Präventive Schaltungen von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) besitzen das Ziel, den Verkehrsablauf hinsichtlich der Verkehrssicherheit und der Ausnutzung der vorhandenen Streckenkapazitäten zu optimieren. Nach dem Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen (MARZ 99) soll dieses Ziel u. a. durch eine Geschwindigkeitsharmonisierung erreicht werden. Eine weitere Eingriffsmöglichkeit für den Betreiber besteht in der temporären Anzeige von Lkw-Überholverboten. Diese sollen den trägen Schwerverkehr auf dem rechten Fahrstreifen binden, um so die zusätzlichen Überholfahrstreifen für den Pkw-Verkehr frei zu halten. Eine zeitnahe Überprüfung der anstehenden Schaltungen findet heute in den seltensten Fällen statt, sodass eine Kontrolle der Parameter für die Schaltalgorithmen häufig nur zeitversetzt erfolgt - also offline - und dies auch nur für eine geringe Anzahl von Zeiträumen. Eine zeitnahe Bewertung von SBA würde eine permanente Einschätzung der Güte und Qualität der anstehenden Schaltungen auf den Verkehr ermöglichen, über die sich eine fortlaufende Statistik anlegen ließe. Hieraus könnten dann Veränderungen in Entwicklungen und Tendenzen des Verkehrsablaufs aufgedeckt werden. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Bestimmung geeigneter Bewertungsgrößen des harmonischen Verkehrsablaufs und in der Realisation von Programmkomponenten zur Online-Ermittlung und Online-Darstellung dieser Größen in einem Verkehrsrechnersystem. Hierzu wurden zwei Bewertungsansätze gewählt. Der erste berücksichtigt die Veränderung einer mikroskopischen Kenngröße hinsichtlich unterschiedlicher Verkehrszustände. Die Wirksamkeit soll durch Vergleich mit derselben Größe bei unbeeinflusstem Verkehrskollektiv erfolgen. Dieses Verfahren kann als relatives Konzept aufgefasst werden. Das zweite Konzept orientiert sich an festgelegten Werteskalen zu Beschreibungsgrößen der Verkehrsharmonisierung. Hierdurch erfolgt eine Bewertung nicht über einen relativen Vergleich mit einem unbeeinflussten Verkehrszustand, sondern vielmehr an idealen, absoluten Kennwerten. Letzteres Konzept wird zur Umsetzung in einem Online-Verfahren empfohlen, da es eine Vielzahl an Kriterien berücksichtigt, die nach Expertenmeinung einen Harmonisierungszustand beschreiben und durch statistische Auswertungen nachgewiesen wurden. Die Problematik der Unterscheidung, ob der betrachtete Verkehrszustand auf die gewählte Schaltung zurückzuführen ist oder vielmehr als Ergebnis des Verkehrsaufkommens resultiert, soll durch ein zweidimensionales Bewertungskonzept berücksichtigt werden in Anlehnung an das Bewertungsverfahren nach STEINHOFF (2003). So beschreibt der Akzeptanzindex einer vorgegebenen Schaltung zum einen den Geschwindigkeitsbefolgungsgrad auf dem äußersten Überholfahrstreifen und zum anderen den Befolgungsgrad eines optional geschalteten Lkw-Überhol Verbotes. Die zweite Größe, der Harmonisierungsindex des Verkehrs, berücksichtigt die Standardabweichung der Geschwindigkeiten auf dem linken äußeren Fahrstreifen, den Verteilungsgrad der Fahrzeuge auf dem zweiten und dritten Fahrstreifen (nur dreistreifige Querschnitte) sowie die dynamische Größe der Differenzgeschwindigkeiten auf dem zweiten Fahrstreifen aufeinanderfolgender Zeitintervalle. Beide Größen vereint liefern den Wirksamkeitsindex einer Schaltung auf einer Werteskala zwischen null und eins. Das Verfahren ist für zwei- sowie dreistreifige Querschnitte geeignet. Das Bewertungsintervall wurde zu einer Minute festgelegt, welche das Grundkonzept eines Regelkreises einer SBA berücksichtigt. Diese basiert auf der Bestimmung von Schaltempfehlungen aus minütlichen Informationen der Verkehrsstärke, der lokalen Verkehrsdichte und mittleren Geschwindigkeit. Die Umsetzung des Bewertungsverfahrens erfolgt in einem Programmmodul, das in das neu entwickelte bundeseinheitliche Software-Basissystem einer VRZ integriert werden kann. In einer Prototypversion werden die wesentlichen informationstechnischen Funktionen und Programmeinheiten sowie die Einbindung in das Gesamtsystem getestet. Eine zusätzliche Option der Offline-Auswertung soll der nachträglichen Auswertung von Verkehrsdaten dienen. Die Praktikabilität dieses Bewertungsverfahrens muss sich in der praktischen Anwendung zeigen. So ist zukünftig denkbar, dass die gewählten Kenngrößen verbessert oder erweitert werden müssen. Das Bewertungskonzept hingegen steht und eine programmtechnische Erweiterung ist mit geringem Aufwand möglich. Aus verkehrstechnischer Sicht muss festgestellt werden, dass über die Zusammenhänge zwischen den verwendeten Kennwerten und besonders zu der Verkehrsbelastung derzeit nur wenige Erfahrungen vorliegen. Des Weiteren ist es notwendig, möchte man weitere Fortschritte in der Beschreibung des Verkehrs innerhalb von Kurzzeitintervallen machen, die Forschungsbemühungen hierhingehend zu verstärken. Eine konkrete Beschreibung von harmonisiertem Verkehrsablauf ist zukünftig erforderlich, um den Nachweis zu erbringen, dass ein harmonischer Verkehrsablauf zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit und der Verkehrsqualität führt.

