Straßenverkehrstechnik

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Ausgabe 01/10

Datengestützte Analyse der Stauentstehung und -ausbreitung auf Autobahnen

Der Baustellenlotse – Ein stauvermeidendes Fahrerassistenzsystem

Rerouting im österreichischen Autobahnenund Schnellstraßennetz

46. Änderung der StVO – Schwerpunkt Radverkehr

Shared Space, und alles wird gut? – Neue Analysen und Bewertungen

Datengestützte Analyse der Stauentstehung und -ausbreitung auf Autobahnen

Dr.-Ing. A. Kesting, kesting@vwi.tu-dresden.de, Dr. rer.nat. M. Treiber, treiber@vwi.tu-dresden.de, Technische Universität Dresden, Institut für Wirtschaft und Verkehr, Dresden

Data-driven Analysis of Traffic Congestion Dynamics on Motorways

Eine detailgetreue Rekonstruktion der Verkehrslage bildet die Grundlage für ein Verständnis der Verkehrsdynamik, insbesondere der Entstehung und Ausbreitung von Staus. In dem Beitrag wird ein Algorithmus vorgestellt, welcher kontinuierliche raumzeitliche Geschwindigkeitsprofile anhand von aggregierten Querschnittsdaten, Floating-Car-Daten sowie weiteren Datenkategorien rekonstruiert. Dabei werden sowohl die Übergangsbereiche zwischen freiem und gebundenem Verkehr als auch einzelne Strukturen (wie Stop-and-go-Wellen) detailliert aufgelöst. Der Algorithmus wird auf Querschnittsdaten der deutschen Autobahnen A 5, A 8 und A 9 angewandt, welche insgesamt mehr als 400 Verkehrsstaus enthalten. Die Analyse der Daten zeigt, dass bei nahezu allen Verkehrszusammenbrüchen neben hohem Verkehrsaufkommen eine Störung des Verkehrsflusses und eine Streckeninhomogenität als Auslösungsfaktoren wirkten. Der „Stau aus dem Nichts" ist eine seltene Ausnahme. Die raumzeitliche Ausbreitung der Staus lässt sich anhand weniger idealtypischer Muster verstehen. Als Anwendungen werden Datenfusion, Fehlerkompensation bei Ausfall von Detektoren und die Abschätzung der Zeitverluste im Stau diskutiert.

A detailed reconstruction of the traffic situation is essential for understanding traffic dynamics and particularly traffic flow breakdowns and traffic congestion dynamics. In the report, we present a method for estimating continuous spatiotemporal profiles of dynamic quantities such as local traffic density or velocity. The method is based on aggregated cross-sectional detector data that may be augmented by probe-vehicle (floating-car) data and other traffic information. The resulting profiles give the locations of transitions between free and congested traffic in great detail, as well as structures within the traffic states such as stop-and-go waves. We apply the algorithm to detector data of sections from the German motorways A 5, A 8, and A 9 including more than 400 traffic breakdowns. The results indicate that traffic breakdowns generally follow from the simultaneous effect of high traffic demand, a local bottleneck, and a temporary perturbation of the traffic flow. The "phantom traffic jam" is a rare exception. Moreover, the spatiotemporal dynamics of the resulting congestions can be into few generic traffic patterns. As applications, we discuss data fusion, detector error compensation, and estimating travel times.

Der Baustellenlotse – Ein stauvermeidendes Fahrerassistenzsystem

F. Kranke, florian.kranke@volkswagen.de, Dr. H. Poppe, holger.poppe@volkswagen.de, Volkswagen AG, Konzernforschung Umwelt – Strategie und Mobilität, Wolfsburg; Dr. A. Kesting, kesting@vwi.tu-dresden.de, Dr. rer.nat. M. Treiber, treiber@vwi.tu-dresden.de, Technische Universität Dresden, Institut für Wirtschaft und Verkehr

