Wirksamkeit: Streckenbeeinflussungsanlagen

 

Echtzeitbeurteilung und –optimierung der Wirksamkeit von Streckenbeeinflussungsanlagen

ISAC Logo

Kontakt

Foto von Dr.-Ing. Dirk Kemper © Urheberrecht: ISAC

Name

Dirk Kemper

Vertretungsprofessor / Institutsleiter

Telefon

work
+49 241 80 25225

E-Mail

E-Mail
 

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 zum einen 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 freizuhalten.

Eine zeitnahe Überprüfung der anstehenden Schaltungen findet heute in den seltensten Fällen statt, so dass 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 – 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-Überholverbotes. 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 dynamischen Größe der Differenzgeschwindigkeiten auf dem zweiten Fahrstreifen aufeinander folgender 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 hierhin gehend 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