3. Detmolder Verkehrstag 2012 Lichtsignalanlagen aktuelle Themen

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1 3. Detmolder Verkehrstag 2012 Lichtsignalanlagen aktuelle Themen Prof. Dr.-Ing. Rainer R. Stephan FB 3 Bauingenieurwesen Lehrgebiet Verkehrswesen Emilientr Detmold 1

2 3. Detmolder Verkehrstag :15 Uhr Begrüßung 10:30 Uhr Lichtsignalanlagen (LSA) - ein Buch mit sieben Siegeln? Prof. Dr.-Ing. Rainer R. Stephan/Hochschule OWL 11:00 Uhr Senkung der Luftschadstoffe durch Grüne Welle? Dr.-Ing. Daniel Seebo/HSP-Ingenieure Hannover 11:30 12:00 Uhr >> Pause << 12:00 Uhr Bedingt verträgliche Linksabbiege-Verkehrsströme an LSA B.Eng. Jennifer Kortemeier/Master-Studierende Uni Braunschweig 12:30 Uhr Intelligente Netzsteuerung in der Stadt Augsburg Dipl.-Ing. Wolfram Schlothauer/SCHLOTHAUER & WAUER, Berlin 13:00 13:45 Uhr >> Pause << 13:45 Uhr Signale für den Radverkehr Dipl.-Ing. Andreas Pott/Stadt Münster 14:15 Uhr Erfahrungen als Aufsichtsbehörde mit den ausführenden/anordnenden Stellen zum Thema LSA Dipl.-Ing. Wolfram Mischer / Bezirksregierung Detmold 14:45 Uhr Schlussdiskussion gegen 15:00 Uhr Ende der Veranstaltung 2

3 3. Detmolder Verkehrstag 2012 Teilnehmer (Anmeldungen) Basis: angemeldete Teilnehmer bis zuzügl. Studierende 3

4 1. Detmolder Verkehrstag 2009 Teilnehmer (Anmeldungen) Basis: angemeldete Teilnehmer bis zuzügl. Studierende 4

5 Lichtsignalanlagen ein Buch mit sieben Siegeln? 1. Vorwort 2. Historie 3. Einsatzbereiche 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 5. Fazit 5

6 1. Vorwort 6

7 1. Vorwort Das Buch mit 7 Siegeln Fünftes Kapitel der Johannesoffenbarung, Bibel / Neues Testament: Öffnung der 7 Siegel Apokalypse 7

8 1. Vorwort Das Buch mit 7 Siegeln Fünftes Kapitel der Johannesoffenbarung, Bibel / Neues Testament: Öffnung der 7 Siegel Apokalypse [HAFANBAR [HIERONYMUS 2004: Apokalyptisches BOSCH: Apokalypse] Lamm] 8

9 1. Vorwort [HAFANBAR [Intersection 2004: Apokalyptisches Hanoi, Vietnam_] Lamm] 9

10 1. Vorwort 10

11 2. Historie 11

12 2. Historie Ankündigung der ersten Lichtsignalsteuerung London, 1868 [SCHNABEL, W.: Lichtsignalgesteuerter Straßenverkehr. transpress VEB Verlag, Berlin 1975] 12

13 2. Historie Lichtsignalanlage am Potsdamer Platz, Berlin 1924 [LAPIERRE, R., OBERMAIER, A., Bonn 1988] 13

14 2. Historie LSA-Denkmal am Potsdamer Platz, Berlin 2004 Foto: Berlin [BOLTZE, 2004] 14

15 2. Historie Zeigerampel (Heuer-Ampel) Fotos: Herford [HEUER/Privatbesitz] 15

16 2. Historie Heuer-Ampel von Detmold (1 von 3 Originalen) Foto: Detmold [STÜHRENBERG, 2009] 16

17 2. Historie Heutige Lichtsignalsteuerung Fotos: Hannover [BOLTZE, 2000] Signalgeber [SCHWAB, 2007] 17

18 3. Einsatzbereiche 18

19 3. Einsatzbereiche Betriebsarten an Knotenpunkten (USA) [Highway Capacity Manual - HCM, 2000] 19

