Noch vor 50 Jahren war die Verkehrsplanung eine Aufgabe der Bauingenieure im Rahmen der Straßenplanung. Straßenverkehrstechnik gehörte zur Ausbildung der Bauingenieure. Der Verfasser hat in diesem Bereich früher Verkehrszählungen durchgeführt, Verkehrsanalysen und Verkehrsprognosen erstellt, Kreuzungen geplant und für diese Kreuzungen die nötigen Phasenberechnungen der Ampelanlagen durchgeführt. Elektrofirmen realisierten diese Schaltungen dann durch elektrische Schrittschaltwerke und Relais. Elektronik kam später erst dazu, als sich Firmen auf die Herstellung von Ampelschaltgeräten spezialisierten.
Durch die Einführung der Computer im Bereich der Ampelsteuerungen wurde eine eigene Wissenschaft daraus, die nun für die Planung, Berechnung und Realisierung der Verkehrsleitsysteme zuständig ist. Inzwischen ist die Verkehrsplanung ein eigenständiges Arbeitsgebiet innerhalb der Verkehrswissenschaften geworden.
Unter „Ampel“ wird im normalen Sprachgebrauch eine Lichtzeichen-Anlage (LZA) verstanden, die dazu dient, an Straßenkreuzungen durch Lichtzeichen mit den Farben „rot“, „gelb“ und „grün“ (und durch andere optische Signale) den Verkehr zu regeln.
Für LZA gibt es gesetzliche Vorschriften, Richtlinien und Normen. In diesem Beitrag soll jedoch völlig unabhängig von diesen Vorgaben gezeigt werden, wie man das Problem der Phasenlängen von Ampeln mathematisch bewältigen kann.
Unter Leistung einer Grünphase soll die nach physikalischen Gesetzen und bei Einhaltung der Straßenverkehrsordnung (StVO) mögliche Anzahl gleichartiger Fahrzeuge verstanden werden, die pro Fahrspur bei einer Grünphase die Haltelinie an der Ampel passieren können. Gleichartige Fahrzeuge müssen gleiches Fahrverhalten und identische Länge aufweisen.
Inhaltsverzeichnis
- Vorbemerkungen
- Verkehrsplanung
- Lichtzeichenanlagen (LZA)
- Ampelphasen
- Berechnungen
- Leistungsfähigkeit der freien Strecke
- Erforderliche Dauer einer Grünphase
- Wartezeit und Warteposition an der Ampel
- Beschleunigungsdauer beim Anfahren
- Fahrzeiten bis zum Erreichen der Haltelinie
- Grenze zwischen Fall 2a und Fall 2b
- Fall 2 a) Fahrzeug erreicht nicht die Höchstgeschwindigkeit v
- Fall 2 b) Fahrzeug erreicht die Höchstgeschwindigkeit v
- Überprüfen der Schnittstelle zwischen Fall 2a und Fall 2b
- Erläuterung bestimmter Begriffe
- Reaktionszeit
- Reaktionsweg
- Tachoabstand
- Sicherheitsabstand
- Polizeiliche Überwachung des Sicherheitsabstands
- Einfaches Verfahren
- Grundlage des Verfahrens
- Zeitraster
- Zeitraster in der Beschleunigungsphase
- Zeitraster bei gleichmäßiger Geschwindigkeit v
- Bremsen und Anhalten
- Bremsweg
- Bremsverzögerung
- Bremsdauer
- Anhalteweg
- Weg/Zeit-Diagramm
- Taschenrechnerprogramm
- Programm nB
- Initialisierungsprogramme i50 und i60
- Unterprogramme tnl und tn2
- Hauptprogramm tn
- Berechnungsbeispiele
- Ampelphasen für eine Kreuzung
- Leistung einer Kreuzung
- Kreuzung mit Kreisverkehr
- Verkehrsleitsysteme
- Berechnung von Verkehrsnetzen
- Bauweise der Verkehrsleitsysteme
- Künftige Entwicklung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Zielsetzung dieses Textes ist es, eine kurze Einführung in die Berechnung von Ampelphasen zu geben. Der Fokus liegt auf der mathematischen Modellierung des Problems, um die erforderliche Grünphasenlänge für eine bestimmte Anzahl von Fahrzeugen zu ermitteln. Dabei werden physikalische Gesetze und die Straßenverkehrsordnung berücksichtigt.
