Teil B-1 – Steuerung von Verkehrslichtsignalanlagen (VLSA)
Teil B-1 – Steuerung von Verkehrslichtsignalanlagen (VLSA)
Teil B-1 – Steuerung von Verkehrslichtsignalanlagen (VLSA)
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Verkehrssteuerung und<br />
Verkehrsmanagement<br />
VU 856.305 (2,0 SWS / 3,0 ECTS)<br />
VU 856.305 (2,0 SWS / 3,0 ECTS) Universität für Bodenkultur Wien<br />
Department für Raum, Landschaft<br />
und Infrastruktur<br />
<strong>Teil</strong> B-1 <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong><br />
<strong>Verkehrslichtsignalanlagen</strong> (<strong>VLSA</strong>)<br />
Gerd Sammer<br />
Roman Klementschitz<br />
SS 2012<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 1<br />
<strong>Teil</strong> B-1 <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>Verkehrslichtsignalanlagen</strong> (<strong>VLSA</strong>)<br />
Inhalt:<br />
1. Koordinierung der Freigabezeiten<br />
22. <strong>Steuerung</strong>sverfahren <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong><br />
3. <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong><br />
44. Freigabezeitsteuerung für Kfz<br />
5. Vorgangsweise / Arbeitschritte für die Erstellung einer<br />
verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong><br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 2
Koordinierung der Freigabezeiten (Grüne Welle)<br />
Definition<br />
Ab Abstimmung ti der d Freigabezeit F i b it <strong>von</strong> mehreren h benachbarten<br />
b hb t<br />
<strong>VLSA</strong>, so dass unter Einhaltung einer vorgegebenen<br />
Geschwindigkeit die Verkehrsteilnehmer die <strong>VLSA</strong> ohne Halt<br />
passieren können<br />
Ziele<br />
- Vermeidung <strong>von</strong> Wartezeiten und Halten<br />
- Gleichmäßiger, homogenisierter Verkehrsfluss<br />
- Verringerung der Lärm- und Abgasemissionen<br />
- Erhöhung der Verkehrssicherheit<br />
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Grundprinzip der Grünen Welle<br />
• Freigabezeit so planen, dass Fahrzeugpulk mit der<br />
festgelegten Progressionsgeschwindigkeit ohne Halt<br />
durchfährt<br />
• Wahl der Progressionsgeschwindigkeit VP: - Rahmen: 0,85. Vzul VP 70 km/h<br />
- V VP V Vzul - Berücksichtigung der Anlageverhältnisse<br />
• UUmlaufzeit l f it für fü alle ll koordinierten k di i t <strong>VLSA</strong> ident id t<br />
(= Systemumlaufzeit)<br />
Ausnahme: Kurzumlaufzeit an schwachbelasteten<br />
Kreuzungen, Bedingung:<br />
2 Kurzumlaufzeiten = Systemumlaufzeit<br />
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Zeit-Wegdiagramm für Einbahnstraße mit<br />
Grüner Welle (stetige ( g Grünzeitführung) g)<br />
Quelle: FSV Planen und<br />
Bemessen <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong>,<br />
Wien, 1981<br />
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Zeit-Wegdiagramm für Zweirichtungsstraße mit Grüner Welle<br />
(stetige ( g Grünzeitführung) g)<br />
Quelle: FSV Planen und<br />
Bemessen <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong>,<br />
Wien, 1981<br />
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Beziehung zwischen Progressionsgeschwindigkeit,<br />
Systemumlaufzeit y und <strong>Teil</strong>punktabstand<br />
p<br />
• Progressionsgeschwindigkeit VP (V (VP1: : Richtung 1, 1 V P2: : Richtung 2)<br />
• Systemumlaufzeit t u (70 bis 120 s)<br />
• <strong>Teil</strong>punktabstand l T (= Abstand der Kreuzungspunkte<br />
der Grünbänder)<br />
t<br />
u<br />
<br />
l<br />
T<br />
1<br />
<br />
<br />
V<br />
P 1<br />
<br />
1<br />
V<br />
P 2<br />
• Koordinierung für Fußgänger-, Rad-, ÖV und MIV<br />
<br />
<br />
<br />
• Bei Grüner Welle mit Zweirichtungsverkehr soll<br />
Kreuzungsabstand mit <strong>Teil</strong>punktabstand möglichst<br />
