Einfluss verschiedener internationaler Verkehrsregelungen auf die Kapazität von zweistreifigen Kreisverkehren

Kreisverkehre stellen eine elementare Knotenpunktform im europäischen Straßenraum dar. Der sogenannte ‚kleine Kreisverkehr‘ gilt in Bezug auf die Verkehrssicherheit als die sicherste Form eines plangleichen Straßenknoten-punkts und weist zudem in der Regel höhere Kapazitäten als andere vorfahrtsgeregelte Knotenpunktformen auf. Eine Ausprägung des ‚kleinen Kreisverkehrs‘ ist der ‚kleine zweistreifig befahrbare Kreisverkehr‘, der die Kapazität eines einstreifigen Kreisverkehrs durch eine zweistreifig befahrbare Kreisfahrbahn und nach Bedarf durch zweistreifige Zufahrten erhöht. ... mehrInternational gibt es hierbei verschiedene Empfehlungen oder sogar gesetzliche Vorgaben zur Nutzung dieser zweistreifigen Elemente (nachfolgend als Fahrweisen deklariert). Die vorliegende Arbeit geht der Frage nach, inwiefern diese Empfehlungen oder Vorgaben die Kapazität positiv beeinflussen.
Untersucht werden hierzu konkret zwei verschiedene Fahrweisen. Fahrweise 1 empfiehlt dabei die Nutzung des linken Fahrstreifens einer Zufahrt sowie des inneren Fahrstreifens der Kreisfahrbahn allein für die Linksabbiegeströme, während Fahrweise 2 die Nutzung des linken Fahrstreifens einer Zufahrt sowie des inneren Fahrstreifens der Kreisfahrbahn für alle Linksabbiegeströ-me und alle Geradeausströme vorschreibt.
Strombetrachtungen zeigen, dass die Fahrweise in der Theorie starke Auswirkungen auf die Verteilung der einzelnen Verkehrsströme auf die zweistreifigen Elemente hat. Da die aktuell in den Richtlinien verankerten Berechnungsverfahren für zweistreifige Kreisverkehre keine Möglichkeit bieten, diese Umverteilung von Verkehrsströmen zu berücksichtigen, werden zum einen alternative Berechnungsverfahren adaptiert und zum anderen eine Untersuchung mittels mikroskopischer Verkehrsflusssimulation durchgeführt.
Berechnungen auf Basis des aus dem ‚Arbeitspapier Turbokreisverkehre‘ auf ‚kleine zweistreifig befahrbare Kreisverkehre‘ adaptierten Verfahrens weist darauf hin, dass diese Umverteilung starke Auswirkungen auf die Kapazität eines ‚kleinen zweistreifig befahrbaren Kreisverkehrs‘ haben kann. Beispielsweise zeigt sich eine Verringerung der Kapazität um 14 % bis 24 % bei Fahrweise 2 gegenüber der Fahrweise 1 in Abhängigkeit der Verteilung der Gesamtverkehrsstärke auf eine definierte Haupt- und eine definierte Nebenrichtung. Berechnungen nach dem Verfahren von WU & BRILON zeigen hingegen beispielsweise maximale Abweichungen von rund 6,5 %.
Im Rahmen der Untersuchung der Fragestellung mittels der mikroskopischen Verkehrsflusssimulation wird eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, einzelne Fahrzeuge einem Verkehrsstrom zuzuordnen, die Bewegungslinien der Fahrzeuge (Trajektorien) zu analysieren und Bereiche des Kreisverkehrs zu identifizieren, an denen es zu verringerten Geschwindigkeiten kommt. Dies ermöglicht die Umverteilung in der Simulation der erfassten Verkehrsströme gemäß den Vorgaben der beiden betrachteten Fahrweisen und bietet neue Möglichkeiten zur Kalibrierung. Bei der Erstellung des Simulationsmodells und dessen Kalibrierung werden Problemstellen bzw. Einschränkungen der Modellierung beleuchtet, deren Auswirkungen diskutiert und Lösungsansätze aufgezeigt.
