Angewandte Forschung im Zukunftsfeld digitale Kommunikation (diko 19)

Informations- und Kommunikationstechnologie - Simulationsgestützte Optimierung von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen / Teilthema

Projektlaufzeit:

07/2017 - 12/2019

Projektleitung (Organisationseinheit):

Prof. Dr.-Ing. Andreas Schuster (Fakultät Kraftfahrzeugtechnik)

Projekttyp:

Forschungsprojekt der Westsächsischen Hochschule Zwickau

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. Andreas Schuster

+49 (375) 536 3386
andreas.schusterfh-zwickaude

Kooperationspartner:

DEKRA, Chemnitz

Fördermittelgeber:

SMWK

Situation

Aufkommender Verkehr verursacht nachweislich Konsequenzen in seinem unmittelbaren Umfeld. Daher muss eine Verträglichkeit aller Wirkungsweisen des Verkehrs überprüft werden. Dies erfordert aufeinander abgestimmte Faktoren wie Luftqualität, Lärmdruckpegel, Verkehrssicherheit, Lebensqualität und Aufwertung des Stadtbildes und beschreibt daher die Hauptgründe für die Einführung von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen.

Da solche Maßnahmen verschiedenste Wirkungen im Straßenverkehr erzielen sollen, werden vier Arten von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen unterschieden. Es gibt straßenverkehrsrechtliche, bauliche, flächenhafte und technische Verkehrsberuhigungsmaßnahmen. Je nach Zustand der Belastung und Gegebenheiten vor Ort sind diese Maßnahmen einzeln oder gemeinsam für ein optimales Verkehrsangebot einzusetzen. Darüber hinaus strebt jede Art von Verkehrsberuhigung eine andere Wirkungsweise an, um beispielsweise Luftqualität, Verkehrslärm, Verkehrssicherheit, Lebensqualität oder das Stadtbild positiv zu beeinflussen.

Bei der Umsetzung von Verkehrsberuhigung wird stets bewusst versucht, auf Umweltaspekte und Verkehrssicherheit großen Wert zu legen. Dabei ist es wichtig, die einzelnen Kenngrößen der Auswirkungen von Verkehr zu bestimmen. Im Fokus stehen hier allerdings nur Kenngrößen, die auch von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen auch beeinflusst werden können. Nach Feststellung der Kenngrößen der Auswirkungen von Verkehr müssen Auslöser für die Einführung von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen bestimmt werden. Somit wird festgelegt, warum Verkehrsberuhigungsmaßnahmen an einem Ort oder in einem Gebiet des untersuchten Verkehrsraumes notwendig sein könnten. Es wird dabei in direkte und indirekte Auslöser unterschieden.

Aufgabe

Das Gesamtziel des Projekts besteht in der integrativen Bearbeitung dreier Themenfelder des in der Sächsischen Innovationsstrategie definierten Zukunftsfeldes „digitale Kommunikation“. Neben der Fokussierung auf die einzelnen Themengebiete „Informations- und Kommunikationstechnologie“, „Dienstleistung/Kommunikationsservices“ und „fortgeschrittene Produktionstechniken“ sollen innerhalb des Projekts Überschneidungen und Synergien zwischen diesen Themenbereichen identifiziert und betrachtet werden.  Die Grundlage aller Teilprojekte bildet dabei die anwendbare Optimierung in den betroffenen Bereichen durch neue Technologien – insbesondere der digitalen Transformation.

Die Hauptaufgabe des Teilprojektes bestand darin, Verkehr und sein Fahrverhalten in verkehrsberuhigten Zonen und in der Nähe von verkehrsberuhigenden Maßnahmen zu beobachten und zu simulieren.

 

 

Traffic calming measures cause different driving behaviour, speed as well as changes the paths used by drivers, which avoid traffic calming in transit traffic. Microsimulation model requires a set of parameters to reproduce the driving behaviour, as well as speed profiles. Neither these parameters, nor speed profiles are known for the traffic-calmed road, and need to be discovered. Moreover, traffic calming can change the basic macrosimulation traffic link parameter – volume-delay function, which shows the relation between travel time and traffic flow on the road link. Estimation of that function require tests with various amounts of traffic flow.

Ergebnis

Zur umfangreichen Auswertung von unterschiedlichen verkehrsberuhigenden Lösungsmöglichkeiten im Verkehr wurde eine Simulationsmethodik entwickelt, die mikroskopische und makroskopische Simulationen miteinander verknüpft, um letztendlich die simulationsgestützte Optimierung von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen zu gewährleisten, und dabei lokale und netzweite Auswirkungen zu berücksichtigen.

Die Simulationsmethodik zur umfassenden Darstellung der Auswirkungen verschiedener Verkehrsberuhigungsmaßnahmen umfasst im wesentlichen drei Schritte, bevor es zu einer Evaluation bzw. Auswertung kommt.

Im ersten Schritt muss die einzuführende Verkehrsberuhigungsmaßnahme geplant werden, um anschließend die passende Simulationsart zu bestimmen und durchzuführen, damit schlussendlich eine umfassende Auswertung stattfinden kann.

Sobald eine passende Verkehrsberuhigungsmaßnahme ausgewählt wurde, ist als zweiter Schritt der Simulationsmethodik zur umfassenden Darstellung der Auswirkungen die Simulationsart auszuwählen. Ob mikroskopische oder makroskopische Simulationen besser für die Darstellung der gewählten Verkehrsberuhigungsmaßnahme und ihren Auswirkungen geeignet sind, hängt in erster Linie von der Größe des Untersuchungsgebietes, der zu beurteilenden Auswirkung und der Art der Verkehrsberuhigung ab.In der mikroskopischen Simulation der Ausgangssituation kann anschließend die durch Verkehrsberuhigung entstehende Veränderung des Straßenraumes implementiert werden. Die Kapazitäten der Strecken und das Fahrverhalten der Fahrzeuge sollten sich mit der Implementierung verändern und der Verkehr muss sich an die neu gegebenen Umstände anpassen.

Die erhaltenen Ausgabewerte der mikroskopischen Simulation, wie die Streckenkapazitäten oder die veränderten Fahrgeschwindigkeiten werden anschließend in die makroskopische Simulation des Ausgangsnetzes eingefügt, um eine neue Verkehrsverteilung zu erhalten, welche die Restriktionen von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen berücksichtigt. Als Ergebnis wird eine makroskopische Simulation des Verkehrsnetzes mit Verkehrsberuhigungsmaßnahme erhalten. Diese kann als Grundlage für die Ermittlung der Auswirkungen von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen auf die Verkehrssicherheit, den Verkehrslärm, die Luft- und die Lebensqualität verwendet werden.

Im Anschluss daran sollte die neu erhaltene Verkehrsverteilung ebenso in die mikroskopische Simulation implementiert werden, um eine finale mikroskopische Simulation der Verkehrsberuhigungsmaßnahme zu erhalten. Auch diese kann Grundlage für die Evaluation der Auswirkungen von Verkehrsberuhigungsmaßnahmen auf Verkehrssicherheit, Verkehrslärm, sowie Luft- und Lebensqualität sein.

Mithilfe der entwickelten Simulationsmethodik können Situationen der Verkehrsberuhigungsmaßnahmen in mikroskopischen und makroskopischen Simulationen dargestellt werden. Diese können maßgebliche Bestandteile von Evaluationen und Diskussionen über den Einsatz bestimmter Verkehrsberuhigung sein. Das Verfahren bietet ein Fundament für Aussagen über die Auswirkungen von Verkehrsberuhigung.