Das Ziel der Forschungsarbeit liegt darin, ein Regelungsverfahren für Rampenbewirtschaftungen zu erarbeiten, das orts- und situationsunabhängig eingesetzt und mit entsprechenden Parametern auf die Anforderungen der Hauptfahrbahn und des untergeordneten Netzes angepasst werden kann.
Zum Ausarbeiten der Anforderungen an das Regelungsverfahren müssen die Auswirkungen der einzelnen Anlageelemente auf den Verkehrsablauf ermittelt und die verkehrstechnischen Kenngrössen quantitativ erfasst werden. Zudem muss die Wechselwirkung zwischen den Anlageelementen und der verkehrstechnischen Grössen im Verkehrsablauf bekannt sein.
Anlageelemente
Die Anlageelemente stellen den Rahmen für den Einsatz einer Rampenbewirtschaftung dar. Sie definieren unter anderem die Anforderungen, Randbedingungen und Einsatzgrenzen der Steuerung. Dazu müssen in der Forschungsarbeit unter anderem folgende Fragen beantwortet werden:
- Welche Wechselwirkung besteht zwischen der Lage des Anschlusses und dem Engpasses? Welcher Querschnitt muss im Regelungsverfahren berücksichtigt werden (Verkehrsablauf im Bereich des Anschlusses oder beim Engpass)?
- Welche Auswirkung spielt die Lage des Anschlusses im Bezug auf ein Verzweigungsbauwerk oder Tunnel? Welche Unterschiede bestehen für das Regelungsverfahren (Pulkauflösung /Stauverlagerung) und wie verändert sich die Zielereichung?
- Wie wirkt sich die Verteilung (Kreisel oder LSA) der zufahrenden Fahrzeuge auf den Verkehrsablauf auf der Rampe aus (Stauaufbau und -abbau, Fahrverhalten auf der Rampe, Abstände zwischen den Fahrzeugen) und welche Konsequenzen ergeben sich daraus auf das Regelungsverfahren (Umlaufzeit, Stauraumüberwachung)?
Kenngrössen des Verkehrsablaufes
Die Bewegung der Fahrzeuge lassen sich grundsätzlich in ihrer räumlichen Veränderung zu einem bestimmten Zeitpunkt (momentane Erfassung), ihrer zeitlichen Veränderung an einem bestimmten Querschnitt (lokale Erfassung) oder an deren Kombination beschreiben. Dementsprechend dienen zur Beschreibung des Verkehrsablaufes die folgenden Kenngrössen:
- Zeit- und Weggrössen: Zeit (t), Zeitabstand (Dt), Weg (s), Wegabstand (Ds)
- Geschwindigkeitsgrössen: Geschwindigkeit Einzelfahrzeug, gemittelte Geschwindigkeiten
- Verkehrsgrössen: Verkehrsstärke q, Verkehrsdichte k, Verkehrszusammensetzung
Wechselwirkung Verkehrsablauf
Die wichtigsten für das Regelungsverfahren notwendigen verkehrstechnischen Grössen sind die Verkehrsstärke und das Geschwindigkeitsniveau auf der Hauptfahrbahn sowie die Verkehrsstärke auf der Zufahrtsrampe. Dabei stehen in der Forschungsarbeit folgende Untersuchungen im Vordergrund:
- Welche Abhängigkeit besteht zwischen der Anzahl Fahrstreifen auf der Hauptfahrbahn und dem Nutzen der Rampenbewirtschaftung; welches sind die massgebenden Kenngrössen auf der Hauptfahrbahn in Abhängigkeit der Anzahl Fahrstreifen?
- Wo müssen die Verkehrsdaten auf der Stammlinie erfasst werden und welche Angaben sind vom Verkehrsablauf auf der Rampe notwendig (An- und / oder Abmeldung der Fahrzeuge, Stauerfassung)?
- Welche Auswirkungen hat eine Verkehrsbeeinflussungsanlage auf die Kenngrössen des Verkehrsablaufs und wie müssen diese im Regelungsverfahren berücksichtigt werden? Ist die durch eine Verkehrsbeeinflussungsanlage beeinflusste Geschwindigkeit ein zuverlässiger Indikator?
Regelungsverfahren
Das Kernelement des Regelungsverfahrens ist der Steueralgorithmus. Der geeignete Algorithmus wird auf den Grundlagen der Erfahrungen im In- und Ausland unter Berücksichtigung der Anlageelemente und der verkehrstechnischen Kenngrössen evaluiert und auf schweizerischen Verhältnisse angepasst.
Zudem werden die Ausgestaltung (Steuerungsebenen, Schnittstellen) und die notwendige Infrastruktur (Datenerfassung, Anlegeelemente HLS und HVS festgelegt.