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15. März 2011

Sichtschattenbänder und versteckter Kur­venbeginn nach HViSt 2008

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© 2011 IGM GmbH

Die HViSt gibt Hinweise zur Anwendung der bildhaften Darstellung von Straßenentwürfen und legt die Datengrundlagen fest. Diese ermöglichen eine Vergleichbarkeit der Visualisierungsergebnisse. Des Weiteren wird die Vorgehensweise zur Überprüfung der räumlichen Linienführung für außerörtliche Straßen aufgezeigt. In den folgenden Ausführungen wird auf die Handhabung und Darstellung des Moduls „Sichtweiten berechnen“ und auf die Analyse des Sichtweitenbandes eingegangen. Die Begrifflichkeiten 2D und 3D (zwei- und dreidimensional) werden auf die Datengrundlage und nicht auf die Darstellungsart bezogen. Die 2D-Sichtweitenberechnung im Modul „Sichtweiten berechnen“ ist ein gradientenbasiertes Verfahren, welches über das Tangentenverfahren erfolgt. Die 3D-Sichtweitenberechnung gründet auf dem „Räumlichen Sichtkegelverfahren“, für welches ein ausreichend „breites“ Oberflächenprofil erforderlich ist. Mit diesem Profil kann die in der HViSt beschriebene Perspektivdarstellung im Modul „Fahrweg simulieren“ umgesetzt werden.

Abb. 01: "Sichtweite berechnen"
Abb. 01: "Sichtweite berechnen"

„Sichtweiten berechnen“ Vorgang neu (anlegen)

Nach der Festlegung des Berechnungsverfahrens, der Wahl der auszuwertenden Sichtweiten und der Berechnungsrichtung (Hin- und Rückfahrt) werden die Datengrundlagen eingeben. Neben der Definition des Stationsbereiches werden die Stationsdaten (Geschwindigkeitsband, Gradiente, Profillinie) aufgerufen. Bei der Einstellung der maximalen Sichtweite kann man zwischen der Einstellung „maximal erforderliche +25“ und „konstant“ wählen.

Eine konstante maximale Sichtweite von 700 m schließt alle in den Richtlinien geforderten Mindestweiten ein. Die folgenden Eingaben betreffen die Angaben zu Aug- und Zielpunkt. Die Augpunkthöhe beträgt 1,0 m und beschreibt die durchschnittliche Augenhöhe eines Fahrers im Fahrzeug. Die Höhe des Zielpunktes kann über die Option „V85“ die Höhen aus der RAS-L, Anhang 10, Tabelle 20 in Abhängigkeit zur Geschwindigkeit V85 ermittelt werden. Nach HViSt wird eine Zielpunkthöhe von 0,0 m empfohlen. Die Zielpunkthöhe für die “Überholsichtweite” sollte (lt. RAS-L, Anhang 10, Tabelle 20) 1,0 m über der Gradiente betragen. Im Folgenden sind die Abstände (Fahrbahnränder) über Breitenbänder und Abstandseingaben für die Ermittlung der Mitte des Fahrstreifens einzugeben. In der letzten Eingabe können Daten optional zur Berechnung der Sichtprofile eingegeben werden. Dazu zählen die Angabe der Querneigungsbänder und die Festlegung der Stationsdaten für die Sichtprofile.

„Sichtweiten berechnen“ Vorgang darstellen

Über die Funktion „Daten darstellen“ werden die Sichtweitenvorgänge eingeblendet. Dabei sind die darzustellenden Datenmengen beeinflussbar. Auch die Darstellung der Sichtschatten und der verdecken Kurvenanfänge ist hier möglich. Die farbliche Abbildung entspricht den Vorgaben der HViSt. Des Weiteren kann zur besseren Übersicht eine Skalierung eingeblendet werden. Die Y-Achse (Ordinate) stellt den Abstand vom Betrachter dar, während die X-Achse die Stationswerte zeigt. Zur Verdeutlichung der Darstellung des Sichtweitenbandes dient die Abbildung “Sichtweiten berechnen”.

Abb. 02: "Fenstergruppe"
Abb. 02: "Fenstergruppe"

Fenstergruppe bilden

Wird das Sichtweitenband angezeigt, benötigt man zur besseren Analyse der Vorgänge in der Ansicht zudem die Gradiente und das Krümmungsband. Über einen rechten Mausklick in das Sichtweitenband besteht die Möglichkeit zu „Fenstergruppen bearbeiten“. Hier erfolgt der zusätzliche Aufruf des Längsschnitts und des Kümmungsbandes. Diese Fenster werden unter das Sichtweitenband angeordnet. Diese Fenster korrespondieren miteinander. Dies zeigt sich beim Zoomen, indem die Ansicht in allen drei Fenstern aktualisiert wird. Des Weiteren kann durch das weiße Fadenkreuz die betrachtete Station in allen Fenstern nachvollzogen werden (siehe Abbildung “Fenstergruppe”).