übereinstimmen (sonst keine ausreichende Grünzeit<br />
für Querverkehr)<br />
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<strong>Teil</strong>punktabstand in Abhängigkeit der Umlaufzeit für<br />
verschiedene Progressionsgeschwindigkeiten g g g (V ( P1 P1 = VP2 P2 = VP) P)<br />
Quelle: FGSV Handbuch<br />
(für die Bemessung <strong>von</strong><br />
Straßenverkehrsanlagen, 2001)<br />
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Rahmenbedingungen für Grüne Welle<br />
• Kreuzungsabstand 750 m (Regelfall)<br />
• Linksabbiegen nur mit Linksabbiegefahrstreifen<br />
• Keine (wenige) Störungen durch ruhenden Verkehr<br />
• Auslastung der Grünzeiten der zu koordinierenden<br />
VVerkehrsströme k h t ö 85 %<br />
• Nach Möglichkeit je koordinierte Richtung mehr als<br />
1 Fahrstreifen<br />
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Beispiel: Freigabezeiten des Querverkehrs...<br />
... bei grünen Wellen in Abhängigkeit <strong>von</strong> Umlaufzeit, <strong>Teil</strong>punktabstand und Entfernung der<br />
Querstraße vom <strong>Teil</strong>punkt (Grünbandbreite 30 % der Umlaufzeit, stetige Grünbandführung)<br />
Quelle: FSV Planen und<br />
Bemessen <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong>, Wien,<br />
1981<br />
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Beispiel: Freigabezeiten des Querverkehrs...<br />
... bei grünen Wellen in Abhängigkeit <strong>von</strong> Umlaufzeit, <strong>Teil</strong>punktabstand und Entfernung der<br />
Querstraße vom <strong>Teil</strong>punkt (Grünbandbreite 50 % der Umlaufzeit, stetige Grünbandführung)<br />
Quelle: FSV Planen und<br />
Bemessen <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong>, Wien,<br />
1981<br />
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Arten der Grünbandführung<br />
• Stetige Grünbandführung:<br />
- Konstante Progressionsgeschwindigkeit für alle<br />
Streckenabschnitte zwischen koordinierten Kreuzungen<br />
- Gleiche Grünzeit an allen Kreuzungszufahrten einer<br />
Koordinierungsrichtung<br />
d h<br />
- Grünzeit exakt in Grünbandführung eingepasst<br />
• Nicht Nicht-Stetige Stetige Grünbandführung:<br />
- Freigabezeiten liegen teilweise außerhalb der<br />
Grünbandführung<br />
- Progressionsgeschwindigkeit variiert in gewissem<br />
Rahmen (ca. +- 5 km/h) je Streckenabschnitt<br />
- Freigabezeiten entlang dem Grünband sind variabel<br />
Anwendung: bei ungleichen Verkehrsstärken je<br />
Streckenabschnitt bei ungleichen und starken Ein- und<br />
Abbiegeströmen der Hauptrichtung<br />
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Beispiel für verschieden breite Grünbänder mit nichtstetiger<br />
Grünzeitführung g in Richtung g und Gegenrichtung<br />
g g<br />
Quelle: FSV Planen und<br />
Bemessen <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> <strong>VLSA</strong>,<br />
Wien, 1981<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 13<br />
Arten der Koordinierung<br />
MIV<br />
• Progressivsystem in Einbahnstraßen<br />
• Progressivsystem in 2-Richtungsstraßen<br />
• Netzkoordinierung<br />
Fußgänger: Fußgängerübergang mit Stützpunktinseln (Mittelinsel)<br />
Radverkehr: Übergang mit Stützpunktinseln (Mittelinsel)<br />
Öffentlicher Verkehr<br />
• PProblem: bl Haltestellenaufenthaltszeit H lt t ll f th lt it bbewirkt i kt<br />
andere Progressionsgeschwindigkeit als<br />
Kfz-Verkehr<br />
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Koordinierung <strong>von</strong> ÖV-Linien<br />
• Grünband für ÖV wegen Haltestellen unstetiger<br />
Verlauf<br />
• Haltestellenaufenthaltszeit in Sperrzeit der<br />
Hauptrichtung legen (Problem:<br />
Haltestellenaufenthaltszeit variabel)<br />
• Wechselseitige Anordnung der Haltestellen vor und<br />
