San Diego: Integrated Corridor Management System


SANDAG expects the ICM project to help with the implementation of smart growth principles

Auftraggeber

San Diego Association of Governments (SANDAG) als federführender Projektleitungsverbund in Zusammenarbeit mit dem Department of Transportation (USDOT), Caltrans, MTS (San Diego Metropolitan Transit System), dem North County Transit District und den Städten Escondido, Poway und San Diego sowie der Parsons Corporation als Projektintegrator.

Aufgabenstellung

Bereitstellung eines Echtzeit-Modellierungstools für das Entscheidungsunterstützungssystem DSS als Bestandteil des zukunftsweisenden integrierten Verkehrskorridor-Managementsystems ICMS auf der Interstate 15 (I-15) in San Diego.

Die SANDAG erwartet durch das ICMS-Projekt eine Unterstützung bei der Umsetzung multimodaler und intelligenter Wachstumsprinzipien, eine Verbesserung der Sicherheit im Bereich des gesamten Verkehrskorridors und der Verkehrsinformationstechnik, institutionelle Partnerschaften sowie eine Vernetzung der Verkehrssysteme sowohl bei wiederkehrenden als auch einmaligen Verkehrsereignissen. Langfristig beabsichtigt das Department of Transportation die landesweite Einführung von ICMS, damit alle Großstädte in entsprechendem Umfang von den in San Diego gewonnenen Erkenntnissen profitieren können.

ICMS-Chronologie

  • 2006: Vorstellung des ICM-Vorhabens durch das Department of Transportation
  • 2010: Auswahl der Interstate 15 in San Diego als einer der USA-weiten Pilotstandorte für die Entwicklung, die Implementierung und den Betrieb eines ICMS.
  • März 2013: ICMS I-15 geht in Betrieb
  • Februar 2014: Erfolgreicher „Coordinated Test Plan“ für eine vollautomatische multimodale Abwicklung eines Vorfalls auf der Autobahn im Bereich des Verkehrskorridors.
  • 2015: Das ICM-Netzwerk San Diego I-15 von Aimsun wird Bestandteil des Versuchsprojekts „Dynamic Mobility Applications (DMA) – Active Transportation and Demand Management (ATDM), Analysis, Modeling and Simulation (AMS)“.
  • 2016: Unterzeichnung eines Wartungsvertrags für die folgenden 5 Jahre. Aimsun und Parsons übernehmen die Systemwartung mit regelmäßigen monatlichen Besprechungen und konstanter Überwachung.
  • Dezember 2016: Vorlage des „Post-Deployment Assessment Reports“ zur Leistungsbeurteilung von Aimsun Live nach der Implementierung.
  • 2017-2018: Auswahl des ICM-Netzes San Diego durch die Federal Highway Administration (FHWA) für die Beurteilung alternativer Konzepte zur Stauentlastung von Autobahnengpässen in Ein-, Ausfahr- und Verflechtungsbereichen.
  • Dezember 2018: Neuer Vertrag über die Implementierung des neuen „Transparity“-Verkehrsleitsystems und des neuen „URMS“-Zuflussregelungsalgorithmus.

Auszeichnungen

Was ist ICMS I-15?

ICMS I-15 ist eines der ersten Anwendungsbeispiele für integriertes prädiktives Verkehrsmanagement. „Vorhersagen statt reagieren“ ermöglicht die vorausschauende Steuerung eines hochkomplexen Verkehrs- und Mobilitätsraums.

Projektzielsetzung sind Betrieb und Management einzelner Verkehrssysteme einschließlich Autobahnnetz, Mautfahrstreifen, Ein- und Ausfallstraßen sowie regionaler ÖPNV als einheitlichen Korridor. ICMS I-15 soll die Kapazität und Effizienz des Verkehrsnetzes optimieren, Verlustzeiten verringern und zuverlässigere Fahrzeiten ohne Investitionen in zusätzliche Infrastruktur (d. h. mehr Fahrstreifen für den Individualverkehr) gewährleisten.

