer eigens entwickelten ANPR-Software
verschlüsselt ausgelesen und mit Datum und dem Erfassungszeitpunkt versehen und lokal am
Industrierechner gespeichert. Weiters wurde ein Radarsensor in der Einheit untergebracht um auch
27/83
Querschnittsdaten wie Geschwindigkeiten, Fahrzeugklassen zu erheben. Die Stromversorgung der
gesamten Erfassungseinheit erfolgt über Akkus. All diese Komponenten sind in einer versperrbaren
Schutzbox untergebracht die am Fahrbahnrand platziert wird (Abbildung 16).
Abbildung 16: VIONA Box, Radar und ANPR System, wird möglichst getarnt installiert.
Anhand dieses mobilen Systems konnten die unterschiedlichsten fahrzeugbezogenen Auswertungen
ermöglicht werden, darunter Abschnitts- und Querschnittsgeschwindigkeiten nach Fahrzeugklasse,
Herkunft und Tageszeit.
4.3
Datenschutz
Das Erhebungsdesign richtete sich auch an den Vorgaben der österreichischen Datenschutzkommission Datenschutzgesetz 2000 (DSG 2000), BGBl. I Nr. 165/1999, idgF. aus. Kennzeichen wurden nicht
unmittelbar gespeichert und wiedergegeben. Keine Gesichter oder Aktivitäten von Personen wurden
identifizierbar verarbeitet und die Daten wurden nicht an Dritte weitergegeben. Um die Zulässigkeit der
verwendeten Methoden zu gewährleisten wurde ein Selbsttest durchgeführt (Reimer, 2012). Auch eine
Anfrage an das Wiener Magistrat für Datenschutz, Informationsrecht und Personenstand (MA 26)
bestätigte die Konformität der Beobachtung des Verkehrsverhaltens mit den aktuellen
Datenschutzbestimmungen.
28/83
4.4
4.4.1
Feldtest 1
Standortentscheidung
Nach mehreren Terminen mit Experten der NÖ Landesregierung im Bereich Verkehrssicherheit,
Verkehrstechnik, Sachverständigenwesen und Straßenbeleuchtung wurden die Bedingungen und
mögliche Standorte in Niederösterreich definiert. Unter den Fachleuten befanden sich DI Christof Dauda
(damals Fachbereichs- Leiter der Verkehrstechnik), DI Stephan Mayrhofer (Fachbereichs- Leiter
Verkehrssicherheit), Ing. Jörg Günthör (Lichttechnik St. Pölten) und DI Egmont Fuchs (AmtsSachverständiger Verkehrssicherheit Land NÖ). Schließlich wurde Maria Lanzendorf als Standort der
ersten Testung gewählt. Der ungeregelte Schutzweg befindet sich kurz nach der Ortseinfahrt auf einer
geraden Strecke auf der B11, Achauer Straße. Abbildung 17 gibt einige Eindrücke der Topologie und der
Montage der Leuchten wieder.
Abbildung 17: Standort und Montage Schutzwegleuchte in Maria Lanzendorf.
Sämtliche vordefinierte Anforderungen seitens des Konsortiums und des Landes NÖ wurden an diesem
Standort erfüllt. Der ungeregelte Schutzweg liegt auf freier Strecke und die Leuchtenmasten sind für die
Montage in Höhe, Abstand und Typ geeignet und die zu erwartende 85 % Geschwindigkeit des
Fahrzeugkollektivs (v85) liegt über dem erlaubten Tempolimit von 50 km/h.
Ein DEMO - Video ist in zwei unterschiedlichen Qualitäten zum Download verfügbar:
Download Größe von ~ 150MB oder von ~ 25MB.
29/83
4.4.2
Messsetup
Sämtliche Leuchten (siehe Abbildung 18) messen kontinuierlich die Geschwindigkeit in beiden
Fahrtrichtungen im Abschnitt der Leuchten. Eine tatsächliche Reichweite der Radarsensoren in den
Leuchten von ungefähr 60 bis 100 m wurde festgestellt. Liegt die Geschwindigkeit über 50 km/h werden
entsprechend der Tabelle 2 die roten LEDs in voller Intensität blinkend geschalten. Die Verzögerungszeit,
mit welcher die Effekte aktualisiert werden, ist mit zwei Sekunden parametrisiert.
Tabelle 2: Effekte in Abhängigkeit zur aktuell gemessenen maximalen Geschwindigkeit der
vorbeifahrenden Kfz.
Bereich [km/h]
Ton [ms]
Toff [ms]
f [Hz]
vmax ≤ 50
-
-
-
50 < vmax < 70
400
800
0,83
70 > vmax
250
500
1,33
Schutzwegleuchte
VIONA1
LED Leuchte1
LED Leuchte2
VIONA2
LED Leuchte3
Abbildung 18: Annäherungsbereich des Schutzweges inkl. Sensorik. Die Brücke bildet eine leichte Kuppe
aus, bei Annäherung sind dennoch alle drei Balken gleichzeitig sichtbar.
30/83
4.4.3
Geschwindigkeitsmessungen
An drei Querschnitten (in Abbildung 18 und Abbildung 19 als roter Punkt mit schwarzem Rand
dargestellt) wurden von Mi, 22. Mai 2013, 17:00 h bis Fr, 24. Mai 2013, 10:00 h Messungen der
Querschnittsgeschwindigkeiten und eine verschlüsselte Aufzeichnung der Kennzeichen zur Erhebung der
Abschnittsgeschwindigkeiten und der Herkunft der Fahrzeuge durchgeführt (System VIONA:
Videoidentifikation und Online-Analyse von Verkehrsströmen).
Die Abstände der Messquerschnitte zum Schutzwege sind: dVIONA1: 10 m, dVIONA2: 70 m, dVIONA3: 490 m.
VIONA1
VIONA2
Standorte
der
24.Mai…grün
Videokamera:
23.Mai…gelb
VIONA3
Abbildung 19: Standorte VIONA System und Videokamera (24. Mai 2013).
4.4.4
Videobasierte Messungen
Am 23. und 24. Mai wurde der Annäherungsbereich auch mit einer Videokamera aufgenommen. Die
Kamera war auf einem Mast montiert (in 2 bzw. 3 m Höhe), der Standort ist in Abbildung 19 ersichtlich
(gelber bzw. grüner Punkt mit schwarzem Rand), die Entfernungen zum Schutzweg betragen 245 m (23.
Mai 2013) bzw. 195 m (24. Mai 2013). Das „Näherrücken“ der Kamera erfolgte aufgrund der verbesserten
Perspektive sowie dem bereits gewonnen Wissen über die Bremszeitpunkte und dem dadurch definierten
Erhebungsraum. Folgende Daten werden aus den Bildern gewonnen:


Geschwindigkeit (in 1/10 Sekunden Auflösung)
Bremszeitpunkt (Bremslicht an), in 1/10 Sek. Auflösung.
Das Näherrücken zum Schutzweg und die höhere Montage führten jedoch auch zu einer erneuten
Kalibrierung der Transformation. Aufgrund der Krümmung der Fahrbahn-Kuppe im Brückenbereich ist
31/83
die Geschwindigkeitsmessung im unmittelbaren Bereich des Schutzwegs aufgrund der unstetigen
Transformation der realen Ebene auf die Bildfläche nicht exakt. Daher sind die Geschwindigkeitsdaten
aus dieser Video-Messung nur im Annäherungsbereich und nicht im unmittelbaren Umfeld des
Schutzweges sinnvoll verwertbar. Dies wurde erst im Rahmen der Kalibrierung im Nachhinein
festgestellt.
Abbildung 20: Beispiel einer Annotation eines Pkw (23. Mai 2013).
Abbildung 20 zeigt die Annotation7 eines Pkw beim ersten Blinken der ersten bestückten
Straßenbeleuchtung, die Bremszeitpunkte (Aufleuchten der Bremsleuchten) können auf 0,1 Sekunden
genau erfasst werden, die kontinuierliche Positionsbestimmung ist aber aufgrund der Kuppe ungenau. Um
dennoch zu verwertbaren Messergebnissen zu kommen wurden einige ausgewählte Marker gesetzt, um
aus dem Zeitpunkt des Passierens dieser Marken die Abschnittsgeschwindigkeiten abzuleiten.
4.4.5 Protokolle der Interaktionen
Beim Test am Do, 23. 5. 2013 wurden ab 22:30 h die Fahrzeuge mit Querungsabsicht eines Fußgängers
(Projektmitarbeiter) beim Schutzweg konfrontiert. Folgende handschriftliche Anmerkungen (nach den
Beobachtungen) wurden dabei aufgezeichnet:


