Platzierung von Fahrzeug-Routenentscheidungen und ihre Wirkungsweise in der Simulation

Wirkungsweise von Fahrzeug-Routenentscheidungen bei Fahrzeugrouten

Wenn im Simulationslauf einem Fahrzeug keine Fahrzeugroute zugeordnet ist, wird dem Fahrzeug seine Fahrzeugroute zugeteilt, sobald es einen Routenentscheidungsquerschnitt überfährt.

Die Auswahl einer von mehreren Fahrzeugrouten an einem Routenentscheidungsquerschnitt erfolgt auf Basis der ausgewählten Routenwahlmethode entweder nach der Monte-Carlo-Methode anteilig der relativen Belastungen jeder Fahrzeugroute oder auf Basis einer benutzerdefinierten Formel. Mit der Formel berechnen Sie den Anteil der Fahrzeuge für die Fahrzeugroute abhängig von Attributen und Attributwerten der Fahrzeuge.

Ein Fahrzeug, das eine Route befährt, versucht auf Strecken mit mehreren Fahrstreifen, sich selbstständig entsprechend dem Wert des Attributs Einordnen (Fahrstreifenwechseldistanz, falls Fester Wert ausgewählt ist: standardmäßig 200 m) der für den Fahrstreifenwechsel relevanten Verbindungsstrecke so einzuordnen, dass es diese ohne weiteren Fahrstreifenwechsel erreicht. Lange Vorlaufstrecken ermöglichen den Fahrzeugen ein rechtzeitiges Einordnen (Vorsortierung). In ungünstigen Fällen, beispielsweise wenn die Vorlaufstrecke zu kurz gewählt wurde, kann es passieren, dass unrealistisch viele Fahrstreifenwechsel zu Verkehrsstörungen führen, die es so in der Realität nicht gibt. Meist lassen sich solche Fälle jedoch mit geeigneter Modellierung vermeiden.

In der 2D-Animation wird ein laufender Fahrstreifenwechsel sowie der Wunsch, den Fahrstreifen zu wechseln ab der definierten Fahrstreifenwechseldistanz der Verbindungsstrecke durch einen kleinen roten Streifen vorn rechts oder links am Fahrzeug angezeigt, der den Blinker repräsentiert. Dies gilt auch für Fahrstreifenwechsel auf Verbindungsstrecken.

In der 3D-Animation wird ein laufender Fahrstreifenwechsel sowie der Fahrstreifenwechselwunsch durch einen Blinker angezeigt, wenn dieser für das 3D-Modell des Fahrzeugs definiert ist.

Fahrzeuge auf dem betreffenden benachbarten Fahrstreifen verzögern dann teilweise kooperativ, um einem blinkenden Fahrzeug das Einfädeln zu ermöglichen (Entscheidungsmodelle für Fahrstreifenwechsel).

Wirkungsweise von Routenentscheidungen bei Fahrzeug-Teilrouten

Fahrzeug-Teilrouten können beispielsweise dazu dienen, für Wechselverkehrszeichen mehrere Routenvarianten zu modellieren, ohne jede einzelne Fahrzeugroute ändern zu müssen, die über die Position des Wechselverkehrszeichens führt. Wenn zwei alternative Routen möglich sind, muss stattdessen nur eine einzige Fahrzeug-Teilroutenentscheidung mit zwei Fahrzeugrouten definiert werden, denen jeweils der gewünschte Anteil am Gesamtaufkommen zugewiesen wird.

Routenentscheidungen positionieren

Wenn Sie Routen für Strecken mit mehreren Fahrstreifen definieren, müssen Sie die Routenentscheidung ausreichend weit vor dem Punkt positionieren, an dem sich die Routen trennen. Damit vermeiden Sie unrealistische Staus, die auftreten, weil am Entscheidungsquerschnitt allen Fahrzeugen eine Route zugewiesen wird und nicht nur einem Teil der Fahrzeuge. Deshalb können in der Simulation mehr Fahrstreifenwechsel stattfinden als in der Realität.
Positionieren Sie den Routenentscheidungsquerschnitt so, dass er noch vor dem Ende des längsten bekannten Staus in diesem Abschnitt liegt.
Wenn Sie zahlreiche Routenentscheidungen einfügen, beispielsweise, um Abbieger je Kreuzung separat zu modellieren, überfährt und ignoriert ein Fahrzeug mit aktiver Routenentscheidung diese Routenentscheidungen, bis es den Zielquerschnitt seiner Route erreicht hat. Damit ein Fahrzeug erfolgreich von Route zu Route wechseln und so den Routen nacheinander folgen kann, muss in Fahrtrichtung zuerst das Ende der ersten Route liegen, erst danach darf sich der Beginn der zweiten Route befinden. Positionieren Sie dafür alle Zielquerschnitte (türkis) einer Route auf der ersten Verbindungsstrecke oder an der entsprechenden Position auf einer Strecke hinter dem letzten Entscheidungsquerschnitt dieser Route. Wenn Sie alle Startquerschnitte (lila) immer auf einer Strecke hinter der Kreuzung und nach dem Ende aller Verbindungsstrecken positionieren, gewährleisten Sie, dass alle vorhergehenden Routen vor dem Beginn der neuen Route beendet sind.
Maut-Routenentscheidungen und dynamische Routenentscheidungen dürfen nicht innerhalb von Meso-Netzknoten oder Meso-Knoten definiert sein.

Hinweis: Routenentscheidungen werden wie alle anderen Entscheidungsquerschnitte für ein Fahrzeug erst im nachfolgenden Zeitschritt relevant. Deshalb muss die Entfernung zwischen dem Entscheidungsquerschnitt und der nachfolgenden Strecke oder Verbindungsstrecke mindestens so groß definiert werden, dass sie der Weglänge entspricht, die das Fahrzeug mit höchstmöglicher Wunschgeschwindigkeit innerhalb eines Zeitschritts zurücklegen kann. Ist dies nicht gewährleistet, kann es vorkommen, dass einige Fahrzeuge nicht von der Routenentscheidung beeinflusst werden.

Hinweis: Wenn ein Fahrzeug auf einer Route an der letztmöglichen Position (Nothaltposition) auf eine Gelegenheit zum Fahrstreifenwechsel wartet, dieser aber nicht innerhalb von 60 s erfolgen kann, wird dieses Fahrzeug aus dem Netz entfernt. Andernfalls ergeben sich unrealistische Behinderungen und Rückstaus. In der Realität ist davon auszugehen, dass solche wartenden Fahrzeuge den Fahrstreifenwechsel nach kürzerer Zeit durch "Hineindrängeln" erzwingen würden. Sie können den Standardwert von 60 s im Fahrverhaltensparameter Wartezeit bis zur Diffusion des Fahrstreifenwechsels anpassen (Fahrverhaltensparameter Fahrstreifenwechsel bearbeiten).

Hinweise:

Wenn Vissim keine Route zwischen Startquerschnitt (lila) und Zielquerschnitt (türkis) findet, fehlt entweder eine Verbindungsstrecke oder die Lage einer Verbindungsstrecke ist ungünstig. Prüfen Sie die Streckenfolge.
Für Fahrzeug-Teilrouten oder Maut-Routen prüft Vissim beim Start eines Simulationslaufs, ob alle Zielquerschnitte, die von einem Entscheidungsquerschnitt ausgehen, auf einer gemeinsamen Position auf der gemeinsamen Zielstrecke liegen. Ist das nicht der Fall, werden die Zielstreckennummer und die Position Bei [m] der Route mit der niedrigsten Nummer, die von diesem Startquerschnitt ausgeht, für alle weiteren Fahrzeug-Teilrouten oder Maut-Routen übernommen, die an diesem Startquerschnitt beginnen.

Wirkungsweise von Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen

Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen (Maut-Routenentscheidungen) beeinflussen in der Simulation das Wegewahlverhalten der Fahrzeuge, die bereits auf einer statischen Route sind oder auf einer der beiden Routen (der Mautroute oder der mautfreien Route), die an einer Routenentscheidung vom Typ Mautstellen beginnen. Wenn eine Mautroute über eine für alle Fahrzeugklassen gesperrte Verbindungsstrecke führt, wirkt die zugehörige Maut-Routenentscheidung nicht.

Auch Fahrzeuge auf den Wegen einer dynamischen Umlegung werden dadurch beeinflusst. Wenn eine Mautroute über eine gesperrte Kante der Dynamischen Umlegung führt, wirkt die zugehörige Maut-Routenentscheidung nicht.

