Übergreifende verkehrstechnische Bewertung von Autobahnstrecken und -knotenpunkten

V 314: Übergreifende verkehrstechnische Bewertung von Autobahnstrecken und -knotenpunkten

M. Hartmann, P. Vortisch, M. Vieten, Y. Chatzipanagiotidou, A. Haug, M. Spangler

100 S., 79 Abb., 33 Tab., ISBN 978-3-95606-438-8, 2019, EUR 18,50

Im Rahmen dieses Projektes wurden die mittleren Pkw-Fahrtgeschwindigkeiten und weitere verkehrstech-nische Kenngrößen auf Netzabschnitten von Bundesautobahnen (BAB) unter Berücksichtigung der Wech-selwirkungen zwischen den Einzelelementen des Abschnittes untersucht. Auf Basis der ermittelten Eigen-schaften wurde ein EDV-Programm mit Benutzeroberfläche und Datenhaltung in Microsoft Excel entwickelt, das die Bewertung der Verkehrs- und Angebotsqualität von Netzabschnitten auf Autobahnen ermöglicht. Das im HBS 2015 enthaltene Verfahren unterliegt einer wesentlichen Randbedingung, die die Anwendung des Verfahrens nur erlaubt, wenn keine Teilstrecke bzw. Teilknotenpunkt die Qualitätsstufe F ausweißt. Diese Beschränkung wurde modelltechnisch durch eine Erweiterung des derzeitigen Verfahrens über die Grenze der ungesättigten Analyse hinaus behoben.

Empirische Untersuchungen von zwei Untersuchungsstrecken (München und Karlsruhe), ergänzt durch mikroskopische Verkehrsflusssimulationen, lieferten die Datengrundlagen. Zunächst wurde die Anwendung des amerikanischen, auf dem Highway Capacity Manual (HCM) basierenden Programms FREEVAL für die Bewertung von deutschen Autobahnen überprüft. Dabei lieferte die Simulation mit FREEVAL ein plausibles Ergebnis für das Laborbeispiel in Karlsruhe. Wegen wesentlicher Unterschiede zwischen HCM- und HBS-Verfahren, hauptsächlich in Bezug auf die Definition von Kapazität, Zeitintervallen und q-V-Beziehungen sowie den entscheidenden Qualitätskriterien des Verkehrsablaufs, wird eine Anwendung des U.S. FREEVALs für deutsche Autobahnen aber nicht empfohlen. Dies hat zu der Entscheidung geführt, ein eigenes Modell zu entwickeln, das eng an das HBS-Verfahren angelehnt ist. Dazu wurde geprüft, welche makroskopischen Verkehrsmodelle für die Abbildung des Verkehrsflusses auf der deutschen Autobahn geeignet sind. Das Cell-Transmission-Modell (CTM) von Daganzo wurde letztendlich als der geeignete Kandidat für die Modell-implementierung gewählt. Im Vergleich zum U.S. FREEVAL wurde in dem neuen Modellansatz die Diskreti-sierung so verfeinert, dass eine explizite Modellierung der Staupropagierung ohne zusätzliche Modellerwei-terungen möglich wurde. Das Datenmodell des CTM ist insbesondere für die Modellierung von linearen Strecken wie z.B. Richtungsfahrbahnen geeignet. Für die Validierung des entwickelten Modells wurde die BAB A 99 in der Nähe von München an vier verschiedenen Tagen modelliert, an denen jeweils unterschiedliche Stausituationen vorlagen. Die Ergebnisse zeigen, dass das deutsche FREEVAL eine realistische Darstellung der Verkehrssituation ermöglicht. Bei gravierenden Überlastungen traten allerdings Abweichungen bei den Staugeschwindigkeiten auf, die in der Art des verwendeten Verkehrsflussmodells begründet sind.
Das entwickelte Tool kann grundsätzlich als Alternative zu mikroskopischen Simulationstools zur Anwendung für Bemessungsaufgaben und zum Vergleich verschiedener Szenarien in Ergänzung zum HBS empfohlen werden. Es eignet sich nicht für die Abbildung von konkreten Stauereignissen zur Bestimmung der exakten räumlich-zeitlichen Ausprägung.