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Verbesserung des Verkehrsflusses durch dynamische Echtzeitoptimierung von LSA – Erfahrungen der Stadt Lünen

Improving Traffic Flow through Real-Time Offset Optimization – Experience in the City of Lünen

Dipl.-Ing. P. Sternemann, peter.sternemann.46(at)luenen.de, Lünen; Dr.-Ing. G. Listl, g.listl(at)gevas-ingenieure.de, München; G. Hüsken, guenter.huesken(at)swarco.de, Bochum; B. Sc. S. Scholz, steffen.scholz(at)rub.de, Dortmund; S. Giuliani, stefan.giuliani(at)rub.de, Bochum

Durch zunehmendes Verkehrsaufkommen gelangen konventionelle Steuerungsverfahren für Lichtsignalanlagen (LSA) in den vergangenen Jahren immer mehr an die Grenzen ihrer Wirksamkeit. Dies führt häufig zu langen Wartezeiten, einer hohen Anzahl an Halten, zu vermehrten Staus und daraus resultierenden Emissionen, sowohl an einzelnen Knotenpunkten als auch in koordinierten Streckenzügen. Die Stadt Lünen hat deshalb in Verbindung mit der Erneuerung des Verkehrsrechnersystems auf einem Abschnitt ihres Innenstadtrings mit acht LSA auf Basis umfangreicher Untersuchungen des Ist-Zustands ein innovatives Steuerungsverfahren zur „Dynamischen Optimierung der Versatzzeiten in Echtzeit“ zum Einsatz gebracht. Die dynamische Echtzeitoptimierung wurde vom Lehrstuhl für Verkehrswesen – Planung und Management der Ruhr-Universität Bochum im Zuge einer Bachelor-Arbeit evaluiert. Die Ergebnisse zeigen deutliche Verbesserungen der Verkehrsqualität, ins besondere der Grünen Welle, und führten zu einer noch in der Bearbeitung befindlichen Übertragung des Steuerungskonzepts auf einen weiteren Abschnitt des Innenstadtrings. Der Artikel beschreibt die Vorher-Untersuchungen, die daraus abgeleiteten verkehrstechnischen Optimierungen und die notwendigen Erweiterungen der vorhandenen Hard- und Software sowie die Evaluierungsergebnisse.

The growing traffic demand pushes the conventional traffic control strategies more and more to their limits and therefore leads to long delay times, increased number of stops and big queue lengths. It results into growing emissions at single intersections as well as at coordinated street sections, also called Green-Waves. Based on comprehensive evaluations in connection to the modernization of its traffic control centre, the city of Lünen has deployed an innovative traffic control strategy at one section of its inner-city ring road. This traffic control strategy called “Real-time offset optimization“ has been evaluated in the course of bachelor thesis at the Institute for Transportation and Traffic Engineering at Ruhr-University Bochum. The results have shown significant improvement of the traffic quality, especially of the green wave and have led to a transfer to another section of the inner-city ring road. The article describes the preliminary investigations, the derived traffic engineering improvements and the necessary extensions to the existing hardware and software as well as the evaluation results.

Anforderungen an Ausstattung und Betrieb von Glättemeldeanlagen im nachgeordneten Netz

Requirements for Equipment and Operation of Road Weather Stations on Highways

M. Eng. M. Streich, markus.streich(at)rpt.bwl.de, Tübingen; Prof. Dr.-Ing. C. Holldorb, christian.holldorb(at)hs-karlsruhe.de,Karlsruhe

