Justin Geistefeldt, Hendrik Marnach, Christoph Schwietering, Denis Löbbering

• Staus auf Autobahnen können in Einzelfällen auf den Hauptfahrstreifen beschränkt sein, während der Verkehr auf den Überholfahrstreifen weitgehend fließend ist. Mögliche Ursachen solcher Fahrstreifenstaus sind u. a. Baustellenverkehrsführungen oder überlastete Ausfahrten. Die großen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Fahrstreifen beeinträchtigen sowohl den Verkehrsablauf als auch die Verkehrssicherheit. Daher wurden in der Untersuchung die Ausprägung von Fahrstreifenstaus auf Autobahnen empirisch untersucht und Maßnahmen zur Vermeidung von Fahrstreifenstaus entwickelt. Eine netzweite Untersuchung der Verkehrsdaten von Dauerzählstellen auf Autobahnen in NRW und Hessen ergab, dass Fahrstreifenstaus ein eher seltenes und örtlich begrenztes Phänomen sind. Im Ergebnis einer detaillierten Analyse von Fahrstreifenstaus auf zwölf Untersuchungsstrecken zeigten sich inhomogene Charakteristika der Fahrstreifenstaus, welche sich hinsichtlich ihrer Entstehung, der mittleren Dauer, des Geschwindigkeitsniveaus sowie der mittleren Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Fahrstreifen unterschieden. Ein Großteil der auftretenden Fahrstreifenstaus ist auf überlastete Ausfahrten oder Baustellenverkehrsführungen mit einer Breitenbeschränkung des Überholfahrstreifens zurückzuführen. Eine Unfallanalyse für drei Untersuchungsstrecken ergab ein fünf- bis neunmal größeres Unfallrisiko im Zustand des gestauten Verkehrs verglichen mit dem fließenden Verkehr. Die Unfallkenngrößen waren in Zeiträumen mit Fahrstreifenstaus um 6 bis 135 % größer als in Zeiträumen mit Stau über den gesamten Richtungsquerschnitt. Im Rahmen einer qualitativen Analyse des Verkehrsgeschehens während Fahrstreifenstaus auf den zwölf Untersuchungsstrecken wurden anhand von Videoaufnahmen wiederkehrende sicherheitskritische Fahrstreifenwechsel beobachtet, welche sich insbesondere an im Ausbreitungsbereich von Fahrstreifenstaus gelegenen Ein- und Ausfahrten ereigneten. Fahrstreifenstaus lassen sich mit gegenwärtigen Simulationsmodellen aufgrund der fehlenden Möglichkeiten zur Abbildung von taktischem Fahrverhalten sowie von Interaktionen zwischen Fahrzeugen auf Fahrstreifen mit unterschiedlichen Verkehrszuständen nicht realitätsnah abbilden. Um den verkehrlichen Sonderfall eines Fahrstreifenstaus auf einer Autobahn korrekt abbilden zu können, wäre sowohl eine Weiterentwicklung der klassischen Fahrverhaltensmodelle als auch eine Ergänzung der Simulationssoftware um Modelle für das taktische Fahrverhalten während Fahrstreifenstaus notwendig. Bauliche Maßnahmen zur Vermeidung von Fahrstreifenstaus wie eine Aufweitung der verursachenden Engstelle sind potentiell am wirksamsten, aber gleichzeitig mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Als kurzfristig umsetzbare Lösung zur Minderung der negativen Auswirkungen von Fahrstreifenstaus auf den Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit kommen Maßnahmen der Verkehrsregelung und Verkehrssteuerung in Betracht.
• Traffic congestion on motorways sometimes occurs only on the rightmost lane, while traffic on the overtaking lanes is free-flowing. These single-lane congestions are mostly caused by roadworks or overloaded exits. The large speed differences between the lanes negatively affect both traffic flow and traffic safety. Within the study, the characteristics of single-lane congestion on motorways were empirically investigated and mitigation measures were developed. The analysis of traffic data from motorways in the Federal States of North Rhine-Westphalia and Hesse showed that single-lane congestions are rather rare and local events. The results of a detailed analysis of twelve motorway segments showed inhomogeneous characteristics of single-lane congestion, which differed in terms of their time of occurrence, mean duration, speed level, and mean speed difference between the congested lane and the overtaking lanes. Single-lane congestions mainly occur as a result of over-loaded exits or construction sites with reduced width of the overtaking lane. An accident analysis for three study sites indicated a significantly increased accident risk during congested traffic compared with free-flowing traffic. The accident rates were up to nine times higher for periods with congestion than for periods with fluid traffic. In addition, accident rates for periods with congestion on a single lane were 6 to 135 % higher compared to periods with congestion covering the whole carriageway. The analysis of video recordings of single-lane congestions on the twelve routes showed vehicles performing critical lane changing maneuvers particularly at entrances and exits located in the propagation area of the single-lane congestion. Current traffic simulation software is not capable of simulating single-lane congestion realistically due to the lack of models for the tactical driving behavior as well as executing interactions between vehicles on lanes with different traffic conditions. In order to correctly simulate single-lane congestion on motorways, it would be necessary to further develop existing driving-behavior models and also to develop and implement models for describing tactical driving behavior during single-lane congestion. To avoid single-lane congestions, widening the bottleneck causing the congestion can be considered as an effective but costly mitigation measure. In contrast, traffic regulation and traffic control measures can be implemented at short notice to reduce the negative effects of single-lane congestions on traffic flow and safety.