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Methodische und konzeptionelle Hinweise zur Entwicklung einer IVS-Rahmenarchitektur für Deutschland

Krüger, Philip:
Methodische und konzeptionelle Hinweise zur Entwicklung einer IVS-Rahmenarchitektur für Deutschland.
Schriftenreihe des Instituts für Verkehr (V30). Darmstadt .
[Book], (2013)

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Item Type: Book
Title: Methodische und konzeptionelle Hinweise zur Entwicklung einer IVS-Rahmenarchitektur für Deutschland
Language: German
Abstract:

Das nahezu kontinuierlich steigende Verkehrsaufkommen im Personen- und Güterverkehr (DIW 2012) erfordert verstärkt eine flexible Nutzung der Verkehrsinfrastruktur und damit den Einsatz Intelligenter Verkehrssysteme (IVS). Gefestigt wird dieser Trend dadurch, dass ein Ausbau von Verkehrswegen heute überwiegend aus finanziellen, politischen und gesellschaftlichen Gründen nur noch sehr eingeschränkt möglich ist. Parallel dazu entwickeln sich die Telematiksysteme rasant weiter. So haben in den letzten Jahren z. B. auch Smartphones erheblich zur Verbreitung und Entstehung neuer IVS-Dienste beigetragen. Ein Ende dieser Entwicklungen ist nicht absehbar und heute gelten die IVS sowohl auf nationaler Ebene als auch auf Ebene der EU als Schlüsselinstrument zur Gestaltung eines sicheren, leistungsfähigen, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Verkehrssystems. Es wird erwartet, dass der Einsatz von IVS erheblich dazu beitragen wird, das wachsende Verkehrsaufkommen überhaupt bewältigen zu können und den Verkehrskollaps zu vermeiden.

Für die Entwicklung und Nutzung interoperabler Telematikdienste bieten nationale IVS-Architekturen wesentliche Vorteile. Die Planung Intelligenter Verkehrssysteme erreicht schnell eine enorme Komplexität, die sich bereits aus der Vielzahl der möglichen Dienste und Anwendungen ergibt, weswegen solche Architekturen dringend benötigt werden. Ansonsten führen individuelle Vorgehensweisen zu technischen Insellösungen, die unvernetzt betrieben werden und damit erhebliche Wohlfahrtsverluste verursachen.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben bereits seit vielen Jahren zahlreiche Länder nationale IVS-Architekturen eingeführt. Ein Vorreiter dieser Entwicklungen sind die USA, aber auch die EU hat bereits im Jahr 2000 eine erste Version der Europäischen IVS-Rahmenarchitektur eingeführt. Vor diesem Hintergrund erstaunt es, dass es in Deutschland bis heute noch keinen vergleichbaren Ansatz einer nationalen IVS-Architektur gibt, auch wenn bereits in zahlreichen Architekturen potenziell Teilbereiche der nationalen Architektur festgelegt sind, wie z. B. in den Technischen Lieferbedingungen für Streckenstationen (TLS) oder dem Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen (MARZ) (BAST 2002, 1999). Im 2012 veröffentlichten IVS-Aktionsplan des BMVBS ist nun zunächst die Erarbeitung einer IVS-Rahmenarchitektur für den Straßenverkehr als Maßnahme vorgesehen, mit deren Entwicklung voraussichtlich 2014 begonnen wird (BMVBS 2012).

Hier setzt der praktische Nutzen der vorliegenden Arbeit an. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit besteht darin, methodische und konzeptionelle Hinweise für die Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur für Deutschland zu geben. Dafür wurden die weltweit bedeutendsten nationalen IVS-Architekturen detailliert analysiert, verglichen und deren Entwicklungsstand bewertet. Zahlreiche Expertengespräche im In- und Ausland wurden geführt und die Ergebnisse diskutiert. Darüber hinaus sind verschiedene Vorgehensweisen zur Erstellung einer IVS-Architektur anhand eines Praxisbeispiels erprobt und die Ergebnisse vergleichend bewertet worden. Auf diese Weise konnten umfassende Kenntnisse über die weltweit vorhandenen Ansätze sowie deren Vor- und Nachteile gewonnen werden.

