Verkehrsführung während der Bauzeit

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1 Verkehrsführung während der Bauzeit D i e r i c htige n M a ß n a h m e n z u r re c hten Ze i t

2 Folie 2 Gliederung: 1. Kurzer Einblick in die Theorie des Verkehrsflusses 2. Instrumentarium in Verkehrsplanung und Verkehrstechnik 3. Auswirkungen und Einsatzgrenzen einer Engstellensignalisierung 4. Der Einsatz von Makro- und/oder Mikrosimulation an Praxisbeispielen aus Düsseldorf und Dresden 5. Unterschiedliche Maßnahmen unterschiedlicher Vorbereitungsaufwand 6. Zusammenfassung, Fazit und Schlussfolgerungen

3 2. KURZER EINBLICK IN DIE THEORIE DES VERKEHRSFLUSSES Folie 3 Was verstehen wir unter Verkehrsablauf und Verkehrsfluss? Unter dem Begriff des Verkehrsablaufs soll die Gesamtheit der zeitlichen und räumlichen Abwicklung der Verkehrs- und Bewegungsvorgänge [ ] wie z.b. Fahren, Beschleunigen, Bremsen, Anhalten, Warten, Kreuzen, Überholen, Einfädeln, Ausfädeln usw. verstanden werden. [Schnabel/Lohse: Grundlagen der Straßenverkehrstechnik und Verkehrsplanung, Band 1, S.19] Komplexität Kollektivität Individualität Die Bewegung der Fahrzeugeinheiten selbst wird als Verkehrsfluss bezeichnet. Verkehrsablauf

4 2. KURZER EINBLICK IN DIE THEORIE DES VERKEHRSFLUSSES Folie 4 Die unterschiedlichen Zustandsformen im Verkehrsablauf Merkmal Freier Verkehr Teilgebundener Verkehr Gebundener Verkehr Dichte gering zunehmend groß maximal Fahrzeugabstand groß durchschnittlich gering klein zufällig beginnende Beeinflussung Abstand direkte Beeinfluss., gleicher Abstand Freizügigkeit voll eingeschränkt kaum vorhanden keine Geschwindigkeit Fahren mit Wunschgeschw. leicht verringerte Geschwindigkeit verringert, etwa gleiches Niveau Überholmöglichkeit gegeben eingeschränkt kaum vorhanden keine Verkehrsstruktur Einzelfahrzeuge Einzelfahrzeuge & kleine Gruppen große Gruppen, Kolonne Verkehrsfluss stabil instabil Überfüllung stark beeinflusst, wechselnd unstetig, Fahren & Halten, Beschleunigen & Bremsen Kolonne & anhaltende Fahrzeuge stabil (Stillstand)

5 2. KURZER EINBLICK IN DIE THEORIE DES VERKEHRSFLUSSES Folie 5 Kapazität eines Fahrstreifens Zusammenhang von mittlerer Geschwindigkeit, Verkehrsdichte und Verkehrsstärke q = k v m oder k = q v m Die Kapazität ist die größte Verkehrsstärke, die ein Verkehrsstrom bei gegebenen Weg- und Verkehrsbedingungen an dem für ihn bestimmten Querschnitt erreichen kann, üblicherweise bezogen auf eine Stunde. Unterschiedliche Verhaltensweisen der Verkehrsteilnehmer (z.b. je nach vorherrschendem Fahrtzweck oder der Ortskenntnis) führen dazu, dass die Kapazität variiert. Typischerweise liegt die Kapazität eines Fahrstreifens bei 1500 bis 2500 Fahrzeugen pro Stunde. (Mittel 2000 Kfz/(h+Fahrstreifen) 1 h = 3600 s/1,8 s Folgezeitlücke) Innerorts ist jedoch die Leistungsfähigkeit der Knotenpunkte maßgebend für die Gesamtleistungsfähigkeit der Strecke.

6 3. INSTRUMENTARIUM IN VERKEHRSPLANUNG UND VERKEHRSTECHNIK Folie 6 Einfache Berechnung von Verkehrsqualitäten Rechnerische Bestimmung von Qualitätsstufen des Verkehrsablaufs (QSV A bis F) gemäß Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen, Ausgabe 2001/Fassung 2009, um Leistungsfähigkeit von z.b. Knotenpunkten zu beurteilen HBS-Formblätter zur händischen Berechnung oder Berechnungssoftware z.b. der BPS GmbH (AMPEL, KREISEL, KNOBEL )