Uhrzeit
Kategorie der Anhaltebereitschaft:
o 1: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger durch Anhalten (Stillstand) des Kfz queren
o 2: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger queren, ohne dabei anzuhalten
o 3: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger durch starkes Abbremsen queren (Konflikt)
o 4: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger nicht queren
o 5: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger unter Zustandekommen eines Konfliktes nicht
queren.
7
Unter Annotation versteht man hier das Verfahren zur Informationsanreicherung digitaler Bilder, konkret das Markieren
definierter Punkte an den Fahrzeugen in den einzelnen Frames der Videos.
32/83
4.5
4.5.1
Feldtest 2
Beschreibung der Ausleuchtung und des lichttechnischen Effekts
Sämtliche LED Leuchten (siehe Abbildung 21) messen in ihrem jeweiligen Abschnitt kontinuierlich die
Geschwindigkeit in beiden Fahrtrichtungen. Bei der Installation am 4. März 2014 wurden folgende
Parameter eingestellt: Liegt die Geschwindigkeit der sich annähernden Fahrzeuge zwischen 50 km/h und
60 km/h werden entsprechend die roten und orangen LEDs in einer Intensität von 50 % geschalten. Ab
60 km/h wird die volle Intensität (100 %) aktiviert. Am 5. März 2014 wurde bereits ab 50 km/h die volle
Intensität aktiviert, da die Unterscheidung der beiden Stufen als relativ schwach eingeschätzt wurde und
auch nach subjektiven Einschätzungen der Projektmitarbeiter keine große Wirkung des orangen Licht
festgestellt wurde.
Es wurde eine tatsächliche Reichweite der Radarsensoren in den Leuchten von etwa 50 m festgestellt.
VIONA1
Videokamera
VIONA2
LED Leuchte3
LED Leuchte2
LED Leuchte1
VIONA3
Schutzwegleuchte
Abbildung 21: Annäherungsbereich des Schutzweges inkl. Sensorik (genordet).
Die Distanzen der Beleuchtungsmasten zum Schutzwegrand betragen 17 m, 25 m und 25 m. Sämtliche
Leuchtpunkte im Annäherungsbereich sind in 5,75 m, die Schutzweg in 7 m Höhe montiert. Der Abstände
der Masten zur Fahrbahnmitte betragen 5,5 m, 5,5 m und 7,3 m (keine Mittellinie bei den ersten beiden).
Die Fahrbahnbreite beim Schutzweg misst 6,2 m.
33/83
Die VIONA-Boxen (Kennzeichenerfassung und Radar- Querschnittsmessungen) wurden in 0 m, 110 m
und 245 m Entfernung zum Schutzweg aufgestellt. Der Kameramast befindet sich in 200 m Abstand zum
Schutzweg, wobei der Beobachtungsbereich 150 m vor dem Schutzweg beginnt. Bis etwa 50 m nach dem
Schutzweg können noch ausreichend gute Positionsdaten gewonnen werden.
Es ist nur eine Schutzwegleuchte vorhanden, welche sich auf der Seite des Supermarktes befindet. Die
Querung der Projektmitarbeiter fand von beiden Seiten statt, KFZ-LenkerInnen wurden nicht befragt. Im
Schutzwegbereich ist die Fahrbahn etwa 1 m schmäler als im Annäherungsbereich (d > 60 m), außerdem
ist keine Bodenmarkierung (mittige Leit-/Sperrline) vorhanden.
4.5.1.1
Statisches Aufdimmen der farbigen Balken
Sämtliche Leuchten messen kontinuierlich die Geschwindigkeit in beiden Fahrtrichtungen im Abschnitt
der Leuchten. Liegt diese über 60 km/h werden entsprechend der Tabelle 3 die orangen oder roten LEDs
in voller Intensität geschalten. Die Verzögerungszeit, mit welcher die Pulsweiten aktualisiert werden, ist
mit zwei Sekunden parametrisiert.
Tabelle 3: Effekte in Abhängigkeit zur aktuell gemessenen maximalen Geschwindigkeit.
Bereich [km/h]
Leistung / max. Leistung der jeweiligen
Leuchte in %
vmax ≤ 50
0
50 < vmax < 60
50
vmax > 60
100
Die fünf Parameter (50 km/h, 60 km/h, 0 %, 40 %, 100 %) sind beispielhafte Werte. Es ist anzumerken,
dass die Leuchtleistung der physikalischen und nicht der durch das menschliche Auge wahrgenommen
Leistung entspricht. Da dieser Zusammenhang logarithmisch ist, wird der Unterschied zwischen 60 %
und 80 % wesentlich stärker empfunden als jener von 80 % auf 100 %. Die Wahl eines sinnvollen Werts
der 2. Geschwindigkeitsschwelle (z.B. 60 km/h) ist auch von den lokalen Gegebenheiten abhängig.
Die Sensoren besitzen eine gemessene Reichweite von bis zu 100 m, die tatsächliche Distanz ist abhängig
vom Fahrzeug-Typ bzw. dessen Eigenschaften bezüglich der Reflexion der Mikrowellen. Es wurden bei
diesem Test keine Blinkeffekte umgesetzt um die Ablenkung durch dynamische Lichtkontraste zu
reduzieren - die quer zur Fahrtrichtung projizierten Balken blieben statisch.
34/83
4.5.1.2
Statisches Dimmen der Schutzwegbeleuchtung
Auch ist es möglich, die Schutzwegbeleuchtung (weißes Licht) bedarfsorientiert zu dimmen. Dabei ist
anzumerken, dass nur der Fahrzeugverkehr zuverlässig erfasst werden kann. Dies bedeutet, dass bei jedem
sich annäherndem Fahrzeug hochgedimmt wird, unabhängig davon, ob ein Fußgänger queren will.
Der Dimmeffekt kann auch wie unter Punkt 1 geschwindigkeitsabhängig umgesetzt werden und die
Erkennung an den Gesamtstrang gekoppelt werden. Das weiße Schutzweglicht kann daher schon
hochdimmen, wenn das sich annähernde Fahrzeug noch über 200 m (abhängig von den tatsächlichen
Positionen der Leuchten) vom Schutzweg entfernt ist. Im Projekt wurde das Dimmen des Schutzweglichts
nicht umgesetzt.
4.5.1.3
Überlegungen zum rechtzeitiger Fokus auf den Schutzweg
Eine der problematischen Eigenschaften der Effekte besteht in der möglichen Ablenkung vom Schutzweg
durch den Blickwinkelunterschied zwischen dem lichttechnischen Effekt auf der Fahrbahn und dem
Schutzweg, der mit Annäherung ansteigt. Diese Problematik kann durch ein rechtzeitiges Ausschalten der
Lichteffekte (Balken) reduziert werden. Ein ausreichend großes Zeitfenster kann den rechtzeitigen
Blicksprung zum Schutzweg ermöglichen. Diese Funktionalität könnte durch ein, von der
Fahrgeschwindigkeit unabhängiges, Zeitfenster implementiert werden.
Auch könnte die Wahl der Leuchten im Annäherungsmast derart erfolgen, dass jene Leuchte unmittelbar
beim Schutzweg nicht umgerüstet wird. Somit entsteht ein größeres Zeitfenster zwischen dem Befahren
des Bereichs mir den farbigen Balken und dem Schutzwegbereich. Andererseits würde dieses Setup auch
das Erkennen eines Zusammenhangs zwischen Lichteffekt und Schutzweg abschwächen. Diese beiden
Eigenschaften wurden im Projekt nicht umgesetzt oder näher evaluiert.
4.5.1.4
Hinführen zum Schutzweg
Um das Leuchtereignis als Verdeutlichung des Schutzweges (optisches Hinführen) einzusetzen, wird
außerdem die Intensität der Leuchten zum Schutzweg hin höher.
Tabelle 4: Leistungsfaktoren der Leuchten in Abhängigkeit der Distanz zum Schutzweg.
Bereich [km/h]
max. Leistung der jeweiligen Leuchte / max.
Nennleistung in %
Leuchte 1 (dmin)
100
Leuchte 2 (Mitte Annäherungsbereich)
90
Leuchte 3 (dmax)
80
Diese Gestaltung soll bewirken, dass schon bei der Annäherung die Leuchten beim Schutzweg stärker
wirken und somit die Aufmerksamkeit tendenziell stärker dem Schutzwegbereich gilt.
35/83
Abbildung 22: Szenen beim 2.Feldtest in der Leberstrasse in Wien (1100).
Es wurde auch diskutiert, ob ein stärkerer Fokus auf den Schutzweg durch den umgekehrten Verlauf der
Lichtintensität erreicht werden kann: Bei einer Annäherung nimmt die Intensität der Balken bis zum
Schutzweg ab, sodass die direkte Ausleuchtung des Schutzwegs (Schutzwegleuchte) stärker
wahrnehmbar wird. Dies wurde jedoch nicht umgesetzt.
4.5.2
Geschwindigkeitsmessungen
An den drei Querschnitten (in Abbildung 21 als roter Punkt mit schwarzem Rand dargestellt) wurden von
Mo, 03. März 2014 15:00 h bis Do, 06. März 2014, 11:00 h Messungen der Querschnittsgeschwindigkeiten und eine verschlüsselte Aufzeichnung der Kennzeichen zur Erhebung der
Abschnittsgeschwindigkeiten und der Herkunft der Fahrzeuge mit dem System VIONA 8 vorgenommen.
Die Abstände der Messquerschnitte jeweils zum Anfang des Schutzweges betrugen bei diesem Test:
d1: 0 m, d2: 110 m, d3: 245 m. d2 ist in einem Abstand gewählt, in dem bereits Reaktionen der Kfz –
LenkerInnen zu erwarten sind, während d3 vor dem Erfassungsbereich der Radarsensoren in den Leuchten
liegen. Der exakte Standort wurde dann auch jeweils durch die Möglichkeiten der Montage und Tarnung
festgelegt. VIONA3 (d3) wurde so positioniert, dass noch keine Sicht der Kfz-LenkerInnen auf die
lichttechnischen Effekte gegeben ist. VIONA2 erfasst die Geschwindigkeiten der Kfz kurz vor dem
8
Videoidentifikation und Online-Analyse von Verkehrsströmen.
36/83
Beginn des ersten Balkens, etwaige beginnende Reduktionen der Fahrgeschwindigkeiten können hier
bereits erfasst werden.
4.5.3
Videobasierte Messungen
Am 04. und 05. März wurde der Annäherungsbereich mit einer Kamera aufgenommen. Die Kamera war
jeweils auf einem mobilen Mast montiert (in 2 bzw. 3 m Höhe), der Standort ist in Abbildung 21
ersichtlich (gelber Punkt mit schwarzem Rand), die Entfernung beträgt 205 m. Folgende Daten werden
aus den Bildern gewonnen:

Positionsdaten von FußgängerInnen und KFZ (in 1/10 Sek. Auflösung)

Bremszeitpunkt (Bremslicht an), in 1/10 Sek. Auflösung.
Mit der angestrebten 1-Kamera Lösung kommt somit nur ein Aufstellungsort vor dem
Annäherungsbereich in Frage. Die Tiefenschärfe (Bereich, in dem das Bild scharf projiziert wird) und die
Lichtempfindlichkeit sind von der Blendenöffnung (Iris) abhängig. Daher ist diese Einstellung in der
Nacht besonders sensibel. Es wurde eine AXIS HD Netzwerkkamera P1346 HDTV Day/Night eingesetzt,
welche einen besonders lichtempfindlichen Bildsensor (0.02 Lux bei SW) besitzt.
Abbildung 23: Beispiel einer Annotation (03. März 2014). Die Drehung wurde aufgrund der besseren
Ausnutzung der Auflösung des Bildsensors vorgenommen.
Abbildung 23 zeigt die Annotation eines Pkw beim ersten Blinken der ersten Leuchte, die
Bremszeitpunkte wurden auf 0,1 Sekunden genau erfasst. Der Schutzweg liegt im Zentrum des Bildes,
um die Verzerrungen im relevanten Bereich gering zu halten.
37/83
4.5.4 Protokolle der Interaktionen
Beim Test am Di, 4. 3. 2014 wurden von 20.15h bis 21.05h die Fahrzeuge mit einem Querungswunsch
eines Fußgängers (Projektmitarbeiter) konfrontiert (Effekt war aktiv). Von 21.50 h bis 22.40 h wurden
fast alle Fahrzeuge mit einem Querungswunsch eines Projektmitarbeiters konfrontiert, der lichttechnische
Effekt war zu diesem Zeitpunkt allerdings nicht aktiv. Am Mi, 5.3.2014 gab es noch einmal einen Test
mit querenden Fußgängern von 19.50 h bis 20.40 h (mit aktivem Effekt) und von 21.00 h bis 21.25 h ohne
aktivem Effekt (siehe Tabelle 5).
Tabelle 5: Darstellung der Zeitbereiche mit/ohne vermehrter FG-Querungen.
Effekt/vermehrte FG-Querungen
Mit vermehrten FGQuerungen
Ohne vermehrten FGQuerungen
Mit lichttechnischem Effekt
4.3., 20.15 h - 21.05 h und 5.3.,
19.50 h - 20.40 h
4.3., 18.30 h - 20.15 h und 4.3.,
21.05 h - 21.50 h und 5.3., 19.00 h
- 19.50 h
Ohne lichttechnischem Effekt
4.3., 21.50 h - 22.40 h und 5.3.,
20.40 h - 21.25 h
3.3., 19.00 h - 21.50 h
An beiden Tagen wurden kontrollierte FG-Querungen mit und ohne lichttechnischen Effekten
durchgeführt. Es wurde angestrebt, die kontrollierten Querungen zeitlich zu verschachteln, um
tageszeitabhängige Abhängigkeiten auszuschließen.
Folgende handschriftliche Anmerkungen (nach den Beobachtungen) wurden dabei aufgezeichnet:

Uhrzeit

Kategorie der Anhaltebereitschaft:
o
1: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger durch Anhalten (Stillstand) des Kfz queren
o
2: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger queren, ohne dabei anzuhalten
o
3: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger durch starkes Abbremsen queren (Auftreten eines
Konfliktes)
o
4: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger nicht queren
o
5: Kfz‐LenkerIn lässt den Fußgänger unter Zustandekommen eines Konfliktes nicht
queren.
38/83
5 Beschreibung der Daten
Die Tätigkeiten der Datenanalyse umfassten das Verarbeiten der Rohdaten aus den Radar- und
Videobasierten Messungen sowie das Digitalisieren des Protokolls. Mithilfe des Software Programms
MATLAB wurden die erforderlichen Algorithmen und statistischen Tests umgesetzt.
5.1
Daten Feldtest 1 (NÖ)
5.1.1
Beschreibung des unbeeinflussten Fahr- bzw. Geschwindigkeitsverhaltens
Zeitraum der unbeeinflussten Messung: Mi, 17:00 h bis Mi, 21:00 h, Mi, 22:45 h bis Do, 12:00 h, Do,
15:00 h bis 21:30 h, Do, 23:30 h bis Fr, 10:30 h, Summe: 36,5 Stunden. Unbeeinflusst bedeutet hier
OHNE Lichteffekte, wobei sich die Querungsexperimente bei den Messungen der beeinflussten Fahrten
relativ stärker auswirken. Ein unmittelbares Vergleichen der Werte in Tabelle 6 und Tabelle 7 ist daher
nicht sinnvoll.
Tabelle 6: Zählergebnisse der Messung unbeeinflusster Fahrten.
Zählstelle 1
Zählstelle 2
Zählstelle 3
Anzahl Kfz
1919
1956
1936
v Mittelwert [km/h]
50,7
50,1
62,2
v Median [km/h]
51
50
64
v85 [km/h]
59
58
74
Zeitraum der beeinflussten Messung:
Mi, 21:39 h bis Mi, 22:35 h und Do 21:00 h bis 21:35 h, Summe: 1,5 Stunden.
Tabelle 7: Zählergebnisse der Messung beeinflusster Fahrten.
Zählstelle 1
Zählstelle 2
Zählstelle 3
Anzahl Kfz
36
35
37
v Mittelwert [km/h]
27,0
39,2
58,1
v Median [km/h]
27,0
39,0
58,0
v85 [km/h]
38,0
46,0
72,0
Abschnittsgeschwindigkeiten im Annäherungsbereich
In nachstehender Tabelle sind die unbeeinflussten und die beeinflussten
zwei
Abschnittsgeschwindigkeiten zwischen den drei Messquerschnitten erkennbar. Wie in Abbildung 19 zu
sehen beträgt die Distanz im Vorfeld des Schutzweges (Abschnitt 3–2) 420 m und im unmittelbaren
Nahbereich des Schutzweges (Abschnitt 2–1) 60 m.
39/83
Tabelle 8: LINKS: unbeeinflusste Messung, RECHTS: beeinflusste Messung beim lichttechnischen Effekt:
Do, 21:30 h –23:30 h.
Abschnitt 2-1
Abschnitt 3-2
Anzahl Kfz
896
852
v Mittelwert [km/h]
51,5
v Median [km/h]
v85 [km/h]
Abschnitt 2-1
Abschnitt 3-2
Anzahl Kfz
28
19
60,3
v Mittelwert [km/h]
34,6
57,4
51,0
59,9
v Median [km/h]
32,3
57,8
59,4
67,6
v85 [km/h]
41,4
64,7
Tagesganglinie
In Abbildung 24 wurde der Tagesgang der erfassten Fahrzeuge an den drei Messquerschnitten im
15 Minuten Intervall von 22.5., 17.00 h bis 24.5., 10.00 h grafisch ausgewertet. Man erkennt einen nahezu
identen Verlauf der 3 Messquerschnitte im Annäherungsbereich. Die Anzahl an Kfz muss aber an diesen
Querschnitten nicht genau gleich sein, da je eine Kreuzung auf den beiden Messabschnitten vorhanden
ist bei denen Fahrzeuge einbiegen oder abzweigen können.
In den Nachtstunden herrscht in diesem Bereich der B11 kaum Verkehr, untertags fahren zwischen 15
und 45 Kfz pro 15 min. in Fahrtrichtung Maria Lanzendorf.
50
Tagesgang der 3 Zählstellen im 15 min. Intervall
45
Zst1_Radar
40
Zst 2_Radar
35
Zst 3_Radar
Kfz pro 15 min.
30
25
20
15
10
5
24.05. 09:00
24.05. 08:00
24.05. 07:00
24.05. 06:00
24.05. 05:00
24.05. 04:00
24.05. 03:00
24.05. 02:00
24.05. 01:00
24.05. 00:00
23.05. 23:00
23.05. 22:00
23.05. 21:00
23.05. 20:00
23.05. 19:00
23.05. 18:00
23.05. 17:00
23.05. 16:00
23.05. 15:00
23.05. 14:00
23.05. 13:00
23.05. 12:00
23.05. 11:00
23.05. 10:00
23.05. 09:00
23.05. 08:00
23.05. 07:00
23.05. 06:00
23.05. 05:00
23.05. 04:00
23.05. 03:00
23.05. 02:00
23.05. 01:00
23.05. 00:00
22.05. 23:00
22.05. 22:00
22.05. 21:00
22.05. 20:00
22.05. 19:00
22.05. 18:00
22.05. 17:00
0
Datum, Uhrzeit
Abbildung 24: Tagesgang der drei Mess-Querschnitte im 15 Minuten Intervall.
40/83
Mehrfachfahrer
Es gab 34 unterschiedliche Fahrzeuge, die im Messzeitraum mehrere Mal die gesamte Strecke (3–2–1)
durchgefahren sind. Davon fuhr ein Kfz im beeinflussten und im unbeeinflussten Messzeitraum am 23.5.
um etwa 23:15 h und vorher am 23.5. um 16:54 h. Dieses Fahrzeug fuhr im Abschnitt 3–2 beim ersten
Mal 72,5 km/h und beim zweiten Mal am Do, 23.5. um 23:15 h nur mit durchschnittlich 67,0 km/h. Im
zweiten kurzen Abschnitt unmittelbar vor dem Schutzweg (2–1) fuhr das Fahrzeug beim ersten Mal
52,3 km/h und beim zweiten Mal am Do, 23.5. um 23:15 h nur mit durchschnittlich 31,8 km/h. Aufgrund
dieser einen Beobachtung sind selbstverständlich keine allgemeinen Aussagen zu Lerneffekten durch
Mehrfachbefahrungen und Gewöhnungseffekten möglich.
41/83
5.2
Daten Feldtest 2 (Wien)
5.2.1
Beschreibung des (un-) beeinflussten Fahrverhaltens
Wie im letzten Kapitel beschrieben, wurden zur Auswertung folgende 4 unterschiedlichen Szenarien
einzeln ausgewertet und dann miteinander verglichen:
1. mit lichttechnischem Effekt - mit vermehrten FG-Querungen
2. ohne lichttechnischem Effekt - mit vermehrten FG-Querungen
3. mit lichttechnischem Effekt - ohne vermehrten FG-Querungen
4. ohne lichttechnischen Effekt - ohne vermehrten FG-Querungen.
Tabelle 9: Radar (Querschnitts-) Geschwindigkeiten.
Querschnittsgeschwindigkeit
Q1
Q2
Q3
Szenario
mit Eff-mit FG
v15
v50
vm
v85
v15
v50
vm
v85
v15
v50
vm
v85
1.
41,0
47,0
47,1
53,0
43,0
49,0
50,2
58,0
19,0
33,5
34,7
51,0
2.
ohne Eff-mit FG
42,0
47,0
47,9
55,0
44,0
50,0
51,5
60,0
19,0
37,0
37,2
52,5
3.
mit Eff-ohne FG
40,0
46,0
46,4
53,0
40,0
48,0
48,4
56,0
25,0
42,0
40,3
52,0
4.
ohne Eff-ohne FG
41,0
46,0
47,0
53,0
43,0
49,0
49,9
57,0
33,0
48,0
46,8
57,0
Tabelle 10: Abschnitts - Geschwindigkeiten (1 nach 2).
Abschnittsgeschwindigkeit
1 nach 2
Szenario
v15 Abschn
v50 Abschn
vm
v85 Abschn
mit Eff-mit FG
49,1
55,9
55,9
62,3
ohne Eff-mit FG
49,3
55,9
57,3
65,7
mit Eff-ohne FG
48,9
55,9
55,8
63,1
ohne Eff-ohne FG
49,1
55,2
55,7
62,3
Tabelle 11: Abschnitts - Geschwindigkeiten (2 nach 3).
Abschnittsgeschwindigkeit
2 nach 3
Szenario
v15 Abschn
v50 Abschn
vm
v85 Abschn
mit Eff-mit FG
29,8
37,4
37,0
43,0
ohne Eff-mit FG
33,3
37,0
37,8
44,0
mit Eff-ohne FG
32,7
40,0
39,0
46,0
ohne Eff-ohne FG
36,3
43,8
43,2
49,5
Tabelle 9, Tabelle 10 und Tabelle 11 liefern mehrere Quantile der Fahrgeschwindigkeiten. Die
Interpretation der Wirkung von lichttechnischen Effekten erfolgt im nächsten Kapitel. Unmittelbar ist
festzustellen, dass die Fahrgeschwindigkeiten im Abschnitt 1-2 relativ unabhängig von den Effekten sind
– dieser Umstand bedingt weitere statistische Analysen.
42/83
Die nachfolgenden Abbildungen zeigen die Summenkurven der Abschnitts- und
Querschnittsgeschwindigkeiten der Kfz - Befahrungen im relevanten Erhebungszeitraum. Die einzelnen
Abbildungen wurden mit vermehrten Fußgänger-Querungen (Projektteam vor Ort und führt
Querungsversuche durch) bzw. ohne (normale Querungen von Passanten) separiert.
In Abbildung 25 sind die Abschnittsgeschwindigkeiten mit vermehrten FG- Querungen zu sehen,
einmal mit lichttechnischem Effekt (gelb, rot) und einmal ohne (hellblau, dunkelblau). Der Vergleich
zeigt eine Mediangeschwindigkeit (v50), in Annäherungsrichtung zum Schutzweg im ersten überwachten
Abschnitt, von etwa 55,9 km/h und beim Abschnitt direkt vor dem Schutzweg von 37,2 km/h. In diesem
Fall, mit vermehrten FG- Querungen, liegt die v50 mit und ohne Effekt auf gleichem Niveau. Kleine
Unterschiede sieht man in der v85 und der v15, d.h. mit Effekt sind diese Quantilwerte etwas geringer.
Abbildung 25: Summenkurve der Abschnittsgeschwindigkeiten mit vermehrten FG – Querungen
43/83
Im Fall ohne vermehrter FG- Querungen (Abbildung 26) erkennt man deutliche Abhängigkeiten zum
Einschalten der Effekte. Geschwindigkeiten mit Effekt sind gelb/rot und Geschwindigkeiten ohne Effekt
sind hellblau und dunkelblau dargestellt.