nach der Kreuzung ermöglicht Nutzung der Grünen<br />
Welle<br />
• Verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong> für ÖV prüfen<br />
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<strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>Verkehrslichtsignalanlagen</strong> (<strong>VLSA</strong>)<br />
Inhalt:<br />
1. Koordinierung der Freigabezeiten<br />
22. <strong>Steuerung</strong>sverfahren <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong><br />
3. <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong><br />
44. Freigabezeitsteuerung für Kfz<br />
5. Vorgangsweise / Arbeitschritte für die Erstellung einer<br />
verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong><br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 16
Zielkriterien zu <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong><br />
• Minimierung der Anzahl der Halte der Fahrzeuge<br />
• Minimierung der Wartezeit der Verkehrsteilnehmer<br />
• Optimierung der Staulängen der Zufahrten<br />
• Abstimmung der Verkehrsstärken benachbarter <strong>VLSA</strong>-Abfahrten und<br />
Zufahrten<br />
• Ab Abstimmung ti der d Geschwindigkeiten G h i di k it auf f örtliche ö tli h Verhältnisse V hält i (für (fü alle ll<br />
Verkehrsteilnehmer)<br />
• Einhaltung <strong>von</strong> Lärm Lärm- und Abgasgrenzwerten auf Strecken oder<br />
Zonen<br />
• Einhaltung <strong>von</strong> Grenzen des Zielverkehrs<br />
• Priorisierung <strong>von</strong> Fahrzeugen mit höherer Besetzung und mit<br />
größerer Verspätung (ÖV) bzw. Einsatzfahrzeugen (Rettung,<br />
Feuerwehr, Polizei)<br />
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<strong>Steuerung</strong>sverfahren für <strong>VLSA</strong><br />
(1) Makroskopische <strong>Steuerung</strong>selemente (für langfristige<br />
Verkehrszustandsänderungen)<br />
verkehrs- oder zeitplanabhängige Auswahl/Veränderung der<br />
Signalprogramme (Umlaufzeit, Phasenfolge, Phasenanwahl,<br />
FFreigabezeiten, eigabe eiten Progressionsgeschwindigkeit)<br />
P og essionsgesch indigkeit)<br />
(2) Mikroskopische <strong>Steuerung</strong>selemente ( für kurzfristige<br />
Verkehrszustandsänderungen)<br />
(2 (2.1) 1) Festzeitsignalprogramme (keine Veränderbarkeit)<br />
(2.2) Freigabezeitanpassung<br />
(2.3) Phasenablaufänderung Signalprogrammanpassung<br />
(2 (2.4) 4) Bedarfsphasenanforderung<br />
B d f h f d<br />
(2.5) Freie Veränderbarkeit („on-line“- Signalprogrammbildung)<br />
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Flussdiagramm zwischen Informationen/Daten und<br />
Entscheidungen g für die <strong>Steuerung</strong> g einer <strong>VLSA</strong><br />
Quelle: FSV: RiLSA 1992<br />
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Zeitplanabhängige Signalprogrammauswahl<br />
Anwendung: stabiler Ganglinienverlauf der<br />
Verkehrsstärken Verkehrsstärken, zeitlich gut vorhersehbare<br />
Verkehrsbelastungen, aus budgetären<br />
Gründen (billiger ( g als verkehrsabhängige gg<br />
Systeme)<br />
Möglichkeiten: zeitplanabhängige („off ( off-line“) line )<br />
Signalprogrammauswahl (Umlaufzeit,<br />
Freigabezeiten, Phasenfolge, Phasenanzahl,<br />
Progressionsgeschwindigkeit)<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 20
Verkehrsabhängige Verkehrssteuerung<br />
Anwendung: unregelmäßiges Ganglinienverhalten (Tages-<br />
oder Wochenganglinien) Wochenganglinien), zeitlich schwer<br />
vorhersehbare Verkehrsbelastungen,<br />
Bevorrangung g g <strong>von</strong> Verkehrsteilnehmern<br />
(z.B. ÖV mit Wartezeit Null), Optimierung<br />
<strong>von</strong> <strong>Steuerung</strong>sstrategien<br />
Möglichkeiten: verkehrsabhängige („on-line“) Auswahl <strong>von</strong><br />
optimaler Umlaufzeit, Freigabezeiten,<br />
Phasenfolgen, Phasenanzahl,<br />