Das angestrebte Zukunftsbild von ICMS I-15 ist der Einsatz von Echtzeit-Werkzeugen zur Erstellung von Prognosen für das gesamte Projektnetzwerk, um passende Strategien für das präventive Staumanagement zu ermitteln. So lassen sich zum Beispiel durch Kombination der Zuflussregelung an Autobahnanschlussstellen mit Änderungen in den Signalplänen des Hauptstraßennetzes sowie entsprechend überwachten Verkehrsumleitungen regelmäßige Staus zu Stoßzeiten bewältigen und dadurch größere Verkehrstörungen bei einmaligen Ereignissen vermeiden

„Ich glaube, wir schaffen gerade eines der umfassendsten und intelligentesten Entscheidungsunterstützungssysteme, die es derzeit in der Branche gibt.“

Alex Estrella, Senior Transportation Planner und ICM Functional Project Manager der SANDAG

Das Projekt konzentriert sich auf einen ca. 32 Kilometer langen Abschnitt der Interstate 15 zwischen San Diego und Escondido und bringt dabei „intelligente“ Verkehrsmanagement-Technologien und -Konzepte ein, die noch nie zuvor in den USA zum Einsatz kamen. So nutzt das zukunftsweisende Entscheidungsunterstützungssystem (DSS) des Projekts Strategien wie netzweite Verkehrsprognosen, Online-Mikrosimulationsanalysen und Echtzeit-Bewertung von Reaktionsstrategien, um Systemmanagern einen umfassenden Überblick über die aktuelle und prognostizierte Leistungsfähigkeit des gesamten Korridors zu vermitteln. Anstatt lediglich auf Verkehrslagen zu reagieren, können Verkehrsmanager nun Probleme vorsehen, bevor sie entstehen, und so durch Einsatz von ICM-Strategien wie reaktive LSA-Synchronisation, koordinierte Zuflussregelung oder Busbevorrechtigung auf Ein- und Ausfallstraßen vorbeugende Maßnahmen ergreifen.

Ein Grund für die Auswahl der I-15 als Versuchsfeld war ihre Infrastrukturumgebung, die einige der modernsten ITS-Einrichtungen wie dynamische Zuflussregelung, adaptive Verkehrregelung auf Parallelstraßen, Richtungswechselbetrieb von HOV- sowie HOT-Fahrstreifen mit dynamischer Mauterhebung sowie Vorwarnsysteme bei Verkehrsunfällen umfasst.

Ramp metering

Aimsun Live

Kernstück der ICM-Lösung ist die Fähigkeit, Überlastungen und Kapazitätsungleichgewichte praktisch in Echtzeit vorherzusagen und zu simulieren. Zur Überwachung und Antzipierung kritischer Überlastungspunkte ermöglicht das DSS kontinuierliche Prognosen im 5-Minuten-Takt, um so nach entsprechender Bewertung die beste Reaktionsstrategie zur Minimierung des Stauaufkommens auszuwählen und genauere Fahrzeiten sowohl für den Individual- als auch den öffentlichen Personennahverkehr zu gewährleisten. Das multimodale Entscheidungsunterstützungssystem (DSS) integriert dabei zwei Tools: das „Intelligent NETworks ATMS“ von Parsons zur Überwachung und Steuerung der Feldgeräte, Center-to-Center-Datenfusion, Ereignisverwaltung und Reaktionsplanerstellung sowie Aimsun Live. Aimsun Live verwendet Live-Datenfeeds und Simulationen zur dynamischen Vorhersage von Verkehrslagen anhand des aktuellen Netzzustands und hilft Systemmanagern so bei der Bewertung ereignisgerechter Reaktions- oder Staumanagementstrategien

Strategy comparison Strategievergleich

„511 San Diego“ – Festnetzverkehrsinfos als mobile App:

Im Mai 2014 startete die vom US-Verkehrsministerium finanzierte kostenlose Mobilanwendung 511 San Diego für iOS und Android. Die von Iteris entwickelte App bietet Echtzeit-Prognosen von Aimsun Live und systembasierte Hinweise, so dass App-Nutzer ihre voraussichtlichen Fahrzeiten auf der I-15, aktuelle Verkehrslagen, Buslinien, Tarife und Ankunftszeiten des ÖV-Betreibers MTS sowie dynamische Echtzeit-Mautgebühren für Express-Lanes abrufen und einsehen können. Darüber hinaus nutzt das System TTS („Text-to Speech“ oder Umwandlung von Text in Sprache) für zeitnahe Verkehrsmeldungen.