    Preventive variable speed limits of traffic management systems (TMS) have the aim to optimize the traffic flow concerning the traffic security and the utilization of the existing traffic capacity. According to "Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen- und Unterzentralen (MARZ 99)" the aim has to be achieved by the harmonisation of speed on the onehand. Another possibility of intervention is the temporary display of "no passing" concerning trucks. They have to fix the slow heavy goods vehicles on the right side lane, to keep the additional passing lanes free for passenger cars. Today the evaluation of the upcoming variable speed limits occurs rarely, so that a check up of the parameters for the control algorithm often happens only time-delayed, i.e. offline and this also only for a small number of periods of time. A prompt valuation of TMS would allow for a permanent assessment of the goodness and quality of the upcoming variable speed limits over which a continuous statistic could be created. Resulting from this, changes and tendencies of the traffic flow could be identified. The aim of this study consists in the determination of adequate evaluation parameters of the harmonic traffic flow and in the realisation of software components for online identification and presentation of this values in a traffic computer system. Two assessment approaches were chosen for this. The first one considers the changes of a microscopic parameter concerning the different traffic states. The effectiveness compares the actual traffic with the unaffected traffic flow. This method can be regarded as a relative concept. The second concept is based on established measurement of traffic harmonisation. Hereby the assessment occurs not via a relative comparison with an unaffected traffic status, but rather with ideal, absolute specific values. The last mentioned concept has been recommended for online systems, because it considers a multitude of criteria, which describe according to experts an harmonisation state and has been verified by statistical examinations. The problem of the distinction if the regarded traffic state can be traced back to the changed variable speed limits or if it results from the traffic volume, should be considered by a two dimensional assessment concept on the basis of the assessment method developed by STEINHOFF (2003). The acceptance index of a variable speed limit describes on the one hand the speed compliance level on the most left lane and otherwise the compliance level of an optional truck passing restriction. The second value, the harmonisation index of the traffic considers the standard deviation of the speed on the most left lane, the distribution rate of the vehicles on the second and third lane (on three lane sections) as well as the dynamic quantity of the difference speed on the second lane of sequent time intervals. Both quantities together provide the effectiveness index of variable speed limits on a scale of values between zero and one. The method will be adequate to two and three lane sections. The assessment interval has been defined to one minute, which considers the basis of a control cycle of a TMS. The TMS are based on traffic control recommendations which determined every minute from current information about the traffic volume the local traffic density and the average speed. The assessment method will be realized by means of a software component, which will be integrated in the recent developed DaV-system by order of the German road construction authority. All significant technical functions and program units as well as the integration of the complete system has been verified in a prototype version An additional option to do an offline analysis should provide the subsequent analysis of traffic data. The practicability of this assessment method has to be proved iteself in the practical use. Thus it is possible in the future that the chosen parameters have to be improved or extended. However the assessment concept has been determined and the software extension will be possible without great efforts. Concerning the traffic it has to be assessed that the relationship between the used values (parameters) und especially to the traffic stress only limited experience are available. Furthermore it is necessary, if further improvement of the description of the traffic within the short-term intervals should be achieved, to enforce the research efforts to that effect. A concrete description of harmonized traffic flow will be necessary in the future, to provide the evidence that a harmonized traffic flow will result in an increase of the traffic security and the traffic quality.


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    Titel :

    Echtzeitbeurteilung und -optimierung der Wirksamkeit von Streckenbeeinflussungsanlagen


    Weitere Titelangaben:

    Real-time evaluation and improvement of the effectiveness of preventive dynamic speed limits in linear traffic management systems


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    93 Seiten, 89 Bilder, 39 Tabellen, 37 Quellen




    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch