Visualisierung einer C2X-Nachricht einer Kreuzungstopologie (Quelle: Schlothauer & Wauer Ingenieurgesellschaft für Straßenverkehr mbH)

Die fortschreitende Digitalisierung und die Entwicklung der Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation (C2X) bieten neue Möglichkeiten zur Optimierung des Verkehrsflusses an signalisierten Knotenpunkten. Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt) wurden innovative Steuerungsverfahren für Lichtsignalanlagen (LSA) entwickelt, die Haltezeiten minimieren und den Verkehrsfluss beschleunigen sollen.

Was wurde gemacht?
Die Einbeziehung von Fahrzeugdaten an signalisierten Knotenpunkten gewinnt zunehmend an Bedeutung. Durch die Nutzung neuer Datenquellen kann das Verkehrsgeschehen an lichtsignalgesteuerten Knotenpunkten effizienter erfasst werden. Die Schlothauer & Wauer Ingenieurgesellschaft für Straßenverkehr mbH hat im Auftrag der BASt Strategien zur Verbesserung des Verkehrsflusses entwickelt, die technische und organisatorische Herausforderungen der Implementierung einer C2X-basierten Steuerungsstrategie adressieren.

Die Untersuchung umfasste eine Bestandsanalyse bestehender C2X-Steuerungsstrategien für LSA. Auf dieser Grundlage wurden Verbesserungspotenziale identifiziert und neue C2X-Anwendungsfälle entwickelt. Die konventionelle Logik der LSA-Steuerung wurde um eine C2X-Logik erweitert. Mittels mikroskopischer Verkehrsflusssimulationen wurden die Auswirkungen der Einbeziehung von Fahrzeugdaten auf den Verkehrsablauf untersucht. Drei Laborknotenpunkte wurden für die Simulation ausgewählt, um die neuen C2X-Steuerungsfunktionen zu testen.

Erste Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Einbeziehung von C2X-Fahrzeuginformationen die Halte und Verlustzeiten an allen Knotenpunkten reduziert werden konnten. Bereits bei geringen C2X-Ausstattungsraten wurden signifikante Verbesserungen hinsichtlich der Umweltbelastungen erzielt. Hohe Ausstattungsraten führten zu einer Reduktion der Verlustzeit um bis zu 18 % und der Halte um bis zu 26 %. Die Phasenanzahl der Steuerung erwies sich als entscheidend für die Effektivität der Verbesserungen. Die Ergebnisse waren relativ unabhängig von der Knotenpunktform, jedoch zeigte sich bei einer zweiphasigen Steuerung eine geringere Verbesserung im Vergleich zu einer drei- oder siebenphasigen Steuerung. Bei hoher Verkehrsbelastung ergaben sich ähnliche Werte wie bei einer Festzeitsteuerung, während bei geringer Verkehrsbelastung ein größeres Optimierungspotenzial zwischen herkömmlicher verkehrsabhängiger Steuerung und C2X-Steuerung bestand.

Die Ergebnisse des Projekts verdeutlichen das Potenzial der C2X-Steuerung. Der entwickelte Steuerungszusatz ist flexibel einsetzbar und kann in bestehende Steuerungen integriert werden. Perspektivisch bietet das Verfahren ein hohes Optimierungspotenzial für die LSA-Steuerung. Die Ergebnisse werden in die Gremienarbeit zur Erstellung und Überarbeitung von Regelwerken einfließen.

Weitere Informationen
Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen
D-51427 Bergisch Gladbach
www.bast.de