The 511 mobile app: The app is fed information from the integrated corridor management system, which uses existing sensors and cameras to gather traffic information along the I-15. Die 511 Mobilanwendung: die App wird mit Bild- und Sensordaten aus dem integrierten Verkehrskorridor-Managementsystem der I-15 gespeist.

Automatisiertes Verkehrsmanagement

Seit 2014 läuft das System auf automatisierter Ebene und übernimmt hier die simulations- und entscheidungsgerechte LSA-Steuerung oder Zuflussregelung. Erfolgreiche Verkehrsmanagemententscheidungen ausschließlich anhand automatisch ausgelöster Echtzeitsimulationen des gesamten multimodalen Verkehrsnetzes sind in den USA praktisch ein absolutes Novum.

Weiterführende Informationen: „Analysis, Modeling, and Simulation for the I-15 Corridor in San Diego, California, FHWA Pre-Deployment AMS Assessment“, August 2012

„Analysis, Modeling, and Simulation for the I-15 Corridor in San Diego, California, FHWA Post-Deployment Assessment Report“, Dezember 2016

At the heart of the DSS is Aimsun Live, which uses live traffic data feeds and simulations to dynamically forecast future corridor traffic conditions based on the current state of the network. Herzstück des DSS ist Aimsun Live, das mittels Live-Verkehrsdatenfeeds und Simulationen auf Grundlage des aktuellen Netzzustands dynamische Vorhersagen über zukünftige Verkehrssituationen des Korridors erstellt.

ATDM und AMS

2015 wurde das ICM-Netz der SANDAG größtenteils dank der erfolgreichen ICM-Umsetzung in das Versuchsprojekt „Dynamic Mobility Applications (DMA), Active Transportation and Demand Management (ATDM), Analysis, Modeling and Simulation (AMS)“ des US Department of Transportation aufgenommen.

Zielstellung ist die Entwicklung realitätsgetreuer Analysewerkzeuge und einer hochauflösenden Versuchsplattform zur Erprobung neuer und weiterentwickelter Konzepte sowie Nachbildung realistischer Abläufe in einer Simulationsumgebung. Die zunehmende Verbreitung von ITS-Anwendungen in Verbindung mit dem weitreichenden und zukunftsweisenden Einsatz von Modellierungen für Planungs- und Betriebsaufgaben macht das Modell San Diego I-15 der SANDAG zur perfekten Versuchsumgebung für ATDM und DMA. Dabei soll das ICM-Netz darüber Aufschluss geben, welche Rolle Prognosen innerhalb des aktiven Verkehrs- und Nachfragemanagements spielen, und die Einbindung neuer Funktionen wie Geschwindigkeitsharmonisierung und dynamische Verflechtungssteuerung (DMC) in den Korridor sowie die Prognosedauer als Einflussgröße auf die Leistungsfähigkeit eines Entscheidungsunterstützungssystems untersuchen.

Intelligent Network Flow Optimization (INFLO) und Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) sind bereits in Aimsun Live integriert, multimodale intelligente Lichtsignalsysteme (MMITSS) und TCA (Trajectory Conversion Algorithm) werden in Kürze folgen.

Weiterführende Informationen: „Analysis, Modeling, and Simulation (AMS) Testbed Development and Evaluation to Support Dynamic Mobility Applications (DMA) and Active Transportation and Demand Management (ATDM) Programs, FHWA Evaluation Report for the San Diego Testbed“, Juli 2017