- Berechnung der erforderlichen Grünphasenlänge
- Berücksichtigung von Beschleunigung, Bremswegen und Sicherheitsabständen
- Anwendung physikalischer Bewegungsgesetze
- Entwicklung eines Taschenrechnerprogramms zur Berechnung
- Einführung in die Grundlagen der Straßenverkehrstechnik
Zusammenfassung der Kapitel
Vorbemerkungen: Dieses Kapitel bietet einen historischen Überblick über die Verkehrsplanung und die Entwicklung der Ampelsteuerung. Es beschreibt die Entwicklung von manuellen Berechnungen und mechanischen Schaltungen hin zu computergestützten Verkehrsleitsystemen und hebt die zunehmende Spezialisierung im Bereich der Verkehrstechnik hervor. Es führt außerdem den Begriff der "Leistung einer Grünphase" ein und erläutert die Grenzen des Modells, das sich auf gleichartige Fahrzeuge und einfache Kreuzungen konzentriert.
Berechnungen: Dieses Kapitel befasst sich mit der detaillierten Berechnung der erforderlichen Dauer einer Grünphase. Es beschreibt die verschiedenen Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, wie z.B. die Beschleunigungsdauer, die Fahrzeit bis zur Haltelinie, sowie die Unterscheidung zwischen Fahrzeugen, die ihre Höchstgeschwindigkeit erreichen und solchen, die dies nicht tun. Das Kapitel enthält verschiedene Formeln und Fallunterscheidungen, um die Komplexität der Berechnung zu verdeutlichen. Die Bedeutung der korrekten Berücksichtigung von Wartezeiten und Sicherheitsabständen wird hervorgehoben.
Erläuterung bestimmter Begriffe: Dieser Abschnitt definiert wichtige Begriffe wie Reaktionszeit, Reaktionsweg, Tachoabstand, Sicherheitsabstand und erläutert deren Relevanz für die Ampelphasenberechnung. Besonders die verschiedenen Aspekte des Sicherheitsabstands und die Methoden zu seiner Überwachung werden im Detail dargestellt, um die Komplexität der Verkehrsmodellierung zu unterstreichen. Der Abschnitt liefert essentielle Grundlagen für das Verständnis der Berechnungen.
Taschenrechnerprogramm: In diesem Kapitel wird das vom Autor entwickelte Taschenrechnerprogramm vorgestellt, welches die im vorherigen Kapitel beschriebenen Berechnungen automatisiert. Die Beschreibung der Programmstruktur, inklusive der Unterprogramme und des Hauptprogramms, ermöglicht es dem Leser, die Funktionsweise des Programms zu verstehen und es gegebenenfalls selbst zu nutzen. Es wird der Gültigkeitsbereich der verwendeten Gleichungen definiert und betont, wie wichtig die korrekte Eingabe der Parameter ist, um korrekte Ergebnisse zu erhalten.
Berechnungsbeispiele: Das Kapitel präsentiert konkrete Berechnungsbeispiele zur Veranschaulichung der Anwendung der zuvor vorgestellten Formeln und des Taschenrechnerprogramms. Die Beispiele zeigen die Berechnung von Ampelphasen für verschiedene Kreuzungstypen (inkl. Kreisverkehr) und verdeutlichen so die praktische Anwendung der theoretischen Konzepte. Die Ergebnisse dieser Beispiele helfen, das Verständnis der Berechnungen zu vertiefen und deren Bedeutung für die Praxis zu unterstreichen.
Verkehrsleitsysteme: Dieses Kapitel bietet einen Ausblick auf komplexere Verkehrsleitsysteme und deren Berechnung. Es bietet eine kurze Einführung in die Berechnung von Verkehrsnetzen und die Bauweise solcher Systeme. Die kurze Erwähnung der zukünftigen Entwicklung zeigt die Relevanz der im Text vorgestellten Grundlagen für den weiteren Fortschritt im Bereich der Verkehrstechnik auf.
Schlüsselwörter
Ampelphasen, Grünphasenlänge, Berechnungen, Straßenverkehrstechnik, Verkehrsplanung, Sicherheitsabstand, Beschleunigung, Bremsweg, Taschenrechnerprogramm, Verkehrsleitsysteme, Bewegungsgesetze, Straßenverkehrsordnung (StVO).
