In der Simulation werden Knotenwiderstände berücksichtigt. Die Modellierung der Knotensteuerung erfolgt durch LSA und Zeitlücken, mit denen die Vorfahrtsregelung abgebildet wird. Für LSA muss eine Festzeitsteuerung definiert sein. Wenn sich die Festzeitsteuerung einer LSA über den Umlegungszeitraum und die Nachlaufphase ändert, verwenden Sie Signal-Tagespläne. In Signal-Tagesplänen haben Sie die Möglichkeit, Signalprogrammen Zeitpunkte zuzuordnen, ab denen sie gültig sind. Eine Besonderheit stellen Knoten dar, die Zufahrten mit Einfädelungsvorgängen repräsentieren, z.B. Autobahnauffahrten.
Konflikte
Auf Basis des Steuerungstyps und der Informationen der Knotengeometrie werden in Analogie zum Highway Capacity Manual (HCM) Konflikte zwischen Abbiegerströmen ermittelt. Der Steuerungstyp bestimmt die Vorfahrtsregelung und hat Einfluss auf die Belegung der Standardwerte für die Parameter Grenz- und Folgezeitlücke. Die Berücksichtigung der Parameter hängt dann von den tatsächlichen Konflikten zwischen den Fahrstreifenabbiegern der Abbieger ab. Fahrstreifenabbieger stehen in Konflikt, wenn sie sich kreuzen oder denselben Zielfahrstreifen haben. Grundsätzlich werden Konflikte zwischen Fahrstreifenabbiegern eines Knotens für alle Steuerungstypen aus der Knotentopologie ermittelt. Eine Ausnahme bilden Kreisverkehre, wo Fahrzeuge im Kreisverkehr Vorfahrt haben. Konflikte zwischen Fahrstreifenabbiegern entstehen genau dann, wenn sie dasselbe Kreisverkehrssegment nutzen.
Die berechneten Konflikte zwischen Fahrstreifenabbiegern können über Relationen von Fahrstreifenabbiegern im Knoteneditor eingesehen werden.
Zeitlücken
Über Grenzzeit- und Folgezeitlücken wird die Vorfahrtsregelung gesteuert. Die in Tabelle 150 enthaltenen Attribute am (Ober-)Abbieger wirken an allen Knoten, die nicht den Steuerungstyp Kreisverkehr haben. Für den Steuerungstyp Kreisverkehr werden die Werte am Arm definiert. Die Standardwerte (Tabelle 151) für die Zeitlücken wurden in Anlehnung an die Werte im HCM bzw. HBS festgelegt, können bei Bedarf jedoch überschrieben werden.
Die Grenzzeitlücke ist der zeitliche Abstand, der als Mindestwert zwischen zwei Fahrzeugen des vorfahrtberechtigten Stroms vorhanden sein muss, damit ein Fahrzeug aus dem untergeordneten Strom einfahren kann. Die Grenzzeitlücke bestimmt, wie sich die Kapazität des Nebenstroms in Abhängigkeit von der Belastung auf dem vorfahrtberechtigten Strom ändert.
Die Folgezeitlücke ist der zeitliche Abstand zwischen zwei Fahrzeugen des Nebenstroms, die in dieselbe Lücke im Hauptstrom einfahren. Folglich bestimmt die Folgezeitlücke die Sättigungsverkehrsstärke des Nebenstroms. Folgezeitlücken haben nur dann eine Wirkung auf das Verhalten der Fahrzeuge, wenn sie zu einer Erhöhung des durch die Reaktionszeit definierten Mindestabstands führen.
Die folgende Tabelle 150 enthält Eingabeattribute, die im Rahmen der Simulation bei der Ermittlung der Wartezeiten berücksichtigt werden.
