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)

3

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


12 + 3

4 + 5 + 6

7

8 + 9

10 + 11 +12

6


1

2 + 3

4 + 5 + 6

7

8 + 9

10 + 11 +12


Signalgeber / Signalgruppen

7


SignalphasenSignalphasen

Phase 1

8

Phase 2


Phase 3


9

Phase 4


Grundsatz:Grundsatz:

•• wenige Phasenwenige Phasen : : LeistungsfLeistungsfäähigkeithigkeit(nur im einfachen Fall)(nur im einfachen Fall)

•• viele Phasenviele Phasen :: SicherheitSicherheit


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Phasenbilder Erläuterung

1 2

Zweiphasensystem

Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr



1

2

3

4

Vierphasensystem



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

12

Zwischenzeiten Zwischenzeiten


Grün-Ende

Grün-Begin

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räumt

fährtein


räumt

fährtein


14

räumt

fährtein


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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1

2

3

4

• Jede Phase erhält eine Grünzeit • zwischen den Phasen: Zwischenzeit → Summe (Grünzeiten + Zwischenzeiten) = Umlaufzeit tU


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


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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.


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“


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Kreuzung 1 2 3 4 5 6


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 !)


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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•• Problem der widersprProblem der widersprüüchlichen Signalechlichen Signale


•• 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 !!

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