Freund oder Feind der Verkehrsteilnehmer -...
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Prof. Dr.Prof. Dr.--Ing. W. BrilonIng. W. Brilon
Ruhr-Universität Bochum
Hamburg 17. September 2011
AmpelnAmpeln ––Freund Freund oderoder FeindFeind
derder VerkehrsteilnehmerVerkehrsteilnehmer
Knotenpunkte = VerknKnotenpunkte = Verknüüpfung von Strapfung von StraßßenenÜÜberschneidung der Bewegungslinien der Fahrzeuge = berschneidung der Bewegungslinien der Fahrzeuge = KonfliktpunktKonfliktpunkt
2
Konfliktpunkt
2424
Management der KonfliktpunkteManagement der Konfliktpunkte
Ein Konfliktpunkt kann nicht Ein Konfliktpunkt kann nicht von 2 Verkehrsteilnehmern von 2 Verkehrsteilnehmern gleichzeitig benutzt werden.gleichzeitig benutzt werden.
Die Reihenfolge muss organisiert werden!Die Reihenfolge muss organisiert werden!
•• VorfahrtregelungVorfahrtregelung
•• Lichtsignalanlage (AMPEL)Lichtsignalanlage (AMPEL)
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Wem nutzt die LSA ?Wem nutzt die LSA ?
Wem nutzt die Ampel ?Wem nutzt die Ampel ?
mamaßßgebend fgebend füür die Planungr die Planung so gut wie mso gut wie mööglichglich
4
Einige GrundbegriffeEinige Grundbegriffe
Ampel (Normal‐Sprache)
= Lichtsignalanlage (Ingenieure)
= Wechsellichtzeichen (StVO)
12 Verkehrsstr12 Verkehrsströömeme
1
2
3
4 5 6
78
9
101112
5
SignalgruppenSignalgruppen
1
2 + 3
4 + 5 + 6
7
8 + 9
10 + 11 +12
SignalgruppenSignalgruppen
12 + 3
4 + 5 + 6
7
8 + 9
10 + 11 +12
6
SignalgruppenSignalgruppen
1
2 + 3
4 + 5 + 6
7
8 + 9
10 + 11 +12
SignalgruppenSignalgruppen
Signalgeber / Signalgruppen
9
Phase 4
SignalphasenSignalphasen
Grundsatz:Grundsatz:
•• wenige Phasenwenige Phasen : : LeistungsfLeistungsfäähigkeithigkeit(nur im einfachen Fall)(nur im einfachen Fall)
•• viele Phasenviele Phasen :: SicherheitSicherheit
SignalphasenSignalphasen
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Phasenbilder Erläuterung
1 2
Zweiphasensystem
Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr
SignalphasenSignalphasen
Phasenbilder Erläuterung
1
2
3
4
Vierphasensystem
Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr
SignalphasenSignalphasen
Jede Phase braucht ihre eigene GrJede Phase braucht ihre eigene Grüünzeit (= Freigabezeit).nzeit (= Freigabezeit).
‐‐ abhabhäängig von der Stngig von der Stäärke des Verkehrsrke des Verkehrs
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ÜÜbergangszeitbergangszeit
Rot - Gelb:1 s( max. 2 s )
Gelb: 3 s bei vzul = 50 km/h4 s bei vzul = 60 km/h5 s bei vzul = 70 km/h
vzul, max = 70 km/h !
Bedeutung:Halt!Fahrt ist nicht freigegeben!
ÜÜbergangszeitbergangszeit
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räumt
fährtein
Zwischenzeiten Zwischenzeiten
IIn Deutschland:n Deutschland:
sehr komplizierte sehr komplizierte BerechnungBerechnung
im Ausland:im Ausland:
teilweise feste teilweise feste Zwischenzeiten Zwischenzeiten
Fg räumt
fährtein
fährtein
Se = 0
Zwischenzeiten Zwischenzeiten ‐‐ FuFußßggäängernger
ZwischenzeitenZwischenzeiten
geregelt in der geregelt in der
RILSA 2010RILSA 2010
Richtlinien fRichtlinien füür r LichtsignalanlagenLichtsignalanlagen
Herausgeber: Forschungsgesellschaft Herausgeber: Forschungsgesellschaft ffüür Strar Straßßenen‐‐ und Verkehrswesen, und Verkehrswesen, (FGSV), K(FGSV), Köölnln
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Zwischenzeiten SicherheitZwischenzeiten Sicherheit
FreigabezeitenFreigabezeiten KapazitKapazitäätt++
QualitQualitäät des t des VerkehrsablaufsVerkehrsablaufs
2 Grundprobleme der Signalplanung2 Grundprobleme der Signalplanung
Freigabezeiten Freigabezeiten KapazitKapazitäättFreigabezeit = Freigabezeit =
Anzahl der erwarteten AutosAnzahl der erwarteten Autos* *
Zeitbedarf pro AutoZeitbedarf pro Auto = 1,8 s= 1,8 s
Feigabezeit Feigabezeit ‐‐ GrGrüünzeitnzeit
Wie lange
dauert
GRÜN ?