„Sichtweiten berechnen“ Interpretation/Analyse des Sichtweitenbandes anhand der Station 0+350

Abb. 03: "Analyse Sichtschatten 1"
Abb. 03: "Analyse Sichtschatten 1"

Zur besseren Verdeutlichung des Sichtweitenbandes ist in der in der Abbildung “Analyse Sichtschatten 1″ die Sichtweite an der Station 0+350 für die Hinfahrt dargestellt. Untersucht wird die Sichtweite bis zur Station 1+050, da diese in einer Entfernung von 700 m liegt (Einstellung beim Vorgang anlegen siehe oben). Bei der Analyse ist es hilfreich, sich die Gradiente senkrecht aufgestellt vorzustellen. An der Station 0+350 befindet sich der Autofahrer auf einer Kuppe und blickt in Stationierungsrichtung. Die ersten 50 m hat er freie Sicht auf der Kuppe, dann beginnt ein Sichtschattenbereich, welcher bis ca. Station 0+450 eine Sichtschattentiefe kleiner 0,75 m aufweist (grün). Zwischen Station 0+450 und 0+550 befindet sich ein kritischer Sichtschattenbereich (rot) mit einer Sichtschattentiefe größer gleich 0,75 m (zwischen Kuppe und Wanne). Ab dem Ende der Wanne ca. bei Station 0+570 (Abstand vom Betrachter bei Station 0+350 beträgt 220 m) beginnt ein Abschnitt mit freier Sicht (Blick auf den Anstieg der folgenden Kuppe). Alles was hinter der Kuppe bei Station 0+760 liegt, befindet sich im kritischen Sichtschattenbereich (rot) und ist für den Autofahrer nicht mehr einzusehen. Die kritischen Sichtweiten sind grundsätzlich zu vermeiden. Des Weiteren ist bei Station 0+350 festzustellen, dass die vorhandenen Sichtweiten nicht die erforderlichen Sichtweiten einhalten. Zum Beispiel liegt die benötigte Sichtweite zum Halten bei einem Abstand ca. 180 m. Die vorhandene Haltesichtweite beträgt aber nur 100 m. In den folgenden 2 Abbildungen ist die hier beschriebene Situation an der Station 0+350 dargestellt. Die kritischen Sichtweiten sind grundsätzlich zu vermeiden (die Sichtbereiche sind in der Abbildung “Analyse Sichtschatten 2″ dargestellt).

Abb. 04: "Analyse Sichtschatten 2"
Abb. 04: "Analyse Sichtschatten 2"

Die Defizite im Straßenentwurf sind durch Bearbeitung der Entwurfselemente im Lage- und Höhenplan zu beseitigen. Des Weiteren ist zu empfehlen, dass beim Entwurf Standardraumelemente gebildet werden. „Standardraumelemente entstehen, wenn Beginn und Ende von Kurven im Lageplan mit dem Beginn und den Ende von Kuppen und Wannen im Höhenplan zusammenfallen.“[HViSt 2008] Prinzipiell ist eine geringfügige Verschiebung um bis zu 20 % der Länge des Lageplanelementes zulässig. Eine Verschiebung ist zum Beispiel für die Erkennbarkeit eines Kurvenbeginns erforderlich. Die erforderliche Verschiebung des Kuppenbeginns hinter den Kurvenbeginn beim Übergang Gerade – Klothoide – Kreisbogen ist in der Tabelle 5 in der HViSt ausgewiesen.

"Sichtweiten berechnen" Interpretation/Analyse des Sichtweitenbandes zwischen Station 1+365 bis 1+240; Erläuterung "verdeckter Kurvenbeginn"

„Ein verdeckter Kurvenbeginn liegt dann vor, wenn aus einer Entfernung von 75 m vor dem Kurvenbeginn in Lageplan die voraus liegende Straßenoberfläche nicht mindestens bis zu dem Punkt einsehbar ist, an dem eine Richtungsänderung von 3,5 gon im Lageplan vorliegt.“ [HViSt 2008]

Ist der Einsatz eines Standardraumelementes nicht möglich, muss die Richtungsänderung deutlich erkennbar innerhalb der vorhandenen Sichtweite beginnen. Im Kuppenbereich darf die Kurve nicht verdeckt werden. Es ist zu gewährleisten, dass der Fahrer den Richtungssinn und möglichst die Krümmung abschätzen kann. Die erkennbare Richtungsänderung der Lageplankurve sollte gemessen vom Übergangsbogen, innerhalb der vorhandenen Sichtweite mindestens 3,5 gon betragen.

In der folgenden Abbildung “Analyse Verdeckter Kurvenbeginn” ist ein verdeckter Kurvenbeginn dargestellt.

Abb. 05: "Analyse Verdeckter Kurvenbeginn"
Abb. 05: "Analyse Verdeckter Kurvenbeginn"

Die Abbildung “Verd. Kurvenbeginn Station 1+365″ ist mit dem Modul „Fahrweg simulieren“ erzeugt.
Die Darstellung entspricht den Hinweisen der HViSt. Die Fahrsimulation kann u.a. mit Leitpfosten, Schutzplanken und Bäumen ergänzt werden. Das Bild der Fahrsimulation an Station 1+365 (Rückfahrt) zeigt deutlich, dass die Richtungsänderung, die in einer Entfernung von 75 m + Strecke (bis eine Richtungswinkeländerung von 3,5 gon erreicht ist), nicht erkennbar ist. Die Richtungswinkeländerung befindet sich hinter der Kuppe, es entsteht ein verdeckter Kurvenbeginn, da die Sichtweite zur Erkennung der Richtungsänderung nicht ausreichend ist. „Daher ist im Entwurf zu gewährleisten, dass der Beginn des für den Fahrer unsichtbaren Teils der Kuppe vom Fahrer weiter entfernt liegt als der Punkt der relevanten Richtungsänderung.“ [HViSt 2008]

Abb. 06: "Verd. Kurvenbeginn Station 1+365"
Abb. 06: "Verd. Kurvenbeginn Station 1+365"

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