TU Braunschweig

Symbolfoto

CollectiveFlow

Cooperative Traffic Flow Mechanisms

Projektbearbeiter: Matthias Hübner, Tobias Lück
Auftraggeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Ziel des Projekts "CollectiveFlow" ist die Optimierung des Straßenverkehrs. Straßenverkehr charakterisiert sich vornehmlich durch die Größen Verkehrsdichte (Anzahl der Fahrzeuge pro Längen-, oder Flächeneinheit), Verkehrsfluss (Anzahl Fahrzeuge pro Stunde), respektive die mittlere Geschwindigkeit. Der Zusammenhang zwischen Verkehrsfluss und Verkehrsdichte findet sich im Fundamentaldiagramm des Straßenverkehrs. Mit zunächst zunehmender Verkehrsdichte steigt auch der Verkehrsfluss bis zu einem Maximum an und fällt anschließend mit weiterer Erhöhung der Verkehrsdichte in erster Näherung linear ab. Die Steigung (part. Differential von Verkehrsfluss und Verkehrsdichte) repräsentiert die Geschwindigkeit des Verkehrsstroms. Im Abschnitt sinkenden Verkehrsflusses des Fundamentaldiagramms ist diese negativ. Der Gradient entspricht hier der Geschwindigket des gegen den Vekehrsstrom wandernden Stau-Endes. Dem Fundamentaldiagramm liegt zwar ein makroskopisches Verkehrsmodell zugrunde, jedoch lässt sich dieser grundsätzliche (qualitative) Zusammenhang zwischen Verkehrsfluss und Verkehrsdichte auch empirisch ermitteln, sodass die Frage erlaubt ist, aus welchem Grund sich dieses Verhalten einstellt. Bekannt ist, dass abgesehen durch eine Versperrung der Fahrbahn auch durch Reduktion der Spuranzahl ein Stau hervorgerufen werden kann. Bei einer durch derartige Einflüsse vorgenommenen lokalen Erhöhung der Verkehrsdichte ist eine solche Stauentstehung allein auf das Fahrerverhalten zurückzuführen. Zum einen weist der Fahrer bei steigender Verkehrsdichte das Bestreben auf, vorsichtiger und mit tendenziell geringer Geschwindigkeit zu fahren, was den Verkehrsfluss senkt. Zum anderen verfügt der Fahrer über eine zum Teil gemüts- und vekehrszustandsabhängige Reaktionszeit, welche sich nachteilig auf das Brems- und Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs auswirkt. Daher soll im ersten Ansatz dieser Optimierung des Straßenverkehrs das Fahrerverhalten aus jeder Betrachtung heraus gehalten werden. Hierdurch löst sich systemtechnisch bedingt die Kopplung von Verkehrsdichte und Verkehrsfluss auf. Eine fahrzeugseitige Regelung soll ermöglichen, eine Verkehrsdichte und einen definierten Verkehrsfluss (bzw. mittlere Geschwindigkeit der Fahrzeuge), dem Straßenverkehr aufzuprägen. Damit einhergehend ließen sich durch einen Wegfall der Reaktionszeit die Abstände zwischen den Fahrzeugen einer Spur minimieren, was mit dem Ziel einer optimalen Nutzung der Verkehrsinfrakstruktur entgegenkommt. Wesentlich bei der Umsetzung dieser Ziele ist, dass es möglichst keine technische Erweiterung der stationären Infrastruktur geben soll. Die technische Realisierung betrifft die Fahrzeuge allein. Gründe hierfür liegen insbesondere in dem finanziellen Aufwand zur Erstellung und Instandhaltung solcher Einrichtungen.


http://www.iva.ing.tu-bs.de?iT=4_519&projectId=423