Ampeln Freund oder Feind der Verkehrsteilnehmer

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1 Ampeln Freund oder Feind der Verkehrsteilnehmer Prof. Dr.-Ing. W. Brilon Ruhr-Universität Bochum Hamburg 17. September 2011 Knotenpunkte = Verknüpfung von Straßen Überschneidung der Bewegungslinien der Fahrzeuge = Konfliktpunkt 1

2 24 Konfliktpunkt Management der Konfliktpunkte Ein Konfliktpunkt kann nicht von 2 Verkehrsteilnehmern gleichzeitig benutzt werden. Die Reihenfolge muss organisiert werden! Vorfahrtregelung Lichtsignalanlage (AMPEL) 2

3 Wem nutzt die LSA? Wem nutzt die Ampel? maßgebend für f r die Planung so gut wie möglichm 3

4 Einige Grundbegriffe Ampel (Normal Sprache) = Lichtsignalanlage (Ingenieure) = Wechsellichtzeichen (StVO) 12 Verkehrsströme

5 Signalgruppen Signalgruppen

6 Signalgruppen Signalgruppen Signalgeber / Signalgruppen 6

7 Signalgruppen Signalphasen Phase 1 7

8 Signalphasen Phase 2 Signalphasen Phase 3 8

9 Signalphasen Phase 4 Signalphasen Grundsatz: wenige Phasen : Leistungsfähigkeit (nur im einfachen Fall) viele Phasen : Sicherheit 9

10 Signalphasen Phasenbilder Erläuterung Zweiphasensystem 1 2 Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr Signalphasen Phasenbilder Erläuterung 1 2 Vierphasensystem 3 4 Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr Jede Phase braucht ihre eigene Grünzeit (= Freigabezeit). abhängig von der Stärke des Verkehrs 10

11 Übergangszeit Rot - Gelb: 1 s ( max. 2 s ) Übergangszeit Bedeutung: Halt! Fahrt ist nicht freigegeben! Gelb: 3 s bei v zul = 50 km/h 4 s bei v zul = 60 km/h 5 s bei v zul = 70 km/h v zul, max = 70 km/h! 11

12 Zwischenzeiten Zwischenzeiten Grün- Begin Grün- Ende 12

13 Zwischenzeiten fährt ein räumt Zwischenzeiten fährt ein räumt 13

14 Zwischenzeiten fährt ein räumt In n Deutschland: sehr komplizierte Berechnung im Ausland: teilweise feste Zwischenzeiten Zwischenzeiten Fußgänger fährt ein Zwischenzeiten geregelt in der RILSA 2010 Fg räumt S e = 0 fährt ein Richtlinien für f Lichtsignalanlagen Herausgeber: Forschungsgesellschaft für r Straßen en und Verkehrswesen, (FGSV), KölnK 14

15 2 Grundprobleme der Signalplanung Zwischenzeiten Freigabezeiten Sicherheit Kapazität Qualität t des Verkehrsablaufs + Feigabezeit Grünzeit Freigabezeiten Kapazität Freigabezeit = Anzahl der erwarteten Autos * Zeitbedarf pro Auto = 1,8 s Wie lange dauert GRÜN? 15

16 Umlaufzeit Phasenbilder Erläuterung Jede Phase erhält eine Grünzeit zwischen den Phasen: Zwischenzeit Summe (Grünzeiten + Zwischenzeiten) = Umlaufzeit t U Fußgängerverkehr Kraftfahrzeugverkehr Umlaufzeit 60 t U 90 (120) kurzes t U : geringe Fußgänger-Wartezeiten geringe Kfz.-Wartezeiten kurze Staulängen t U : > 90 s nur in ganz besonderen Ausnahmen gerechtfertigt, wenn: - sonst Kapazität nicht ausreichend - keine Fußgänger i. Allg. einheitlich für ganze Stadtgebiete 16

17 Umlaufzeit und Grünzeiten hängt von der Stärke des Verkehrs ab einfache Rechnung oder mathematische Optimierung Signalzeitenplan Signalgruppen 17

