TU Braunschweig

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Abu Farha, A.:
Modelling and Optimization of Traffic Safety and Operation in Urban Networks.
Dissertation, Technische Universität Braunschweig, Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik, Februar 2010.

Kurzfassung:

Das Ziel dieses Projektes ist, ein Simulationsmodell für die Analyse der Steuerung und Optimierung von Vekehrsflüssen in urbanen Verkehrsnetzen auf der Basis deterministischen stochastischen zeitgesteuerten Petrinetze (DSTPN) zu entwickeln. Das Modell wurde auf eine allgemeine Art gebaut damit Änderungen an einem Straßenkreuzung oder die Analyse der verschiedenen Arten der Kreuzungen, leicht gestützt werden können. Die Faktoren, die im Modell betrachtet werden, umfassen die Geometrie einer Kreuzung, wie die Zahl der Fahrspuren in jeder Richtung und die Abwicklung von Abbiegeverkehr. Die Modellierung des dynamischen Verhaltens der Verkehrsflüsse beim Phasenwechsel der Lichtsignalanlagen; das Zuflussgesetz der ankommenden Fahrzeuge, das Abflussgesetz der Fahrzeuge aus Knotenzufahrt und das Befahren sind gut betrachtet um unterschiedliche Fahrzeitverteilungen im Anfahrt- und Bremsverhalten zu modellieren. Betriebsanalyse wird verwendet, um eine oder mehrere Verkehrsleistungsmaßnahmen zu berechnen wie Warteschlangenlänge, Verkehrsstrom an einem spezifischen Spur in bestimmtem Zeitabschnitt und Systemdurchsatz. Diese Maßnahmen werden verwendet um den Betrieb des signalisierten Knotenpunkts auszuwerten und die Simulationsergebnisse mit dem tatsächlichen Verkehrsgeschehen zu vergleichen. Diese Analyse wird durch das entwickelte Modell mit kurzen Rechenzeit im Vergleich zu den vorhandenen Modellen gut gestützt. Ein Petrinetzsimulator wurde benutzt, um die Funktionalität und die Anwendbarkeit des entwickelten Modells zu prüfen. Das entwickelte Petrinetzmodell des städtischen Verkehrs wurde auch benutzt, um Sicherheitsmaßnahmen eines signalisierten Knotenpunkts festzusetzen. Fahren des roten Lichtes und seine Interaktion mit dem Signalzeitplan und Verkehrskonflikttechnik als allgemeine Methoden, die angewendet wurden, um die Sicherheit der verschiedenen Entwürfe der signalisierten Knotenpunkten zu vergleichen, wurden gänzlich diskutiert. Ein Optimierungsansatz für die Lichtsignalsteuerung mit Hilfe genetischer Algorithmen wurde konzipiert und implementiert. Dieser Ansatz erscheint erfolgversprechend zu sein, um die Vielzahl der Einflussparameter geeignet hinsichtlich des Optimierungsziels zu adaptieren. Neben der damit möglichen Durchsatzoptimierung, ist auch das Ziel der gesteigerten Verkehrssicherheit in Betrachtung einbezogen. Das Modell wurde in einem realen Netz bestand aus sieben signalisierten Knotenpunkten mitten in der Stadt von „Braunschweig“ geprüft. Mit dem entwickelten Modell liegt ein generisches Konzept vor, auf dessen Basis innerstädtische Verkehrsnetze modelliert, simuliert und optimiert werden können


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