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Open Access
Einfluss von Streckenbeeinflussungsanlagen auf die Kapazität von Autobahnabschnitten sowie die Stabilität des Verkehrsflusses
(2003) Schick, Peter; Kühne, Reinhart D. (Prof. Dr. rer. nat.)
Mit zunehmender Verkehrsbelastung des Straßennetzes und gleichzeitigem Rückgang der finanziellen Mittel werden Möglichkeiten zu einer Steigerung der Kapazität von Autobahnen mit betrieblichen Maßnahmen zunehmend von Bedeutung. In Deutschland wird dafür das Konzept der Beeinflussung des Verkehrs mittels variablen Geschwindigkeitsbeschränkungen und verkehrlichen Anordnungen verfolgt. Während die Erfolge dieser Anlagen bei der Senkung der Unfallzahlen durch mehrere Untersuchungen belegt sind, liegen wenige Kenntnisse über die Auswirkungen auf die Kapazität vor. Einzelne, zum Teil lange zurück liegende Untersuchungen berichten von einer geringen Steigerung der maximalen Verkehrsstärke und lassen Stabilisierungswirkungen des Verkehrsflusses vermuten. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Auswirkungen von SBA auf die Kapazität (max. Verkehrsstärke) und die Leistungsfähigkeit (q-v-Funktion) der Strecke sowie auf die Homogenität und die Stabilität des Verkehrsflusses zu untersuchen. Der Untersuchungsansatz besteht in einer empirischen Betrachtung des Verkehrs-flusses an Mit-SBA- und Ohne-SBA-Strecken. Dabei muss auf eine größtmögliche Vergleichbarkeit aller Einflussfaktoren auf den Verkehrsablauf (Weg-, Umfeld- und Verkehrsbedingungen) geachtet werden. Insgesamt wurden Messdaten von 244 Messquerschnitten an 9 verschiedenen Strecken für einen Zeitraum von in der Re-gel 14 Tagen und in der zeitlichen Auflösung von einer Minute beschafft. Die Untersuchung der Kapazität erfolgt über die Betrachtung der maximalen, empirischen Verkehrsstärke (emp. qmax). Voraussetzung dafür ist, dass an dem jeweiligen Querschnitt im Untersuchungszeitraum die Verkehrsnachfrage die Kapazität überschritten hat. Als Ergebnis ergeben sich weitgehend gleiche Kapazitäten für beeinflusste und unbeeinflusste Streckenabschnitte. Im Rahmen dieser Untersuchung kann also keine kapazitätssteigernde Wirkung von SBA festgestellt werden. Diese Aussage gilt für die - bei einem Vergleich verschiedener Streckenabschnitte erreichbaren - Genauigkeit von wenigen Prozent. Die gleiche Aussage ergibt sich bei der Untersuchung der Leistungsfähigkeit (q-v-Funktion). Hier kann im Rahmen der Untersuchungsgenauigkeit ebenfalls keine Steigerung nachgewiesen werden. Dies gilt nicht für SBA, die die Funktion der temporären Standstreifenfreigabe bein-halten. Hiermit sind deutliche Steigerungen bei der Kapazität und der Leistungsfähigkeit erzielbar. Die Untersuchung der Homogenität des Verkehrsablaufs zeigt deutliche Harmoni-sierungswirkungen von SBA. An beeinflussten Streckenabschnitten ist die Vertei-lung des Verkehrs auf die Fahrstreifen gleichmäßiger. Insbesondere wird der „Linksfahrer-Effekt“, also die Überfüllung des linken Fahrstreifens bei gleichzeitiger Unterauslastung des rechten und mittleren Fahrstreifens, reduziert. Für die Untersuchung der Stabilisierungswirkung wurde eine neue Methode entwi-ckelt, die Phasenübergänge vom freien in den stockenden Verkehr ermittelt und in Bezug zur Verkehrsstärke setzt. Dazu wird der „signifikante Verkehrszusammenbruch“ definiert. Dieser wird als ein Abfallen der Geschwindigkeit um mindestens 15 km/h in einem Zeitraum von maximal 5 Minuten beschrieben. Weitere Randbedingungen stellen sicher, dass zufällige Schwankungen des Verkehrsablaufs ausgefiltert werden. Als