18 Beurteilung der Qualität t des Signalzeitenplans (für r jede Signalgruppe) Kapazität C [Fz/h] Auslastungsgrad x [ ] mittlere Wartezeit w [s/fz] Anzahl der Halte h [Halte/Fz] Staulänge N [Fz] Beurteilung der Qualität t des Signalzeitenplans (für r jede Signalgruppe) Maßgebend : (d.h. ausreichend (QSV D) nach HBS 2001) mittlere Wartezeit w [s/fz] zulässig : 70 s/fz Fußgänger : 30 s/fg (Mittel) (Mittel) : 70 s (maximal) 18

19 Sicherheit von Lichtsignalanlagen q 1 q 2 Sicherheit von Lichtsignalanlagen 19

20 Sicherheit von Lichtsignalanlagen Steuergerät an jedem Knotenpunkt gibt die Befehle zum Ein- und Ausschalten an die Signalgeber und die einzelnen Leuchtfelder weiter Das Steuergerät steht mit einem Zentralrechner in Verbindung. Experten Meinung Bis zu diesem Punkt sind sich alle Experten einig. Ab jetzt gibt es unterschiedliche Meinungen und Strategien. Hersteller Software nationale Besonderheiten Städte einzelne Experten 20

21 Koordinierung von Ampeln Koordinierung = Abstimmung der Signalzeitenpläne benachbarter Knotenpunkte mit dem Ziel, die Qualität des Verkehrsablaufs zu verbessern Grüne Welle Hauptrichtung Koordinierung von Ampeln Grüne Welle 21

22 Koordinierung von Ampeln Kreuzung Koordinierung von Ampeln Kreuzung

23 Koordinierung von Ampeln Traditionelle Grüne Welle = Durchfahrt auf der Hauptverkehrsstraße e ohne Halt leicht verständlich geht meistens garnicht (Abstand der Kreuzungen!) meistens nicht optimal (Wartezeiten, Emissionen, Kapazität, t, Querstraßen en!) Hauptrichtung Verkehrsabhängige Lichtsignale Die Verkehrsteilnehmer fordern sich über Detektoren eine Freigabezeit an. 23

24 Verkehrsabhängige Lichtsignale Die Verkehrsteilnehmer fordern sich über Detektoren eine Freigabezeit an. unendlich viele Methoden teuer vielfach schlechterer Verkehrsablauf als Festzeitsteuerung schlecht verträglich mit Koordinierung bei ÖPNV-PriorisierungPriorisierung zwingend nur moderne adaptive Steuerung mit Koordinierung sinnvoll aber auch dann extrem sorgfältige Planung erforderlich Fußgänger + Ampeln kurze Umlaufzeit! max. Wartezeit = 60 (70) s! in einem Zug über eine breite Straße e! aber: 24

25 Fußgänger + Ampeln Problem der widersprüchlichen Signale Fußgänger + Ampeln kurze Umlaufzeit! max. Wartezeit = 60 s! in einem Zug über eine breite Straße e! Fußgänger nger-druckknopf-anlagen: vielfach fragwürdig! rdig! Wo Fußgänger zu erwarten sind: Fußgänger nger-grün n in jedem Umlauf! 25

26 Radfahrer + Ampeln Radler beeinträchtigen die Kapazität t durch lange RäumwegeR eigene Signale Problem: Disziplin ÖPNV : Busse und Straßenbahn Grün n sofort! Steigert die Attraktivität t des ÖPNV durch kürzere k Fahrzeiten und höhere h here Zuverlässigkeit Steigert die Wirtschaftlichkeit des ÖPNV 26

27 ÖPNV : Busse und Straßenbahn Grün n sofort! Steigert die Attraktivität t des ÖPNV durch kürzere k Fahrzeiten und höhere h here Zuverlässigkeit Steigert die Wirtschaftlichkeit des ÖPNV behindert Kfz.-Verkehr steigert Schadstoffausstoß? behindert Fußgänger durch lange Wartezeiten ausgewogene Priorisierung! Pkw + Lkw und Ampeln kurze Wartezeit wenig Halte ( ( Emissionen) 27

28 Ampeln Freund oder Feind der Verkehrsteilnehmer Lichtsignalanlagen sind unverzichtbar, um den Kfz.-Verkehr in den Städten zu bewältigen. Alle Arten von Verkehrsteilnehmern haben ihre besonderen Probleme aber auch Vorteile von den LSA. Gerechter Kompromiss zum Ausgleich der Interessen. Sorgfältige Planung und ständige Pflege Erfolgskontrolle moderner komplexer Steuerungen Wesentliche Komponente: der Verkehrsteilnehmer Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 28