Zur Erfassung von winterlichen Fahrbahn- und Witterungszuständen werden zurzeit vor allem an Bundesautobahnen, zunehmend aber auch an Bundes-, Landes und Kreisstraßen, Glättemeldeanlagen (GMA) eingesetzt. Im nachgeordneten Straßennetz ist die Ausstattung mit GMA allerdings noch deutlich geringer und ermöglicht dadurch keine flächendeckende Aussage zum Straßenzustand. Eine Verdichtung des Messstellennetzes analog zu den Bundesautobahnen ist jedoch aus finanziellen und organisatorischen Gründen nicht realisierbar. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden Lebenszykluskosten bestehender Anlagen untersucht, um hierdurch wesentliche Kostenkomponenten und -treiber von GMA aufzuzeigen. Im Abgleich mit den Ergebnissen einer Nutzungsanalyse von GMA in der Winterdienst-Praxis konnten Mindestanforderungen für die Ausstattung einer GMA ermittelt werden. Im Zusammenhang mit der Nutzung im nachgeordneten Straßennetz wurden auch die Möglichkeiten einer autarken Stromversorgung untersucht, welche abseits besiedelter Gebiete oder vorhandener Versorgungsnetze notwendig wird. In durchgeführten Vergleichsmessungen wurde die Messgenauigkeit von GMA in Abhängigkeit von der Nutzungsdauer stichprobenhaft untersucht, um die Notwendigkeit von Instandhaltungsarbeiten zu ermitteln. Diese Instandhaltungsarbeiten können in einem Qualitätssicherungsprozess integriert werden, dessen Anwendung und Inhalte ebenfalls analysiert wurden. Die Untersuchungen zeigen, dass GMA im nachgeordneten Straßennetz geänderte Anforderungen an die Ausstattung und Versorgungstechnik aufweisen. Aus einer sinnvollen Anpassung der Ausstattung sowie organisatorischen Maßnahmen können geringere Investitionskosten und eine gesteigerte Nutzung resultieren, wodurch eine wirtschaftliche Verdichtung des GMA-Netzes bei vergleichbarem Nutzen für den Einsatzleiter ermöglicht wird.

In Germany road weather stations (RWS) are mainly used on motorways and increasingly also on multi-Iane highways to collect data on weather and road conditions. In contrast to the density of road weather stations on motorways and multilane-highways, the density of RWS on other highways and subsidiary roads is much lower. Due to the much larger network of highways, a concentration of RWS such as on motorways and multi-Iane highways is constrained by economical and organisational reasons. As part of a research project, life-cycle costs of existing RWS were analysed to show the most significant cost components and cost drivers of RWS. These specific costs were compared with an analysis of the benefits of RWS, in which the benefit of RWS was examined in practice of winter services. From this, the minimum requirements for equipment of an RWS could be derived. Based on the fact, that the locations of RWS on subsidiary roads are often far away from existing electricity grids, the possibilities of an autarkical electrical power supply on RWS were analysed. To find out if maintenance and service activities on RWS are necessary, the accuracy of the equipment was analysed in random comparative measurements. Such maintenance activities can be integrated in a quality assurance process, which were also studied in different road authorities. All these investigations show that there are differing requirements for RWS on highways and subsidiary roads related to measuring equipment and power supply. Lower investment cost and an increasing use can be the results of a reduction of measuring equipment according to the requirements and an adaptation of organizational processes. This all leads to an economic concentration of the RWS network with a comparable benefit to the operators of maintenance areas.

Tempo 30 auf Hauptverkehrsstraßen mit Wohnnutzung

30 kph on Arterial Streets with Residential Use

Prof. Dr.-Ing. H. Topp, hartmut.topp(at)imove-kl.de, Kaiserslautern

Tempo 30 (T30) auf Hauptverkehrsstraßen (HVS) wird diskutiert und stellenweise umgesetzt. Die Rechtssituation steht einer Einführung nicht entgegen. Wenn der Straßeneindruck stimmt, sind bis zu minus 15 km/h der mittleren Geschwindigkeit möglich. Der gleichmäßigere Fahrverlauf ist eine Schlüsselgröße für Lärm und Luftqualität. Höhere Verkehrssicherheit und Lärmminderung mit Synergien bei Verträglichkeit, Aufenthaltsqualität und Ambiente sind unbestrittene Vorteile. Bei Luftqualität und CO2-Emissionen ist T30 neutral. Die Leistungsfähigkeit wird von den Knotenpunkten und nicht durch T30 auf HVS-Strecken bestimmt. Die Reisezeiten werden geringfügig verlängert, was beim ÖPNV genauer zu betrachten ist. T30 auf HVS darf nicht Verkehr in T30-Zonen von Wohn- und Mischgebieten verlagern. Generalisierte Aussagen helfen bei T30 auf HVS nicht weiter; maßgebend ist die Einzelfallprüfung mit ermessensfehlerfreier Abwägung der Vor- und Nachteile.