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Objekt |
Parameter |
Bedeutung |
|
(Ober-)Abbieger |
Typ Nummer |
Voraussetzung zur Ermittlung der Konflikte, da hier Abbiegerrichtungen festgelegt werden |
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(Ober-)Abbieger |
SBA eingestellte Grenzzeitlücke |
Eingabewert, der in Kombination mit dem Attribut SBA eingestellte Grenzzeitlücke verwenden den Standardwert überschreibt Aktiviert das Überschreiben des Standardwerts |
|
SBA eingestellte Grenzzeitlücke verwenden |
||
|
(Ober-)Abbieger |
SBA verwendete Grenzzeitlücke |
verwendeter Wert für die Grenzzeitlücke |
|
(Ober-)Abbieger |
SBA eingestellte Folgezeitlücke |
Eingabewert, der in Kombination mit dem Attribut SBA eingestellte Folgezeitlücke verwenden den Standardwert überschreibt Aktiviert das Überschreiben des Standardwerts |
|
SBA eingestellte Folgezeitlücke verwenden |
||
|
(Ober-)Abbieger |
SBA verwendete Folgezeitlücke |
verwendeter Wert für die Folgezeitlücke |
|
Arm |
SBA eingestellte Grenzzeitlücke Kreisverkehr |
Eingabewert, der in Kombination mit dem Attribut SBA eingestellte Grenzzeitlücke Kreisverkehr verwenden den Standardwert überschreibt Aktiviert das Überschreiben des Standardwerts |
|
SBA eingestellte Grenzzeitlücke Kreisverkehr verwenden |
||
|
Arm |
SBA verwendete Grenzzeitlücke Kreisverkehr |
verwendeter Wert für die Grenzzeitlücke für die Einfahrt in den Kreisverkehr |
|
Arm |
SBA eingestellte Folgezeitlücke Kreisverkehr |
Eingabewert, der in Kombination mit dem Attribut SBA eingestellte Folgezeitlücke Kreisverkehr verwenden den Standardwert überschreibt Aktiviert das Überschreiben des Standardwerts |
|
SBA eingestellte Folgezeitlücke Kreisverkehr verwenden |
||
|
Arm |
SBA verwendete Folgezeitlücke Kreisverkehr |
verwendeter Wert für die Folgezeitlücke für die Einfahrt in den Kreisverkehr |
|
Arm |
SBA eingestellte Grenzzeitlücke Bypass |
Eingabewert, der in Kombination mit dem Attribut SBA eingestellte Grenzzeitlücke Bypass verwenden den Standardwert überschreibt Aktiviert das Überschreiben des Standardwerts |
|
SBA eingestellte Grenzzeitlücke Bypass verwenden |
||
|
Arm |
SBA verwendete Grenzzeitlücke Bypass |
verwendeter Wert für die Grenzzeitlücke für das Abbiegen vom Bypass auf die nächste Strecke |
|
Arm |
SBA eingestellte Folgezeitlücke Bypass |
Eingabewert, der in Kombination mit dem Attribut SBA eingestellte Folgezeitlücke Bypass verwenden den Standardwert überschreibt Aktiviert das Überschreiben des Standardwerts |
|
SBA eingestellte Folgezeitlücke Bypass verwenden |
||
|
Arm |
SBA verwendete Folgezeitlücke Bypass |
verwendeter Wert für die Folgezeitlücke für das Abbiegen vom Bypass auf die nächste Strecke |
Tabelle 150: Attribute zur Eingabe der Grenz- und Folgezeitlücken
|
Steuerungstyp |
Abbiegerichtung & Ströme (Rechtsverkehr) |
Grenzzeitlücke [s] |
Folgezeitlücke [s] |
|---|---|---|---|
|
Geregelte Vorfahrt (Stopp bzw. Vorfahrt gewähren) |
Linksabbieger Hauptstrom in Nebenstrom |
3,5 |
2,2 |
|
Rechtseinbieger Nebenstrom in Hauptstrom |
5,5 |
3,3 |
|
|
Geradeaus Hauptstrom kreuzend |
6,0 |
4,0 |
|
|
Linksabbieger Nebenstrom in Hauptstrom |
6,5 |
3,5 |
|
|
U-Turn Hauptstrom in Hauptstrom |
6,0 |
3,0 |
|
|
U-Turn Nebenstrom in Nebenstrom |
6,0 |
3,0 |
|
|
Dreiecksinsel am Ende |
5,5 |
3,3 |
|
|
LSA |
Linksabbieger mit Gegenstrom (bedingt verträglich) |
3,5 |
2,2 |
|