Ergebnis zeigt sich eine deutlich geringere Zusammenbruchswahrscheinlichkeit an beeinflussten Strecken. SBA stabilisieren demnach den Verkehr und halten den Verkehrsfluss nahe der Kapazitätsgrenze länger aufrecht. Mit Hilfe des EWS-Bewertungsverfahrens werden die Reisezeitersparnisse für die Verkehrsteilnehmer in monetäre Einheiten umgerechnet und auf den allgemeinen Anwendungsfall übertragen. Zusätzlich wird der Nutzen quantifiziert, der sich aus Reisezeitersparnissen bei einem Wegfall einer statischen Geschwindigkeitsbegrenzung und durch eine temporäre Standstreifenfreigabe ergibt. Schließlich werden Vorschläge zur Optimierung des Steuerungsprogramms von Streckenbeeinflussungsanlagen im Hinblick auf die Stabilisierung eines Verkehrsflusses gegeben. Da Verkehrszusammenbrüche wegen ihrer probabilistischen Eigenschaften auch mit einer detaillierter Messung des Verkehrsflusses nicht vorhersehbar sind, sind verkehrsabhängige Steueralgorithmen wenig geeignet, um Verkehrszusammenbrüche zu vermeiden. Daher wird die zusätzliche Implementierung festzeitgesteuerter Harmonisierungsprogramme vorgeschlagen, die z.B. im regelmäßig auftretenden Berufsverkehr zur Steigerung der Wirksamkeit von SBA bei der Stauvermeidung eingesetzt werden könnten. Dies sollte verbunden werden mit einer verbesserten Information der Verkehrsteilnehmer (z.B. Hinweistafeln) aber auch mit einer verstärkten Überwachung des Befolgungsgrads.
Open Access
Entwicklung von Verkehrsmittelwahlmodellen für komplexe Mitfahrverkehre
(2006) Funke, Torsten; Kühne, Reinhart D. (Prof. Dr. rer. nat.)
Aufgrund steigender Verkehrsnachfrage sind die Belastungsgrenzen der Verkehrsinfrastruktur, insbesondere des Individualverkehrs, vielerorts erreicht bzw. überschritten. Die Mobilitätsdienstleistung M21 FahrPLUS'' als eine flexible Form der Fahrgemeinschaftsvermittlung im Berufsverkehr, entwickelt im Rahmen des öffentlich-privaten Gemeinschaftsprojektes M21'', kann einen wichtiger Bestandteil innovativer Dienstleistungen im Rahmen des betrieblichen Mobilitätsmanagements darstellen. Auf Basis des Entscheidungsprozesses der Nutzung von Dienstleistungen wurden die Methoden der Stated Preferences als qualifiziertes Verfahren zur Untersuchung der Verkehrsmittelwahl unter Berücksichtigung des Mobilitätsdienstes M21 FahrPLUS'' identifiziert. Auf Basis der getroffenen Auswahlentscheidungen konnten die Einflüsse der im Vorfeld der Untersuchung spezifizierten Merkmale der Verkehrsmittelwahl unabhängig voneinander bestimmt werden. Im Zentrum der Untersuchungen standen die Analyse des Verhaltens der Verkehrsteilnehmer, die Ermittlung der Akzeptanz der Dienstleistung und der Bestimmung ihrer optimalen Ausgestaltung sowie die Abbildung der aggregierten Verkehrsmittelwahl für differenzierte Spektren der Leistungen von M21 FahrPLUS''. Für die Faktoren des Abholortes der Mitfahrer und der vom Arbeitgeber zur Verfügung gestellten Fahrzeuge wurden die größten Potenziale zur Förderung von Fahrgemeinschaften im Berufsverkehr ermittelt. Für die Merkmale der Suche von Fahrgemeinschaftspartnern, der Notstrategie für nicht zu vermittelnde Mitfahrer und des Vertrauens konnten geringere Einflüsse auf die Verkehrsmittelwahl bestimmt werden. Für die Attribute der Flexibilität und der reservierten Parkplätze am Werk konnten dagegen keine signifikanten Wirkungen nachgewiesen werden. In einem sowohl für Fahrer als auch für Mitfahrer optimierten Szenario wurden Steigerungen der Verkehrsmittelwahlanteile von 3,95%-Punkten für die Fahrer und von 0,56%-Punkten für die Mitfahrer nachgewiesen.