Falls mehrere Maut-Routenentscheidungen an der gleichen Position liegen, wirkt auf das Fahrzeug die Mautroute der Maut-Routenentscheidung, die die niedrigste Nummer hat.

Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen platzieren

Sie können Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen abschnittsweise definieren oder mehrere Routenentscheidungen vor dem Beginn der Mautstrecke hintereinander einfügen. Welche Option Sie wählen, hängt davon ab, ob ein Fahrer vor dem ersten Abschnitt entscheiden soll, über wie viele Abschnitte er fährt oder ob er diese Entscheidung erst vor jedem Abschnitt treffen soll.

Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen abschnittsweise platzieren

Diese Option bietet sich an, wenn in der Realität die Maut jeweils an der Routenentscheidung für den nächsten Abschnitt angezeigt wird und der Fahrer erst dann entscheiden soll, ob er die mautpflichtigen Route verwendet:

Platzieren Sie eine Routenentscheidung auf dem mautfreien Teil der Autobahn vor jeder Zufahrt vom mautfreien Teil zum parallel laufenden mautpflichtigen Teil der Autobahn.
Platzieren Sie für jede dieser Routenentscheidungen das Ziel hinter der nächsten möglichen Abfahrt vom mautpflichtigen Teil zum mautfreien Teil.
Platzieren Sie eine Routenentscheidung auf dem mautpflichtigen Teil der Autobahn vor jeder Zufahrt vom mautpflichtigen Teil zum mautfreien Teil der Autobahn.
Platzieren Sie auf dem mautfreien Teil der Autobahn für jede dieser Routenentscheidungen das Ziel hinter der nächsten möglichen Abfahrt vom mautpflichtigen Teil zum mautfreien Teil.

Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen an den Beginn der Mautstrecke einfügen

Diese Option bietet sich an, wenn in der Realität die Maut der einzelnen Abschnitte der gesamten Mautstrecke vor der ersten Routenentscheidung angezeigt wird, sich am Ende des ersten Abschnitts nicht ändert und dort keine andere Maut angezeigt wird.

So können Sie mit mehreren aufeinanderfolgenden Routenentscheidungen modellieren, dass der Fahrer verschiedene Optionen für Mautrouten hat. Wenn das Fahrzeug beispielsweise ein, zwei oder drei Mautstellensegmente benutzen können soll, platzieren Sie die Routenentscheidung der teuersten Option auf der mautfreien Route so, dass das Fahrzeug diese Routenentscheidung als erste überfahrt, dann stromabwärts auf der mautfreien Route die Routenentscheidung der nächst teuren Option und zuletzt die Routenentscheidung für die günstigste Option. Platzieren Sie diese Routenentscheidungen ausschließlich auf der mautfreien Route und nicht auf der Mautroute.

Für Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen, die weniger als 10 m aufeinander folgen, gilt: Wenn das Fahrzeug eine Mautroute auf Basis einer dieser Routenentscheidungen gewählt hat, kann keine stromabwärts liegende Routenentscheidung aus dieser Gruppe dem Fahrzeug eine andere Mautroute zuweisen. Sobald das Fahrzeug ein Mautroute gewählt hat, ignoriert es stromabwärts liegende Maut-Routenentscheidungen aus dieser Gruppe.

Wahrscheinlichkeit für den Wechsel auf die mautpflichtige Fahrbahn

Beim ersten Passieren einer Routenentscheidung vom Typ Mautstellen bekommt jedes Fahrzeug eine Zufallszahl für die Wahrscheinlichkeit, mit der es auf die mautpflichtige Fahrbahn wechseln wird. Diese Zufallszahl wird bei allen weiteren Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen verwendet. Dadurch wird erreicht, dass das Fahrzeug nur bei einem sehr stark unterschiedlichen verkehrlichen Zustand seine ursprüngliche Entscheidung revidiert.

Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen unterschiedliche Mautstellen zuweisen

Standardmäßig bilden Sie unterschiedlich lange Mautrouten mit unterschiedlichen Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen ab. Jeder dieser Routenentscheidungen weisen Sie eine individuelle Mautstelle zu. Damit stellen Sie sicher, dass für jede Mautroute ein individuelles Entscheidungsmodell und Mautberechnungsmodell gültig ist und die unterschiedlichen Reisezeiten nicht gemittelt werden.