Progressionsgeschwindigkeit<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 21<br />
<strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>Verkehrslichtsignalanlagen</strong> (<strong>VLSA</strong>)<br />
Inhalt:<br />
1. Koordinierung der Freigabezeiten<br />
22. <strong>Steuerung</strong>sverfahren <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong><br />
3. <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong><br />
44. Freigabezeitsteuerung für Kfz<br />
5. Vorgangsweise / Arbeitschritte für die Erstellung einer<br />
verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong><br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 22
Ziel der verkehrsabhängigen <strong>Steuerung</strong> mittels <strong>VLSA</strong><br />
Ziel: <strong>Steuerung</strong> des Verkehrs nach den Bedürfnissen der einzelnen<br />
Verkehrsteilnehmer<br />
- Grünphasendauer Grünphasendauer, Umlaufzeiten<br />
- Wartezeitminimierung<br />
- Minimierung der Halte (Koordinierung)<br />
- Leistungsfähigkeitssteigerung estugsä g etsstegeu g(G (Grün ü nur u be bei Bedarf) eda )<br />
- Sicherheit für ÖV-Nutzer an Haltestellen<br />
- Stauvermeidung<br />
Benötigte Informationen für <strong>Steuerung</strong>: „Wer Wer trifft trifft, wie viel treffen wann an<br />
der Kreuzung (Haltelinie) ein?“<br />
- Eintreffzeitpunkt (bzw. Geschwindigkeit und Weg)<br />
- Fahrzeugart, g , Personen<br />
- Anzahl der eintreffenden Fz. bzw. Personen<br />
- <strong>Steuerung</strong>slogik (Ziel der Optimierung)<br />
St <strong>Steuerung</strong>smöglichkeiten:<br />
ö li hk it<br />
- Einzelknoten<br />
- <strong>Teil</strong>netz<br />
- GGesamtnetz t t<br />
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Verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong> für Fußgänger<br />
- „Schlafende Ampeln“ p (Querungshilfe)<br />
(Q g )<br />
- Fußgängergrünzeit nur bei Bedarf<br />
- Verlängerung g g der Zwischenzeiten<br />
für langsame Verkehrsteilnehmer<br />
Erfassung <strong>von</strong> Fußgängern durch:<br />
- Druckknopf p<br />
- Infrarotsensor<br />
- Radarsensor<br />
- Video<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 24
Verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong> für Radfahrer<br />
- „Schlafende Ampeln“ p (Querungshilfe)<br />
(Q g )<br />
- Radfahrgrünzeit nur bei Bedarf<br />
- Länge g der Grünzeit<br />
Erfassung <strong>von</strong> Radfahrern durch:<br />
- Druckknopf<br />
- Infrarotsensor<br />
- Radarsensor<br />
- Video, Induktionsschleifen<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 25<br />
Verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong> für ÖV<br />
- Bedarfsphasen (Busschleuse, Strab-Schleuse<br />
etc.)Grünzeit ohne Warten (Grüne Welle für ÖV, ÖV-<br />
Beschleunigung)<br />
- Zeitinseln für Haltestellen<br />
- Gü Grünzeitverlängerung, it lä Grünzeitverschiebungen<br />
Gü it hib Fahrzeugerfassung<br />
- VVoranmeldung, ld Anmeldung, A ld Abmeldung Ab ld<br />
- Anmeldung so rechtzeitig, dass alle<br />
signalprogrammtechnischen Maßnahmen rechtzeitig<br />
getroffen werden können (abhängig <strong>von</strong> Geschwindigkeit<br />
und Signalschaltung, in der Regel 20 bis 50 Sekunden)<br />
- Problem der Haltestellenaufenthaltszeiten (große<br />
Streuung)<br />
- ZZusatzinformationen: t i f ti VVerspätung, ät IInsassenanzahl, hl<br />
Liniennummern, etc.<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 26
Verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong> für den MIV<br />
- Bedarfsphasen<br />
- Gü Grünzeitdauer itd<br />
- Umlaufzeit<br />
Fahrzeugerfassung<br />
- Verkehrsstärke, k h ä k Zeitlücken, i lü k Stau- S<br />
bzw. Belegungdetektion<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 27<br />
Verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> Einsatzfahrzeugen<br />
(Rettung, ( g, Polizei) )<br />
- Bedarfsphasen p<br />
- Grüne Wellen<br />
- Pulkschieben<br />
Fahrzeugerfassung:<br />
- Händische Anmeldung über Zentrale<br />
- Funk (Fahrzeuge)<br />
- GPS + GSM<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 28
Verkehrsabhängige <strong>VLSA</strong><br />
<strong>Steuerung</strong>seingriffsmöglichkeiten<br />
g g g<br />
<strong>Steuerung</strong>seingriffe:<br />
- Verlängerung und Verkürzung der Grün-<br />
und Rotphasen (Dehnen, Kürzen,<br />
Abbruch)<br />
- Veränderung g des Phasenlaufes<br />
(Reihenfolge, Sprung in andere<br />
Phasenschema)<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 29<br />
Kenngrößen des Verkehrsablaufes für die<br />
verkehrsabhängige gg <strong>Steuerung</strong> g <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> (1) ( )<br />
• Folgezeitlücke <strong>von</strong> Kfz [sek]<br />
• Verkehrsstärke/Verkehrsbelastung [Pkw-E/h]<br />
• Belegungszeit durch Anhalten in Zufahrten [sek]<br />
• Fahrzeuggeschwindigkeit (im Querschnitt) [km/h]<br />
Daraus ableitbare/errechenbare Kerngrößen<br />
• Belegungsgrad g g g (<strong>von</strong> ( Messpunkten) p )<br />
• Verkehrsdichte (Fahrzeuge/km)<br />
• Auslastungsgrad <strong>von</strong> Zufahrten<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 30
Kenngrößen des Verkehrsablaufes für die<br />
verkehrsabhängige gg <strong>Steuerung</strong> g <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> (2) ( )<br />
• Anmeldung <strong>von</strong> Verkehrsteilnehmern (ja/nein, oder<br />
Anzahl hl der d vorliegenden l d Anmeldungen) ld )<br />
• Voranmeldung inklusive wahrscheinliche Eintreffzeit,<br />
Ab Abmeldungen ld<br />
Mögliche Zusatzinformationen: Besetzung der Fahrzeuge,<br />
Verspätung/Verfrühung <strong>von</strong> ÖV-Fahrzeugen<br />
ÖV Fahrzeugen<br />
Daraus ableitbare/errechenbare Kerngrößen g<br />
• Wartezeit <strong>von</strong> Verkehrsteilnehmern und Fahrzeugen<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 31<br />
Technologien zur Erfassung <strong>von</strong> Kenngrößen des<br />
Verkehrsablaufes für die <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong> (häufig verwendete<br />
Technologien)<br />
• Informationserfassung straßenseitig<br />
- Induktionsschleife: Kfz-Verkehr, Bus, Straßenbahn,<br />
Sonderfahrzeuge Sonderfahrzeuge, Fahrrad<br />
- Infrarotdetektor: Kfz-Verkehr, Bus, Straßenbahn,<br />
Sonderfahrzeuge, Fahrrad<br />
- Radardetektor: Kfz-Verkehr, Bus, Straßenbahn,<br />
Sonderfahrzeuge, Fahrrad<br />
- Laser Laser-Detektor: Detektor: Kfz Kfz-Verkehr, Verkehr Bus Bus, Straßenbahn<br />
Straßenbahn,<br />
Sonderfahrzeuge, Fahrrad<br />
- Fahrdraht- und Schienenschalter: Straßenbahn<br />
- Video und Auswertesoftware (Mengenzählung,<br />
Geschwindigkeit, Kennzeichenidentifikation)<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 32
Technologien zur Erfassung <strong>von</strong> Kerngrößen des<br />
Verkehrsablaufes für die <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong> (häufig verwendete<br />
Technologien) - Fortsetzung<br />
• Informationserfassung fahrzeugseitig in Verbindung mit<br />
Sender- d und d Empfängersystem f sowie Positionsbestimmungs-<br />
b<br />
system (Ortung)<br />
- Sender- Sender und Empfängersysteme<br />
Datenfunk (ÖV)<br />
Mobiltelefon (GSM: Global System for Mobile<br />
CCommunication) i ti )<br />
Koppelspulen oder Antennenschleifen (ÖV)<br />
Infrarotbaken in Verbindung g mit Kabel oder Funk (ÖV) ( )<br />
- Positions- und Ortungssysteme<br />
GPS (Global Positioning System, USA)<br />
Galileo (ab 2011 (?), EU)<br />
Koppelnavigation und digitale Karte: GPS oder<br />
Infrarotbaken mit Messung der Radumdrehung<br />