Traffic Guard – A Driver Assistance System for avoiding Congestions

Ein bedeutender Anteil der Verkehrsstaus auf deutschen Fernstraßen wird durch Baustellen verursacht. In dem Beitrag wird ein neuartiges Fahrerassistenzsystem vorgestellt, welches durch eine verkehrsangepasste Längsdynamik die Effektivität des Verkehrsflusses in der Nähe von Baustellen steigert und so durch Engstellen bedingte Kapazitätslücken zumindest teilweise „dynamisch auffüllt“. Das System baut auf der adaptiven Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) auf. Der speziell für diese Anwendung entwickelte ACC-Regler erlaubt durch einfache Parametrisierung ein verkehrsangepasstes Fahrzeugfolge-, Beschleunigungs- und Bremsverhalten. Die dafür notwendigen Informationen wie Existenz, Lage und Ausdehnung von Staus sowie die Lage von Engstellen werden mittels Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation mit zwei mobilen straßenseitigen Sende- und Empfangseinheiten gewonnen. Dabei werden die von Einzelfahrzeugen übermittelten Trajektoriendaten ausgewertet und das Ergebnis durch die stromaufwärtige Einheit an die Fahrzeuge während diese vorbeifahren gesendet. Zusätzlich werden die aufbereiteten Informationen im Cockpit angezeigt. Das Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten wurde in einem Feldtest untersucht. Simulationen zeigen weiterhin, dass bereits ein Ausstattungsgrad unter 10 % einen deutlichen staumindernden Effekt hat.

Bottlenecks caused by road works are a major source of traffic congestions on freeways. In the contribution, we propose a novel driver-assistance system which implements traffic-adaptive acceleration, car-following, and braking characteristics so as to increase the stability and capacity of traffic flow near bottlenecks. This corresponds to increasing the local capacity thereby dynamically „filling up“the capacity gaps associated with road works. The system is based on conventional adaptive-cruise control (ACC) system. However, a dedicated controller has been developed allowing traffic-adaptive changes of the driving characteristics by a change of parameters. The necessary information such as existence, location, and extent of regions of congested traffic, or the type and location of bottlenecks, is estimated using car-to-infrastructure communication with two connected mobile sender/receiver units. Trajectory data received by the downstream unit are analyzed, and the result is communicated to new vehicles when passing the upstream unit. Additionally, the information is displayed directly to the driver. A field test of the complete system has been performed. Furthermore, simulations indicate that a penetration rates of less than 10 % of equipped vehicles already will lead to a significant reduction of congestions.

Rerouting im österreichischen Autobahnenund Schnellstraßennetz

Dipl.-Ing. M. Meissner, Autobahnen- und Schnellstraßenfinanzierungs-Aktiengesellschaft, Wien, markus.meissner@asfinag.at; Ing. M. Hulmak, hulmak@snizek.at, Dipl.-Ing. Dr. S. Snizek, snizek@snizek.at, Snizek+Partner Verkehrsplanung GmbH, Wien

Rerouting on the Austrian Motorways and Highways

Beim Rerouting wird im Falle von massiven Störungen auf Straßenabschnitten mittels Wechselwegweisung oder über den Verkehrsfunk auf Alternativrouten umgelenkt. Für die Anwendung im österreichischen Autobahnen- und Schnellstraßennetz waren dazu die Menge der möglichen Alternativrouten zu bestimmen und die Erfordernisse an die Wechselwegweisung festzulegen. In der Folge war es notwendig, jene Netzmaschen mit Alternativrouten herauszusuchen, die sich zum Rerouting eignen. Zu diesen Netzmaschen wurde der gesamtwirtschaftliche Nutzen der Umleitung berechnet. Grundlage der Bewertung bildete die Ableitung eines Kriteriums für die Schaltung der Umleitung und die darauf aufbauende modellmäßige Berechnung des verkehrlichen Verlagerungspotenzials. An Nutzenkomponenten fanden Einsparungen an Reisezeit- und Fahrzeugbetriebskosten sowie die Veränderung von Umweltkosten Eingang in die Bewertung. Das Ergebnis der Untersuchung besteht in der Festlegung der hinsichtlich Rerouting wichtigsten Netzmaschen und der Reihung dieser Netzmaschen nach der Dringlichkeit der Realisierung.

In case of severe delays at road sections traffic can be diverted by means of adaptive signposting or broadcast information. In the Austrian highway and motorway network all alternative routes are determined and evaluated. The evaluation is built up on the definition of a rerouting criterion and on the calculation of the potential number of vehicles that are shifting to the alternative route. As the method of evaluation a cost-benefit-analysis is used, comprising time- and vehicle-operation-cost savings as well as a change in environmental costs. The investigation results in defining the most important pairs of routes considering their importance in relation to rerouting in the Austrian highway and motorway network and a ranking according to priorities of realisation.