30 kph on arterial streets, is being discussed and partly implemented. The law is not against it. If the impression of the street complies up to minus 15 kph of the average speed is possible. The steadier flow of traffic is a key issue for noise and air quality. Higher traffic safety and noise reduction beside compatibility, quality of stay and ambience are undoubtedly advantages. For air quality and CO2-emissions, 30 kph is neutral. The capacity is determined by the junctions and not by 30 kph on the sections in between. The journey times are increasing lightly, what has to be considered more accurately in case of public transport. 30 kph on arterial streets must not shift traffic into 30-zones of residential and mixed used areas. Generalized statements concerning 30 kph on arterial streets do not help; what counts is the evaluation of the individual case with fair and considerable discretion.

Entwicklung eines meistereiunabhängigen Modells für ein Qualitätsmanagement im Straßenbetrieb

Development of a System independent of Maintenance Depots for Quality Management for Road Maintenance Services

Dr.-Ing. J. Breer, breer(at)infa.de, Ahlen

Zielsetzung des Forschungsprojektes (QuaSt) war es, ein mathematisch-statistisches Modell zu entwickeln, mit dessen Hilfe anhand definierter Qualitätsstandards meistereiunabhängig die Leistungserbringung hinsichtlich Vollständigkeit des jährlichen Leistungsumfangs und des Erfüllungsgrades erfasst und beurteilt werden kann. Im Rahmen von QuaSt wurden u. a. die Datengrundlagen zur Auswahl der Bewertungsobjekte (Landesbestandsdatenbanken) untersucht, Modelle zur Zufallsstichprobenauswahl erarbeitet, Indikatoren und Messmethoden in einer Datenbank zusammengestellt und abschließend Feldversuche zur Anwendbarkeit an BAB durchgeführt. Die wichtigsten Ergebnisse sind die Organisation und Durchführung von meistereiunabhängigen Qualitätsmessungen, die entwickelte QuaSt-Datenbank als offenes System, mehrdimensionale Auswertungen und unterschiedliche Erfassungssystematiken, die den Landesbestandsdatenbanken zugrunde liegen. Mit einem speziell für QuaSt entwickelten System zur Zufallsstichprobenauswahl werden alle Bundesautobahn- Abschnitte und -Äste mit der gleichen Wahrscheinlichkeit in der Stichprobe berücksichtigt. Im Rahmen des Forschungsprojekts konnten somit die methodischen und konzeptionellen Grundlagen für eine meistereiunabhängige Qualitätsmessung erarbeitet werden.

The aim of the research project (QuaSt) is to develop a mathematical-statistical model for the measurement of the value performance of road maintenance services that fo-cusses on the completeness of the annual scope of services. This model works with the assistance of defined service levels and therefore independent from maintenance depots. With the help of the quality management system (QuaSt) performance rating, based on statistical firmed samples, should be used for different issues such as subcontractor controlling, comparison of different operator models, basis for incentive systems, basis for service level agreements and benchmarking between different maintenance depots. In the context of QuaSt the project data base for the selection of evaluation categories, a model for random samples selection and indicators and measurement methods were developed in a data base. Furthermore, the practicability was tested in field tests on motorways. The major results are to organize and carry out a quality control independent from maintenance depots, the developed QuaSt data base as open system, the possibility of multidimensional and different data collection systems. With the help of the specific developed system for random samples, it is possible to consider all motorway sections with the same statistical probability. In the research project assumptions for the QuaSt data base were made, which must have to become step by step comparable to the guideline of the government. In the context of the research project the basics for a methodic and conceptual model of a quality measurement system, independent from maintenance depots, was developed.