Erweiterung der Nutzung von Straßenzustandsdaten in der systematischen Straßenerhaltung

Abstract

Das Fernstraßennetz ist als wesentlicher Teil der Verkehrsinfrastruktur eine der bedeutendsten Voraussetzungen für die nachhaltige, erfolgreiche Wirtschaftsentwicklung einer Gesellschaft. Die Erhaltung einer anforderungsgerechten Qualität und Nutzbarkeit des Straßennetzes ist Aufgabe des Erhaltungsmanagements. Zum effektiven Einsatz der verfügbaren Mittel müssen die Entscheidungen zur Planung und Durchführung von Erhaltungsmaßnahmen anhand objektiver Kriterien getroffen werden. Das Ziel der Arbeit bestand darin, die vorhandenen Verfahren zur Nutzung von Zustandsdaten systematisch zusammenzustellen und dahingehend zu prüfen, ob sie die vom Erhaltungsmanagement zu bearbeitenden Aufgaben in erschöpfendem Maße unterstützen oder ein Potential besteht, welches eine weitergehende Nutzung von Zustandsdaten auf Netzebene erlaubt. Hierzu wurden zunächst die Prozesse zur Ermittlung von Zustandsdaten detailliert zusammengestellt und beschrieben. Anschließend wurden die existierenden Verfahren zur Nutzung dieser Daten systematisiert und kritisch betrachtet.<br />Das Ergebnis der Systematisierung ist, dass die wesentlichen Aufgaben des Erhaltungsmanagements, insbesondere auf der Politik- und Netzebene, durch die bestehenden Verfahren weitestgehend bedient werden. Es zeigte sich aber auch, dass bezüglich bestimmter Fragestellungen neue, weitergehende Auswertungsmöglichkeiten für Zustandsdaten bestehen. Aufgrund der Vielseitigkeit der Fragestellungen im Erhaltungsmanagement sind prinzipiell mehrere, unterschiedliche Ansätze zur weitergehenden Nutzung von Zustandsdaten denkbar. Da diese nicht alle in der Arbeit erschöpfend behandelt werden konnten, wurde die Aufgabe darauf beschränkt, drei der wesentlichsten Fragestellungen exemplarisch aufzugreifen und geeignete Verfahren zu erarbeiten und anzuwenden:<br />- Überprüfung der heutigen Zustands-Prognosemodelle des Pavement-Management-Systems anhand realer Zustandsdaten - Erarbeitung eines alternativen Verfahrens zur Quantifizierung der Lage und der Streuung einer Zustandsverteilung auf Basis einer erweiterten Quantilenanalyse - Erarbeitung verschiedener neuer Verfahren zur Visualisierung der Zustandsdynamik Alle vorgestellten Ansätze wurden nicht nur theoretisch konzipiert, sondern auch anhand von praktischen Beispielen umgesetzt.<br />

The highway-network is a substantial part of the traffic infrastructure and one of the most important requirements for a sustainable economic development. The subject of Pavement Management has the task to maintain the quality and usability of the road network. This task needs to be supported by objective criteria and information that allow allocating the budget most effectively.<br />This paper was purposed to systematically analyze the existing methods and usages of pavement condition data and to check if the demands of the Pavement Management are met sufficiently or if there is potential to extend the usage of pavement condition data on network level. The processes of pavement monitoring are therefore described in detail and the methods for evaluation and analysis of this data are reviewed.<br />The result of this systematic review was that the most substantial tasks of the subject of pavement management, especially on politic-level and network-level, is suitable served by the existing analysis methods of pavement condition data. However, it was shown that for certain questions new advanced methods of data exploration are able to add value to existing data.<br />Because of the manifold questions in the field of Pavement Management there are several different approaches for the extended use of pavement condition data. Since not all of them could be covered in detail by the paper the task was reduced on three main usages which have been intensively discussed:<br />- Validation of existing prognosis-models fort he Pavement Management Systems by the means of real pavement data - Elaboration of an alternative approach for quantifying the quality and the variance of a pavement condition data sample.<br />- Elaboration of new methods for visualization of the pavement condition dynamics.<br />The approaches have not only been theoretically designed but have also been practically implemented on real data.<br />