Im Abschnitt unmittelbar vor dem Schutzweg (2-3: rot und dunkelblau) beträgt die Differenz bei der v85
3,5 km/h, bei der v50 3,8 km/h und bei der v15 3,6 km/h. Diese recht deutliche Reduktion des
Geschwindigkeitsniveaus ist ein Indiz, dass der Effekt eine bremsende Wirkung hat, auch wenn KEINE
oder weniger Fußgänger am Schutzweg queren.
Abbildung 26: Summenkurve der Abschnittsgeschwindigkeiten ohne vermehrte FG – Querungen
In den nächsten beiden Abbildungen sind Summenkurven der Querschnitts- Geschwindigkeiten
dargestellt, wiederum unterteilt in mit bzw. ohne vermehrte FG- Querungen.
Abbildung 27: Im Bereich direkt vor dem Schutzweg (Q3) erkennt man erst eine Differenz mit/ohne
Effekt ab der v40, also bei den schnelleren Fahrzeugen. Die Differenz bei der Mediangeschwindigkeit (v 50)
beträgt etwa 3,5 km/h. Die anderen Querschnitte sind unauffällig beim Vergleich mit/ohne vermehrten
FG- Querungen. Interessant ist nur, dass beim ersten Querschnitt (Q1) langsamer gefahren wird als beim
Zweiten (Q2), im Median beträgt die Differenz 2-3 km/h.
Abbildung 28: Ohne vermehrter FG- Querungen, gibt es wiederum eine große Änderung im
Geschwindigkeitsverhalten mit bzw. ohne lichttechnischem Effekt. Direkt vor dem Schutzweg ist die
Differenz bei der v50 6 km/h, bei der v85 immer noch 5 km/h. Die anderen beiden Querschnitte, die weiter
weg vom Schutzweg liegen, sind im Geschwindigkeitsverlauf sehr ähnlich, da die Kfz Lenker von dem
lichttechnischen Effekt noch nicht beeinflusst werden.
44/83
Abbildung 27: Summenkurve der Querschnittsgeschwindigkeiten mit vermehrten FG – Querungen
Abbildung 28: Summenkurve der Querschnittsgeschwindigkeiten ohne vermehrte FG - Querungen.
45/83
Mehrfachfahrer
Ohne vermehrte FG-Querungen: 20 unterschiedliche Fahrzeuge, die zum Zeitraum „mit Effekt - ohne
FG“ und im Zeitraum „ohne Effekt - ohne FG“ durchgefahren sind. Die Beobachtungen im Abschnitt 2–
3, also vor dem Schutzweg ergeban:
Drei Fahrzeuge sind während der Effekte schneller gefahren (durchschn. 8,8 km/h), zwei Fahrzeuge genau
gleich schnell und 15 langsamer (durchschn. 9,2 km/h).
Mit vermehrte FG-Querungen: 4 unterschiedliche Fahrzeuge, die zum Zeitraum „mit Effekt - mit FG“
sind auch im Zeitraum „ohne Effekt - mit FG“ durchgefahren. Die Beobachtungen im Abschnitt 2–3, also
vor dem Schutzweg ergaben:
Ein Fahrzeug ist während der Effekte schneller gefahren (um 5,5 km/h), 3 langsamer (durchschn.
5,7 km/h). Aufgrund dieser Beobachtung sind allerdings keine allgemeinen Aussagen zu Lerneffekten
durch Mehrfachbefahrungen möglich.
Tagesgang der drei Zählstellen
Man erkennt, dass am 5.3. von 6.30 h bis 9.00 h ein Messausfall bei Zählstelle 1 war. Dies ist jedoch nicht
relevant, da zu dieser Zeit keine Beobachtungen vorgenommen und Daten analysiert wurden.
Abbildung 29: Tagesgang der drei Radar Querschnitte im 15min. Intervall. Datum: 3.März bis 6. März.
Ein DEMO - Video ist in zwei unterschiedlichen Qualitäten zum Download verfügbar:
Download Größe von ~ 56MB oder von ~ 33MB.
46/83
6 Messergebnisse
Die methodische Herausforderung liegt primär darin, aus den begrenzten Samples valide Schlüsse zu
ziehen, in den folgenden Unterkapiteln sind die Ergebnisse daher auch mit den statistischen
Rahmenbedingungen beschrieben.
6.1
Ergebnisse Feldtest 1 (NÖ)
6.1.1
Reduktion der Geschwindigkeit
Frage: Ist es möglich, mit den rot/orangen Lichteffekten die Geschwindigkeit der KFZ vor einem
ungeregelten Schutzweg zu reduzieren?
6.1.1.1
Geschwindigkeiten aus der VIDEO Messung
Über beide Nächte des Betriebs der Lichteffekte wurden aus den
Abschnittsgeschwindigkeiten zwischen den definierten Querschnitten extrahiert.
Videobildern
die
Die Geschwindigkeiten in den beiden Samples (Blinken/kein Blinken) sind unabhängige Daten, deren
Grundgesamtheit approximativ normalverteilt ist. Dies deckt sich auch mit der Literatur, vgl. z.B.: (Dey,
Chandra, & Gangopadhaya, 2006). Es wurden einseitige Zweistichproben-t-Tests zum Vergleich der
Mittelwerte verwendet. Dieser zeigt jedoch nur im letzten Abschnitt einen signifikanten Unterschied
(p=0,35*10-4, n=61) bei den gefahrenen Geschwindigkeiten mit/ohne Blinkeffekt, siehe Abbildung 30.
70
60
40
v
mean
[km/h]
50
30
Median
20
10
1
2
Abbildung 30: Boxplots der videobasierten Geschwindigkeitsmesswerte im Abschnitt 0-80 m vor dem
Schutzweg.
Dieser Unterschied ist jedoch primär auf die Präsenz der Fußgänger zurückzuführen, die im Sample "MIT
BLINKEN" öfter queren. Direkt am Schutzweg ist ohne der Präsenz von Fußgängern keine geringere
Geschwindigkeit feststellbar (einseitiger t-Test: p=0,09, n=38).
47/83
6.1.1.2
Geschwindigkeiten aus Radarmessungen:
Bei der Interpretation der Daten ist zu beachten, dass die Abschnittsgeschwindigkeiten auf deren mittlere
Entfernung zum Schutzweg eingetragen sind. Das bedeutet, dass die eingetragenen Werte bei d=280 m
nicht die dort gefahrenen Geschwindigkeiten anzeigen, sondern jene des gesamten Abschnitts 3–2. Das
Tempolimit 70 km/h endet mit dem Ortsgebiet, d.h. etwa 100 m vor dem Schutzweg. Bei etwa 150 m bis
200 m vor dem Schutzweg beginnt der Blinkeffekt der Leuchten.
Tendenziell zeigt sich, dass die Stichprobe an Fahrzeugen die dem Blinkeffekt nicht begegnet ist, generell
etwas schneller unterwegs war.
Im nächsten Schritt wurden aus den Messwerten die Parameter für zwei Normalverteilungen pro
Querschnitt (bzw. Abschnitt) geschätzt: Jeweils für die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge unter
Beeinflussung von Blinkeffekten und ohne Beeinflussung. Deren Mittelwert und dessen
Konfidenzbereich werden in Abbildung 32 gezeigt.
Die schwarze Linie fällt steiler ab als die rote, wie bei der auf VIDEO basierenden Messung, die schwarze
bleibt jedoch deutlich über der roten. Aussagen über die statistische Konfidenz dieser Tendenz bietet
Abbildung 31, sie zeigt ein Band der Interquartilabstände der gemessenen Geschwindigkeiten für die zwei
Stichproben, mit bzw. ohne Blinken (wieder rot und schwarz kodiert). Die Linien beschreiben das 25 %
und das 75 %-Quantil – die Hälfte der Messwerte liegt innerhalb dieser Grenzen.
Abbildung 31: 50 % Interquartilabstand der gemessene Geschwindigkeiten (RADAR) mit Blinken (rot)
/ohne Blinken (schwarz). Werte in km/h.
Die Varianz der Geschwindigkeiten auf der Brücke ist größer bei Fahrzeugen, bei denen die Blinkeffekte
aktiv waren. Das bedeutet, es gibt immer noch (wenige) FahrerInnen, die sich trotz hoher Geschwindigkeit
kaum durch den Effekt beeinflussen lassen.
Im nächsten Schritt werden aus den Messwerten die Parameter für zwei Normalverteilungen pro
48/83
Konfidenzbereich werden in Abbildung 32 zeigt. Querungen durch Fußgänger fanden in beiden
Vergleichsgruppen statt. Aufgrund der geringen Gesamtstichprobe wurden die Befahrungen ohne
Fußgängerquerungen nicht separat dargestellt.
Q1: V - Histogramme
Q2: V - Histogramme
16
14
14
12
Q3: V - Histogramme
11
10
12
9
8
10
7
10
8
H [-]
H [-]
H [-]
8
6
6
6
5
4
4
4
3
2
2
2
0
1
0
10
20
30
40
v [km/h]
50
60
70
0
80
0
10
20
10
9
9
8
8
7
7
6
6
5
4
3
3
2
2
1
1
0
10
20
30
40
v [km/h]
50
50
60
70
80
60
70
80
0
0
10
20
30
40
v [km/h]
50
60
70
80
5
4
0
40
v [km/h]
Abschnitt 3-2: V - Histogramme
10
H [-]
H [-]
Abschnitt 2-1: V - Histogramme
30
60
70
0
80
0
10
20
30
40
v [km/h]
50
Abbildung 32: Radar (Querschnitts-) und Abschnittsgeschwindigkeiten: Einzelgeschwindigkeiten bei den
Messquer- und abschnitten. Geschwindigkeiten mit Effekte: Rot. Fahrten ohne Effekte: Schwarz.
In der Abbildung 32 werden auch die 95 %-Konfidenzintervalle für die Mittelwerte dargestellt. Das
bedeutet, wenn sich die Konfidenzbereiche (durch die strichlierten Linien markiert) nicht überlappen, sind
die Mittelwerte signifikant unterschiedlich9. Die Mittelwerte unterscheiden sich signifikant bei beiden
Abschnitten, an Q1 sowie an Q2.
Tabelle 12: Gemessene Geschwindigkeiten (RADAR) mit Blinken /ohne Blinken. Werte in km/h.
Q3 (d =490 m)
kein
Blinken
(n=32)
v85
vmean
78.4
63.8
t-Test
(p)
Abschnitt 3_2
(d =490-70 m)
v85
vmean
74.
0
62.3
76.3
62.9
v85
vmean
60.0
49.4
0.01
62.
0
t-Test
(p)