Rechtsabbieger bei Rot |
5,5 |
3,3 |
|
|
Kreisverkehr |
Einfahrt in den Kreisverkehr |
3,5 |
3,2 |
|
Bypass am Ende |
3,5 |
3,2 |
|
|
Rechts-vor-Links |
Rechtsabbieger (nur bei mehreren Abbiegern mit Typ 1) gegenüber von rechts kommenden Fahrzeugen |
5,5 |
3,3 |
|
Geradeausabbieger gegenüber den von rechts kommenden Fahrzeugen |
5,5 |
3,3 |
|
|
Linksabbieger gegenüber den von rechts kommenden Fahrzeugen |
6,5 |
3,5 |
|
|
Linksabbieger gegenüber dem Gegenverkehr |
3,5 |
2,2 |
Tabelle 151: Standardwerte für Grenz- und Folgezeitlücken nach Steuerungstyp, Abbiegerrichtung und Strom
Für All-Way-Stop Knoten sieht das HCM Folgezeitlücken auf den Abbiegern vor. Diese Folgezeitlücken der Abbieger hängen vom Typ des jeweiligen Abbiegers ab (Rechtsabbieger, Geradeausfahrer und Linksabbieger; der U-Turn entspricht hier einem Linksabbieger) und der Geometrie-Gruppe des Von-Arms des Abbiegers. Die Geometrie-Gruppe ergibt sich aus der Anzahl der Fahrstreifen des Von-Arms und der Anzahl der Fahrstreifen der anderen Arme. Aus der Geometrie-Gruppe ergibt sich zunächst eine Basis-Zeitlücke (Tabelle 152) und in Abhängigkeit vom Typ des Abbiegers wird die in der Tabelle 153 aufgeführte Zeitlücke addiert.
|
Geometry Gruppe |
1 |
2 |
3a |
3b |
4a |
4b |
5 |
6 |
| Basis-Zeitlücke | 3.9s | 3.9s | 4.0s | 4.3s | 4.0s | 4.5s | 4.5s | 4.5s |
Tabelle 152: Basis-Zeitlücken für Ermittlung der Folgezeitlücken an All-Way-Stop Knoten
|
Geometry Gruppe |
1 |
2 |
3a |
3b |
4a |
4b |
5 |
6 |
| Linksabbieger | 0.2s | 0.2s | 0.2s | 0.2s | 0.2s | 0.2s | 0.5s | 0.5s |
| Rechtsabbieger | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.7s | -0.7s |
| Geradeausfahrer | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s | -0.6s |
Tabelle 153: Zur Basis-Zeitlücke zu addierende Zeitlücke für Ermittlung der Folgezeitlücken an All-Way-Stop Knoten
Verhalten beim Einfädeln
Knoten, die Zufahrten mit Einfädelungsvorgängen darstellen, werden mit dem Steuerungstyp ‚unbekannt‘ modelliert. Konflikte beim Durchfahren des Knotens werden vernachlässigt, dennoch konkurrieren Fahrzeuge von Fahrstreifen verschiedener eingehender Strecken mit dem gleichen Zielfahrstreifen um den frei werdenden Platz auf der ausgehenden Strecke. Die Entscheidung, welches der Fahrzeuge einfährt, erfolgt zufällig. Eine solche Situation entsteht, wenn zum Zeitpunkt eines frei werdenden Platzes auf dem ausgehenden Fahrstreifen Fahrzeuge auf mehreren eingehenden Fahrstreifen warten. Wenn nur auf einem eingehenden Fahrstreifen ein Fahrzeug wartet, fährt dieses Fahrzeug auf den Zielfahrstreifen der Ausgangsstrecke ein. Die Wahrscheinlichkeit, dass Fahrzeuge eines eingehenden Fahrstreifens gewählt werden, kann durch den Parameter SBA Einfädelgewicht beeinflusst werden. Der Parameter wirkt ausschließlich bei Knoten mit dem Steuerungstyp ‚unbekannt‘.
Um Kapazitätsverluste stromabwärts von Zufahrten zu modellieren, kann Einfluss auf das Abstandsverhalten der Fahrzeuge genommen werden. Durch den Parameter SBA Zuschlag für einfädelnde Fahrzeuge können die zeitlichen Abstände von Fahrzeugen auf der Strecke stromabwärts der Zufahrt um den Parameter vergrößert werden, wenn die Fahrzeuge von unterschiedlichen eingehenden Fahrstreifen auf denselben Zielfahrstreifen fahren. Dies gilt auch, wenn die Fahrzeuge von unterschiedlichen Fahrstreifen derselben Strecke auf denselben Zielfahrstreifen der Folgestrecke fahren.