7 3. INSTRUMENTARIUM IN VERKEHRSPLANUNG UND VERKEHRSTECHNIK Folie 7 Makroskopisches Verkehrsmodell Softwaregestützte Modellierung des Gesamtverkehrs (Fahrzeuggruppen) sowie seiner Beziehungen zwischen Verkehrszellen bzw. Bezirken anhand von Verkehrsund Nachfragematrizen (Quelle-Ziel-Matrizen) Anwendungsfälle u.a.: Verkehrsentwicklungsplanung ÖV-Planung bzw. -Analyse Verkehrstechnische Analysen Softwarepaket: z.b. PTV Visum Bildquelle:

8 3. INSTRUMENTARIUM IN VERKEHRSPLANUNG UND VERKEHRSTECHNIK Folie 8 Mikroskopische Verkehrssimulation Softwaregestützte Modellierung konkreter Verkehrssituationen (z.b. Knotenpunkte) mit Sichtbarkeit von einzelnen Fahrzeugen im Straßennetz Mikroskopische Modelle dienen der kleinräumigen Simulation von Verkehrsströmen - Ziel ist es dabei, vorgesehene Planungen schon im Vorfeld zu prüfen bzw. bestehende Situationen zu verbessern Anwendungsfälle u.a.: Knotenpunkte Autobahnverkehr Verkehrsmanagement Softwarepaket: z.b. PTV Vissim Bildquelle:

9 3. INSTRUMENTARIUM IN VERKEHRSPLANUNG UND VERKEHRSTECHNIK Folie 9 Berechnungswerkzeuge für eine Engstellensignalisierung Eine Engstellensignalisierung dient der wechselseitigen Freigabe des Verkehrs in jeweils einer Fahrtrichtung, typischerweise an Arbeitsstellen ( Baustellenampeln ). Möglichkeiten zur Signalprogrammberechnung an Engstellen: Händische oder computergestützte Berechnung von notwendigen Signalzeiten (z.b. Freigabe-/Grünzeiten und Umlaufzeit) und Aufstelllängen gemäß den Richtlinien für Lichtsignalanlagen, Ausgabe 2010 (RiLSA 2010) Nachbildung und Simulation der Engstelle inkl. der gesamten Verkehrssituation in Softwarepaketen möglich, z.b. als Verkehrssimulation in PTV Vissim, um auch eine mögliche Staubildung beurteilen können

10 4. AUSWIRKUNGEN UND EINSATZGRENZEN EINER ENGSTELLENSIGNALISIERUNG Folie 10 Wann ist eine Engstellensignalisierung erforderlich? Dazu sagen die Richtlinien für Lichtsignalanlagen, Ausgabe 2010 Folgendes: (Herausgeber: Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen) Signalsteuerung an einer Engstelle ist erforderlich, wenn: Länge der Engstelle > 50 m oder Verkehrsbelastung in beiden Fahrtrichtungen zusammen > 500 Kfz/h ist. Bildquelle: pics/standrad_02.jpg Typ A: Festzeitsteuerung ohne Signalsicherung Typ B: Festzeitsteuerung mit Signalsicherung Typ C: Verkehrsabhängige Steuerung mit Signalsicherung

11 4. AUSWIRKUNGEN UND EINSATZGRENZEN EINER ENGSTELLENSIGNALISIERUNG Folie 11 Berechnungsergebnisse der Engstellensignalisierung (Bsp.) Länge der Engstelle (Räumweg) = 230 m q 1 q 2 Verkehrszeit Vormittägliche Hauptverkehrszeit Verkehrsstärken q 1 [Kfz/h] q 2 [Kfz/h] Umlaufzeit t U [s] Freigabezeiten t F1 [s] t F2 [s] Notwendige Aufstelllänge [m] Normalverkehrszeit Nachmittägliche Hauptverkehrszeit Räumgeschwindigkeit: 30 km/h ,3 Schwachverkehrszeit Quelle: RiLSA 2010, FGSV

12 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 12 PRAXISBEISPIEL 1: Umfahrung Glashüttenstraße, Düsseldorf Belastung der Glashüttenstraße: DTV = Kfz/24 h AUFGABENSTELLUNG: Bauzeitliche Umfahrung von ca. 4 km Länge wegen umfangreicher Kanalbaumaßnahme Umleitungsstrecke über 6 KP mit LSA und 2 KP mit Vorfahrtsregelung Verkehrsplanerische Untersuchung der Umverteilung der Verkehrsströme

13 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 13 PRAXISBEISPIEL 1: Umfahrung Glashüttenstraße, Düsseldorf VARIANTE 1: Sperrung der Nord-Richtung der Glashüttenstraße im Baustellenbereich mit bauzeitlicher Umfahrung VARIANTE 2: Wechselseitige Sperrung der Glashüttenstraße im Baustellenbereich mittels Engstellensignalisierung

