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Potenzialberechnung für den Aufbau von Ladeinfrastruktur für batterieelektrische Fahrzeuge – Fokussierung auf das Potenzial entstehend aus der Stadtquartiersebene

Calculation of potential for setting up charging infrastructure for battery-powered electric vehicles – Focusing the calculation of potential according to the urban quarter level

Dipl.-Ing. W. Brost; T. Eickels, M. Sc.; R. Philipsen, M. Sc.; Aachen

Der Ausbau von öffentlicher Ladeinfrastruktur ist essenziell für die Verbreitung der Elektromobilität. Dabei ist nicht nur die Anzahl der Ladeinfrastruktur, sondern auch ihre Positionierung entscheidend. Die Methodik des integrierten Modellansatzes „STELLA“ für die Standortfindung von elektrischer Ladeinfrastruktur verwendet bewährte Methoden der Verkehrsmodellierung in einem neuen Kontext. Mit dem gewählten Ansatz ist es möglich, bereits in frühen Phasen von Planungsprozessen für die  Ausbringung von öffentlicher Ladeinfrastruktur Aussagen über die Positionierung der Ladeinfrastruktur und die zu erwartende quantitative Nachfrage der Ladestationen zu treffen. Verfolgt wird mit der Methode das Ziel eines bundessweiten, flächendeckenden und bedarfsoritentierten Infrastrukturnetzwerks. Die Basis bilden einerseits die Verknüpfung von verschiedenen Daten (z. B. Verkehrsnetzwerke und Verkehrsaufkommen, Siedlungsstrukturen, Fahrzeugcharakteristika, Stromversorgungsdaten und Nutzeranforderungen) und andererseits die Weiterentwicklung des klassischen Vierstufen-Algorithmus aus der Verkehrsmodellierung. Zurzeit wird die Methode für den  räumlichen Zuschnitt von ganz Deutschland entwickelt. Als Ergebnis gibt das Modell das Potenzial für öffentliche Ladeinfrastruktur auf einer räumlichen Auflösungsebene von Stadtquartieren aus. Diese räumlich feine Betrachtungsebene von Stadtquartieren bildet eine Besonderheit der Methode. Um diese zu entwickeln, müssen mehrere  Raumanalysen sowie Verknüpfungen von verschiedenen Eingangsdatensets durchgeführt werden.

The expansion of public charging infrastructure is of great importance for the expansion of electromobility. However, not only the number of charging infrastructure but  also their positioning is crucial. The methodology of the Integrated Model Approach STELLA for site identification for a charging infrastructure transmits proven methods  of traffic modelling in a new context. It is already possible to make statements regarding the positioning of the charging infrastructure as well as the expectable  quantitative needs of charging stations during the early stages of infrastructure planning processes to target a nationwide, ubiquitous and needs-based charging network, by combining different data (e. g. transport networks and traffic volumes, settlement structures, vehicle characteristics, power supply data and user requirements) and  refining classic four-step traffic modelling. Currently, this method has been developed for the planning area of the whole Federal Republic of Germany. As a result, the  model outputs the potential for charging infrastructure for individual urban quarters. These urban quarters form a decisive basis not only for the result but also for the model approach. In order to develop them with their numerous deposited input data and characteristics, various spatial analyses as well as combinations of different data sets have to be carried out.

Analysis of the Impact of Automated Lane Changing Behavior on the Capacity and Safety of Merge Segments

Wirkungsanalyse automatisierter Fahrstreifenwechselverhalten auf die Kapazität und Sicherheit von Einfädelungsbereichen

J. Zhu, PhD student; Gothenburg, Sweden
S. Krause, M. Sc.; Munich

Automated vehicles are expected to provide the opportunity of improved traffic safety and efficiency and have become a major topic for future mobility. However, most of the current studies on automated driving mainly focus on the longitudinal behaviours of automated vehicles, while the impact of automated lateral behaviors has not received enough coverage in research. This study aims at investigating the impact that various lane changing behaviours of automated vehicles may have on the capacity and safety performance of a freeway merge segment. Based on a reasonable hypothesis of the automated lateral vehicle control, automated lane changing behaviours in  various driving modes and with different technical capabilities are modelled with the microscopic traffic simulator VISSIM. The scenarios with automated vehicles are compared to the base scenarios of conventional vehicles. The results show that different driving modes of automated vehicles lead to different performance of traffic flow, and improvements in both capacity and safety are observed when automated vehicles are capable of adjusting their desired safety distance for lane changing according to the traffic conditions.