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Phasenbilder Erläuterung
1
2
3
4
• Jede Phase erhält eine Grünzeit • zwischen den Phasen: Zwischenzeit → Summe (Grünzeiten + Zwischenzeiten) = Umlaufzeit tU
Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr
UmlaufzeitUmlaufzeit
60 ≤ tU ≤ 90 (120)
kurzes tU : geringe Fußgänger-Wartezeitengeringe Kfz.-Wartezeitenkurze Staulängen
tU : > 90 s nur in ganz besonderen Ausnahmen
gerechtfertigt, wenn:- sonst Kapazität nicht
ausreichend- keine Fußgänger
i. Allg. einheitlich für ganze Stadtgebiete
UmlaufzeitUmlaufzeit
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Umlaufzeit und GrUmlaufzeit und Grüünzeitennzeiten
hhäängt von der Stngt von der Stäärke des Verkehrs abrke des Verkehrs ab
•• einfache Rechnungeinfache Rechnung
oder oder
•• mathematische Optimierungmathematische Optimierung
SignalzeitenplanSignalzeitenplan
Signalgruppen
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•• KapazitKapazitäätt CC [Fz/h][Fz/h]
•• AuslastungsgradAuslastungsgrad xx [[‐‐]]
•• mittlere Wartezeitmittlere Wartezeit ww [[s/Fzs/Fz]]
•• Anzahl der HalteAnzahl der Halte hh [[Halte/FzHalte/Fz]]
•• StaulStauläängenge NN [[FzFz]]
Beurteilung der QualitBeurteilung der Qualitäät des Signalzeitenplanst des Signalzeitenplans(f(füür jede Signalgruppe)r jede Signalgruppe)
MaMaßßgebend :gebend :
•• mittlere Wartezeitmittlere Wartezeit ww [[s/Fzs/Fz]]
zulzuläässig ssig : : 70 70 s/Fzs/Fz (Mittel)(Mittel)
FuFußßggäängernger :: 30 30 s/Fgs/Fg (Mittel)(Mittel)
:: 70 s70 s (maximal)(maximal)
Beurteilung der QualitBeurteilung der Qualitäät des Signalzeitenplanst des Signalzeitenplans(f(füür jede Signalgruppe)r jede Signalgruppe)
(d.h. ausreichend (QSV D) nach HBS 2001)(d.h. ausreichend (QSV D) nach HBS 2001)
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q1
q2
Sicherheit von LichtsignalanlagenSicherheit von Lichtsignalanlagen
Sicherheit von LichtsignalanlagenSicherheit von Lichtsignalanlagen
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Steuergerät an jedem Knotenpunktgibt die Befehle zum Ein- und Ausschalten an die Signalgeber und die einzelnen Leuchtfelder weiter
Das Steuergerät steht mit einem Zentralrechner in Verbindung.
Sicherheit von LichtsignalanlagenSicherheit von Lichtsignalanlagen
Bis zu diesem Punkt sind sich alle Experten einig.
ExpertenExperten‐‐MeinungMeinung
Ab jetzt gibt es unterschiedliche Meinungen und Strategien.
Hersteller Software Städteeinzelne Expertennationale
Besonderheiten
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Koordinierung = Abstimmung der Signalzeitenpläne benachbarter Knotenpunkte
mit dem Ziel, die Qualität des Verkehrsablaufs zu verbessern
„Grüne Welle“
Koordinierung von AmpelnKoordinierung von Ampeln
Hauptrichtung
„Grüne Welle“
Koordinierung von AmpelnKoordinierung von Ampeln
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Koordinierung von AmpelnKoordinierung von Ampeln
Kreuzung 1 2 3 4 5 6
Koordinierung von AmpelnKoordinierung von Ampeln
Kreuzung 1 2 3 4 5 6
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Traditionelle Traditionelle „„GrGrüüne Wellene Welle““= = Durchfahrt auf der HauptverkehrsstraDurchfahrt auf der Hauptverkehrsstraßße ohne Halte ohne Halt
•• leicht verstleicht verstäändlichndlich
•• geht meistens geht meistens garnichtgarnicht (Abstand der Kreuzungen !)(Abstand der Kreuzungen !)
•• meistens nicht optimal meistens nicht optimal (Wartezeiten, Emissionen, Kapazit(Wartezeiten, Emissionen, Kapazitäät, Querstrat, Querstraßßen !)en !)
Koordinierung von AmpelnKoordinierung von Ampeln
Hauptrichtung
VerkehrsabhVerkehrsabhäängige Lichtsignalengige Lichtsignale
Die Verkehrsteilnehmer fordern sich über Detektoren eine Freigabezeit an.
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VerkehrsabhVerkehrsabhäängige Lichtsignalengige Lichtsignale
Die Verkehrsteilnehmer fordern sich Die Verkehrsteilnehmer fordern sich üüber Detektoren eine Freigabezeit an.ber Detektoren eine Freigabezeit an.