Zwei Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen sollten nur dann dieselbe Mautstelle benutzen, wenn der Verlauf der mautfreien Routen von beiden Routenentscheidungen und der Verlauf der Mautrouten von beiden Routenentscheidungen zum größten Teil identisch ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn Sie auf einer Autobahn parallel zu den mautfreien Fahrbahnen eine für bestimmte Fahrzeuge mautpflichtige Fahrgemeinschaftsfahrbahn modellieren.

Mautpflichtigen Teil einer Autobahn modellieren

Der mautpflichtige Teil einer Autobahn kann eine baulich getrennte, parallel zu den mautfreien Fahrtstreifen der Autobahn geführte Fahrbahn sein. Beide Teile der Autobahn sowie die Rampen für Zufahrten und Abfahrten definieren Sie mit Strecken und Verbindungsstrecken. Mit Routenentscheidungen vom Typ Mautstellen und der zugehörigen Mautroute und mautfreien Route modellieren Sie die abschnittweise Benutzung dieser parallel geführten Fahrbahnen. Damit das Fahrzeug entscheiden kann, ob es die Fahrgemeinschaftsfahrbahn benutzt oder den mautfreien Teil der Autobahn, platzieren Sie die Maut-Routenentscheidung vor der Verzweigung von Mautroute und mautfreier Route. Eine dieser beiden Routen lassen Sie über eine andere Streckenfolge verlaufen, die an derselben Maut-Routenentscheidung beginnt und am gemeinsamen Zielquerschnitt endet (Getrennten Verlauf von Mautroute und mautfreier Route modellieren).

Der mautpflichtige Teil kann auch eine Fahrgemeinschaftsfahrbahn (HOT lane: High occupancy toll lane) sein:

Auf der Fahrgemeinschaftsfahrbahn sind Fahrzeuge mautpflichtig, deren Anzahl Insassen einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Auf der Fahrgemeinschaftsfahrbahn sind Fahrzeuge mautfrei, deren Anzahl Insassen einen vorgegebenen Wert überschreitet, beispielsweise Busse, Taxen und HOV3+-Fahrzeuge (high occupancy vehicle: Fahrzeuge mit beispielsweise mehr als drei Insassen).

Die Anzahl der Insassen für die Fahrzeuge eines Fahrzeugtyps weisen Sie mit einer Besetzungsverteilung zu (Besetzungsverteilungen verwenden). Das Mautberechnungsmodell berücksichtigt im Preismodell den Besetzungsgrad des Fahrzeugs (Mautstellen definieren), (Mautberechnungsmodelle definieren). Im Mautberechnungsmodell können Sie aktuelle Verkehrsbedingungen berücksichtigen, indem Sie den Einfluss der Reisezeitersparnis und der Durchschnittsgeschwindigkeit auf die Mautkosten definieren. Das Entscheidungsmodell definiert die Wahrscheinlichkeit für die Benutzung der Mautroute abhängig von der Fahrzeugklasse, der ein Fahrzeug zugeordnet ist (Entscheidungsmodell für Mautstellen definieren). Die Fahrzeugtypen, die die Fahrgemeinschaftsfahrbahn mautfrei benutzen dürfen, fassen Sie in einer Fahrzeugklasse zusammen. Diese Fahrzeuge benutzen immer die mautfreie Route.

Die Dynamische Umlegung berücksichtigt bei der Wegewahl neben Streckenfolgen ohne Mautrouten auch Streckenfolgen im Vissim-Netz, auf denen Mautstellen und Mautrouten definiert sind (Fahrzeugroute vom Typ Mautstelle definieren).

Anzahl der Mautrouten auf Basis der möglichen Wege festlegen – Beispiele

Im Vissim-Netz in der folgenden Abbildung verzweigt sich die Autobahn stromabwärts von Knoten 1 in einen mautpflichtigen Teil (obere Streckenfolge, rot) und einen mautfreien Teil (grün). Im weiteren parallelen Streckenverlauf ermöglicht eine Rampe den Fahrzeugen vom mautpflichtigen Teil auf den mautfreien Teil zu wechseln. Die Streckenfolgen des mautpflichtigen und des mautfreien Teils werden stromaufwärts vor Knoten 2 wieder zusammengeführt. Die untere Streckenfolge über die Knoten 4 und 3 ermöglicht Fahrzeugen die Autobahn zu umfahren.