14 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 14 PRAXISBEISPIEL 1: Umfahrung Glashüttenstraße, Düsseldorf UNTERSUCHUNGSMETHODE: Zunächst Handumlegung Berechnungen zur Leistungsfähigkeit der betroffenen Knotenpunkte gemäß HBS Überlastete Ströme an 6 von 8 Knotenpunkten

15 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 15 PRAXISBEISPIEL 1: Umfahrung Glashüttenstraße, Düsseldorf VARIANTENVERGLEICH: Untersuchung der Engstellensignalisierung Staulängen bis ca. 150 m bei einer Umlaufzeit bis 3 min. ERGEBNISSE BEIDER VARIANTEN NICHT ZUFRIEDENSTELLEND!

16 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 16 PRAXISBEISPIEL 1: Umfahrung Glashüttenstraße, Düsseldorf VERTEILUNG DES VERKEHRS AUF DER UMLEITUNGSSTRECKE: Nutzung des Verkehrsmodells der LH Düsseldorf Verkehrszunahme, aber andernorts eben auch Verkehrsabnahme Prognostizierte Verkehrsumlagerung in beiden Varianten ähnlich

17 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 17 PRAXISBEISPIEL 1: Umfahrung Glashüttenstraße, Düsseldorf VERKEHRSSTRÖME UND QUALI- TÄTSSTUFEN DES VERKEHRSABLAUFS: Teilweise Verkehrsströme überlastete Anpassung der LSA-Steuerung bzw. Einsatz von Baustellen LSA Bauliche Maßnahmen zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit konnten vermieden werden

18 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 18 PRAXISBEISPIEL 2: Verkehrssimulation Hamburger Str./Flügelweg, Dresden AUFGABENSTELLUNG: Aus-/Umbau einer plangleichen Kreuzung (LSAgeregelt) zu einem planfreien Knotenpunkt Anpassung von umfangreichen Entwässerungseinrichtungen (Hauptsammler) Abbildung des Verkehrsablaufs während aller 9 Bauphasen im Verkehrsmodell

19 5. DER EINSATZ VON MAKRO- UND/ODER MIKROSIMULATION AN BEISPIELEN Folie 19 PRAXISBEISPIEL 2: Verkehrssimulation Hamburger Str./Flügelweg, Dresden Belastung des Knotenpunktes mit über Kfz/24 h ABBILDUNG IM VERKEHRS- MODELL: Baustelle mit 9 Bauphasen (Baubereich) Umfangreiche Verkehrsuntersuchung im mikroskopischen Verkehrsmodell (Verkehrsflusssimulation in jeder Bauphase mit allen Lichtsignalanlagen) Nutzung des makroskopischen Verkehrsmodells der LH Dresden

20 6. UNTERSCHIEDL. MASSNAHMEN UNTERSCHIEDLICHER VORBEREITUNGSAUFWAND Folie 20 Unterschiedliche Maßnahmen unterschiedlicher Vorbereitungsaufwand Was können wir aus den Praxisbeispielen lernen? Kleine Baumaßnahme im Querschnitt Prüfung Engstellensignalisierung Je höher das Verkehrsaufkommen und je komplexer die betroffene Verkehrsanlage umso mehr Aufwand ist in der Bauvorbereitung notwendig. > 500 Kfz/h (Querschnittsbelastung) erfordern eine verkehrstechnische Planung, die von einer Engstellensignalisierung bis hin zu einer komplexen Verkehrsuntersuchung reichen kann. Je komplexer eine Verkehrsanlage ist, umso mehr zufallsbedingte Einflüsse werden wirksam und umso untauglicher werden statische Berechnungsverfahren gemäß dem Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS)

21 7. ZUSAMMENFASSUNG, FAZIT UND SCHLUSSFOLGERUNGEN Folie 21 und die Moral von der Geschicht? Unser Straßennetz verhält sich ähnlich einem Kanalnetz voll ist voll! Die Kapazitätsgrenze im Verkehrsnetz kann schlagartig erreicht werden und ebenso schnell zu einem Kollaps führen Besonders bei Engstellensignalisierungen und erhöhtem Schwerlastverkehr können erhebliche Rückstaulängen auftreten, die ein weites Straßennetz betreffen können Durch moderne, zeitgemäße Softwarepakete zur Verkehrssimulation können die entscheidenden Verkehrssituationen im Vorhinein bereits realitätsnah modelliert werden Besonders im Hinblick auf die Verkehrsführung während der Bauzeit sind umfangreiche Voruntersuchungen (z.b. in Form von Verkehrssimulationen) notwendig, um die richtigen Maßnahmen zur rechten Zeit überhaupt treffen zu können!

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