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Für die verkehrstechnische Bemessung von Landstraßen kann nach dem Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) die mikroskopische Verkehrsflusssimulation als alternatives Verfahren eingesetzt werden, sofern die Einsatzgrenzen des analytischen Bemessungsverfahrens nicht eingehalten sind. In der Untersuchung wurden Hinweise und Standardparameterkombinationen für die HBS-konforme Simulation des Verkehrsablaufs auf Landstraßen mit den Simulationsprogrammen PTV Vissim, Aimsun und BABSIM erarbeitet.
Grundlage der Untersuchung bildeten empirische Analysen des Verkehrsablaufs auf zwei- und dreistreifigen Landstraßen. Dazu wurden Verkehrsmessungen durchgeführt und Daten von Dauerzählstellen ausgewertet. Die Analyse der q-V-Beziehung ergab eine große Bandbreite der in der Realität auftretenden Geschwindigkeiten, die teilweise auf den Einfluss von Geschwindigkeitsbeschränkungen zurückzuführen ist. Als weitere wesentliche Eigenschaften des Verkehrsablaufs auf Landstraßen wurden u. a. die Einflüsse der Kurvigkeit auf die Wunschgeschwindigkeitsverteilung sowie die Pulkbildung auf einstreifigen Teilstrecken dreistreifiger Landstraßen analysiert.
Zur Erarbeitung der Standardparameterkombinationen für die Verkehrsflusssimulation wurden Strecken als fiktive Laborobjekte nachgebildet, die der Herleitung der q-V-Beziehungen des HBS mit dem Simulationsmodell LASI zugrunde lagen. Die Simulationsparameter wurden anhand der q-V-Beziehungen des HBS kalibriert. Die ermittelten Parameter wurden anschließend für die Simulation des Verkehrsablaufs auf realen Untersuchungsstrecken angewandt, um die Übereinstimmung der Simulationsergebnisse mit den Messdaten und den Bemessungswerten des HBS zu bewerten. Dabei zeigte sich, dass die Simulationen mit den HBS-konformen Standardparameterkombinationen die q-V-Beziehungen in der Regel gut abbilden. Auftretende Unterschiede sind zumeist auf lokale Einflüsse wie Geschwindigkeitsbeschränkungen zurückzuführen.
Ziel der Untersuchung war es, eine Methodik für die HBS-konforme Durchführung und Auswertung von Simulationsstudien zu erarbeiten. Dazu wurden HBS-konforme Standardelemente in den Simulationsprogrammen BABSIM, VISSIM, Aimsun, Paramics und SUMO modelliert und an den Bemessungswerten des HBS kalibriert. Die Ermittlung der Kapazität erfolgte anhand der Identifikation von Zusammenbrüchen des Verkehrsflusses, die durch Steigerung der Verkehrsstärke auf bis zu 120 % der Kapazität nach HBS in der Simulation erzeugt wurden. An Teilknotenpunkten wurden sechs Verhältnisse der Verkehrsstärke auf der Hauptfahrbahn zur Verkehrsstärke des ein- bzw. ausfahrenden Stroms untersucht. Als Kriterium für die Übereinstimmung der in der Simulation ermittelten Kapazität und q-v-Beziehung mit dem HBS wurde eine maximale Abweichung von 5 % festgelegt. Die Fehlergrenze konnte mit den Simulationsprogrammen BABSIM, VISSIM, Aimsun und Paramics in der Regel eingehalten werden, während sich in SUMO größere Abweichungen ergaben. Die Übertragbarkeit der Parametersätze auf nicht HBS-konforme Bemessungssituationen wurde anhand der Daten realer Untersuchungsobjekte überprüft. Im Ergebnis werden Empfehlungen und Standardparameterkombinationen für die HBS-konforme Simulation des Verkehrsablaufs auf Autobahnen bereitgestellt, die als Ausgangsparameter für die Simulation nicht HBS-konformer Untersuchungsobjekte herangezogen werden können.