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Objekt |
Parameter |
Bedeutung |
|
Fahrstreifenabbieger |
SBA Einfädelgewicht |
Beeinflusst die Wahrscheinlichkeit, dass im Konfliktfall Fahrzeuge des eingehenden Fahrstreifens bedient werden. Je höher der Wert, umso mehr steigt die Wahrscheinlichkeit. Standardwert = 1.0 |
|
Knoten |
SBA Zuschlag für einfädelnde Fahrzeuge |
Steuert einen möglichen Kapazitätsverlust durch Einfädelvorgänge, beispielsweise an Autobahnauffahrten. Am Knoten wird der zeitliche Mindestabstand (SBA Reaktionszeit) zwischen Fahrzeugen, die auf den gleichen Zielfahrstreifen fahren, aber von unterschiedlichen eingehenden Fahrstreifen kommen, um die angegebene Zeit vergrößert. |
Tabelle 154: Eingabeattribute zur Steuerung des Einfädelungsverhaltens
Vorfahrtsregelung nach Steuerungstyp
In allen anderen Fällen als denen, die in Tabelle 6 aufgeführt sind, haben Grenzzeitlücke und Folgezeitlücke den Wert Null. Allgemein wird mit einer Grenzzeitlücke von Null ausgedrückt, dass Fahrzeuge auf in Konflikt stehenden Strömen gleichberechtigt sind. Für gleichberechtigte in Konflikt stehende Ströme heißt das: Wenn sich bereits ein Fahrzeug auf einem der in Konflikt stehenden Fahrstreifenabbieger befindet, dann muss ein anderes Fahrzeug seine Reaktionszeit abwarten, nachdem die Hinterkante des ersten Fahrzeugs den Fahrstreifenabbieger verlassen hat. Eine Ausnahme davon bilden Knoten mit dem Steuerungstyp unbekannt. Sich kreuzende Konflikte im Knoten werden vernachlässigt und erst beim Einfahren auf einen Zielfahrstreifen muss gewährleistet sein, dass das Fahrzeug Platz hat. Eine Grenzzeitlücke größer Null bedeutet, dass Fahrzeuge auf dem in Konflikt stehenden Strom Vorfahrt gewähren.
Für die einzelnen Steuerungstypen bedeutet das für die Vorfahrtsregelung:
- Unbekannt: Bei Knoten dieses Steuerungstyps werden alle Konflikte vernachlässigt. Folgezeitlücken sind standardmäßig Null und wirken somit nicht.
- Rechts-vor-Links: Bei Knoten mit dem Steuerungstyp ‚Rechts-vor-Links‘ (Rechtsverkehr) hat das von rechts kommende Fahrzeug Vorfahrt. Außerdem gewähren Linksabbieger Fahrzeugen des gegenüberliegenden Geradeausstroms die Vorfahrt. Zwischen gegenüberliegenden Linksabbiegern gibt es ebenfalls einen Konflikt, in dem beide Fahrzeuge gleichberechtigt sind.
- Geregelte Vorfahrt (Stopp und Vorfahrt gewähren): Die Abbiegerrichtung sowie die Ströme werden anhand des Hauptstroms ermittelt.
- LSA: An LSA werden Konflikte im Allgemeinen durch die Grünzeiten vermieden. Eine Ausnahme davon bilden bedingt verträgliche Linksabbieger, die dem Gegenstrom bei überlappender Grünzeit die Vorfahrt gewähren müssen. Für diesen Konflikt sowie auch das Rechtsabbiegen bei Rot werden Zeitlücken festgelegt. Gibt es wegen überlappender Grünzeiten andere Konflikte, dann wirkt eine Grenzzeitlücke von Null, d.h. die Fahrzeuge sind gleichberechtigt.
- Kreisverkehre: Konflikte entstehen durch die Benutzung gleicher Kreisverkehrssegmente, wobei das Fahrzeug im Kreisverkehr gegenüber einem einfahrenden Fahrzeug Vorfahrt hat. Die Werte für Grenz- und Folgezeitlücken sind entsprechend für alle Konflikte identisch.
- All-way stop: Bei Knoten mit dem Steuerungstyp ‚All-Way Stop‘ sind alle Abbieger gleichberechtigt. Die Werte für Folgezeitlücken sind in Anlehnung an das HCM definiert und berücksichtigen, dass Fahrzeuge halten müssen.
