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Leistungsfaehigkeit von Autobahnen



Bochum, 18.07.1996
Nr. 137

Wenn der Verkehr zusammenbricht
UEber die Ursachen des Geschwindigkeitsverhaltens
RUB-Studie ueber Leistungsfaehigkeit von Autobahnen


Nicht nur vor Ferienreisen fragen sich viele, warum Autobahnen
verstopfen? Was veranlasst Autofahrer, schneller oder langsamer zu
fahren? Bisher unbestaetigte Vermutungen ueber Stoerungen im
Autobahnverkehr konnte Dr.-Ing. Martin Ponzlet in seiner
Dissertation ,Dynamik der Leistungsfaehigkeiten von Autobahnen"
weitgehend festschreiben. Dabei gelang es ihm, erstmals fuer
deutsche Verhaeltnisse das sogenannte capacity-drop Phaenomen zu
beschreiben: die Reduzierung der Leistungsfaehigkeit bei der
Stauaufloesung. Seine Ergebnisse ueber die Wirkungen von zeitlich
veraenderlichen Einflussfaktoren auf den Verkehrsfluss setzen neue
Standards fuer die regelmaessig angepassten Richtlinien fuer das
Strassenwesen (RAS-W und RAS-Q). Die von Prof. Dr.-Ing. Werner
Brilon (Verkehrswesen, Fakultaet fuer Bauingenieurwesen der RUB)
betreute Arbeit baut auf einem von 1993-1995 in Bochum
durchgefuehrten Forschungsprojekte im Auftrag des Bundesministers
fuer Verkehr auf. 

Ob feucht, ob Freitag ...

Vom Strassenzustand und der Zeit haengt ab, wie schnell auf
Autobahnen gefahren wird. Die Geschwindigkeiten schwanken
systematisch in sich wiederholenden taeglichen, woechentlichen oder
jaehrlichen Zyklen. Zum anderen sind sie aber auch von aeusseren
Bedingungen wie Regen oder Dunkelheit beeinflusst. Die
Leistungsfaehigkeit von Autobahnen ergibt sich aus der Beziehung
zwischen Verkehrsstaerke und Geschwindigkeit. AEndern Autofahrer ihr
Geschwindigkeitsverhalten, so wirkt sich dies automatisch auf die
Leistungsfaehigkeit der Autobahnen aus.

Jaehrlich 1 Km/h schneller auf Autobahnen

Die Untersuchung Dr. Ponzlets bestaetigte den generellen Trend zu
steigenden Geschwindigkeiten: Jaehrlich steigt die mittlere
Geschwindigkeit auf Autobahnen um etwa 1 km/h. Und bei dichtem
Verkehr fahren bis zu 68% der Fahrzeuge auf der linken Spur. Zur
Hauptreisezeit, im Juli und August, werden geringere
Geschwindigkeiten gefahren, ebenso an Wochenenden - da wird es
deutlich gemuetlicher, obwohl die Lkw fehlen, was eine erhoehte
Durchschnittsgeschwindigkeit erwarten liesse.

... aber nicht bei Regen und Dunkelheit

Auch Dunkelheit und Naesse reduzieren die Geschwindigkeiten, bei
zaehfluessigem Verkehr und Dunkelheit um immerhin bis zu 5 km/h an
Verbindungsstrecken und ca. 7 km/h in Ballungsgebieten, bei Naesse
(mittlere Niederschlagsintensitaet von mindestens 1 mm/pro Stunde) 
sogar um mehr als 10 km/h bei freiem Verkehr und ca. 7 km/h bei
zaehfluessigem Verkehr. Wie leistungsfaehig manche Teilstrecken
sind, zeigt sich am Montagmorgen und am Freitagnachmittag (bzw. der
Tag vor einem Feiertag) wenn Wochenend- und Berufsverkehr sich
ueberlagern: Die Werte sinken dann durchschnittlich um 9% bei
Dunkelheit, um 13% bei Naesse und Helligkeit und um ca. 30% bei
Naesse und Dunkelheit. 