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu: Berechnung von Ampelphasen
Was ist der Inhalt dieses Textes?
Dieser Text bietet eine umfassende Einführung in die Berechnung von Ampelphasen. Er beinhaltet ein Inhaltsverzeichnis, die Zielsetzung und Themenschwerpunkte, Kapitelzusammenfassungen, ein Taschenrechnerprogramm und Schlüsselwörter. Der Fokus liegt auf der mathematischen Modellierung der Ampelsteuerung, unter Berücksichtigung physikalischer Gesetze und der Straßenverkehrsordnung.
Welche Themen werden im Text behandelt?
Der Text behandelt die Berechnung der erforderlichen Grünphasenlänge, die Berücksichtigung von Beschleunigung, Bremswegen und Sicherheitsabständen, die Anwendung physikalischer Bewegungsgesetze, die Entwicklung eines Taschenrechnerprogramms und die Einführung in die Grundlagen der Straßenverkehrstechnik. Zusätzlich werden Verkehrsplanung, Lichtzeichenanlagen, Ampelphasen, die Leistung einer freien Strecke und Verkehrsleitsysteme angesprochen.
Welche Berechnungen werden im Detail erklärt?
Der Text beschreibt detailliert die Berechnung der Dauer einer Grünphase, einschließlich der Berücksichtigung von Beschleunigungsdauer, Fahrzeit bis zur Haltelinie, Wartezeit, Warteposition, und der Unterscheidung zwischen Fahrzeugen, die ihre Höchstgeschwindigkeit erreichen und solchen, die dies nicht tun. Es werden Formeln und Fallunterscheidungen für verschiedene Szenarien vorgestellt.
Welche Begriffe werden definiert?
Wichtige Begriffe wie Reaktionszeit, Reaktionsweg, Tachoabstand und Sicherheitsabstand werden definiert und ihre Relevanz für die Ampelphasenberechnung erläutert. Die verschiedenen Aspekte des Sicherheitsabstands und Methoden zu seiner Überwachung werden detailliert dargestellt.
Wie funktioniert das Taschenrechnerprogramm?
Der Text stellt ein vom Autor entwickeltes Taschenrechnerprogramm vor, das die Berechnungen automatisiert. Die Programmstruktur, inklusive Unterprogramme und Hauptprogramm, wird beschrieben. Der Gültigkeitsbereich der verwendeten Gleichungen und die Bedeutung der korrekten Parametereingabe werden hervorgehoben.
Welche Berechnungsbeispiele werden gezeigt?
Konkrete Berechnungsbeispiele veranschaulichen die Anwendung der Formeln und des Taschenrechnerprogramms. Die Beispiele zeigen die Berechnung von Ampelphasen für verschiedene Kreuzungstypen, einschließlich Kreisverkehr, und verdeutlichen die praktische Anwendung der theoretischen Konzepte.
Was wird zu Verkehrsleitsystemen gesagt?
Der Text bietet einen Ausblick auf komplexere Verkehrsleitsysteme und deren Berechnung, einschließlich der Berechnung von Verkehrsnetzen und der Bauweise solcher Systeme. Die zukünftige Entwicklung in diesem Bereich wird kurz angesprochen.
Welche Schlüsselwörter sind relevant?
Schlüsselwörter umfassen: Ampelphasen, Grünphasenlänge, Berechnungen, Straßenverkehrstechnik, Verkehrsplanung, Sicherheitsabstand, Beschleunigung, Bremsweg, Taschenrechnerprogramm, Verkehrsleitsysteme, Bewegungsgesetze und Straßenverkehrsordnung (StVO).
Für wen ist dieser Text geeignet?
Dieser Text ist für Leser geeignet, die sich für die mathematische Modellierung von Ampelsteuerungen interessieren, sowie für Studenten und Fachleute im Bereich der Straßenverkehrstechnik und Verkehrsplanung.
Wo finde ich das vollständige Inhaltsverzeichnis?
Das vollständige Inhaltsverzeichnis befindet sich am Anfang des Textes und listet alle Kapitel und Unterkapitel detailliert auf.
- Quote paper
- Otto Praxl (Author), 2016, Berechnung von Ampelphasen. Leistung einer Grünphase, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/319561