Mobiltelefon (Zellenortung)<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 33<br />
<strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>Verkehrslichtsignalanlagen</strong> (<strong>VLSA</strong>)<br />
Inhalt:<br />
1. Koordinierung der Freigabezeiten<br />
22. <strong>Steuerung</strong>sverfahren <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong><br />
3. <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong><br />
44. Freigabezeitsteuerung für Kfz<br />
5. Vorgangsweise / Arbeitschritte für die Erstellung einer<br />
verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong><br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 34
Zielsetzung:<br />
Freigabezeitanpassung für Kfz-Verkehr<br />
• Vermeidung nicht ausgenützter Grünzeiten<br />
• Steigerung der Leistungsfähigkeit der <strong>VLSA</strong>-Zufahrten<br />
• Verminderung <strong>von</strong> Wartezeit und negativen<br />
Umweltauswirkungen<br />
Anwendung:<br />
• Ei Einzelne l <strong>VLSA</strong><br />
• Koordinierte Anlagen für koordinierte Strecken und Netze<br />
Voraussetzung:<br />
• Frei abfließender Verkehrsfluss (Problem bei Abbiegeströmen)<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 35<br />
Verfahren <strong>von</strong> verkehrsabhängiger Freigabezeitanpassung<br />
• Zeitlückenmessung des Kfz-Verkehrsstromes Kfz Verkehrsstromes (sofortige<br />
Reaktion)<br />
• Belegungsgradmessung (verzögerte Reaktion),<br />
Detektorlage wie Zeitlückenmessung<br />
• Stauerfassung durch Stauschleifen (für kritische<br />
Stauberreiche wie Linksabbiegefahrstreifen)<br />
verzögerte Reaktion, Detektorlage außerhalb des<br />
Bereiches der normal wartenden Kfz.<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 36
Grundsätze für Freigabezeitanpassung durch<br />
Zeitlückenmessungg<br />
• Abbruch der Grünphase wenn gemessene Zeitlücke ZL<br />
ZL = definierte Zeitlückengrenze (zwischen 2 und 5s)<br />
• Lage des Detektors zur Haltelinie<br />
lD = (ZL + tE ).v<br />
l lD = Abstand zwischen Haltelinien und Detektor<br />
tE = programmbedingte Zeit, die vom Entscheidungszeitpunkt für<br />
Grünzeitabbruch bis zum tatsächlichen Abbruch vergeht<br />
(z.B. Grünblinken; Ziel O [s])<br />
v = Kfz-Geschwindigkeit [m/s]<br />
• Je Fahrstreifen 1 eigener Detektor<br />
Institut für Verkehrswesen, Dep. RaLI, BOKU Wien LV 856305 <strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong> 37<br />
Lage des Detektors für Zeitlückenmessung<br />
Detektorabstände für t E=0<br />
V Detektorabstand bei<br />
ZL = 2s ZL = 3s<br />
30 km/h 15 m 25 m<br />
40 km/h 20 m 30 m<br />
50 km/h 30 m 40 m<br />
60 km/h 35 m 50 m<br />
70 km/h 40 m 60 m<br />
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Bemessung der minimalen Freigabezeit<br />
l<br />
l<br />
D<br />
• min t 1 , 8 s <br />
...<br />
Fz<br />
gr<br />
Fz<br />
l Mittlerer Bruttoabstand zweier haltender Kfz<br />
t B = Bruttozeitlücke ( ( 1,8 sek.)<br />
min t<br />
<br />
• allgemeine Mindestgrünzeit (5 bis 6 [s])<br />
gr<br />
bei Grünblinken: 7 bis 8 [s]<br />
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<strong>Teil</strong> B <strong>–</strong> <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> <strong>Verkehrslichtsignalanlagen</strong> (<strong>VLSA</strong>)<br />
Inhalt:<br />
1. Koordinierung der Freigabezeiten<br />
22. <strong>Steuerung</strong>sverfahren <strong>von</strong> <strong>VLSA</strong><br />
3. <strong>Steuerung</strong> <strong>von</strong> verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong><br />
44. Freigabezeitsteuerung für Kfz<br />
5. Vorgangsweise / Arbeitschritte für die Erstellung<br />
einer verkehrsabhängigen <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong><br />
