Kalibrierung von Capacity-Restraint-Funktionen

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: VSS2015/113
• Projekttitel Englisch: Calibration of capacity restraint functions

Schlüsselwörter (Deutsch)

Capacity-Restraint Funktionen, Verkehrsmodellierung, Validierung von Reisezeiten

Schlüsselwörter (Englisch)

Capacity restraint functions, transport modelling, validation of travel times

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Mittels der CR-Funktionen werden die Reisezeiten der Strecken und Abbieger anhand der Auslastungen bestimmt, die sich aus der Verkehrsbelastung und der Kapazität dieser Netzobjekte ergeben.
In der Praxis werden unterschiedliche Funktionstypen (z.B. nach BPR (Bureau of Public Roads) oder nach Lohse) verwendet, die weiter in Abhängigkeit der nach Streckentypen festgelegten Parameter differenziert werden. Die Kalibrierung der Parameter für die Funktionsverläufe basiert auf Verkehrsstärke-/Geschwindigkeitsmessungen sowie den daraus abgeleiteten Kapazitätsauslastungen.
Die Verkehrsstärke-/Geschwindigkeitsmessungen (q/v-Diagramme) werden vor allem von Kantonen und vom Bundesamt für Strassen (ASTRA) übernommen. Die Grundlagen für die Validierung der kalibrierten Parameter liefert die Studie "Reisezeitmonitoring Kanton Zürich für den MIV" und die dafür erhobenen Reisezeitmessungen. Als Ergebnis werden die Empfehlungen mit Funktionstyp und Parametern sowie die entsprechenden Diagramme (aktuelle Reisezeit bzw. Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Kapazitätsauslastung) nach Streckentypen abgeleitet.
Inhaltlich können die Arbeitsschritte des Projekts wie folgt zusammengefasst werden:
• Sammlung, Sichtung, Zusammenführung und Aufbereitung der in der Schweiz vorhandenen empirischen Datengrundlagen zur Verknüpfung von Verkehrsstärken und Geschwindigkeiten;
• Festlegung des möglichen Detaillierungsgrades der Schätzungen der CR-Funktionen (Segmentierung);
• Kalibration der Parameter der CR-Funktionen für die festgelegte Segmentierung;
• Validierung der daraus resultierenden Funktionsverläufe (qualitativ und quantitativ anhand eines Ver-kehrsmodells);
• Abgabe von Empfehlungen für die praktische Anwendung der erzielten Resultate.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The CR functions describe the time losses on links and turns that result from an increasing capacity utilisation of those network objects.
Various types of CR funtions are used in practice (e.g. the Bureau of Public Roads (BRP) and Lohse functions), which are further differentiated by road type specific parameters. The calibration of those paraneters should ideally be based on flow-speed measurements and the capacity utilisation values derived from those measurements.
The volume-speed (q-v) measurements will be acquired from the ASTRA and various cantons. The main source for the validation are travel time measurements carried out by the canton of Zurich (study "Reisezeitmonitoring Kanton Zürich für den MIV").
The results will be recommendations on which types and parametrisations of CR functions to use for different road types, and the according q-v diagrams.
The work will be conducted in thw folliwing steps:
• collection, inspection, merging and preparation of empirical Swiss data sources for the combination of traffic flows and vehicle speeds;
• determination of the possible granularity of the CR function estimations (segmentation);
• calibration of the parameters of the CR funtions for the determined segmentation;
• qualitative and quantitative validation of the resultins functional forms;
• recommendations regarding the practical application of the gained results.

Projektziele (Deutsch)

Um die auf Verkehrsmodellen basierende Entscheidungsfindung bezüglich Infrastrukturprojekt optimal zu unterstützen, ist eine bestmögliche Qualität der durch die Verkehrsmodelle gelieferten Datengrundlagen zentral. Ein Teil davon sind die Capacity-Restraint-Funktionen (CR-Funktionen), welche die Erhöhung der Reisezeiten in belasteten Verkehrsnetzen abbilden. Die Parametrisierung dieser Funktionen basiert bisher nicht auf empirischen Datengrundlagen. Um diese Lücke zu schliessen, sollen möglichst fein differenzierte Schätzungen der die Verläufe der CR-Funktionen beschreibenden Parameter durchgeführt werden. Der Modellierungs- und Bewertungspraxis soll damit ein Werkzeug zur Verfügung gestellt werden, mit dem die Qualität der Modellkalibration und die Ergebnisse der Auswertungen optimiert werden kann. Somit können die Entscheidungsprozesse zur Durchführung von Infrastrukturprojekten auf der Basis qualitativ besserer Informationsgrundlagen geführt werden. Nutzniesser der Ergebnisse der Forschungsarbeit sind also die Ersteller und Anwender von Verkehrsmodellen, aber auch die praktischen Anwender (Projektbewertung) derer Outputs.

Projektziele (Englisch)

In order to ensure an optimal decision making related to infrastructure projects based on transport models, the best possible quality of the input data provided by these models is a central requirement. One part of these outputs relate to the capacity restraint (CR) functions, which describe the increase of travel times in loaded traffic networks. The parametrisation of these funtions is so far not based on empiric data. In order to close this gap, differentiated estimations of the parameters describing the CR functions ought to be carried out. The modelling and appraisal practice will thus be provided an instrument with which the quality of model calibrations and the results of the analyses can be improved. Thus, the decision processes regarding the implementation of infrastructure projects shall be informed by qualitatively better data. Both transport modellers and the practicioners (project appraisal) using results from transport models as an input for their calculations will benefit from this work.

Berichtsnummer (Deutsch)

1628