20 3. Einsatzbereiche Betriebsarten an Knotenpunkten (D) 1800 LSA erweitert 1600 Verkerhsstärke Straße A [Fz/h] Vorfahrt A Rechts vor Links Kreis (LSA) Vorfahrt B LSA RvL/Vorfahrt Vorfahrt/Kreis Kreis/LSA LSA/LSA Verkerhsstärke Straße B [Fz/h] [WU, Ning, 2009] 20

21 3. Einsatzbereiche Betriebsarten mit Lichtsignalanlagen signalisierte Knotenpunkte nicht vollständig signalisierte Knotenpunkte Engstellensignalisierung Fahrstreifensignalisierung Zuflussregelung nach [FGSV, Richtlinien für Lichtsignalanlagen RiLSA, 2010] 21

22 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 22

23 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 1. Siegel: Aufstelllängen sind beliebig verlängerbar Grundgedanke: Störung des durchfahrenden Hauptstroms vermeiden! Versuch: Verlängerung von Aufstellstreifen (bspw. für störende Linksabbieger) Folge: Verkehrsstockungen am Nachbarknotenpunkt wo: innerstädtische Hauptverkehrsstraßen mit dichter Knotenpunktfolge 23

24 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 2. Siegel: Lichtsignalanlagen erhöhen stets Kapazität Grundgedanke: Über 2 Fahrstreifen passen mehr Fahrzeuge als über 1 Fahrstreifen! Versuch: 1-streifig sign. Rechtsabbieger => 2-streifig sign. Rechtsabbieger Folge: trotzdem Rückstau wo: Hauptverkehrsstraßen, Stadtrandlage 24

25 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 2-streifige Rechtsabbiegerführung => kein FGÜ möglich! 2-streifige Rechtsabbiegerführung FGÜ nicht möglich! signalisierte Führung (Foto) Foto: Freiburg [GOOGLE MAPS, 20012] 25

26 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 2-streifige Rechtsabbiegerführung versus 1-streifige freie(!) Rechtsabbiegerführung mit FGÜ Foto: Freiburg [GOOGLE MAPS, 20012] 26

27 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 3. Siegel: Grüne Wellen erhöhen die Kapazität Grundgedanke: Wenn ich nicht halten brauche bin ich schneller! Demzufolge sind in einer grünen Welle alle schneller! Deshalb fahren mehr Fahrzeuge/Zeiteinheit über eine Kreuzung! Das ist gleich zu setzen mit höherer Kapazität! Versuch: Einrichtung grüner Wellen zur Kapazitätssteigerung Folge: mehr Stau wo: innerstädtische Hauptverkehrsstraßen nahe ihrer Kapazität 27

28 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Verkehrsablauf an Lichtsignalanlagen bei ROT/an Haltlinie: bei GRÜN: Fahrzeuge stauen sich auf Fahrzeuge fahren mit dichtem Abstand los! Höhere Kapazität (nach Halt!) [ZIV, AIMSUN-Simulation, Darmstadt, 2001] 28

29 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 4. Siegel: Kurze Freigabezeiten verflüssigen den Verkehr Grundgedanke: Versuch: Wenn ich nur ganz kurz warten will, dann darf der Andere auch nur ganz kurz grün bekommen! Minimierung Freigabezeiten Folge: Rückstau Überlastung wo: häufig an Baustellen (Engstellensignalisierungen) 29

30 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Auswirkungen verschiedener Umlaufzeiten Kurze Freigabezeiten => kurze Umlaufzeiten t u opt t u opt [BOLTZE, M., Optimierung von Umlaufzeiten in der Lichtsignalsteuerung für Straßennetze. Darmstadt 1988] 30

31 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Zwischenzeiten versus Umlaufzeiten q T Z t U q Summe aller maßgebenden Zwischenzeiten Umlaufzeit Summe der Verkehrsstärken 0,3 1,0 T Z /t U 31

32 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Berechnungsansatz für Zwischenzeiten (an Engstelle) s(t) B t e,b letztes (räumendes) Fahrzeug der endenden Freigabe A Haltlinie B t Z = t Ü + t r - t e t Z A,B s e,b s r,a l Fz Konfliktfläche A t Ü t r,a Haltlinie A erstes (einfahrendes) Fahrzeug der beginnenden Freigabe B t s r = Räumweg v r = Räumgeschwindigkeit t r = Räumzeit s e = Einfahrweg v e = Einfahrgeschwindigkeit t e = Einfahrzeit t Z = Zwischenzeit t Ü = Überfahrzeit 32

