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Report (Bericht) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2014/733/


Verkehrsadaptive Netzsteuerungen : Untersuchung ihrer Einflussmöglichkeiten auf die Emissions- und Immissionsbelastung städtischer Straßennetze

Adaptive traffic control systems

Brilon, Werner ; Hohmann, Sandra ; Giuliani, Stefan ; Wietholt, Thomas

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Berechnung , Deutschland , Emission , Emissionskontrolle , Festzeitsteuerung (Lichtsignal) , Forschungsbericht , Immission , Lichtsignal , Luftverunreinigung , Messung , Simulation , Stadt , Verkehrsabhängig , Verkehrssteuerung , Vorher Nachher Untersuchung , Zentrale Verkehrssteuerung
Freie Schlagwörter (Englisch): Air pollution , Area traffic control , Before and after study , Calculation , Emission , Emission control , Fixed time (signals) , Germany , Measurement , Pollution concentration , Research report , Simulation , Traffic control , Traffic signal , Urban area , Vehicle actuated
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 15 Umwelt
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 73 Verkehrsregelung
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Universität Bochum / Lehrstuhl für Verkehrswesen
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe V: Verkehrstechnik
Bandnummer: 230
ISBN: 978-3-95606-049-6
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 03.02.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Ziel der Untersuchung war es, anhand realer Fälle adaptive Steuerungen von Lichtsignalanlagen für städtische Hauptverkehrsstraßen mit konventionellen Steuerungen zu vergleichen. Für die Untersuchung wurden je zwei Hauptverkehrsstraßen in Münster und Remscheid ausgesucht, auf denen adaptive Steuerungen eingerichtet wurden. Dabei wurde zunächst eine konventionelle Koordinierung mit weitgehend verkehrsabhängigen Elementen hergestellt. Zusätzlich konnte jeweils eine adaptive Steuerung geschaltet werden. Auf allen Strecken wurden systematisch Testfahrten bei Schaltung der verschiedenen Steuerungszustände durchgeführt. Die hierbei mittels GPS aufgezeichneten Fahrzeugtrajektorien wurden hinsichtlich der Anzahl von Halten und der Wartezeiten analysiert, um so zu einer verkehrstechnischen Beurteilung zu gelangen. Auf der ersten Teststrecke in Münster konnte durch die adaptive Steuerung eine deutliche Verbesserung des Verkehrsablaufs erreicht werden. Auf der zweiten Teststrecke in Münster ließ sich dieser Erfolg nicht wiederholen. Es traten teilweise erhebliche verkehrliche Verschlechterungen bei Schaltung der adaptiven Steuerung ein. Auf den Teststrecken in Remscheid ergaben sich durch die adaptive Steuerung in jeweils einer Fahrtrichtung Verbesserungen des Verkehrsflusses. Dem stehen jedoch Verschlechterungen in der Gegenrichtung gegenüber. Weil eine direkte Erfassung der Immissionen vor Ort nicht möglich war, wurde eine Antwort hinsichtlich der ökologischen Wirkungen durch mikroskopische Simulation gesucht. Für je eine Strecke in Münster und Remscheid wurde die adaptive Steuerung in ein VISSIM-Modell integriert. Die simulierten Fahrzeugtrajektorien wurden durch das Verfahren PHEM im Hinblick auf die Schätzung der Emissionen analysiert. Dabei zeigte sich in Münster eine leichte Verbesserung (1,0 %) der ökologischen Auswirkungen als Folge der adaptiven Steuerung. In Remscheid zeigte sich nach den eingetretenen ungünstigen verkehrlichen Wirkungen erwartungsgemäß auch eine Verschlechterung der ökologischen Auswirkungen. Die Ergebnisse der mikroskopischen Simulation in Verbindung mit der adaptiven Steuerung auf diesem Streckenzug unterlagen jedoch erheblichen Schwankungen, sodass hiermit lediglich tendenzielle Aussagen möglich sind. Im Ergebnis zeigte sich, dass die adaptiven Verfahren die Möglichkeit eröffnen, den Verkehrsfluss auf städtischen Hauptverkehrsstraßen zu verflüssigen. Dabei können auch Verbesserungen hinsichtlich der Schadstoffemissionen und des Energieverbrauchs eintreten. Diese Verbesserungen können jedoch nicht uneingeschränkt vorausgesetzt werden, sondern bedürfen einer zum Teil längerfristigen, kostenintensiven Einstellungsphase.
Kurzfassung auf Englisch: The research aimed at a comparison of signal coordination with adaptive traffic control systems (ATCSs) and conventional traffic-actuated signal control systems in existing urban areas. ATCS performance was analysed on four selected urban arterials in Muenster and Remscheid. On these corridors a conventional traffic-actuated coordination was installed that could be switched over to ATCS. Data collection on all corridors was conducted to gather empirical data for the different signal control systems. The vehicle trajectories were analysed considering the number of stops and the delay. ATCS implementation in Muenster on the first corridor improved traffic flow significantly while on the second corridor diverse results were gained together with partly significant declines in the level of service with the ATCS. The traffic flow quality on the corridors in Remscheid could be partially improved by the implementation of ATCS, but declines were also identified. Adaptive traffic control systems Due to the impossibility to measure immissions locally, the environmental impacts had to be estimated using microscopic simulation. For one corridor in Muenster and one in Remscheid, the ATCS was integrated into the microsimulation program VISSIM. The simulated vehicle trajectories were analysed by the program PHEM to estimate the emissions. In Muenster, marginal improvements of 1.0% concerning the environmental impact were observed after ATCS implementation. In addition to the poor traffic-related effects in Remscheid, the ecological impact deteriorated as expected. The results of microscopic simulation in addition with an ATCS were afflicted with considerable erratic fluctuations implying that the results are only able to represent a tendency. As a result, ATCSs provide the possibility to improve traffic flow on urban arterial highways in addition to possible improvements of emissions and energy consumption. However, these effects usually cannot be taken for granted. In many cases a cost and time-intensive calibration-process is required.