Abschnitt 2_1
(d =70-10 m)
v85
vmean
49.9
41.3
t-Test
(p)
Q1, Schutzweg
(d=10 m)
v85
vmean
50.5
41.7
t-Test
(p)
1*
0.59
rotes
Blinken
(n= 15)
t-Test
(p)
Q2, Brücke
(d=70 m)
0.016
0.011
e-07
55.4
55.8
41.5
40.3
34.2
27.5
20.7
Die t-Tests wurden einseitig durchgeführt. Da die Übereinstimmung der Varianzen nicht überprüft wurde,
wurde außerdem auch die Satterwaithe - Approximation angewandt. Die Ergebnisse dieser Methode
9
Unter der Annahme gleicher Varianzen in der Grundgesamtheit und einem Signifikanzniveau von α=0,05
49/83
verändern die Ergebnisse nicht wesentlich. Tabelle 12 zeigt prinzipiell die gleichen Ergebnisse wie die
Abbildung davor.
6.1.2
Verunsicherung durch das rote Blinken
Frage: Werden manche FahrerInnen durch das Blinken verunsichert und kommt es daher zu
unvorhersehbarem Fahrverhalten?
Während des Tests und auch in der ausführlichen Sichtung der Videos wurden keine Veränderungen der
Fahrspur beobachtet, welche durch Verreißen des Lenkrades o.ä. verursacht werden könnte. Es wurden
keine Vollbremsungen durchgeführt, was sowohl in den Videos als auch in den Radarmessungen
ersichtlich ist. Im Weiteren wurde hier nur eine Analyse der Bremsverzögerungen vorgenommen. Von
den 28 FahrerInnen, die während des blinkenden Effekts fuhren, haben 24 unmittelbar nach dem ersten
Blinken gebremst (86 %). Im Gegensatz dazu haben ohne Blinkeffekt in diesem Bereich nur 9 von
33 FahrerInnen gebremst (27 %) – siehe Tabelle 13.
Tabelle 13: Kreuztabelle: Bremsen im Bereich vor der Brücke in Abhängigkeit zum Blinkeffekt.
,00
effekt 1,00
Total
brake
Total
,00 1,0
24 0 9
33
4 24
28
28 33
61
Die Häufigkeit der Geschwindigkeitsverzögerung durch Betätigen des Bremspedals bei Blinkeffekten ist
in der Tabelle 10 ersichtlich und der Unterschied gilt auch als statistisch signifikant: ein zweiseitiger χ²
Test der 2 x 2 Tabelle ergibt ein p < 0,0001.
Die Bremsdauer scheint insgesamt unabhängig von der Geschwindigkeit zu sein. Berücksichtigt man das
"nicht bremsen" als Nullwert, besteht kein signifikanter Unterschied zwischen dem Samples MIT / OHNE
Effekt (KS - Test auf Unterschied, beidseitig: p = 0,28). Die Mittelwerte liegen bei 3,5 Sekunden. Da die
Bremsdauer ohnehin nicht weiter interpretierbar ist, ist das Ergebnis hier nicht mehr von Bedeutung.
Insgesamt kann durch die Analyse der Bremsvorgänge gezeigt werden, dass das Blinken meist (zu etwa
86 %) unmittelbares Bremsen hervorruft und dass dies auch zu einer unmittelbaren Reduktion der
Geschwindigkeiten führt.
50/83
6.1.3
Konfliktpotential
Frage: Reduziert das rot blinkende Licht das Konfliktpotential zwischen Fußgänger und Kfz?
Um numerische Indikatoren zur Anhaltebereitschaft zu erhalten und die Interaktionen besser beschreiben
zu können, wurden Kategorien gebildet, mit denen das Verhalten der sich annähernden Kfz - LenkerInnen
und deren Interaktionen mit einem Fußgänger einfach einzuordnen sind. In Tabelle 14 ist die
Beschreibung der zugeordneten Werte dargestellt, die ordinale Variable "Kategorie" dient in weiterer
Folge als Grundlage zur statistischen Bewertung der Anhaltebereitschaft.
Tabelle 14: Beobachtete Variablen und Zeitmesswerte aus der Annotation.
Kategorie
0
1
2
3
4
5
Kfz
Fußgänger
unters chi edl i ch
kei n Fußg.
Sti l l s ta nd
Ka nn queren
Reduzi erung der Ges chwi ndi gkei t, kei n Stopp
Ka nn queren
Brems t s ta rk
Ka nn queren -> Konfl i kt
Fä hrt über Schutzweg
Ka nn nicht queren
Fä hrt über Schutzweg
Ka nn nicht queren -> Konfl i kt
Die Mittelwerte aller Beobachtungen liegen bei 1,8 mit Effekt bzw. 2,85 ohne rotem Blinken, bei
gleichem Median (siehe Abbildung 33). Der Unterschied scheint ausgesprochen stark auszufallen, die
beobachtete Stichprobe ist jedoch sehr klein, es soll aber trotzdem die Aussagekraft mit statistischen
Methoden geprüft werden.
Auf den ersten Blick scheint der lichttechnische Blinkeffekt die beobachtete Kategorie zu reduzieren und
dem Fußgänger tendenziell das Queren zu erleichtern.
Abbildung 33: Histogramm der beobachteten Kategorien der Anhaltebereitschaft in Abhängigkeit des
Effekts. ROT: Blinken, SCHWARZ: Kein Blinken.
Die Rahmenbedingungen für einen statistischen Test setzen sich aus der Charakteristik der Variable,
Anzahl der Gruppen (zwei) und einer Gesamtstichprobengröße von n=25. Aufgrund der Verteilungsform
51/83
und des kleinen Samples kann nicht von einer Normalverteilung ausgegangen werden. Daher wird die
Auswahl der statistischen Verfahren auf nichtparametrische und stabile Verfahren eingeschränkt. Der
Rangsummentest10 wird daher angewandt, im vorliegenden Fall der Wilcoxon-Mann-Whitney-Test. Er
dient zur Überprüfung der Signifikanz der Übereinstimmung zweier Verteilungen, also ob die
unabhängigen Verteilungen der Kategorien der Anhaltebereitschaft mit bzw. ohne Blinkeffekten
derselben Grundgesamtheit angehören.
Der Rangsummentest wurde einseitig ausgeführt um einen Unterschied zwischen den Samples (16 mit
Effekt, 9 ohne Blinken) festzustellen. Der p-Wert ergibt: 0,061. Es kann daher mit 93,9 %
Wahrscheinlichkeit gesagt werden, dass der Blinkeffekt die Konfliktkategorie ändert.
6.1.4
Anhaltebereitschaft
Frage: Steigt die Anhaltebereitschaft durch das rote Leuchten im Annäherungsbereich?
Die Anhaltebereitschaft wird einerseits durch den Grad der Interaktion bestimmt, andererseits indirekt
durch die Reduktion der Geschwindigkeit ermittelt.
6.1.4.1
Bestimmung der Konfliktkategorie
Der Grad der Interaktion wird im Rahmen der nächsten Hypothese analysiert. Hier wird das tatsächliche
Anhalten (oder nahezu Anhalten) der Kfz ausgewertet. Die Kategorien 1+2 sowie 3–5 wurden
zusammengelegt. Aufgrund der kleinen Zellgröße (Kreuztabelle) sind die Anforderungen des χ2-Test
nicht erfüllt und es wird der exakte Fischer Test angewandt. Dieser ergibt bei einseitiger Variante ein
p = 0,033. Daher lässt sich mit 96,6 % Konfidenz sagen, dass bei rotem Blinken eher angehalten wird.
6.1.4.2
Indirekt über die gefahrene Geschwindigkeit im Annäherungsbereich
Hier wird einerseits die gefahrene Geschwindigkeit unmittelbar beim Schutzweg ausgewertet und den
aus der Literatur bekannten Zusammenhängen zwischen Anhaltebereitschaft und Geschwindigkeit
gegenübergestellt. Als Anhalten wurde hier die Kategorie 1 und 2 gewertet, da 2 ebenfalls als klares
Signal der KFZ-LenkerInnen gewertet wird, um den Fußgänger queren zu lassen. In Kombination mit
empirisch ermittelten Zusammenhängen zwischen Annäherungsgeschwindigkeit und Anhaltebereitschaft
(siehe Abbildung 34) lassen sich rechnerische Werte generieren.
10
http://de.wikipedia.org/wiki/Wilcoxon-Mann-Whitney-Test.
52/83
(Quelle: KFV ).
Die hier relevanten Geschwindigkeiten sind jene im Querschnitt 2 – jene im Abschnitt 2–1 sollen auch
noch betrachtet werden, hier ist jedoch schon zum Teil der Bremsvorgang vor dem Schutzweg abgebildet.
Nun werden für die gefahrenen Geschwindigkeiten bei Querschnitt 2 (also ~50 km/h ohne Effekt und
41 km/h mit Effekt) die entsprechenden Anhalte-Raten in Abbildung 34 gesucht. Das Ergebnis ist in
Tabelle 15 dargestellt.
Tabelle 15: Ermittelte Anhaltebereitschaft mit unterschiedlichen Methoden.
Anhaltebereitschaft
gemessen
Anha nd Protokol l
rechnerische
Anhaltebereitschaft aus
unterschiedlichen
Annäherungsgeschwindigkeiten
vm Schutzweg
vm Abs chni tt
vor Schutzweg
kei n Bl i nken (n=9)
50%
25% (50 km/h) 47% (42km/h)
rotes Blinken (n= 16)
93%
47% (41km/h) 70% (34km/h)
Die erhöhte Anhaltebereitschaft rein aus der reduzierten Geschwindigkeit zu erklären scheint daher nicht
ausreichend zu sein. Eine mögliche Begründung ist, dass die Kfz-LenkerInnen durch den Blinkeffekt
gewarnt waren und wachsamer fuhren. Denn wie in der Interaktions-Beobachtung zu sehen ist, liegt durch
die Effekte eine höhere Anhaltebereitschaft von etwa 93 % vor.
53/83
6.2
Ergebnisse Feldtest 2
6.2.1
Reduktion der Geschwindigkeit
Frage: Ist es möglich, mit den orangen Lichteffekten die Geschwindigkeit der KFZ vor einem
ungeregelten Schutzweg zu reduzieren?
Zur Analyse verwendete Datenquellen:

