Untersuchung von Verkehrsmaßnahmen mit Hilfe der "Spinnenanalyse"

November 2023 — Technischer Hinweis #82

Tessa Hayman

Produktspezialistin

Bei der Bewertung von Verkehrsmaßnahmen kann es nützlich sein, zu verstehen, wie verschiedene Verkehrsmaßnahmen miteinander interagieren können. Dies kann Ihnen helfen, potenzielle Synergien zwischen den Verkehrsmaßnahmen zu erkennen und eine Untergruppe von Szenarien zu identifizieren, die mit einer detaillierten Modellierung getestet werden können. In dieser technischen Mitteilung wird eine Methode zur Analyse dieses Problems anhand der Ergebnisse des SINAT-Projekts des britischen Verkehrsministeriums vorgestellt.

In Aimsun Next ist es möglich, alle Fahrten zu beobachten, die durch eine Gruppe von Abschnitten führen oder von einer Reihe von Bezirken ausgehen, indem man die Registerkarte „Pfadzuweisung“ verwendet. Dies ist ein leistungsfähiges Analyse-Tool, da Sie jede Fahrt, die von der Verkehrsmaßnahme betroffen ist, sehr schnell ausgeben oder die Bewegungen von Sektor zu Sektor bewerten können.

Die vorgeschlagene Methode besteht darin, die Spinnenanalyse zu verwenden, um die Fahrten, die jede Verkehrsmaßnahme durchlaufen, zu verstehen und die Gemeinsamkeiten der Verkehrsströme im gesamten Netz sowie die Gemeinsamkeiten der Nutzer der Verkehrsmaßnahmen zu bewerten. Die Gemeinsamkeit der Verbindungsströme wird zur Bewertung der Synergie zwischen den beiden Verkehrsmaßnahmen verwendet – wobei sich beide Verkehrsmaßnahmen auf eine Reihe von Verbindungsflüssen überall im Netz auswirken können. Die Gemeinsamkeit der Fahrten (unter Verwendung der Kenngrößenmatrizen) wird zur Bewertung der Alternativen zwischen den beiden Verkehrsmaßnahmen verwendet – um die Auswirkungen einer alternativen Streckenführung zwischen den beiden Verkehrsmaßnahmen für dieselben OD-Paare zu bewerten.

Als Beispiel werden wir das obige Verfahren anwenden, um die gemeinsamen Auswirkungen von zwei Verkehrsmaßnahmen an den in der nachstehenden Abbildung dargestellten Standorten zu analysieren. Die Verkehrsmaßnahmen bestehen in der Neugestaltung von zwei Kreuzungen.

Um diese Analyse durchzuführen, müssen Sie mit einem makroskopischen Modell mit einem angemessenen Kalibrierungsgrad und einer Pfadzuweisung beginnen. Sie können auch ein dynamisches Modell verwenden, aber Sie sollten vorsichtig sein, wenn Sie ein Intervall bewerten, da die Registerkarte für die Pfadzuweisung nach dem Zeitpunkt der Fahrzeuggenerierung filtert und nicht nach dem Zeitpunkt, zu dem ein Fahrzeug in einen Abschnitt einfährt oder ihn verlässt, wenn Sie einen Abschnittsfilter verwenden.

1. Erstellen Sie eine Gruppierung für jede Verkehrsmaßnahme mit dem Eingabebereich für die Verkehrsmaßnahme. Es ist wichtig, dass Sie nur die ankommenden Streckenabschnitte einbeziehen, die das von der Verkehrsmaßnahme betroffene Gebiet abgrenzen, d.h. es sollte keinen Verkehrfluss geben, der mehr als einen Streckenabschnitt in der Gruppierung benutzt, um eine Doppelzählung zu vermeiden. Es ist nicht notwendig, das Layout der Verkehrsmaßnahmen zu programmieren, Sie müssen nur die Position im Basismodell angeben.

2. In dem Pfadzuweisungs-Tab, wählen Sie die Gruppierung für Verkehrsmaßnahme 1 als Streckenfilter. Beachten Sie, dass die Gruppierungen am unteren Ende der Dropdown-Liste aufgeführt sind. Dann setzen Sie die logische Operator-Verknüpfung “Oder” um Pfade auszuwählen, die jede Strecke in der Gruppierung durchlaufenundnicht Pfade, die durch jede Strecke führen (wenn Sie in die Gruppierung nur abgegrenzte Strecken einbezogen haben wie oben erläutert, sollten Sie keine Pfade erhalten, wenn Sie „Und“ einstellen).

3. Klicken Sie auf Pfade auflisten, um alle Fahrten zu sehen, die durch eine beliebige Strecke in Verkehrsmaßnahme 1 führen.

4. Gehen Sie zu Aktionen, Ausgabematrizen, um die Kenngrößenmatrizen zu erstellen. Diese werden so gefiltert, dass sie nur die Fahrten enthalten, die durch eine Strecke in Verkehrsmaßnahme 1 führen. Klicken Sie auf OK, um die Matrizenobjekte zu erstellen.