Ausgabeattribute aus der Simulation
In der Simulation werden Einzelfahrzeuge berücksichtigt. Die Ausgabeattribute, die direkt aus der Simulation gewonnen werden, werden mit dem Zusatz Simulationsdetail pro Netzobjekt und Zeitintervall ausgewiesen. Zusätzlich gibt es Ausgabeattribute, die auf Basis der Simulationsergebnisse gewonnen werden und damit auch nur bei einer simulationsbasierten Umlegung ausgegeben werden.
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Objekt |
Parameter |
Bedeutung |
|
Strecken, (Ober-) Abbieger, Anbindungen, Fahrstreifen |
SBA Simulationsdetail eingefahrene Fahrzeuge |
Anzahl Fahrzeuge, die in einem Zeitintervall eingefahren sind |
|
Strecken, (Ober-) Abbieger, Anbindungen, Fahrstreifen |
SBA Simulationsdetail ausgefahrene Fahrzeuge |
Anzahl Fahrzeuge, die in einem Zeitintervall ausgefahren sind |
|
Strecken, (Ober-) Abbieger, Anbindungen, Fahrstreifen |
SBA Simulationsdetail eingefahrene Fahrzeuge-IVSys |
Anzahl Fahrzeuge je IV-Verkehrssystem, die in einem Zeitintervall eingefahren sind |
|
Strecken, (Ober-) Abbieger, Anbindungen, Fahrstreifen |
SBA Simulationsdetail ausgefahrene Fahrzeuge-IVSys |
Anzahl Fahrzeuge je IV-Verkehrssystem, die in einem Zeitintervall ausgefahren sind |
|
Strecken, (Ober-) Abbieger, Fahrstreifen |
SBA Simulationsdetail vAkt-IVSys |
durchschnittliche Geschwindigkeit der Fahrzeuge, die im Zeitintervall eingefahren sind; der Wert ist leer, wenn kein Fahrzeug im Zeitintervall eingefahren ist. |
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Strecken, (Ober-) Abbieger, Anbindungen, Fahrstreifen |
SBA Simulationsdetail tAkt-IVSys |
durchschnittliche Fahrzeit der Fahrzeuge, die im Zeitintervall eingefahren sind; der Wert ist leer, wenn kein Fahrzeug im Zeitintervall eingefahren ist. |
|
Strecken, (Ober-) Abbieger, Fahrstreifen |
SBA Staulänge (Fahrstreifen-Maximum) |
Maximum der Staulängen der den Fahrstreifen zugeordneter Streckenkanten im Analysezeitintervall |
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Strecken, (Ober-) Abbieger, Fahrstreifen |
SBA Staulänge (Fahrstreifen-Mittel) |
Mittel der Staulängen der den Fahrstreifen zugeordneter Streckenkanten im Analysezeitintervall |
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Strecken, (Ober-) Abbieger, Fahrstreifen |
SBA Auslastung |
entspricht einer skalierten Dichte, wobei 100% Auslastung einem Zustand entsprechen, bei dem über das Zeitintervall Fahrzeuge mit minimalem Folgeabstand bei v0 fahren. |
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Strecken, Fahrstreifen |
SBA Dichte |
durchschnittliche Anzahl Fahrzeuge pro km und Fahrstreifen im Analysezeitintervall |
Tabelle 155: Ausgabeattribute der Simulation
Bei den Ausgabeattributen für Fahrstreifen wird zwischen Knotenbereich und (Rest-)Strecke unterschieden. Die Ausdehnung des Knotenbereichs ist definiert durch die längste Aufweitung bzw. den Beginn der Dreiecksinsel. Es kann an beiden Enden einer Strecke Knotenbereiche geben. In der Liste der Fahrstreifen erscheinen die Durchgangsfahrstreifen als Fahrstreifen des Knotens am Streckenanfang sowie als Fahrstreifen des Knotens am Streckenende mit dem jeweiligen in der folgenden Abbildung in blau dargestellten Knotenbereich. Fahrstreifen, die Aufweitungen oder Dreiecksinseln darstellen, haben lediglich Daten für den Knotenbereich des Knotens, an dem sie definiert sind.
Abbildung 145: Schematische Darstellung einer Strecke mit Durchgangs- und Aufweitungsfahrstreifen sowie den jeweiligen Knotenbereichen