Für vergleichbare Anwendungsfälle, in denen das Fahrzeug optional auf dem mautpflichtigen Teil weiterfahren kann oder diesen Teil verlässt, um auf den mautfreien Teil zu wechseln, definieren Sie für jeden möglichen Weg jeweils eine Maut-Routenentscheidung mit mautfreier Route und Mautroute und passen den Verlauf an:

1. Definieren Sie eine Maut-Routenentscheidung stromaufwärts der Verzweigung des mautpflichtigen und des mautfreien Teils der Autobahn (Fahrzeugroute vom Typ Mautstelle definieren).

2. Fügen Sie den gemeinsamen Zielquerschnitt der zugehörigen Mautroute und mautfreien Route stromabwärts der Zusammenführung des mautpflichtigen und des mautfreien Teils der Autobahn ein.

3. Verschieben Sie den Zielquerschnitt und trennen Sie den Verlauf der Mautroute von dem der mautfreien Route (Getrennten Verlauf von Mautroute und mautfreier Route modellieren).

4. Wiederholen Sie diese Schritte für eine Maut-Routenentscheidung, deren Mautroute über den mautpflichtigen Teil der Autobahn und dann über die Rampe und den mautfreien Teil der Autobahn zum Zielquerschnitt führt. Auch dafür trennen Sie den Verlauf der Mautroute von dem der mautfreien Route.

Wenn Sie mehrere Rampen modellieren, kann das Fahrzeug abschnittsweise entscheiden, ob es eine Rampe benutzt, um von der mautpflichtigen Fahrbahn auf die mautfreie Fahrbahn zu wechseln. Nach dem Überfahren einer Maut-Routenentscheidung ignoriert das Fahrzeug alle weiteren Maut-Routenentscheidungen für die folgenden 10 m.

Mautrouten in der Dynamischen Umlegung

Die Dynamische Umlegung entscheidet nicht bei Fahrtbeginn, ob das Fahrzeug die Mautroute oder die mautfreie Route befährt. Wenn der Anwendungsfall im Bild oben mit einer Dynamischen Umlegung simuliert wird, entscheidet diese bei Fahrtbeginn des Fahrzeugs, ob es den unteren Weg über die Knoten 4 und 3 nimmt oder den oberen Weg über die Mautrouten. Erst nachdem das Fahrzeug Knoten 1 geradeaus durchfahren hat und die Maut-Routenentscheidung stromabwärts von Knoten 1 erreicht, entscheidet das Fahrzeug, ob es den Weg geradeaus über die mautfreie Route nimmt oder den oberen Weg über die mautpflichtige Route (Mautberechnung in der Dynamischen Umlegung).

Anforderungen der Dynamischen Umlegung an die Modellierung getrennter Mautrouten

Neben dem Wechsel vom mautpflichtigen Teil der Autobahn über eine Rampe auf den mautfreien Teil können Sie auch den abschnittweisen Wechsel von der mautfreien Fahrbahn auf die mautpflichtige Fahrbahn über eine Rampe modellieren:

Fügen Sie einen Knoten stromaufwärts vor jeder Rampe ein, die die mautfreie Streckenfolge mit der mautpflichtigen verbindet. Der Knoten muss über beide Streckenfolgen reichen (Knoten 5).
Der Zielquerschnitt der Mautroute und der mautfreien Route des Abschnitts muss vor dem Knoten platziert sein.
Neben der Mautroute und der mautfreien Route für jeden Abschnitt definieren Sie eine Mautroute und mautfreie Route, die über die gesamte Streckenfolge verläuft: Die Maut-Routenentscheidung platzieren Sie stromabwärts von Knoten 1 stromaufwärts der Verzweigung von mautfreier Route und Mautroute, deren Zielquerschnitt platzieren Sie stromabwärts der endgültigen Zusammenführung der mautfreien Route und der Mautroute, stromaufwärts vor Knoten 2. Verschieben Sie den Zielquerschnitt und trennen Sie den Verlauf der Mautroute von dem der mautfreien Route (Getrennten Verlauf von Mautroute und mautfreier Route modellieren).