Abbildung 1: Raum-Zeit-Diagramme, die die Durchschnittsgeschwindigkeit während der Hauptverkehrszeit auf 2 verschiedenen Autobahnen darstellen (Yuan et al., 2015)

In diesen Diagrammen ist die x-Achse die Zeit und die y-Achse die Position entlang des Korridors der nachfolgenden Detektorstationen. Die Farbe in jeder Zelle steht für die Durchschnittsgeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt und an diesem Ort. Grüne Farbtöne stehen für unbelastete Bedingungen, während gelbe und rote Farbtöne für zunehmend belastete Bedingungen stehen.

In dieser technischen Notiz wird erklärt, wie man in Aimsun Next einen Geschwindigkeitskonturplot erstellt.

Historischer Datensatz und typisches Tagesverkehrsaufkommen

Wir erhielten Geschwindigkeitsmessungen von Detektoren an mehreren Wochentagen auf einer Autobahn. Wir stellten fest, dass an fast jedem Wochentag während der morgendlichen Hauptverkehrszeit zwei Stauereignisse zur gleichen Zeit auftraten Standorte. Abbildung 2 zeigt das gesamte Netz, in dem mehrere Detektoren auf der Autobahn (Richtung Südosten) installiert sind, und die Standorte der beiden Ereignisse sowie die maximale Länge der Warteschlangen.

Abbildung 2:Autobahndetektoren und die Orte der beiden Ereignisse sowie die maximale Länge der Warteschlange.

Die Geschwindigkeitsmessungen wurden von mehreren gleichmäßig entlang der Autobahn verteilten Detektoren (1 Detektor alle 300 m) in der Zeit von 04:00 Uhr bis 11:00 Uhr im 5-Minuten-Takt durchgeführt. Ein Geschwindigkeitskonturdiagramm (Abbildung 3 unten) ermöglichte es uns, die Daten besser zu visualisieren und zu verstehen, indem wir die beiden Engpässe und die entsprechenden maximalen Warteschlangenlängen sofort identifizieren konnten

Abbildung 3: Raum-Zeit-Diagramm zur Darstellung der Durchschnittsgeschwindigkeit in der morgendlichen Spitzenstunde auf einer Autobahn an einem Wochentag.

Für beide Ereignisse ist die Zelle unten rechts (Warteschlange des Pfeils) gibt den Beginn des Segments am Anfang des Staus an, während das Zelle oben links (Spitze des Pfeils) zeigt das Ende des Staus an. Die beiden Engpässe (der große, dunkelrote Bereich) sind deutlich zu erkennen, ebenso wie die Ausbreitung der Warteschlange, die durch die blauen Pfeile angezeigt wird. Das erste Ereignis begann um 06:00 Uhr am Detektor D+3.9 und die Warteschlange erreichte Detektor D+1.5 (2,4 km Warteschlangenlänge) um 08:15 Uhr. Das zweite Ereignis begann um 07:10 Uhr am Detektor D+1,2 und der Verkehr erholte sich um 08:15 Uhr bei D+0,6.

Verkehrsstörung an einem Wochentag

Einer der Tage des Datensatzes, den wir erhalten haben, wies nicht das gleiche Überlastungsmuster auf (Abbildung 4). Um 06:00 Uhr morgens ereignete sich am Detektor D+5.7 ein Vorfall, der zu einem anormalen (nicht wiederkehrenden) Stau in südöstlicher Fahrtrichtung beitrug, der 30 Minuten dauerte und die Sperrung von 2 der 4 Fahrspuren an dieser Stelle und damit einen erheblichen Rückstau zur Folge hatte. In Abbildung 4 wird der Geschwindigkeitsabfall anhand einer Raum-Zeit-Heatmap (Geschwindigkeit) dargestellt. Gegen 08:40 Uhr konnte der Verkehr auf der Autobahn wieder aufgenommen werden.

Abbildung 4: Raum-Zeit-Diagramm, das die Durchschnittsgeschwindigkeit während der Morgenspitze auf einer Autobahn an einem Wochentag mit einem Vorfall darstellt.

Simulation eines typischen Tages und eines Vorfalls in Aimsun Next

Bei der Erstellung eines Verkehrsmodells ist die Kalibrierung und Validierung eines Geschwindigkeitskonturdiagramms von großem Nutzen, da dadurch nicht nur sichergestellt wird, dass Zeitpunkt und Ort des Staus richtig sind, sondern auch das Ausmaß des Staus, die Geschwindigkeit, mit der er sich stromaufwärts ausbreitet, und die Geschwindigkeit, mit der er sich wieder auflöst. In dieser Fallstudie haben wir zwei kleinere Engpässe auf der Autobahn für das typische Tagesszenario und einen größeren Engpass für das Störfallszenario nachgestellt.

In Aimsun Next können Sie ein Raum-Zeit-Diagramm erstellen, das alle von den Detektoren erfassten Ergebnisse (Anzahl, Dichte, Wegstrecke, Belegung, Geschwindigkeit) zeigt. Folgen Sie einfach den unten beschriebenen Schritten:

1. Aktivieren Sie das Raum-Zeit-Diagramm durch Auswahl von Datenanalyse in der Menüleiste und klicken Sie dann aufRaum-Zeit-Diagramm.
   
   
2. Erstellen Sie einen Detektorsatz. Ein Detektorset ist eine geordnete Sammlung von Detektoren. Um einen Detektorsatz zu erstellen, klicken Sie auf die Registerkarte „Detektorsätze“ und dann auf „Satz hinzufügen„. Fügen Sie dann Detektoren zu diesem Detektorset hinzu, indem Sie die gewünschten Detektoren (oder Detektorstationen, wenn Sie einen Detektor pro Spur haben) auswählen, beginnend mit dem stromaufwärts gelegenen Detektor und stromabwärts gehend.

   

   Abbildung 6: Aimsun Next Space Time Diagramm – Registerkarte Detektorsätze

3. Gehen Sie zurück zur Registerkarte „Main“ und wählen Sie das soeben erstellte Detektorset, die Spalte mit der gewünschten Ausgabe (in diesem Fall die Geschwindigkeit für das typische Tagesszenario) und die Darstellung als Raum/Zeit.

Abbildung 7 zeigt das Geschwindigkeitskonturdiagramm der Simulation eines typischen Tages; Sie können feststellen, dass es mit den realen Durchschnittsgeschwindigkeitsdaten für das Wochentagsmuster übereinstimmt.

Abbildung 7: Aimsun Next Space Time Diagramm – Hauptsächlich für das Wochentagsmuster

Figure 8 shows the traffic density at 08:00 a.m. on the motorway for the weekday pattern.

Abbildung 8: Verkehrsdichte um 08:00 Uhr morgens auf der Autobahn für das Wochentagsmuster.

Wählen Sie nun als Spalte die Geschwindigkeit, die sich auf den Simulationslauf mit dem Vorfall bezieht. Figure 9 shows the velocity contour plot of the scenario with incident; you can see that it also matches the corresponding real data quite well.

Abbildung 9: Aimsun Next Space Time Diagram – Main für einen Wochentag mit einer Störung.

Abbildung 10 zeigt die Verkehrsdichte um 06:35 Uhr auf der Autobahn für einen Wochentag mit einem Zwischenfall.

Abbildung 10: Verkehrsdichte um 06:35 Uhr auf der Autobahn für einen Wochentag mit einem Zwischenfall.