5.Gehen Sie zu den Matrizen und benennen Sie die Kenngrößenmatrix der Fahrten mit dem Namen der Verkehrsmaßnahme um. Sie ist die einzige Matrix, die Sie für diese Analyse benötigen.

6. Klicken Sie auf  „Spinnenanalyse„, um die Auswahl Spinnenanalyse auszuführen. Dies erzeugt eine Ausgabe in der Ansicht mit den Gesamtverkehrsströmen jeder Fahrt, die durch einen beliebigen Streckenabschnitt der Verkehrsmaßnahme führt.

7. Gehen Sie zum Dropdown-Menü „Aktion“ und wählen Sie „Spinnenanalyse speichern“. Dadurch werden die Ausgaben in den Spalten der Streckenabschnitte gespeichert, so dass Sie die Daten für die Interaktionsanalyse der Verkehrsmaßnahme exportieren können.

8. Wiederholen Sie dies für Verkehrsmaßnahme 2.

9. Um die Auswahl der Verkehrsbelastungen zu exportieren, öffnen Sie die Tabellenansicht, zeigen Sie alle Streckenabschnitte an und gehen Sie auf „Aktion“, „Spaltensichtbarkeit“. Blenden Sie alle Spalten außer dem Namen und der externen ID aus und machen Sie die Verkehrsbelastung für beide Verkehrsmaßnahmen sichtbar. Dies heißt Ausgabe der Spinnenanalyse – Static Assignment Experiment xxx mit dem Filter, welcher der Gruppierung entspricht. Gehen Sie zu Aktionen, um die Daten zu kopieren und in die Analyse der Tabellenkalkulation einzufügen.

10. Um die Kenngrößenmatrizen in Listen umzuwandeln, wählen Sie beide Kenngrößenmatrizen aus und klicken Sie auf Matrizenvergleich. Klicken Sie auf Aktionen, kopieren Sie die Daten und fügen Sie sie in die Analyse der Tabellenkalkulation ein.

Analyse

Die absolute Verbesserung des Verkehrsflusses zwischen Verkehrsmaßnahme 1 und Verkehrsmaßnahme 2 ist die Auswahl der Verkehrsbelastung für Verkehrsmaßnahme 1 unter Verwendung der Verbindungen zur Verkehrsmaßnahme 2. Mit anderen Worten, es ist der Verkehrsfluss, der durch beide Verkehrsmaßnahmen geht. Beachten Sie, dass der Fluss für Verkehrsmaßnahme 1 unter Verwendung der Links in Verkehrsmaßnahme 2 gleich dem Fluss für Verkehrsmaßnahme 2 unter Verwendung der Links in Verkehrsmaßnahme 1 ist.

Um dies zu berechnen, filtern Sie die Verkehrsbelastung für Verkehrsmaßnahme 1 in der Tabellenkalkulation so, dass nur die Verbindungen zur Verkehrsmaßnahme 2 angezeigt werden und summieren Sie den Verkehrsfluss auf. Es ist zu beachten, dass die Summierung der Verkehrsflüsse ohne Doppelzählung möglich ist, da wir in jeder Gruppierung nur die in das Plangebiet einfließenden Streckenabschnitte berücksichtigt haben, so dass es keinen Verkehrsfluss gibt, der mehr als einen Streckenabschnitt nutzen kann. Wenn diese Bedingung nicht gewährleistet werden kann, ist der höchste Verkehrsdurchfluss (repräsentative Hauptverbindung) zu nehmen, anstatt zu summieren.


Streckenabschnitt ID

Gesamt
Relativ
Verkehrsfluss
Synergie


Verkehrsmaßnahme 1


über Verkehrsmaßnahme 2

Verkehrsmaßnahme 1 gesamt
3096

130

454
3182

48

350
3079

81

303
3086

0.4

0.9


258

1108


23%


Verkehrsmaßnahme 2


über Verkehrsmaßnahme 1

Verkehrsmaßnahme 2 gesamt
3753

30

564
3288

178

357
3682

51

761


258

1682


15%

In dem von uns analysierten Beispielnetz fahren 1108 Fahrzeuge in Verkehrsmaßnahme 1 und 1682 Fahrzeuge in Verkehrsmaßnahme 2 jeweils. Davon durchlaufen 258 Fahrzeuge sowohl Verkehrsmaßnahme 1 als auch Verkehrsmaßnahme 2.

Um die relative Verbesserung des Verkehrsflusseszwischen einem Paar von Verkehrsmaßnahmen zu berechnen, teilen Sie die absolute Verkehrsflusssynergie für das Paar von Verkehrsmaßnahmen durch den Gesamtverkehrsfluss, der durch eines der Verkehrsmaßnahmen fließt. Es ist zu beachten, dass die relative Verbesserung des Verkehrsflusses nicht symmetrisch ist.

In dem von uns untersuchten Beispielnetz, beträgt die relative Verbesserung des Verkehrsflusses für Verkehrsmaßnahme 1 23% und für Verkehrsmaßnahme 2 15%.