33 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Grundzusammenhänge Hohe Belastung Forderung Hohe Kapazität Forderung Geringer Verlustzeitenanteil Forderung Große Umlaufzeit Wirkung Große Freigabezeiten und Sperrzeiten Wirkung Große Wartezeiten 33

34 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 5. Siegel: Schnelligkeit schützt vor Rotfahrten Grundgedanke: Je schneller ich fahre, desto eher bin ich drüber! Versuch: bei GELB Gas geben Folge: Rotfahrt wo: häufig außerorts, auch Hauptverkehrsstraßen innerorts 34

35 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Gelblichtproblematik - Dilemmazone s H s F s H, s F v s H s F v Bremsentscheidung richtig Geschwindigkeit Anhalteweg Fahrweg während der Gelbzeit v v grenz + Fahrentscheidung Dilemmazone : richtig Weder Fahrentscheidung noch Bremsentscheidung richtig v 35

36 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 6. Siegel: Verkehrszählungen bei Überlastung möglich Grundgedanke: Ich kann alles zählen! Versuch: Zählung + Berücksichtigung zurückgestauter Kfz Folge: falsche Ergebnisse wo: mehrere benachbarte überstaute Knotenpunkte 36

37 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Überlasteter Knotenpunkt unreflektierte Tagesganglinie q [FZ/h] Kapazität t [h]

38 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Überlasteter Knotenpunkt korrigierte Tagesganglinie q [FZ/h] Kapazität t [h]

39 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Überlasteter Knotenpunkt korrigierte Tagesganglinie q [FZ/h] 600 reale Verkehrsnachfrage! 500 Kapazität t [h]

40 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Zählung unmöglich Paulinenstr. In Detmold, an einem Werktag um 16:30 Uhr Foto: Detmold [STEPHAN, 2008] 40

41 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 7. Siegel: Regelkonform geplant = alles o. k.! Grundgedanke: Versuch: Ich mache alles nach Regelwerken! => Dann ist auch alles richtig! schriftgetreue Anwendung der RiLSA, ERA, RASt, Folge: Sicherheitsdefizite, Probleme im Verkehrsablauf wo: unspezifisch 41

42 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik 7. Siegel: Regelkonform geplant = alles o. k.! Schwache Verkehrsteilnehmer Foto: Bergamo [STEPHAN, 2008] 42

43 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Radverkehr: Indirektes Linksabbiegen Foto [STEPHAN, 2008] [FGSV, Empfehlungen für Radverkehrsanlagen ERA 2010] 43

44 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Radverkehr: Indirektes Linksabbiegen Fotos: Detmold [STEPHAN, 2008] 44

45 4. Mysterien der Lichtsignaltechnik Radverkehr: Indirektes Linksabbiegen Fotos: Detmold [STEPHAN, 2008] 45

46 5. Fazit 46

47 5. Fazit Öffnung der sieben Siegel = vermeidet die Apokalypse Siegelthesen 1. Aufstelllängen sind beliebig verlängerbar. 2. Lichtsignalanlagen erhöhen die Kapazität. 3. Grüne Wellen erhöhen die Kapazität. 4. Kurze Freigabezeiten verflüssigen den Verkehr. 5. Schnelligkeit schützt vor Rotfahrten. 6. Verkehrszählungen bei Überlastung möglich. 7. Regelkonform geplant = alles o. k.! Klärung Grenze hängt von maximaler Umlaufzeit ab sowie von Knotenpunktabständen Innerhalb des Systems Kfz-Verkehr richtig, zusammen mit Fußgängern/Radfahrern fraglich. Grüne Wellen mindern die Kapazität, aber erhöhen die Qualität des Verkehrsablaufs. nur bei geringen Verkehrsmengen. Umlaufzeit ist maßgebend. außerorts ist 70 km/h maximal einzuhalten bzw. stets die zulässige Höchstgeschwindigkeit. Maximal Kapazität zählbar. Nur an Einzelknoten Umrechnung möglich. Stets Besonderheiten im Auge haben. Regelmäßige Vor-Ort-Begehungen unerlässlich. 47

48 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Foto: STEPHAN [Frankfurt, 2008] Prof.-Dr.-Ing. Rainer R. Stephan FB3 Bauingenieurwesen Telefon Telefax