In most of the existing highway capacity manuals, level of service (LOS) of freeway weaving segments and ramp junctions is traditionally defined by the speed, volume or density in critical areas of merge, diverge and weaving manoeuvres. In that traditional concept several capacity values of different critical areas (merge, diverge, weaving) as well as upstream and downstream basic freeway segments within the influence areas are evaluated separately. In this paper, a new model which considers the total segment of freeway merge, diverge, and weaving as an entire object is introduced. A combined volume-to-capacity ratio is used for defining the LOS of the total segment. According to the probability and queuing theory, the volume-to-capacity ratio of the whole segment can be considered as a combination of volume-to-capacity ratios in the different critical areas under consideration. The parameters of the new model can be calibrated with field data. Those parameters are functions of the number of lanes on the freeways, the number of lanes in the on-ramps or off-ramps, the length of the acceleration, deceleration, or weaving sections. Varying the model parameters the function can be fitted to the existing capacity models for different types of weaving segments or ramp junctions. With this model, the traffic quality (LOS) can be obtained directly as a function of the volumes on the freeway and on the on-ramp or off-ramp respectively. The new model has the following advantages: a) a uniform function for all types of freeway weaving segments and ramp junctions, b) traffic quality assessment for all critical areas under investigation in one step, and c) easy calibration. The new model will be incorporated into the new edition of the German Highway Capacity Manual (HBS 201X).
Im Rahmen des vorliegenden Projekts wurden die verschiedenen Steuerungsverfahren einer Koordinierung untersucht. Dabei wurden im Schwerpunkt die festzeitgesteuerte Koordinierung, die verkehrsabhängige Steuerung mit Rahmenzeitplan und die vollverkehrsabhängige Steuerung miteinander verglichen. Zur Erfassung des Standes der Technik wurden Quellenanalysen durchgeführt. Zusätzlich fanden Expertengespräche statt, um auch Erfahrungen aus der Praxis in die Untersuchung einzubeziehen. Dabei stellte sich heraus, dass in der Fachwelt die Meinung vorherrscht, dass eine festzeitkoordinierte Steuerung nicht mehr dem Stand der Technik entspricht, da sie zu unflexibel ist. Um die tatsächliche Wirkung der Steuerungsverfahren zu überprüfen, wurden zehn Straßenzüge durch empirische Messungen und Simulationen untersucht. Die auf den Straßenzügen in der Realität vorhandenen Steuerungen wurden in den Simulationsmodellen exakt nachgebildet und neue Steuerungen wurden entwickelt. Dadurch konnten umfangreiche Vergleiche zwischen vorhandenen und optimierten Steuerungen sowie zwischen verkehrsabhängigen und festzeitgesteuerten Koordinierungen angestellt werden. Die Bewertung der Verfahren erfolgte anhand eines Performance Index, der die Anzahl der Halte und die Wartezeiten in jeder Knotenpunktzufahrt des Netzes berücksichtigt. Die Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass die verkehrsabhängige Steuerung keineswegs nur Vorteile gegenüber der Festzeitsteuerung hat. Es ergaben sich je nach Verkehrssituation sehr unterschiedliche Qualitäten der Steuerungsverfahren. In der Simulation wurde außerdem deutlich, dass eine vollverkehrsabhängige Steuerung ohne Rahmenplan nicht geeignet ist für die Steuerung eines Straßenzuges. In den deutschen Richtlinien wird bisher kein Verfahren zur Bestimmung der Verkehrsqualität verkehrsabhängiger Steuerungen beschrieben. In dieser Untersuchung wurde zusätzlich zu den Simulationen ein theoretisches Verfahren zur Bewertung verkehrsabhängiger Steuerungen vorgestellt. Aus den so gewonnenen Untersuchungsergebnissen wurden schließlich Kriterien für die Einsatzbereiche der verschiedenen Steuerungsverfahren entwickelt, die eine Entscheidungsfindung zukünftiger Planungsvorhaben erleichtern sollen.