VIDEO11: Bremsverhalten (und - zeitpunkt) mit und ohne Effekt (orange Blinken).

RADAR - Querschnittsmessungen 1 & 2:


o
Vorher-Nachher Vergleich 22. und 23. Mai
o
Vergleich 23. Mai, mit und ohne Effekt
Abschnittsgeschwindigkeit zwischen 1 & 2 und im Vorfeld 2 & 3
o
Vorher-Nachher Vergleich 22. und 23. Mai
o
Vergleich 23. Mai, mit und ohne Effekt
VIDEO: v-Verlauf im Annäherungsbereich
o Vergleich 23. und 24. Mai, mit und ohne Effekt.
6.2.1.1
Geschwindigkeiten aus VIDEO
Über beide Tage des Betriebs der Lichteffekte wurde aus den Videobildern die kontinuierliche
Fahrgeschwindigkeit extrahiert. Abbildung 35 zeigt den Geschwindigkeitsverlauf bei sich dem
Schutzweg annähernden Kfz, die Leuchten befinden sich dabei bei d=15 m, 40 m und 65 m vom
Schutzweg entfernt. Die Distanz, bei welcher der orange Balken aktiviert wird, variiert aufgrund der
Annäherungsgeschwindigkeit und des Fahrzeugtyps und liegt zwischen 100 bis 130 m vor dem
Schutzweg. Die rote Linie zeigt die mittleren Fahrgeschwindigkeiten in jenem Zeitraum, in dem der
Effekt aktiv war.
Diese Daten beziehen sich NUR auf Querungsszenarien, Fußgänger querten bei allen hier
berücksichtigten Fahrten. Es bleibt anzumerken, dass eine Lösung mit 2 Kameras zu exakteren
Messungen der Geschwindigkeiten im Schutzwegbereich führen würde. Die Perspektive in
Annäherungsrichtung ist jedenfalls wichtig, um auch das Bremsen zu ermitteln. Im vorliegenden Fall ist
die Methode jedenfalls geeignet, um Geschwindigkeitsunterschiede zu identifizieren. Absolute Werte
sind hier nicht vollständig kalibrierbar, da durch die linearisierte Umrechnung, Toleranzen in der
Annotation und nicht validierte Kalibrationsfahrten Schwankungen innerhalb des Messabschnitts
entstehen können.
Folgende Qualitäten im Geschwindigkeitsverlauf können aus Abbildung 35 gefunden werden:
1. Früheres Verzögern
2. Niedrigere Verzögerungswerte (sanfteres Bremsen trotz höherer Ausgangsgeschwindigkeiten)
11
Basierend auf Bewegungslinien aus den Kamerabildern (nicht VIONA).
54/83
3. Niedrigere mittlere Geschwindigkeit unmittelbar beim Schutzweg (~4 km/h).
Die grundsätzliche Aktivierung des Effekts ist die Schlüsselvariable, welche die Gruppen (blaue und rote
Linienfarbe) einteilt (n= 171). Die volle blaue Linie und die volle rote Line repräsentieren die v 50, die
strichlierten Kurven beschreiben die 25 % sowie 75 % Konfidenzgrenzen.
VKFZ im gesamten Bereich (Schutzweg bei d=0), MIT Querungen
80
70
60
[km/h]
50
v
mean
40
30
20
10
0
-150
-100
-50
d (m)
0
50
Abbildung 35: Videobasierte Daten: Geschwindigkeiten im Annäherungsbereich. Kriterium: Effekt
grundsätzlich aktiv, aber nur bei entsprechender Geschwindigkeit tatsächlich auf der Straße projiziert.
Abbildung 36 zeigt die Unterschiede zwischen dem Sample, welche in einem Zeitraum fahren, in dem
der Effekt aktiv oder nicht aktiv war. Nur bei entsprechender Geschwindigkeit werden die orangen Balken
auf die Fahrbahn projiziert.
Geschwindigkeitsdifferenz und dessen statistische Signifikanz (p-Wert des tTest) zwischen v bei Orange /Kein Effekt
10
8
6
4
[-]
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-150
-100
-50
d
0
50
Abbildung 36: Rote Kurve: Geschwindigkeitsdifferenz (mit/ohne Effekt). Schwarze Kurve: Statistische
Signifikanz im Unterschied, es wird hier der p-Wert des t-Tests über die Geschwindigkeitsred. gezeigt.
55/83
Der Schutzweg ist bei d=0 m positioniert. Der grün markierte Bereich ist signifikant unterschiedlich im
95 % Niveau. Negative Werte der roten Kurve bedeuten eine Geschwindigkeitsreduktion. Die schwarze
Linie zeigt die p-Werte der t-Tests (Geschwindigkeiten ohne Effekt versus Effekt, einseitig) an, die für
jeden Meter des Abschnitts berechnet wurden. Der grün markierte Bereich kennzeichnet eine 95 %
Konfidenz, dass der aktivierte Effekt zu einer Erhöhung der Geschwindigkeiten führt.
6.2.1.2
Geschwindigkeiten der Fußgänger
Es ist anzumerken, dass die Fußgänger ausschließlich durch Projektmitglieder gestellt wurden. Dennoch
wurde ein Blick auf die Auswirkungen des Effekts auf die Konfliktklasse und die
Querungsgeschwindigkeit geworfen. Zuerst wurde der Effekt des orangen Balkens analysiert.
Abbildung 37 zeigt die Verteilung der mittleren Gehgeschwindigkeiten bei den Querungen. Es ist zu
beachten, dass etwaige Stehzeiten hier integriert sind.
Gehgeschwindigkeiten in Abängigkeit des Effekts
7
6
4
v
mean
[km/h]
5
3
2
1
1
2
Abbildung 37: Geschwindigkeitsdifferenz p-Wert des t-Tests über die Geschwindigkeitsreduktion im
gesamten Bereich (Schutzweg ist bei d=0).
Der Unterschied ist nicht signifikant, jedoch sind Mittelwert und Median bei jenen FußgängerInnen
niedriger, die ohne Effekt queren. Ebenso wird der Einfluss der Konfliktklasse auf die Geschwindigkeit
der querenden Fußgänger untersucht.
56/83
6.2.1.3
Geschwindigkeiten aus Radarmessungen:
Abbildung 38 zeigt die mit Radar und VIONA gemessenen mittleren Fahrgeschwindigkeiten im
Erhebungsbereich ohne Fußgängerquerungen. Die transparenten Datenpunkte sind die Werte der
Querschnittsund
Abschnittsgeschwindigkeiten,
die
schwarze
Linie
beschreibt
die
Fahrgeschwindigkeiten ohne Effekte, die rote jene mit Effekten. Es ist bei der Interpretation zu beachten,
dass die Abschnittsgeschwindigkeiten auf deren mittlerer Entfernung zum Schutzweg eingetragen sind.
Das bedeutet, dass die eingetragenen Werte bei d=170 m nicht die dort gefahrenen Geschwindigkeiten
anzeigen, sondern jene des gesamten Abschnitts 3–2. Das Tempolimit beträgt 50 km/h.
Abbildung 38: (Radarbasierte Daten): Geschwindigkeiten vmean im Abstand zum Schutzweg OHNE
Querungsexperimente. Rote Linie: mit Blinkeffekten, schwarze Linie: ohne Blinkeffekte.
Bei etwa - 150 m beginnt der Blinkeffekt der Leuchten. Die Varianz der Geschwindigkeiten im
Schutzwegbereich ist generell größer als im breiten Annäherungsbereich. Dies ist natürlich v.a. abhängig
von querenden Fußgängern und von der Tageszeit.
Konfidenzbereich werden in Abbildung 39 gezeigt. Die schwarze Kurve bleibt deutlich über der Roten,
dies bestätigt die videobasierten Messungen.
Aussagen über die statistische Konfidenz dieser Tendenz bietet Abbildung 39, sie zeigt ein Band des
Interquartilabstands der gemessenen Geschwindigkeiten für die zwei Stichproben, mit bzw. ohne Blinken
(wieder rot und schwarz kodiert). Die Linien beschreiben das 25 % und das 75 % - Quantil – die Hälfte
der Messwerte liegt innerhalb dieser Grenzen.
57/83
Abbildung 39: 50 % Interquartilabstand der gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten) mit
Blinken /ohne Blinken. OHNE Querungsexperimente. Werte in km/h.
Die Varianz der Geschwindigkeiten im letzten Abschnitt vor dem Schutzweg ist größer bei Fahrzeugen,
bei denen die orangen Effekte aktiv waren. Das bedeutet, es gibt immer noch FahrerInnen, die trotz hoher
Geschwindigkeit sich kaum durch den Effekt beeinflussen lassen. Andererseits zeigt die Verteilung, dass
der Effekt insgesamt die Geschwindigkeiten am Schutzweg weiter nach unten schiebt: Die rot strichlierte
Kurve fällt bis zum Schutzweg hin.
Beeinflussung von orangen Effekten und ohne Beeinflussung. Deren Mittelwert und dessen
Konfidenzbereich sind in den Violinenplots in Abbildung 40 gezeigt.
58/83
Geschwindigkeitsverteilung 2-3 OHNE FG (MIT/OHNE Effekt)
80
60
60
v [km/h]
v [km/h]
Geschwindigkeitsverteilung Q3 OHNE FG (MIT/OHNE Effekt)
80
40
20
40
20
d=0m
0
d=55m
0
1
2
1...kein Effekt akiv , 2...oranges Licht
Geschwindigkeitsverteilung 1-2 OHNE FG (MIT/OHNE Effekt)
80
80
60
60
v [km/h]
v [km/h]
40
20
40
20
d=110m
0
1
2
1
2
d=170m
0
1
2
80
v [km/h]
60
40
20
d=245m
0
1
2
Abbildung 40: (Radarbasierte Daten): Ohne Querungsexp.: Verteilungen der Fahrgeschwindigkeiten bei
den Messquer- und abschnitten als Violinenplots. Querschnitt am Schutzweg ist LINKS OBEN.
In Abbildung 40 sind auch die Standardabweichungen als rote vertikale Linien im Zentrum der „Violinen“
gezeigt, die rote vertikale Linie liegt am Median. Die horizontalen roten Linien kennzeichnen den Median
und die Länge der vertikalen roten Linie entspricht der Standardabweichung σ. Der rot angegebene
Distanzwert bezieht sich auf die Entfernung zum Schutzweg. Bei den beiden Abschnitten beziehen sich
die angegebenen Entfernungen auf die mittlere Distanz zum Schutzweg. Die Mediane der
Fahrgeschwindigkeiten liegen in allen Bereichen etwas niedriger, wenn das orange Licht aktiv ist (jeweils
rechter Violinenplot). In der nachfolgenden Tabelle 16 sind die Ergebnisse der statistischen Berechnungen
angegeben. Q2 liegt bereits im Erfassungsbereich, eine direkte Reaktion auf die durch das eigene Kfz
ausgelösten Effekte ist eigentlich nicht möglich. Hier scheint es, dass die vorausfahrenden Kfz bereits die
Geschwindigkeit reduzieren.
Wirklich ausschlaggebende Reduktionen der Fahrgeschwindigkeiten sind erst im letzten Abschnitt vor
dem Schutzweg und am Querschnitt beim Schutzweg messbar.
59/83
Tabelle 16: Gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten) mit Blinken /ohne Blinken. OHNE
Querungsexperimente. Werte in km/h.
Q1
(d
=245m)
kein
Blinken
(n=446)
v85
vmean
53
47
t-Test
(p)
Abschnitt 1_2 (d
=245-110m)
v85
vmean
62,3
54,5
t-Test
(p)
0,06
oranges
Licht
(n= 752)
53
46,4
Q2
(d=110m)
v85
vmean
57
49,9
0,7
63,1
55,0
t-Test
(p)
Abschnitt 2_3
(d =110-0m)
v85
vmean
49,5
42,6
0,004
56
48,4
t-Test
(p)
Q3, Schutzweg
(d=0m)
v85
vmean
57
46,8
0,000
46,0
38,6
t-Test
(p)
0,000
52
40,3
Während Fußgängerquerungen verhalten sich die annähernden Kfz ebenfalls defensiver, jedoch ist der
Unterschied nicht so deutlich wie ohne Querungsexperimente. Abbildung 41 zeigt einen ähnlichen
effektabhängigen Geschwindigkeitsverlauf, der sich erst direkt am Schutzweg spreizt.
Abbildung 41: Radarbasierte Daten: Geschwindigkeiten vmean im Abstand zum Schutzweg MIT
Querungsexperimente. Rote Linie: mit Blinkeffekten, schwarze Linie: ohne Blinkeffekte.
Im Gegensatz zu den Messungen OHNE Querungen sind hier weniger Unterschiede bei der Fahrergruppe
mit und ohne Leuchteffekt zu erkennen. Abbildung 42 zeigt, dass die Geschwindigkeitsreduktion durch
den Effekt kaum früher eintritt.
60/83
Abbildung 42: 50% Interquartilabstand der gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten) mit
Blinken /ohne Blinken. MIT Querungsexperimente. Werte in km/h.
Abbildung 43 zeigt die zu vergleichenden Geschwindigkeitsverteilungen der Kfz während der
Querungsexperimente. Q1 und Abschnitt 1-2 dienen nur der Referenzmessung, hier kann der Effekt noch
nicht unmittelbar die eigene Geschwindigkeit beeinflussen. In Abbildung 43 sind schon wie zuvor auch
die Standardabweichungen als rote vertikale Linien im Zentrum der „Violinen“ gezeigt, die rote vertikale
Linie liegt am Median. Die horizontalen roten Linien kennzeichnen den Median und die Länge der
vertikalen roten Linie entspricht der Standardabweichung σ. Die angegebene Distanz bezieht sich auf den
Schutzweg. Bei den beiden Abschnitten beziehen sich die angegebenen Entfernungen auf die mittlere
Distanz zum Schutzweg.
61/83
Geschwindigkeitsverteilung 2-3 MIT FG (MIT/OHNE Effekt)
80
60
60
v [km/h]
v [km/h]
Geschwindigkeitsverteilung Q3 MIT FG (MIT/OHNE Effekt)
80
40
20
40
20
d=0m
0
d=55m
0
1
2
Geschwindigkeitsverteilung 1-2 MIT FG (MIT/OHNE Effekt)
80
80
60
60
v [km/h]
v [km/h]
1
2
40
20
40
20
d=110m
0
d=170m
0
1
2
1
2
80
v [km/h]
60
40
20
d=245m
0
1
2
Abbildung 43: Radarbasierte Daten: MIT Querungsexperimente: Verteilungen der Fahrgeschwindigkeiten
bei den Messquer- und abschnitten als Violinenplots.
17 legt dar, dass nur beim Schutzweg eine signifikante und relevante Geschwindigkeitsreduktion
gemessen wurde. Im Mittel haben die Kfz während dem Effekt um 2,5 km/h langsamer den Querschnitt
passiert.
Tabelle
Tabelle 17: Gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten). MIT Querungsexp.. Werte in km/h.
Q1(d =245 m)
kein Blinken
(n=217)
oranges Licht
v85
vmean
55
47,9
t-Test
(p)
Abschnitt 1_2
(d =245-110 m)
t-Test
v85
vmean
(p)
65,7
56,9
0,1
53
47,1
Q2 (d=110 m)
v85
vmean
60
51,5
0,1
62.3
55,7
t-Test
(p)
Abschnitt 2_3
(d =110-0 m)
t-Test
v85 vmean
(p)
Q3, Schutzweg
(d=0 m)
t-Test
v85 vmean
(p)
44
53
37,8
0,05
58
50,2
37,2
0,14
43
37
0,044
51
34,7
(n= 295)
62/83
6.2.2
2. Verunsicherung durch das rote Blinken
Frage: Werden manche LenkerInnen durch das Blinken verunsichert und kommt es daher zu
unvorhersehbarem Fahrverhalten?
Zur Analyse verwendete, videobasierte Daten:

Bremsverhalten (und - zeitpunkt) Bestimmung des zeitlichen Versatzes und Abschätzungen der
Reaktion daraus (Literatur: Bei Notsituation reagiert man um wie viel schneller...)

visuelle Überprüfung auf lateralen Versatz ("Verreißen des Lenkrads").
Während des Tests und auch in der ausführlichen Sichtung der Videos wurden keine Veränderungen der
Fahrspur beobachtet, welche durch Verreißen des Lenkrades o.ä. verursacht werden könnte. Es wurden
keine Vollbremsungen durchgeführt, was sowohl in den Videos als in den Radarmessungen ersichtlich
ist. Im Weiteren wurde eine Analyse der Bremsverzögerung vorgenommen. Nur ein Drittel der
FahrerInnen, die während des blinkenden Effekts fuhren, haben unmittelbar (< 2 Sekunden) nach dem
ersten Blinken gebremst.
Abbildung 44 zeigt die Verteilung der Zeit vom ersten roten Blinken bis zum Bremsen. Sie zeigt, dass
nur einige der FahrerInnen auf das erste Aufleuchten des orangen Lichts mit Bremsen reagieren.
Zeitliche Dauer Rotlicht bis zum Bremsen
8
7
Häufigkeit [-]
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
Dauer [s]
6
7
8
9
10
Abbildung 44: Histogramm der beobachteten Dauer von erstem Blinken und Aufleuchten der Bremslichter.
In der Literatur sind die zeitlichen Verzögerungen zwischen Rotlichtsignalen und dem Aufleuchten von
Bremslichtern dokumentiert. Etwa findet (Sivak, Olson, & Farmer, 1982) einen Mittelwert von
1,21 Sekunden (Standardabweichung σ=0,63). Es wurden in dieser Studie ebenso nur uninformierte
FahrerInnen beobachtet.
Bei der Verteilung der Verzögerungszeiten ist keine Normalverteilung im Bereich der unmittelbaren
Bremsvorgänge sichtbar. Lediglich 35 % der FahrerInnen bremsen hier unmittelbar nach den Effekten.
63/83
Die Videoanalyse ermöglicht auch die Analyse der Distanzen zum Schutzweg bei Bremsbeginn.
Abbildung 45 zeigt die Verteilungen dieser Abstände bei aktivem und nicht aktivem Effekt.
Distanz der Bremsbeginns zum Schutzweg bei FG Querungen
150
Distanz [m]
100
50
0
1
2
Abbildung 45: Violinenplots der beobachteten Distanz beim Bremsbeginn vom Schutzweg.
Der Unterschied ist statistisch signifikant (einseitiger t - Test, α = 0,05) und beträgt im Mittel 21 Meter.
Die rechte Säule lässt erkennen, dass 1 / 3 der FahrerInnen etwa beim ersten Aufleuchten bremst, und 2/3
erst beim Erkennen des Fußgängers. Lässt man den Bereich um das obere lokale Maximum im rechten
Sample weg, ergibt sich eine Verlängerung des Bremsweges von 5 Metern (dies hat aber keine
Aussagekraft in Bezug auf die Bremsverzögerung).
6.2.3
3. Konfliktpotential
Frage: Reduziert das orange Licht das Konfliktpotential zwischen Fußgänger und Kfz?
Zur Analyse verwendete Datenquellen:

PROTOKOLL: Aufgezeichnete Charakteristik der Interaktion (Qualitative Werte).

VIDEO: Bremsverhalten (und -zeitpunkt) mit und ohne Effekt (Orange) bei Querungen.

