Einfluss von Instationarität auf die Wartezeit an Knotenpunkten mit und ohne Lichtsignalanlage

Für die Bewertung der Verkehrsqualität an plangleichen Knotenpunkten legt das
Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) die mittlere
Wartezeit von Fahrzeugen zugrunde. Sie berechnet sich auf Basis der Kapazität
und der Verkehrsstärke in einer Analyseperiode, die meist der Spitzenstunde
entspricht. Gerade in diesem Zeitraum schwankt die Verkehrsstärke in kurzen
Zeitintervallen häufig in ihrer Höhe. Außerdem kann in einzelnen Intervallen die
Verkehrsnachfrage durchaus die Kapazität erreichen oder sogar überschreiten.
Die Verfahren zur Berechnung der Wartezeit berücksichtigen diese Schwankungen,
also die Instationarität, der Verkehrsstärke nur teilweise. Für Knotenpunkte
mit Lichtsignalanlage enthält die Methodik zur Berechnung der mittleren
Wartezeit den Instationaritätsfaktor. Dieser ergibt sich aus der höchstbelasteten
Viertelstunde innerhalb der Analyseperiode und geht von einem parabelförmigen
Verlauf der Verkehrsstärkeganglinie innerhalb dieser Zeit aus.
Im Rahmen dieser Arbeit wird anhand von Messdaten das Vorkommen unterschiedlicher
Formen instationärer Verkehrsstärkeverläufe analysiert. Davon ausgehend
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wird eine Reihe von Zuflussprofiltypen entworfen, die zur Modellierung
instationärer Zuflüsse innerhalb mikroskopischer Verkehrsfluss-Simulationen
dienen.
Mittels der Simulationsmodelle wird der Einfluss von Instationarität auf die
Wartezeit an Knotenpunkten untersucht. Die Ergebnisse für lichtsignalgeregelte
Knotenpunkte zeigen, dass in den meisten Fällen ein instationärer Fahrzeugzufluss
zu einer höheren mittleren Wartezeit führt als eine gleichbleibende Belastung
über den untersuchten Zeitraum hinweg. Die Wartezeiten fallen für die Simulationsergebnisse
im Durchschnitt geringer aus als bei der Berechnung mit dem
Verfahren des HBS (2015). Zur genaueren Berücksichtigung der Instationarität in
diesem Verfahren wird ein neuer Instationaritätsfaktor auf Basis der Simulationsergebnisse
entwickelt und mithilfe empirischer Daten validiert. Dieser Faktor
enthält neben dem Verhältnis der Verkehrsstärke der höchstbelasteten Viertelstunde zu jener der gesamten Stunde auch die Verteilung der Belastung auf die
beiden Stundenhälften sowie den Auslastungsgrad des Betrachtungszeitraums.
Wird im Verfahren zur Berechnung der mittleren Wartezeiten nach dem HBS
statt des bestehenden der neu entwickelte Instationaritätsfaktor verwendet, so
stimmen diese besser mit den Ergebnissen aus der Simulation überein.
Für vorfahrtgeregelte Knotenpunkte kann kein eindeutiger Einfluss von Instationarität
der Verkehrsstärke erfasst werden, der für die Bewertung der Verkehrsqualität
von Bedeutung ist.