Verkehr auf Schnellstrassen im Fundamentaldiagramm - Ein neues Modell und seine Anwendungen

Ein neuer Ansatz zur Beschreibung des Fundamentaldiagramms (Beziehungen zwischen Verkehrsstaerke q, Verkehrsdichte k und mittlere Geschwindigkeit v) wird vorgestellt. Der Ansatz geht von dem Sachverhalt aus, dass der Verkehrsfluss in vier homogene Zustaende a) freie Fahrt, b) gebundene Kolonne, c) "Go" in zaehfliessendem Verkehr und d) "Stop" in zaehfliessendem Verkehr aufgeteilt werden kann. Die vier homogenen Zustaende koennen durch fuenf einfache, charakteristische Kenngroessen bestimmt werden, die in der Wirklichkeit teilweise direkt messbar sind. Diese charakteristischen Parameter zur Beschreibung des Fundamentaldiagramms sind fuer die Erstellung der Steuerungsstrategien auf Autobahnen und Schnellstrassen von grosser Bedeutung. Der Gesamtzustand des Verkehrsflusses laesst sich aus den Zustaenden der vier homogenen Zustaende zusammensetzen. Aus den fuenf Kenngroessen koennen dann Fundamentaldiagramme generiert werden. Mit dem neuen Ansatz kann die Form des Fundamentaldiagramms in der k-v-Beziehung fuer alle Strassentypen vorausgesagt werden: Im Bereich des fliessenden Verkehrs ist die k-v-Beziehung fuer Landstrassen eine exponenzielle, fuer 2-streifige Richtungsfahrbahnen eine lineare und fuer 3-streifige Richtungsfahrbahnen eine quadratische Funktion; im Bereich des zaehfliessenden Verkehrs ist die k-v-Beziehung unabhaengig von den Strassentypen immer eine hyperbolische Funktion. Durch den neuen Ansatz kann sowohl das Geschwindigkeitsverhalten als auch das Verhalten der Standardabweichung der Geschwindigkeit analysiert werden. Der Ansatz wurde mit zahlreichen Messdaten kalibriert und validiert.