Signalpläne anhand der Verkehrsbelastung erstellen

Technische Mitteilung #58

Von Marga Delgado

April 2021

Was tun, wenn keine Signalprogrammdaten verfügbar sind? Vor diesem Problem stehen Sie möglicherweise, wenn Sie mit Zukunftsszenarien arbeiten, die noch nicht vollständig ausmodelliert sind, oder bei einem ersten Herantasten vom makroskopischen an den dynamischen Bereich. In dynamischen Simulationen können Sie den Verkehr an einfachen Kreuzungen mit vertikalen Vorrangzeichen (Vorfahrt- und Stoppzeichen) steuern, bei komplexeren Kreuzungen, die mittels Lichtsignalanlagen geregelt werden sollen, kommen Sie jedoch nicht mehr ohne diese Daten aus.

Aimsun Next bietet eine Funktion, mit der sich anhand der Verkehrsbelastung durch zufahrende oder abbiegende Fahrzeuge ein sinnvolles Signalprogramm (fest oder verkehrsabhängig) für einen einzelnen oder eine Gruppe von Knoten abschätzen lässt – eine Information, die Sie manuell aus Feldbeobachtungen eingeben oder automatisch aus einer makroskopischen Umlegung extrahieren können. Beachten Sie, dass bei der Berechnung des Signalplans für mehrere Knoten der Versatz nicht automatisch berechnet wird, so dass Sie nach der Berechnung der Pläne manuelle Anpassungen vornehmen müssen, um die Koordinierung innerhalb eines Korridors sicherzustellen.

Bei Auswahl eines bestehenden Signalprogramms unter »Use Control Plan« wird die Phasenzuordnung der Signalgruppen zu Phasen sowie die Phasenfolge nicht durch das Berechnungsverfahren verändert. Dies ist nützlich, wenn Sie das tatsächliche Signalprogramm des Ausgangsszenarios an die Nachfrageänderung in einem zukünftigen Szenario anpassen möchten. Beachten Sie, dass dabei das ausgewählte Signalprogramm überschrieben wird. Sie sollten daher zunächst eine Kopie des Ausgangsprogramms erstellen und die Berechnung anhand dieser Kopie durchführen.

Sind bei Auswahl von »Generate New Control Plan« unter »Use Control Plan« bereits Signalgruppen in einem Knoten definiert, so werden diese verwendet. Enthält der Knoten hingegen keine Signalgruppen, so werden diese automatisch anhand einer Logik erstellt, die nicht konfligierende Abbieger in der gleichen Phase gruppiert und die Verkehrsströme jeder Phase in eine Signalgruppe pro Zufahrt aufteilt.

Angenommen, wir haben in einem Modell zwei Kreuzungen, wo die Signalsteuerung einmal verkehrsabhängig erfolgen soll (Kreuzung links) und einmal nicht vorgegeben ist (Kreuzung rechts). Bei Durchführung einer statischen Umlegung ist zu sehen, dass die N-S-Achse eine geringere Belastung aufweist als die O-W-Achse.

Rufen Sie die Option »Generate Control Plan« über die Option »Volumes« im Kontextmenü des Knotens auf:

Wählen Sie entweder das Umlegungsexperiment aus, dessen Belastungen verwendet werden sollen, oder geben Sie diese in die Tabelle »Node Volumes« ein. Stellen Sie anschließend die restlichen Signalprogrammparameter ein, damit Aimsun Next einen neuen Signalplan erstellen kann:

Aimsun Next hat jetzt 4 Signalgruppen erstellt (eine pro Zufahrt), die Signalgruppen ohne Konflikte in zwei Phasen gruppiert, die optimale Umlaufdauer mit der Webster-Formel berechnet und diese den jeder Phase zugeordneten Abbiegerbelastungen entsprechend auf die jeweiligen Phasen aufgeteilt, was zu einer längeren Grünzeit für die O-W-Achse führt.

Falls Sie die Signalgruppen im Voraus kennen, können Sie diese vor Generierung des Signalplans im Knoten erstellen, so dass nur noch eine Gruppierung in Phasen erforderlich ist.

Aimsun Next erkennt, dass die Signalgruppen bereits existieren und verwendet sie bei der Generierung des neuen Signalplans.

Diese Signalgruppenkonfiguration führt zu folgendem Signalplan:

Abschließend haben Sie es möglicherweise mit einem komplexeren Knoten zu tun, bei dem Sie nicht nur die Signalgruppen, sondern auch die Phasenfolge kennen und nur die Umlauf- und Phasendauer berechnen möchten.

Angenommen, dass die Kreuzung rechts im zukünftigen Szenario weitere Fahrstreifen erhält und Linksabbiegen zulässt. Möglicherweise möchten Sie einen komplett neuen Signalplan erstellen oder die gleichen Signalgruppen und die gleiche Phasenfolge wie bei der Kreuzung links reproduzieren. Für letzteres müssen Sie die entsprechenden Signalgruppen und einen „leeren“ Signalplan erstellen, der nur die Phasenfolge und die jeder Phase zugeordneten Signalgruppen bereitstellt (die eingestellte Umlauf- und Phasendauer ist also unerheblich).

Um für jeden Abbieger die voraussichtlichen Verkehrsbelastungen zu ermitteln, müssen Sie für das zukünftige Szenario eine makroskopische Umlegung durchführen:

…und dann einen Signalplan berechnen, indem Sie diesmal anstelle der Option »Generate New Control Plan« den soeben erstellten „leeren“ Signalplan auswählen:

Da Sie die Option angewählt haben, einen Signalplan für eine verkehrsabhängige LSA-Steuerung zu erstellen, erzeugt Aimsun Next die dafür erforderlichen Detektoren, ordnet diese zu und berechnet anhand der auf die einzelnen Abbieger umgelegten Belastungen für jede der von Ihnen definierten Phasen die minimale und maximale Grünzeit.

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