RADAR - Querschnittsmessungen 1 & 2:
o
Vergleich 4. + 5. März, mit und ohne Effekt bei Querungen.
Um numerische Indikatoren zur Anhaltebereitschaft zu erhalten und die Interaktionen besser beschreiben
zu können, wurden Kategorien gebildet, mit denen das Verhalten der sich annähernden KFZ LenkerInnen
und deren Interaktion mit einem Fußgänger einfach einzuordnen ist (siehe Tabelle 14).
Die Querungsrichtung des Fußgängers spielt keine Rolle (KS-Test, beidseitig, n = 171, p = 0,99). Die
Sichtbarkeit auf den querungswilligen Fußgänger ist von beiden Seiten gegeben.
64/83
Verteilung der Konfliktgrade (MIT/OHNE Effekt)
5
4.5
Konfliktgrad [-]
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
1
2
1.. oranges Licht , 2...kein Effekt akiv
Abbildung 46: Boxplot mit Datenpunkten der beobachteten Kategorien der Anhaltebereitschaft in
Abhängigkeit des Effekts. RECHTS: kein Effekt, LINKS: Effekt aktiv.
Die Mittelwerte der beobachteten Konfliktkategorien liegen bei 1,97 mit Effekt und 2,11 ohne dem
orangen Leuchteffekt, es ergibt sich jedoch keine statistische Abhängigkeit zum Effekt. Dieses Ergebnis
deckt sich auch mit den subjektiven Eindrücken während der Durchführung der Versuche.
Die Rahmenbedingungen für einen statistischen Test sind die ordinale Charakteristik der Variable, zwei
Gruppen und einer Gesamtstichprobengröße von n=171. Aufgrund dessen fällt die Auswahl der
statistischen Verfahren auf nichtparametrische Tests (z.B.: Wilcoxon-Mann-Whitney-Test). Er dient zur
Überprüfung der Signifikanz der Übereinstimmung zweier Verteilungen, also ob die unabhängigen
Verteilungen der Kategorien der Anhaltebereitschaft mit bzw. ohne Blinkeffekten derselben
Grundgesamtheit angehören.
Der Rangsummentest wurde einseitig ausgeführt um einen Unterschied zwischen den Samples (53 mit
Effekt, 118 ohne orangem Balken) festzustellen. Der p-Wert ergibt: 0,33. Es kann daher nicht gesagt
werden, dass der Lichteffekt die Konfliktkategorie beeinflusst.
6.2.4
4. Anhaltebereitschaft
Frage: Steigt die Anhaltebereitschaft durch das rote Leuchten im Annäherungsbereich?
Die Anhaltebereitschaft wird einerseits durch den Grad der Interaktion bestimmt, andererseits durch die
Reduktion der Geschwindigkeit indirekt ermittelt.
6.2.4.1
Bestimmung der Konfliktkategorie
Der Grad der Interaktion wird im Rahmen der nächsten Hypothese analysiert. Hier wird das tatsächliche
Anhalten (oder nahezu Anhalten) der Kfz ausgewertet. Die Kategorien 1 + 2 sowie 3 – 5 wurden
65/83
zusammengelegt. Der χ² Test wird als Unabhängigkeitstest ausgeführt – als ein Signifikanztest auf
Unabhängigkeit in der Kontingenztafel. Man betrachtet zwei statistische Merkmale X und Y (siehe
Tabelle 18) die beliebig skaliert sein können und versucht herauszufinden, ob die Merkmale stochastisch
unabhängig sind. Es wird die Nullhypothese H0 aufgestellt, nach welcher die Merkmale X und Y
stochastisch unabhängig sind. Die Bewertung der Anhaltebereitschaft wurde noch umstrukturiert - es
werden die Stufen 1 und 2 zusammengelegt, genauso wie 3 – 5. Das Ergebnis zeigt die Tabelle 4.
Tabelle 18: Kreuztabelle Anhaltebereitschaft/Konflikte in Abhängigkeit zum Effekt.
Kein Effekt
Effekt
Anhaltebereitschaft
(Kategorie 1+2)
86 %
91 %
Stichprobengröße
118
53
Die Zellgröße erfüllt die Anforderungen des χ2 - Test, aufgrund der ähnlichen Werte zeigt der p-Wert von
0,44 keinen statistisch signifikanten Unterschied. Ein einseitiger, exakter Fisher-Test ergibt ein p von
0,31. Daher lässt sich nicht sagen, dass bei rotem Blinken eher angehalten wird.
66/83
7 Vergleich NÖ/Wien, Schlussfolgerungen und Diskussion
Die vier nachfolgenden Hypothesen und Fragestellungen wurden im vorliegenden Dokument behandelt,
in Tabelle 19 sind die Ergebnisse zusammenfassend dargestellt. Die Hypothesen sind Überlegungen und
Annahmen, die durch die Auswertung der Messdaten bestätigt oder widerlegt wurden.
Tabelle 19: Überblick über die wichtigsten Fragestellungen der Erhebungen.
Bestätigung
NÖ / Wien
Beschreibung der Beobachtung
1
Farbige Lichteffekte im
Annäherungsbereich
reduzieren die
Geschwindigkeit von Kfz.
JA / JA
Veränderung der Fahrgeschwindigkeiten am
letzten Abschnitt vor dem Schutzweg:
- 7,1 km/h / - 4,0 km/h (mean)
2
FahrerInnen werden
verunsichert + es kommt zu
unvorhersehbaren Reaktionen.
Wurde nirgends
beobachtet.
Es kommt zwar in 85 % (33 %) der Fälle zu
unmittelbarem Betätigen der Bremse, aber in
keinem Fall zu starken Bremsmanövern.
3
Das Konfliktpotential am
Schutzweg sinkt durch den
Effekt.
JA / NEIN
Mit 94 % Konfidenz reduziert das Blinken die
Konfliktkategorie / Keine statistische
Aussagekraft.
4
Die Anhaltebereitschaft steigt
durch den Effekt.
JA / NEIN
Von 50 % auf 93 % / Von 86 % auf 91%.
Nr.
Hypothese
Die hier gesammelten Messdaten zeigen, dass es mit Lichteffekten möglich ist die überhöhten
7,1 km/h bzw. 4 km/h zu reduzieren. Tabelle 20 zeigt nochmals sämtliche gemessenen
Fahrgeschwindigkeiten im Vergleich. Hier ist anzumerken, dass bei den angegebenen Werten aus den
Erhebungen in NÖ in beiden Gruppen auch die Querungsexperimente berücksichtigt sind.
Tabelle 20: Vergleich der Fahrgeschwindigkeiten an den beiden Standorten, alle Werte in km/h.
Differenz der
Geschw. / kein
Effekt – Effekt
Q1
(d=490 / 245 m)
Abschnitt
1_2
Q3
Q2
(d = 70 / 110 m)
Abschnitt
2_3
Schutzweg
( d=0 m )
NÖ
v85
vmean
v85
vmean
v85
vmean
v85
vmean
v85
vmean
-2,6
-2 ,7
-12,6
-7,8
-4,7
-8,5
-9,6
-7,1
-22,0
-20,8
-0
-0,6
0,8
0,5
-1
-1,4
-3,5
-4,0
-5,0
-6,5
(n = 33 + 28)
WIEN
(n = 46 + 752)
67/83
Mögliche Erklärungen für die spätere Reduktion der Geschwindigkeit in Wien sind einerseits durch die
spätere Sicht zu den Lichteffekten andererseits durch den in Wien etwas weiteren Abstand des Q2 zum
Schutzweg gegeben.
Die Anhaltebereitschaft stieg in NÖ durch die rot blinkenden Leuchten von 50 % auf 93 % - in Wien
durch das orange Leuchten lediglich von 86 % auf 91 % (jedoch nicht statistisch signifikant). Eine
Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit wurde nicht beobachtet. Eine Reduktion der Konfliktkategorie
war bei beiden Evaluierungen gegeben (-1,1 / -0,15), nur in NÖ ist der Unterschied auch statistisch
signifikant.
Eine weitere wichtige Beobachtung ist, dass die Kfz-LenkerInnen bei Querungen durch die Effekte um
5 m früher bremsen. Das unterschiedliche Umfeld bei den beiden Experimenten wirkt sich auf das
unmittelbare Bremsen beim Aufleuchten des Effekts aus. Beim eher ländlichen Umfeld mit niedriger
Umgebungshelligkeit wurde bei 85 % der LenkerInnen ein unmittelbares Bremsen beobachtet (ungeachtet
der Intensität). In Wien beträgt die gleiche Rate lediglich 35 %.
Die Versuche haben auch gezeigt, dass die Wirksamkeit von der Art und Beleuchtung der Umgebung
abhängt. Neben den potentiellen, positiven Effekten auf die Straßenverkehrssicherheit, ergeben sich durch
die LED-Technologie und die integrierten Sensoren weitere Vorteile, die sich positiv auf das
Kosten/Nutzen-Verhältnis auswirken: Geringere Wartung, längerer Lebensdauer, Energieeinsparung und
Nutzung der Verkehrsdaten für weitere Zwecke.
Weiterer Forschungsbedarf besteht in der Untersuchung der Aspekte Achtsamkeitssteigerung und
Ablenkung. Die unterschiedliche Auswirkung der Effekte in verschiedenen Topologien und Umgebungen
ist naheliegend und wurde hier auch aufgezeigt. Daher ist es wichtig, die Wirkungen der einzelnen
Effektparameter genauer zu isolieren um optimale Setups von Beleuchtungssystemen definieren zu
können. In Langzeitversuchen könnten außerdem noch die Gewöhnungseffekte der Kfz-LenkerInnen
besser beschrieben werden können.
7.1
Disseminationen über das Projekt oder Teilergebnisse

Der Lichttechnische Kongress 2013 fand in Eisenstadt statt. Der erste Vortrag am 14.5.2013 war
dabei HIGHLIGHT gewidmet.

Austrian Institute of Technology (2014), Effiziente Beleuchtung / Highlight, e&i Elektrotechnik
und Informationstechnik, Heft 4-5, Rubrik „science news“, Ausgabe Juli 2014, Springer Verlag
Wien, S. 28.

Österreichischen Gesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2014), Projekt „Highlight“
Bedarfsgesteuerte Straßenbeleuchtung erhöht Verkehrssicherheit, GSV Jahrbuch 2014, Wien,
S.22.

Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (2014), Einfluss von
Straßenbeleuchtung auf die VerkehrsteilnehmerInnen, Verkehrstelematikbericht 2014, Kapitel
3.2.3, Wien, S.33.
68/83
69/83
8 Literatur
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70/83
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Leuchte mit roten und bernsteinfarbigen LEDs. Die farbigen LEDs besitzen außerdem eine
Linse, um eine entsprechend schmale Ellipse zu erzeugen. ...................................................................... 6
Abbildung 2: Zweiter Feldtest in Wien, drei farbige Balken im Annäherungsbereich (roten und
bernsteinfarbigen LEDs) bei überhöhter Geschwindigkeit. ...................................................................... 7
Abbildung 3: Boxplots der videobasierten Geschwindigkeitsmesswerte im Abschnitt 0 - 80 m vor dem
Schutzweg in Maria Lanzendorf (NÖ). ..................................................................................................... 8
Abbildung 4: Lamp board with red and orange LED strings..................................................................... 9
Abbildung 5: The second test suit with red-orange and amber LED bars in the segment of approaching
the crosswalk. ......................................................................................................................................... 10
Abbildung 6: Boxplots of the measured speeds at the crosswalk with/without light effects in the section
0-80 meters before the crossing (Maria Lanzendorf, Lower Austria). .................................................... 11
................................................................................................................................................................ 14
Abbildung 8: Prinzip der Effektsteuerung. Die Intensität der Warneffekte nimmt mit der Geschwindigkeit
des sich annähernden Fahrzeugs zu. Die Werte sind hier nur beispielhaft angeführt. ............................. 19
Abbildung 9: Simulation des LICHTS (Linsensysteme) der prototypischen Leuchten im Bereich des
Schutzweges und im Annäherungsbereich. ............................................................................................. 20
Abbildung 10: Basis: Serienleuchte lixtec. ............................................................................................. 21
Abbildung 11: Umgebaute lixtec Straßenleuchte mit rot-orangem String. .............................................. 21
Abbildung 12: Schutzwegleuchte (weiß). ............................................................................................... 22
Abbildung 13: Screenshot des lixtec Monitors zeigt die spezifischen Highlight Funktionalitäten. ......... 23
Abbildung 14: Leuchtenplatine mit roten und bernsteinfarbigen LEDs und entsprechenden Linsen. ..... 24
Abbildung 15: LINKS: Tausch der Leuchten inklusive Ausleger. RECHTS: Schutzwegleuchte im
Nahfeld, dahinter 2 Leuchten im simulierten Annäherungsbereich. ....................................................... 24
Abbildung 16: VIONA Box, Radar und ANPR System, wird möglichst getarnt installiert. ................... 28
Abbildung 17: Standort und Montage Schutzwegleuchte in Maria Lanzendorf. ..................................... 29
Abbildung 18: Annäherungsbereich des Schutzweges inkl. Sensorik. Die Brücke bildet eine leichte Kuppe
aus, bei Annäherung sind dennoch alle drei Balken gleichzeitig sichtbar. .............................................. 30
Abbildung 19: Standorte VIONA System und Videokamera (24. Mai 2013). ........................................ 31
Abbildung 20: Beispiel einer Annotation eines Pkw (23. Mai 2013). ..................................................... 32
Abbildung 21: Annäherungsbereich des Schutzweges inkl. Sensorik (genordet). ................................... 33
Abbildung 22: Szenen beim 2.Feldtest in der Leberstrasse in Wien (1100). ........................................... 36
71/83
Abbildung 23: Beispiel einer Annotation (03. März 2014). Die Drehung wurde aufgrund der besseren
Ausnutzung der Auflösung des Bildsensors vorgenommen. ................................................................... 37
Abbildung 24: Tagesgang der drei Mess-Querschnitte im 15 Minuten Intervall..................................... 40
Abbildung 25: Summenkurve der Abschnittsgeschwindigkeiten mit vermehrten FG – Querungen ....... 43
Abbildung 26: Summenkurve der Abschnittsgeschwindigkeiten ohne vermehrte FG – Querungen ....... 44
Abbildung 27: Summenkurve der Querschnittsgeschwindigkeiten mit vermehrten FG – Querungen .... 45
Abbildung 28: Summenkurve der Querschnittsgeschwindigkeiten ohne vermehrte FG - Querungen..... 45
Abbildung 29: Tagesgang der drei Radar Querschnitte im 15min. Intervall. Datum: 3.März bis 6. März.
................................................................................................................................................................ 46
Abbildung 30: Boxplots der videobasierten Geschwindigkeitsmesswerte im Abschnitt 0-80 m vor dem
Schutzweg............................................................................................................................................... 47
Abbildung 31: 50% Interquartilabstand der gemessene Geschwindigkeiten (RADAR) mit Blinken (rot)
/ohne Blinken (schwarz). Werte in km/h. ............................................................................................... 48
Abbildung 32: Radar (Querschnitts-) und Abschnittsgeschwindigkeiten: Einzelgeschwindigkeiten bei den
Messquer- und abschnitten. Geschwindigkeiten mit Effekte: Rot. Fahrten ohne Effekte: Schwarz. ....... 49
Abbildung 33: Histogramm der beobachteten Kategorien der Anhaltebereitschaft in Abhängigkeit des
Effekts. ROT: Blinken, SCHWARZ: Kein Blinken. ............................................................................... 51
(Quelle: KFV ). ....................................................................................................................................... 53
Abbildung 35: Videobasierte Daten: Geschwindigkeiten im Annäherungsbereich. Kriterium: Effekt
grundsätzlich aktiv, aber nur bei entsprechender Geschwindigkeit tatsächlich auf der Straße projiziert. 55
Abbildung 36: Rote Kurve: Geschwindigkeitsdifferenz (mit/ohne Effekt). Schwarze Kurve: Statistische
Signifikanz im Unterschied, es wird hier der p-Wert des t-Tests über die Geschwindigkeitsred. gezeigt.
................................................................................................................................................................ 55
Abbildung 37: Geschwindigkeitsdifferenz p-Wert des t-Tests über die Geschwindigkeitsreduktion im
gesamten Bereich (Schutzweg ist bei d=0). ............................................................................................ 56
Abbildung 38: (Radarbasierte Daten): Geschwindigkeiten vmean im Abstand zum Schutzweg OHNE
Querungsexperimente. Rote Linie: mit Blinkeffekten, schwarze Linie: ohne Blinkeffekte. ................... 57
Abbildung 39: 50 % Interquartilabstand der gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten) mit
Blinken /ohne Blinken. OHNE Querungsexperimente. Werte in km/h. .................................................. 58
Abbildung 40: (Radarbasierte Daten): Ohne Querungsexp.: Verteilungen der Fahrgeschwindigkeiten bei
den Messquer- und abschnitten als Violinenplots. Querschnitt am Schutzweg ist LINKS OBEN. ......... 59
Abbildung 41: Radarbasierte Daten: Geschwindigkeiten vmean im Abstand zum Schutzweg MIT
Querungsexperimente. Rote Linie: mit Blinkeffekten, schwarze Linie: ohne Blinkeffekte. ................... 60
Abbildung 42: 50% Interquartilabstand der gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten) mit
Blinken /ohne Blinken. MIT Querungsexperimente. Werte in km/h. ...................................................... 61
72/83
Abbildung
43:
Radarbasierte
Daten:
MIT
Querungsexperimente:
Verteilungen
der
Fahrgeschwindigkeiten bei den Messquer- und abschnitten als Violinenplots. ....................................... 62
Abbildung 44: Histogramm der beobachteten Dauer von erstem Blinken und Aufleuchten der
Bremslichter. .......................................................................................................................................... 63
Abbildung 45: Violinenplots der beobachteten Distanz beim Bremsbeginn vom Schutzweg. ................ 64
Abbildung 46: Boxplot mit Datenpunkten der beobachteten Kategorien der Anhaltebereitschaft in
Abhängigkeit des Effekts. RECHTS: kein Effekt, LINKS: Effekt aktiv. ................................................ 65
Abbildung 47: Leuchte im "Annäherungsbereich", ein String ist mit roten LEDs bestückt. ................... 76
Abbildung 48: Leuchte "Annäherungsbereich" mit rotem Balken. ......................................................... 77
Abbildung 49: Nähere Auswahl der Standorte für den Feldtest. OBEN: Deutsch Wagram, Maria
Lanzendorf (l.n.r.). UNTEN: Schwechat, Stockerau. .............................................................................. 77
Abbildung 50: Ausschnitte Demo St. Pölten am 19. März 2013. ............................................................ 78
Abbildung 51: Leuchte "Annäherungsbereich", ein String ist mit roten LEDs bestückt. ........................ 79
Abbildung 52: Unauffällige Aufstellplätze der VIONA Boxen in NÖ. LINKS OBEN: Direkt am
Schutzweg (1). LINKS UNTEN: Auf der Brücke (2). RECHTS: Auf freier Strecke (3). ....................... 79
Abbildung 53: Szene der Durchführung der kontrollierten Experimente (aufgehellt), NÖ. .................... 80
Abbildung 54: Snapshot Leuchte 2, NÖ. ................................................................................................ 80
Abbildung 55: Snapshot Leuchte 1 (2+3 im Hintergrund), NÖ. ............................................................. 81
Abbildung 56: Herkunft der Fahrzeuge beim Teststandort Maria Lanzendorf nach politischem Bezirk. 81
Abbildung 57: Herkunft der Fahrzeuge beim Teststandort Leberstraße nach politischem Bezirk........... 82
Abbildung 58: Annäherung aus Beifahrersicht (Leuchte 3 im Vordergrund) , NÖ. ................................ 82
Abbildung 59: Annäherung aus Beifahrersicht (Leuchte 3 im Vordergrund) , Wien. ............................. 83
73/83
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Allgemeine Unfallzahlen von Fußgängern, der ungeregelte Schutzweg sticht dabei besonders
hervor (Quelle: KFV).............................................................................................................................. 12
Tabelle 2: Effekte in Abhängigkeit zur aktuell gemessenen maximalen Geschwindigkeit der
vorbeifahrenden Kfz. .............................................................................................................................. 30
Tabelle 3: Effekte in Abhängigkeit zur aktuell gemessenen maximalen Geschwindigkeit. .................... 34
Tabelle 4: Leistungsfaktoren der Leuchten in Abhängigkeit der Distanz zum Schutzweg. ..................... 35
Tabelle 5: Darstellung der Zeitbereiche mit/ohne vermehrter FG-Querungen. ....................................... 38
Tabelle 6: Zählergebnisse der Messung unbeeinflusster Fahrten. ........................................................... 39
Tabelle 7: Zählergebnisse der Messung beeinflusster Fahrten. ............................................................... 39
Tabelle 8: LINKS: unbeeinflusste Messung, RECHTS: beeinflusste Messung beim lichttechnischen
Effekt: Do, 21:30 h –23:30 h. ................................................................................................................. 40
Tabelle 9: Radar (Querschnitts-) Geschwindigkeiten.............................................................................. 42
Tabelle 10: Abschnitts - Geschwindigkeiten (1 nach 2). ......................................................................... 42
Tabelle 11: Abschnitts - Geschwindigkeiten (2 nach 3). ......................................................................... 42
Tabelle 12: Gemessene Geschwindigkeiten (RADAR) mit Blinken /ohne Blinken. Werte in km/h. ...... 49
Tabelle 13: Kreuztabelle: Bremsen im Bereich vor der Brücke in Abhängigkeit zum Blinkeffekt. ........ 50
Tabelle 14: Beobachtete Variablen und Zeitmesswerte aus der Annotation............................................ 51
Tabelle 15: Ermittelte Anhaltebereitschaft mit unterschiedlichen Methoden. ......................................... 53
Tabelle 16: Gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten) mit Blinken /ohne Blinken. OHNE
Querungsexperimente. Werte in km/h. ................................................................................................... 60
Tabelle 17: Gemessene Geschwindigkeiten (Radarbasierte Daten). MIT Querungsexp.. Werte in km/h.
................................................................................................................................................................ 62
Tabelle 18: Kreuztabelle Anhaltebereitschaft/Konflikte in Abhängigkeit zum Effekt. ........................... 66
Tabelle 19: Überblick über die wichtigsten Fragestellungen der Erhebungen. ....................................... 67
Tabelle 20: Vergleich der Fahrgeschwindigkeiten an den beiden Standorten, alle Werte in km/h. ......... 67
Tabelle 21: Anforderung an die Straßenbeleuchtung, damit keine Zusatzbeleuchtung notwendig ist. .... 75
74/83
Anhang
Tabelle 21: Anforderung an die Straßenbeleuchtung, damit keine Zusatzbeleuchtung notwendig ist.
75/83
Abbildung 47: Leuchte im "Annäherungsbereich", ein String ist mit roten LEDs bestückt.
76/83
Abbildung 48: Leuchte "Annäherungsbereich" mit rotem Balken.
Abbildung 49: Nähere Auswahl der Standorte für den Feldtest. OBEN: Deutsch Wagram, Maria
Lanzendorf (l.n.r.). UNTEN: Schwechat, Stockerau.
77/83
Abbildung 50: Ausschnitte Demo St. Pölten am 19. März 2013.
78/83
Abbildung 51: Leuchte "Annäherungsbereich", ein String ist mit roten LEDs bestückt.
Abbildung 52: Unauffällige Aufstellplätze der VIONA Boxen in NÖ. LINKS OBEN: Direkt am Schutzweg
(1). LINKS UNTEN: Auf der Brücke (2). RECHTS: Auf freier Strecke (3).
79/83
Abbildung 53: Szene der Durchführung der kontrollierten Experimente (aufgehellt), NÖ.
Abbildung 54: Snapshot Leuchte 2, NÖ.
80/83
Herkunft der Fahrzeuge
Abbildung 55: Snapshot Leuchte 1 (2+3 im Hintergrund), NÖ.
13,4%
1,9%
31,8%
5,4%
WU
W
MD
SW
8,0%
BN
AUSLÄNDER
EU
Rest Ö
8,4%
18,7%
12,4%
Abbildung 56: Herkunft der Fahrzeuge beim Teststandort Maria Lanzendorf nach politischem Bezirk.
Ergänzend ist in Abbildung 56 (für NÖ) und Abbildung 57 (für Wien) dargestellt, welcher Anteil der
Fahrzeuge (der Kennzeichen) aus dem Ausland bzw. aus welchen österreichischen Bezirken stammt.
Diese Daten sind hier nur erwähnt, um grobe Rückschlüsse auf die Verkehrszusammensetzung an den
beiden Standorten zu ziehen, sind aber in der weiteren Analyse belanglos.
81/83
Abbildung 57: Herkunft der Fahrzeuge beim Teststandort Leberstraße nach politischem Bezirk.
Abbildung 58: Annäherung aus Beifahrersicht (Leuchte 3 im Vordergrund), NÖ.
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Abbildung 59: Annäherung aus Beifahrersicht (Leuchte 3 im Vordergrund), Wien.
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Highlight: Wahrnehmbarkeitssteigerung im Straßenverkehr

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