In der Untersuchung wurde das Fahrverhalten im Radverkehr bei hohem Radverkehrsaufkommen analysiert. Dazu wurden Radar- und Videomessungen des Geschwindigkeits- und seitlichen Abstandsverhaltens an Einzelanlagen des Radverkehrs mit unterschiedlichen Führungsformen, Breiten, Steigungsverhältnissen und Randnutzungen durchgeführt. Bei der empirischen Analyse des Verkehrsablaufs wurde die Zusammensetzung des Fahrradkollektivs in die Auswertung einbezogen. Dabei zeigte sich, dass eine hohe Streuung der Einzelgeschwindigkeiten im Radverkehr vor allem aus einer inhomogenen Zusammensetzung des Fahrradkollektivs resultiert. Neben der Analyse des Verkehrsablaufs an Einzelanlagen wurde der Verkehrsablauf auf drei längeren Radverbindungen, die den Charakter eines Netzabschnitts aufweisen und sich in mehrere Einzelanlagen (Strecken und Knotenpunkte) gliedern, empirisch untersucht. Für die Extrapolation der baulichen und verkehrstechnischen Randbedingungen an den empirisch untersuchten Radverkehrsanlagen wurden Verkehrsflusssimulationen mit dem Programm VISSIM durchgeführt. Im Ergebnis zeigte sich, dass vor allem die Breite der Radverkehrsanlage die Qualität des Verkehrsablaufs beeinflusst. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurde ein Vorschlag für ein Verfahren zur Bewertung der Verkehrsqualität an Radverkehrsanlagen entwickelt, in dem die Verkehrsdichte als Bewertungskenngröße verwendet wird. Darüber hinaus wurde ein Verfahren zur netzweiten, fahrtgeschwindigkeitsbasierten Bewertung der Angebotsqualität für Radverkehrsanlagen erarbeitet.
In der Untersuchung wurden der Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit von Verflechtungsstrecken zwischen Knotenpunkten an Autobahnen empirisch analysiert. Grundlage der Analysen bildeten Daten von Dauerzählstellen, Floating Car Data und Fahrzeugtrajektorien aus drohnenbasierten Videoerhebungen sowie Unfalldaten von Verflechtungsstrecken mit unterschiedlichen baulichen und verkehrstechnischen Randbedingungen.
Im Ergebnis der Analyse des Verkehrsablaufs zeigte sich, dass Verflechtungsstrecken eine hohe Kapazität aufweisen. Dabei konnte ein Einfluss der Verflechtungslänge auf die Kapazität für dreistreifige Verflechtungsstrecken vom Typ V 1 ermittelt werden. Anhand der Ergebnisse der Verkehrserhebungen wurde festgestellt, dass ein- und ausfahrende Fahrzeuge die zur Verfügung stehende Verflechtungslänge für den notwendigen Fahrstreifenwechsel grundsätzlich ausnutzen. Jedoch wird der notwendige Fahrstreifenwechsel – unabhängig von der Verflechtungslänge – größtenteils bereits bis 200 m vor dem Ende der Blockmarkierung durchgeführt.
Im Rahmen der Verkehrssicherheitsanalyse wurden Unfallkenngrößen und Verteilungen von Unfallmerkmalen ermittelt. Im Vergleich zu den Unfallkenngrößen des gesamten Bundesautobahnnetzes weisen Verflechtungsstrecken zwischen Knotenpunkten eine durchschnittliche Unfallhäufigkeit auf und sind somit hinsichtlich der Verkehrssicherheit unauffällig. Ähnliche Ergebnisse lieferten Gegenüberstellungen zu Literaturwerten für freie Strecken von Autobahnen sowie zu Einfahrten und Ausfahrten mit Fahrstreifenaddition bzw. -subtraktion. Die Untersuchung von entwurfstechnischen und verkehrlichen Einflussgrößen auf die Verkehrssicherheit der Verflechtungsstrecken zeigte, dass symmetrische Verflechtungsstrecken signifikant sicherer als asymmetrische Verflechtungsstrecken sind. Für Verflechtungsstrecken des Typs V 1 wurden Unterschiede der Unfallmerkmale zwischen zweistreifigen und dreistreifigen Hauptfahrbahnen festgestellt. Während auf Verflechtungsstrecken an dreistreifigen Hauptfahrbahnen deutlich mehr Auffahrunfälle durch Fahrstreifenwechsel auftraten, ereigneten sich an zweistreifigen Hauptfahrbahnen mehr Auffahrunfälle auf einen Stau.
Aus den Erkenntnissen zum Verkehrsablauf und zum Unfallgeschehen wurden ein Kapazitätsmodell für Verflechtungsstrecken des Typs V 1 entwickelt sowie Empfehlungen für die Entwurfsgestaltung und die verkehrstechnische Bemessung von Verflechtungsstrecken abgeleitet.