Es wird erwartet, dass automatisierte Fahrzeuge die Möglichkeit bieten, den Verkehr sicherer und effizienter zu gestalten. Sie sind daher ein bedeutendes Thema für die Mobilität der Zukunft. Während die meisten aktuellen Studien zum automatisierten Fahren jedoch nur auf das Fahrverhalten automatisierter Fahrzeuge in Längsrichtung  fokussieren, sind die Wirkungen automatisierter lateraler Bewegungen bisher nicht ausreichend untersucht worden. Diese Studie zielt darauf ab, die Wirkungen  unterschiedlicher Fahrstreifenwechselverhalten automatisierter Fahrzeuge auf die Kapazität und Sicherheit einer Autobahneinfahrt zu untersuchen. Basierend auf begründeten Annahmen zur Querregelung automatisierter Fahrzeuge werden Fahrstreifenwechselverhalten in verschiedenen Fahrmodi und mit unterschiedlichen  technischen Möglichkeiten mikroskopisch in der Verkehrssimulation VISSIM modelliert. Die Szenarien mit automatisierten Fahrzeugen werden mit dem Basisszenario mit  konventionellen Fahrzeugen verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die verschiedenen Fahrmodi unterschiedliche Effekte auf den Verkehrsfluss haben und Verbesserungen sowohl bezüglich der Kapazität als auch in der Sicherheit beobachtet werden können, sofern automatisierte Fahrzeuge in der Lage sind, den gewünschten  Sicherheitsabstand für den Fahrstreifenwechsel auf die vorherrschende Verkehrssituation anzupassen.

Trajectory-Based Performance Measures for Interrupted-Flow Facilities

Trajektorienbasierte Leistungskennzahlen für Anlagen mit gestörtem Verkehrsfluss

C. M. Day; A. M. T. Emtenan, Ames, USA

Vehicle trajectory data is extremely useful for analyzing traffic performance. With the proliferation of GPS-enabled mobile devices, it has become feasible to obtain trajectory data at a large scale. Thus, the opportunity has arisen to consider the types of metrics that could be obtained under conditions of near-ubiquitous trajectory reporting. This study examines such metrics for interrupted-flow facilities, considering the possibility of obtaining once-per-second vehicle positions for all the vehicles in  the stream. Simulation models are used to generate the data. Traditional metrics such as delay and stops are compared against measures related to energy use and proposed mathematical representations of the perceived performance. An idealized scenario in which different numbers of stops are induced in traffic flow with the same  travel time, and a realistic traffic scenario is also used to compare the metrics in application to a before/after study. The paper compares and contrasts the metrics within these applications. The results highlight the differences between the various metrics and the impact of the number of stops within composite metrics.

Fahrzeugtrajektorien sind äußerst nützlich für die Analyse der Verkehrsleistung. Mit der Verbreitung von GPS-fähigen mobilen Endgeräten ist es möglich geworden, Trajektorien in großem Maßstab zu erhalten. Somit hat sich die Möglichkeit ergeben, die Arten von Metriken zu berücksichtigen, die unter den Bedingungen einer nahezu allgegenwärtigen Trajektorienverfügbarkeit erreicht werden könnten. Diese Studie untersucht solche Metriken für Anlagen mit gestörtem Verkehrsfluss und berücksichtigt  die Möglichkeit, einmal pro Sekunde Fahrzeugpositionen für alle Fahrzeuge im Verkehrsstrom zu erhalten. Zur Generierung der Daten werden Simulationsmodelle verwendet. Traditionelle Metriken wie Verzögerung und Stopps werden mit Messungen des Energieverbrauchs und vorgeschlagenen mathematischen Darstellungen der  wahrgenommenen Leistung verglichen. Sowohl ein idealisiertes Szenario, bei dem eine verschiedene Anzahl von Stopps im Verkehrsfluss bei gleicher Fahrzeit induziert  wird, als auch ein realistisches Verkehrsszenario wird untersucht, um die Metriken in der Anwendung mit einer Vorher/Nachher-Studie zu vergleichen. Die Studie vergleicht und kontrastiert die Metriken innerhalb dieser Anwendungen. Die Ergebnisse zeigen die Unterschiede zwischen den verschiedenen Metriken und die Auswirkungen der Anzahl der Stopps innerhalb der zusammengesetzten Metriken.