•• unendlich viele Methodenunendlich viele Methoden
•• teuerteuer
•• vielfach schlechterer Verkehrsablauf als Festzeitsteuerungvielfach schlechterer Verkehrsablauf als Festzeitsteuerung
•• schlecht vertrschlecht verträäglich mit Koordinierungglich mit Koordinierung
•• bei bei ÖÖPNVPNV--PriorisierungPriorisierung zwingendzwingend
•• nur moderne nur moderne adaptive Steuerungadaptive Steuerung mit Koordinierung sinnvollmit Koordinierung sinnvollaber auch dann extrem sorgfaber auch dann extrem sorgfäältige Planung erforderlichltige Planung erforderlich
FuFußßggäänger + Ampelnnger + Ampeln
•• kurze Umlaufzeit !kurze Umlaufzeit !
•• max. Wartezeit = 60 (70) s !max. Wartezeit = 60 (70) s !
•• in einem Zug in einem Zug üüber eine breite Straber eine breite Straßße ! e ! aber: aber:
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FuFußßggäänger + Ampelnnger + Ampeln
•• Problem der widersprProblem der widersprüüchlichen Signalechlichen Signale
FuFußßggäänger + Ampelnnger + Ampeln
•• kurze Umlaufzeit !kurze Umlaufzeit !
•• max. Wartezeit = 60 s !max. Wartezeit = 60 s !
•• in einem Zug in einem Zug üüber eine breite Straber eine breite Straßße !e !
•• FuFußßggäängernger--DruckknopfDruckknopf--Anlagen:Anlagen:vielfach fragwvielfach fragwüürdig!rdig!
•• Wo FuWo Fußßggäänger zu erwarten sind:nger zu erwarten sind:FuFußßggäängernger--GrGrüün in jedem Umlauf !n in jedem Umlauf !
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Radfahrer + AmpelnRadfahrer + Ampeln
•• Radler beeintrRadler beeinträächtigen die Kapazitchtigen die Kapazitäät durch lange Rt durch lange Rääumwegeumwege
•• eigene Signaleeigene Signale
•• Problem: DisziplinProblem: Disziplin
ÖÖPNV : Busse und StraPNV : Busse und Straßßenbahnenbahn
•• GrGrüün sofort !n sofort !
•• Steigert die AttraktivitSteigert die Attraktivitäät des t des ÖÖPNV PNV durch kdurch küürzere Fahrzeiten und hrzere Fahrzeiten und hööhere Zuverlhere Zuverläässigkeitssigkeit
•• Steigert die Wirtschaftlichkeit Steigert die Wirtschaftlichkeit des des ÖÖPNVPNV
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ÖÖPNV : Busse und StraPNV : Busse und Straßßenbahnenbahn
•• GrGrüün sofort !n sofort !
•• Steigert die AttraktivitSteigert die Attraktivitäät des t des ÖÖPNV PNV durch kdurch küürzere Fahrzeiten und hrzere Fahrzeiten und hööhere Zuverlhere Zuverläässigkeitssigkeit
•• Steigert die Wirtschaftlichkeit des Steigert die Wirtschaftlichkeit des ÖÖPNVPNV
•• behindert behindert Kfz.Kfz.--VerkehrVerkehr steigert Schadstoffausstosteigert Schadstoffausstoßß ??
•• behindert Fubehindert Fußßggäänger durch lange Wartezeitennger durch lange Wartezeiten
•• ausgewogene ausgewogene PriorisierungPriorisierung !!
Pkw + Lkw und AmpelnPkw + Lkw und Ampeln
•• kurze Wartezeitkurze Wartezeit
•• wenig Halte (wenig Halte ( Emissionen)Emissionen)
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AmpelnAmpeln ––Freund Freund oderoder FeindFeind
derder VerkehrsteilnehmerVerkehrsteilnehmer•• Lichtsignalanlagen sind unverzichtbar,Lichtsignalanlagen sind unverzichtbar,
um den um den Kfz.Kfz.--VerkehrVerkehr in den Stin den Stäädten zu bewdten zu bewäältigen.ltigen.
•• Alle Arten von Verkehrsteilnehmern haben Alle Arten von Verkehrsteilnehmern haben ihre besonderen Probleme aber auch Vorteile von den LSA.ihre besonderen Probleme aber auch Vorteile von den LSA.
•• Gerechter Kompromiss zum Ausgleich der Interessen.Gerechter Kompromiss zum Ausgleich der Interessen.
•• SorgfSorgfäältige Planung und stltige Planung und stäändige Pflegendige Pflege
•• Erfolgskontrolle moderner komplexer SteuerungenErfolgskontrolle moderner komplexer Steuerungen
•• Wesentliche Komponente: der VerkehrsteilnehmerWesentliche Komponente: der Verkehrsteilnehmer
DankeDanke ffüürr IhreIhre AufmerksamkeitAufmerksamkeit !!