Im abschließenden Simulationsexperiment wird zum einen am Praxisbeispiel des ‚Pullacher Kreisels‘ untersucht, wie sich die Verkehrsqualität der im Rahmen der Verkehrsuntersuchung beobachteten Verkehrsabläufe bei Anwendung der Fahrweisen 1 und 2 verändert. Hierbei werden keine positiven Effekte einer strikt vorgegebenen Fahrweise festgestellt, auch nicht bei Steigerung der Verkehrsbelastung. Zum anderen wird im Simulationsexperiment systematisch untersucht, welche Kapazitäten bei Variation der Verteilung der Gesamtverkehrsbelastung auf eine definierte Haupt- und eine definierte Nebenrichtung theoretisch erreicht werden können. Fahrweise 2 weist hier zwischen 20 % und 28 % geringere Kapazitäten als Fahrweise 1 auf. Schlussendlich kann somit keine Empfehlung für feste Regelungen an zweistreifigen Kreisverkehren ausgesprochen werden, da keine Fahrweise eine eindeutig positive Beeinflussung der Kapazität mit sich bringt. Vielmehr bestätigen die Ergebnisse die in weiten Teilen der Welt vorhandene Freiheit bei der Fahrstreifenwahl.

Roundabouts are a fundamental form of junction in the European road network. In terms of road safety, they are considered to be the safest form of a road intersection and also generally have a higher capacity than other priority-ruled intersections. One type of roundabouts is the two-lane roundabout, which increases the capacity of a single-lane roundabout by adding a second circulating lane and, if required, two-lane approaches. Internationally, there are various recommendations or even legal requirements for the use of these two-lane elements (hereafter declared as driving patterns). ... mehrThis dissertation examines the extent to which these recommendations or requirements have a positive influence on capacity.
Specifically, two different driving patterns are analysed. Driving pattern 1 recommends the use of the left lane of an approach and the inner lane of the circulating lane for left-turning flows only, while driving pattern 2 prescribes the use of the left lane of an approach and the inner lane of the circulating lane for all left-turning flows and all straight-ahead flows.
Flow analyses show that, in theory, the driving pattern has a strong impact on the distribution of the individual traffic flows on the two-lane elements. As the calculation methods for two-lane roundabouts currently laid down in the guidelines do not offer the possibility of taking this redistribution of traffic flows into account, alternative calculation methods were adapted and an microsimulation analysis was carried out.
Calculations based on the method adapted from the German ‘Arbeitspapier Turbokreisverkehre’ to two-lane roundabouts indicate that this redistribution can have a strong impact on the capacity of a two-lane roundabout. For example, a reduction in capacity of 14 % to 24 % is shown for pattern 2 compared to pattern 1, depending on the distribution of the total traffic volume to a defined major direction and a defined minor direction. Calculations according to the method by WU & BRILON, on the other hand, show maximum deviations of around 6.5 %.
As part of the microscopic traffic flow simulation analysis, a methodology is being developed that makes it possible to assign individual vehicles to a traffic flow, analyse the lines of movement of the vehicles (trajectories) and identify areas of the roundabout where speeds are reduced. This enables the redistribution in the microscopic traffic flow simulation of the recorded traffic flows according to the specifications of the two driving patterns under consideration and offers new possibilities for calibration. During the preparation of the simulation model and its calibration, problem areas and limitations of the modelling are highlighted, their effects discussed and possible solutions identified.
In the final simulation experiment, the practical example of the German ‘Pullacher Kreisel’ is used to investigate how the traffic quality of the traffic flows observed in the traffic study changes when driving patterns 1 and 2 are applied. No positive effects of a strictly prescribed driving pattern are observed, not even when the traffic load increases. Furthermore, the simulation experiment systematically investigates which capacities can theoretically be achieved by varying the distribution of the total traffic load between a defined major and a defined minor direction. Pattern 2 has between 20 % and 28 % lower capacities than pattern 1. Ultimately, no recommendation can be made for rigid regulations at two-lane roundabouts as no driving pattern has a clearly positive influence on capacity. Rather, the results confirm the freedom of lane choice that exists in many parts of the world.