Als Ergebnis dieser Arbeit ist ein strukturierter Katalog von 70 Empfehlungen formuliert worden, der zum einen wichtige Grundsätze benennt, die für den Prozess zur Entwicklung und Fortschreibung der nationalen IVS-Architektur in Deutschland beachtet werden sollten. Zum anderen werden Hinweise gegeben, welche der weltweit vorhandenen Elemente nationaler IVS-Architekturen auch für Deutschland berücksichtigt werden sollten. Darüber hinaus wird mit den Empfehlungen auch aufgezeigt, wo noch Weiterentwicklungsbedarf besteht und wo Ergänzungen der etablierten IVS-Architekturen sinnvoll erscheinen. Ebenso wurde in dieser Arbeit ein Alternativvorschlag erarbeitet, der die Vorteile verschiedener existierender Modelle verbindet. Diese neue Möglichkeit wird diskutiert und bewertet.

Damit will diese wissenschaftliche Arbeit einen Beitrag für die anstehende Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur in Deutschland leisten und darüber hinaus Hinweise für die anschließenden Nutzungs- und Fortschreibungsprozesse geben.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Increasing volumes in passenger and commercial transport (DIW 2012) require a flexible utilisation of existing infrastructure and therefore the use of Intelligent Transportation Systems (ITS). This trend is further exacerbated because traffic routes have become increasingly difficult to expand and augment due to limited financial resources as well as political and social reasons. Additionally, ITS are enhanced very quickly. Particularly since the adoption of smartphones has become ubiquitous, the developments observable in the recent past have made a remarkable impact on the dissemination of ITS services and also stimulated the invention of new services. For the future this trend will not be changed. On the national and European level ITS are considered as a key factor for the enhancement of a safe, efficient, economic and sustainable traffic system. It is predicted that the use of ITS will contribute considerably to successful coping with the increasing traffic volumes and also to avoid the gridlock. For planning and operating integrated ITS particularly National ITS architectures provide essential benefits. The planning of ITS rapidly assumes vast levels of complexity, e.g. due to the sheer number of possible applications. This leads to the urgent need for the use of ITS architectures. Where the use of an existing ITS architecture is omitted, this predictably leads to individually planned islands of technologies which are operated isolated in an uncoordinated manner causing vast deadweight losses. Facing these challenges, many countries have begun developing national ITS architectures in the last several years. As a pioneer the United States have published their National ITS Architecture (NITSA) in 1996. The European Union’s first version of the European ITS Framework Architecture (EITSFA) was published in 2000. Looking at these circumstances, it is remarkable that Germany has still not developed a similar ITS architecture, even though the potential structure of the country’s national ITS architecture is partly fixed by the scope and magnitude of established ITS reference architectures such as TLS and MARZ (BAST 2002, 1999). In 2012 the German government published its national ITS action plan, which also comprises the development of a national ITS architecture for road traffic. This development is expected to begin taking shape within the year 2014. Here lies the practical contribution of the thesis. The purpose of this study is to identify methodical and conceptual recommendations for the development of the national ITS architecture in Germany. For this purpose well established ITS architectures from around the world have been analysed, compared and evaluated in detail. Furthermore, different methodologies for creating ITS architectures have been applied for an example elaboration and the results have been compared and evaluated. Thus, comprehensive insights into existing national ITS architectures has been achieved. In summary, bundles comprised of 70 structured recommendations have been identified which address crucial principles for the development and maintenance of the national ITS architecture in Germany on the one hand. On the other hand, the recommendations indicate which particular elements of existing national ITS architectures should be also applied in Germany. Additionally they point out how aspects of existing ITS architectures might be enhanced and which amendments are beneficial. Equally, a proposal with the aim of combining the benefits of existing models has been developed. This new approach is discussed and evaluated in this study. Thus the purpose of this study is to contribute towards the development of the national ITS architecture in Germany and moreover to provide recommendations for it’s subsequent operation and maintenance. English
Series Name: Schriftenreihe des Instituts für Verkehr
Number: V30
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: Telematik, Telematikarchitektur, Interoperabilität, IVS, Intelligente Verkehrssysteme
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
ITS, ITS architecture, Intelligent Transportations SystemsEnglish
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 13 Faculty of Civil and Environmental Engineering > Institute of Transportation > Transport Planning and Traffic Engineering
Date Deposited: 08 Nov 2013 14:52
Last Modified: 08 Nov 2013 14:52
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-36573
Referees: Boltze, Prof. Dr. Manfred and Busch, Prof. Dr. Fritz
Refereed: 9 September 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3657
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