Drei Modelle fuer die Planung

Der RUB-Bauingenieur hat das Geschwindigkeitsverhaltens und die
Leistungsfaehigkeit von Autobahnen in drei unterschiedlichen
Verkehrsflussmodellen beschrieben und zeigen koennen, mit welcher
Verzoegerung Autofahrer bei Stauaufloesung dem vor ihnen fahrenden
Auto folgen. Dabei gelang es ihm erstmals fuer deutsche
Verhaeltnisse das capacity-drop Phaenomen genau zu beschreiben, die
Reduzierung der Leistungsfaehigkeit bei der Stauaufloesung. 

Repraesentative Messquerschnitte

Die Datenbasis wurde ueber einen Zeitraum von drei Jahren
(1991-1993) aus den Messwerten von Dauerzaehlstellen
zusammengetragen, die an zwei- bis dreistreifigen
Richtungsfahrbahnen eingerichtet waren. Es wurden moeglichst
repraesentative Streckenabschnitte fuer die Messquerschnitte
ausgewaehlt und gleichzeitig typische Gruppen von Zeitraeumen (z.B.
alle Werktage bei Helligkeit und trockener Fahrbahn) in Beziehung
gesetzt. Aus dem Vergleich linearer Verkehrsstaerke-Geschwindigkeit
(q-v-) Beziehungen fuer die einzelnen Tagesarten (Wochentage,
Feiertage etc.) bei vergleichbaren Umfeldbedingungen ergab sich,
dass fuer unterschiedliche Tagesarten auch unterschiedliche
q-v-Beziehungen gelten, die jedoch an den einzelnen Zaehlstellen
erheblich variieren. 

Lineares Modell fuer verschiedene Umweltbedingungen und Tageszeiten

Um das Geschwindigkeitsverhalten der Autofahrer zu erfassen, wendete
Dr.-Ing. Ponzlet eine im Ansatz dem bereichsweise linearen
Verkehrsdichte-Geschwindigkeit- (k-v-) Modell entsprechende Methode
an. Mit dem streng mathematisch orientierten Verfahren der
Varianzanalyse, konnten systematische Unterschiede im
Geschwindigkeitsverhalten aufgedeckt entdecken. Aus dem k-v-Modell
lassen sich Verkehrsstaerke-Geschwindigkeit (q-v)-Diagramme
erstellen, die auf den unterschiedlichen Geschwindigkeitsniveaus
parallel verlaufen. Aus den Differenzen der maximalen
Verkehrsstaerken ergeben sich verallgemeinerte Reduzierungen der
Leistungsfaehigkeiten. 

Hochrechnungen moeglich

Mit einem einteiligen nichtlinearen k-v-Modell konnten realistische
q-v-Beziehungen und Leistungsfaehigkeiten fuer unterschiedliche
Tagesarten und Umweltbedingungen hergeleitet werden. Sogar
Hochrechnungen auf nicht direkt beobachtete Verkehrsverhaeltnisse
auf den Autobahnen erscheinen mit diesem Modell moeglich zu sein. In
Zukunft sollte das - realistische Beschreibungen des Verkehrsflusses
liefernde - k-v- Modell zur Ermittlung repraesentativer
q-v-Diagramme fuer Autobahnen bevorzugt eingesetzt werden.

Weitere Informationen

Dr. Martin Ponzlet, Ruhr-Universitaet Bochum, Fakultaet fuer
Bauingenieurwesen, Lehrstuhl fuer Verkehrswesen, 44780 Bochum, Tel.:
(0234) 700-7597. 


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Mit freundlichen Gruessen 

Dr. Josef Koenig 
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum 
- Pressestelle - 
44780 Bochum 
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@rz.ruhr-uni-bochum.de 

Schauen Sie doch bei uns mal rein: 
http://www.rz.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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