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Arbeitsschritte für verkehrsabhängige <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong> (1)<br />
(1) Definition der Strategie der <strong>Steuerung</strong>:<br />
Welche Verkehrsteilnehmer sollen wie behandelt werden?<br />
( verkehrspolitische Aussage)<br />
(2) Daten- und Informationssammlung<br />
(Verkehrsströme, Lagesituation, Verkehrsrelationen etc.)<br />
(3) Entwurf eines ersten Konzeptes des Lageplanes<br />
(4) EEntwurf t f ddes Ph Phasenschemas h (Ablaufes) (Abl f ) in i Varianten V i t unter t<br />
Berücksichtigung/Änderung des Lageplanes (Fahrstreifenaufteilung<br />
etc.) und der Zeitwegberechnungen der Fahrzeuge (An- und<br />
Abmeldezeitpunkt)<br />
(5) Entscheidung für Lageplan und vorgesehene Phasenschema und<br />
Phasenfolgen ( ( Grundprogramm und Unterprogramme)<br />
(6) Ermittlung aller relevanten Zwischenzeiten<br />
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Arbeitsschritte für verkehrsabhängige <strong>VLSA</strong>-<strong>Steuerung</strong> (2)<br />
(7) Entwurf des Signalzeitplanes für das Grundprogramm und die<br />
Unterprogramme unter Berücksichtigung der „Dehnfugen und<br />
Programmwechselfugen“<br />
( (8) ) Festlegung l (zeitlich ( l h + örtlich) l h) der d Anmelde- ld und d Abmeldezeitpunkte<br />
b ld k<br />
(9) Festlegung der Logik für die verkehrsabhängige <strong>Steuerung</strong><br />
(10) Überprüfung der Logik<br />
(11) Testen der Signalsteuerung mit Simulationsprogramm<br />
(12) Überprüfung der <strong>VLSA</strong> nach Implementierung vor Ort<br />
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Grundsätze für Signalzeitplanerstellung (1)<br />
• Zwischenzeiten aller möglichen Phasensequenzen einhalten<br />
• Festlegung der Dehnfugen (Variable Zeiten) und Programmwechselfugen<br />
während Grün- und Rotzeiten<br />
• Dehnfugen nicht während zeitlich fixierter Abläufe wie Gelb-,<br />
Rotgelbzeiten und Grünblinken festlegen<br />
• PProgrammwechselfugen h lf müssen ü in i den d korrespondierenden k di d Grund- G d und d<br />
Unterprogrammen dasselbe Signalbild aufweisen<br />
• Dehnfugen sollen so spät wie möglich (vor Grünblinken) angeordnet<br />
werden (Garantiert spätest mögliche Entscheidungen)<br />
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Grundsätze für Signalzeitplanerstellung (2)<br />
• Die Anzahl der Dehn- Dehn und Programmwechselfugen im Grundprogramm soll<br />
möglichst groß sein, um eine große Flexibilität der <strong>Steuerung</strong> zu<br />
ermöglichen.<br />
• Dehn- und Programmwechselfugen haben in der Regel 1 Sekunde Dauer.<br />
• Programmwechselübergänge zwischen zwei Programmen müssen<br />
Zwischenzeiten einhalten.<br />
• Zwischen den Dehn- und Programmwechselfugen, werden die Bereiche für<br />
die Logikentscheidungen festgelegt festgelegt.<br />
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Grundsätze der <strong>Steuerung</strong>slogik<br />
- Entscheidungsvorgänge erfolgen an Dehn- und Programmwechselfugen<br />
- Handlungsanweisung nach Priorität geordnet (Priorität: 1. Anmeldung, 2.<br />
Voranmeldung)<br />
- Je eine Handlungsanweisung für jeden Zeitbereich des Eintreffens einer<br />
Voranmeldung und Anmeldung definieren<br />
- „Abmeldung“ bewirkt das Löschen einer Anmeldung bzw. Voranmeldung<br />
- „Anmeldung Anmeldung“ bewirkt das Löschen der „Voranmeldung<br />
Voranmeldung“<br />
- Mögliche Handlungsanweisungen:<br />
• DDehnen, h Kürzen Kü <strong>von</strong> variablen i bl Zeiten Z it (V k = X [s])<br />
• Programmwechsel / Phasenfolgenwechsel („Gehe zu Punkt y in Programm<br />
Z“)<br />
• „Wenn-Dann Abfrage“<br />
• Verwendung <strong>von</strong> „Variablen Parametern“, welche sich nach definierter<br />
Rechenvorschriften errechnen<br />
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