46. Änderung der StVO – Schwerpunkt Radverkehr

Prof. Dr.-Ing. R. R. Stephan (Abschnitte 5 und 7), Hochschule Ostwestfalen-Lippe, FB3, Lehrgebiet Verkehrswesen, Detmold, rainer.stephan@hs-owl.de; Dipl.-Ing. D. Alrutz (Abschnitt 3), Planungsgemeinschaft Verkehr (PGV), Hannover, Hannover, pgv@pgv-hannover.de; Dipl.-Geogr. U. Kalle (Abschnitt 6), Allgemeiner Deutscher Fahrrad-Club, Landesverband Nordrhein-Westfalen e. V. (ADFC NRW), Düsseldorf, u.kalle@adfc-nrw.de; Dipl.-Ing. J. Majcherek (Abschnitt 4), StraßenNRW, Betriebssitz Gelsenkirchen, Gelsenkirchen, joachim.majcherek@strassen.nrw.de; Dipl.-Ing. W. Mischer (Abschnitt 2), Bezirksregierung Detmold, Dezernat 25 – Verkehr, Detmold, wolfram.mischer@brdt.nrw.de

46th Change of the Road Traffic Regulations – Main Theme Cycling

Im Jahr 1997 machte die Aktualisierung der damaligen Straßenverkehrs-Ordnung (StVO) zusammen mit der überarbeiteten Verwaltungsvorschrift (VwV) als sogenannte Fahrradnovelle Furore. Seit dem 1. September 2009 gibt es mit der 46. Änderung der StVO und der zugehörigen VwV eine neue richtungsweisende Novellierung, die insbesondere im Radverkehr und allgemein für den gesamten innerstädtischen Verkehr deutliche Verbesserungen bringt. Im Spannungsfeld zwischen Verordnungen, Vorschriften, Richtlinien und Empfehlungen wird im Beitrag versucht, Klarheit bei der Anwendung der StVO und zugehöriger VwV zu schaffen sowie daneben auch die wesentlichen Neuerungen aufzuzeigen.

In the year 1997 the actualization of road traffic regulations at that time caused sensation together with the revised administrative regulation as so-called “bicycle novella”. On the 1st of September 2009 with the 46th change of the road traffic regulations and the associated revised administrative regulation there is a new amendment pointing the way on, which brings generally clear improvements foreseeable in particular in the Cycling and also for entire traffic in the city. In the area of conflict between regulations, guidelines and recommendations in the report is tried, to create clarity with the application of the road traffic regulations and associated revised administrative regulation as well as to point out also the substantial innovations.

Shared Space, und alles wird gut? – Neue Analysen und Bewertungen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Gerlach, Bergische Universität Wuppertal, FG Straßenverkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Wuppertal, jgerlach@uni-wuppertal.de; Dipl.-Ing. J. Ortlepp, Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV e.V.), Berlin, j.ortlepp@gdv.de

Shared Space, and everything is going to be alright? – New Analyses and Surveys

Seit der Diskussion des Shared Space Prinzips in den Heften 2 und 3/2008 von „Straßenverkehrstechnik“ ist Zeit vergangen und nunmehr liegen neue Erkenntnisse, Einschätzungen und Empfehlungen vor. Diese sind in Veröffentlichungen vom Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft GDV, vom Allgemeinen Deutschen Automobil-Club ADAC, von der Bundesvereinigung der Straßenbau- und Verkehrsingenieure BSVI sowie von der Heinrich-Böll-Stiftung u.a. dokumentiert. Die Grundtendenz ist gleich: Shared Space ist nicht auf jeder Straße beliebig umsetzbar. Es wird zum Teil empfohlen, den Anwendungsbereich auf bestimmte Situationen zu begrenzen, ein neues Verkehrszeichen in der Straßenverkehrsordnung aufzunehmen und bis dahin derartige Bereiche mit dem Ziel der Beschränkung auf niedrige Geschwindigkeiten und der Regelung bzw. Vermeidung des Parkens auszuschildern und als Pilotprojekte zu behandeln. Der Beitrag erörtert die wesentlichen Aussagen und gibt einen Ausblick auf sich bereits andeutende Entwicklungen.

Some time has passed since the discussion of the shared space principle in issue no. 2 and 3/2008 of the journal “Straßenverkehrstechnik”. Meanwhile, new findings, assessments and recommendations are available. These have been documented in publications of the German Insurance Association (Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft – GDV), the General German Automobile Association (Allgemeiner Deutscher Automobil-Club – ADAC), the Federal Association of Highway and Traffic Engineers (Bundesvereinigung der Straßenbau- und Verkehrsingenieure – BSVI) and the Heinrich Böll Foundation (Heinrich-Böll-Stiftung). The basic trend is the same: Shared Space could not be realised everywhere. In some cases it is recommended to limit the scope of application of “shared space” to certain situations and to include a new road sign “shared space” in the traffic regulations. Meanwhile, such spaces should be treated as pilot projects. In addition, appropriate signposting is required to ensure compliance with speed restrictions and to avoid or regulate parking. This article discusses the essential statements and provides an outlook on developments that are already becoming apparent.