Die absolute Verkehrsflussalternative zwischen Verkehrsmaßnahme 1 und Verkehrsmaßnahme 2 ist die Summe der Fahrten in Verkehrsmaßnahme 2, bei denen es Fahrten von demselben OD-Paar in Verkehrsmaßnahme 1 gibt.

Dabei ist die Anzahl der Fahrten vom Ausgangsort O zum Zielort D, die die Verkehrsmaßnahme i durchlaufen.

Dabei werden sowohl die Fahrten erfasst, die zwischen parallelen Verkehrsmaßnahmen aufgeteilt sind, als auch die Fahrten in aufeinanderfolgenden Verkehrsmaßnahmen (Verkehrsmaßnahmen in Synergie). Um die Verkehrsflussalternativen von den Verbesserungen des Verkehrsflusses zu trennen, müssen Sie daher die absolute Verbesserung des Verkehrsflusses subtrahieren.

Zur Durchführung dieser Analyse verwenden wir die mit der Spinnenanalyse erstellten Kenngrößenmatrizen der Fahrten.


Synergie                    Gesamt

Alternative






Verkehrsmaßnahme 1      






über Verkehrsmaßnahme 2

Verkehrsmaßnahme 1 gesamt






258

1108
Fahrten, die unter
Verkehrsmaßnahme 1 und / oder Verkehrsmaßnahme 2 fallen könnten
Ohne Fahrten, die unter
Verkehrsmaßnahme 1 UND Verkehrsmaßnahme 2 fallen

Relativ
334
76
7%
Verkehrsmaßnahme 2      
über Verkehrsmaßnahme 1

Verkehrsmaßnahme 2 gesamt
258

1682
198
198
12%

In dem von uns analysierten Beispielnetz, gibt es 334 Fahrten, die durch die Verkehrsmaßnahme 2 führen und sich OD-Paare mit Fahrten teilen, die durch die Verkehrsmaßnahme 1 führen. Das heißt, es gibt 334 Fahrten, die potenziell auch über die Verkehrsmaßnahme 1 laufen könnten, wenn die Routenwahl anders wäre. Es gibt 456 Fahrten, die die Verkehrsmaßnahme 1 durchlaufen und sich OD-Paare mit Fahrten teilen, die durch die Verkehrsmaßnahme 2 führen. 2.

Um den Synergieeffekt zu eliminieren, sollte die absolute Verbesserung des Verkehrsflusses für jede Verkehrsmaßnahme von der Verkehrsflussalternative abgezogen werden, was 76 bzw. 198 Fahrten für Verkehrsmaßnahme 1 bzw. Verkehrsmaßnahme 2 ergibt.

Die relative Verkehrsflussalternative zwischen einem Paar von Verkehrsmaßnahmen, Teilen Sie die absolute Verkehrsflussalternative für die Verkehrsmaßnahme-Paar durch den Gesamtverkehrsfluss, der durch eines der Verkehrsmaßnahmen fließt.

In dem von uns analysierten Beispielnetz beträgt die relative Verkehrsflussalternative 7 % bzw. 12 % für Verkehrsmaßnahme 1 und Verkehrsmaßnahme 2.

Durch den Vergleich mehrerer Verkehrsmaßnahmen in einem Netz mit dieser Methode, können die Modellierer entscheiden, welche Verkehrsmaßnahmen in einem Szenario zusammen getestet werden sollten, um ihre Auswirkungen besser beurteilen zu können.

Bei einer großen Anzahl von Systemen kann dieser Analyseprozess mit Hilfe von Skripten in Aimsun Next durchgeführt werden.

Weitere technische Hinweise

Untersuchung von Verkehrsmaßnahmen mit Hilfe der „Spinnenanalyse“

Tessa Hayman erklärt, dass es bei der Bewertung von Verkehrsmaßnahmen nützlich sein kann, zu verstehen, wie verschiedene Verkehrsmaßnahmen miteinander interagieren können. Dies kann Ihnen helfen, potenzielle Synergien zwischen den Verkehrsmaßnahmen zu erkennen und eine Untergruppe von Szenarien zu identifizieren, die mit einer detaillierten Modellierung getestet werden können.

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Zitieren Aimsun Next

Aimsun Next 23

Aimsun (2023). Aimsun Next 23 User's Manual, Aimsun Next Version 23.0.0, Barcelona, Spanien. Zugriff am: July. 19, 2023. [Online].
Verfügbar: https://docs.aimsun.com/next/23.0.0/


Aimsun Next 20.0.5

Aimsun (2021). Aimsun Next 20.0.5 User's Manual, Aimsun Next Version 20.0.3, Barcelona, Spanien. Accessed on: May. 1, 2021. [In software].
Available: qthelp://aimsun.com.aimsun.20.0/doc/UsersManual/Intro.html

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Aimsun Next 20.0.5

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A1 - Aimsun
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Y1 - 2023
Y2 - Accessed on: Month, Day, Year
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PB - Aimsun
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