Verkehrsleittechnik Für Den Straßenverkehr: Band I Grundlagen Und Technologien Der Verkehrsleittechnik

ISBN-13: 9783642510885 / Niemiecki / Miękka / 2013 / 319 str.

Rudolf Lapierre; Gerd Steierwald;Rudolf Lapierre

Opis

Der Anstieg des Verkehrs in den Verdichtungsriiumen der hochmotorisierten Liinder fUhrte trotz intensiver planerischer und baulicher MaBnahmen zu zahlreichen Stauungen und Unfiillen auf den innerortlichen und auBerortlichen StraBen. Die daraus resultierenden negativen Erscheinungen im Raumleben von Stadt und Land mit hohen volkswirtschaftlichen Verlusten sind der Grund fUr die weltweiten Bemiihungen, durch verkehrspolitische Programme nachhaltig auf eine Situationsver besserung im Verkehrswesen hinzuwirken. Dies gilt nicht nur fUr das System StraBe, sondern auch fiir die iibrigen Verkehrssysteme. Die Bemiihungen werden gestiitzt durch die jeder Regierung obliegende Aufgabe, eine ausreichende Transportqualitiit fUr den Austausch von Personen und Giitern sicherzustellen. Die finanzielle und wirtschaftliche Situation, das stiirkere UmweltbewuBtsein und die Energiekrise haben in den letzten lahren bei den Fragen der Substanzerhaltung und der besseren Nutzung der vorhandenen StraBennetze neue Prioritiiten gesetzt. Die vielseitigen Anstrengungen, die fiir ein leistungsfiihiges und sicheres StraBensy stem notwendige Qualitiit zu erhalten, sind daher zu einem groBen Teil auf die Verbesserung des Verkehrsablaufs und auf die optimale Nutzung der vorhandenen StraBenfliiche zur Bewiiltigung groBer Verkehrsmengen ausgerichtet. Aufgrund dieser Entwicklung hat die Verkehrsleittechnik, die die Planung, den Bau und den Betrieb von Mitteln und Einrichtungen zur Steuerung und Regelung des StraBenverkehrs umfaBt, zunehmend an Bedeutung gewonnen. Ais wichtiges Teilge biet des Verkehrsingenieurwesens ziihlt sie heute zu jenen verkehrstechnischen Bereichen, ohne die der individuelle und Offentliche StraBenverkehr nicht mehr zu bewiiltigen sind."

Spis treści

A Einführung.- B Technik der Erfassung, Übertragung, Verarbeitung und Kommunikation.- 1 Verfahren und Geräte zur Erfassung und Übertragung von Verkehrsdaten.- 1.1 Verkehrsdetektoren.- 1.1.1 Aufgabe und Eigenschaften von Verkehrsdetektoren.- 1.1.2 Berührungsdetektoren.- 1.1.3 Detektoren mit stationären bzw. Quasistationären Feldern.- 1.1.4 Strahlungsdetektoren.- 1.1.5 Schalldetektoren.- 1.2 Übertragung von Verkehrsdaten.- 1.2.1 Anforderungen an die Übertragung.- 1.2.2 Elektrische, leitungsgebundene Übertragung.- 1.2.3 Elektrische, drahtlose Übertragung.- 1.2.4 Optische Übertragung.- 1.2.5 Mechanische Übertragung.- 2 Rechnerstrukturen.- 2.1 Einführung.- 2.2 Rechnertypen und Rechnerarchitektur.- 2.3 Einzel- und Mehrrechnersysteme.- 2.4 Klassifizierung der Rechnerarchitekturen.- 2.5 Literatur.- 3 Steuerungssysteme für Lichtsignalanlagen.- 3.1 Entwicklung der Verkehrsrechneranlagen.- 3.2 Steuerung einzelner Knotenpunkte.- 3.2.1 Grundlagen.- 3.2.2 Funktionsbeschreibung der Signalsteuereinheit.- 3.2.3 Signalsteuergerät mit Mikrocomputer.- 3.3 Koordinierte, dezentralisierte Steuerung mehrerer Knotenpunkte.- 3.4 Zentrale Verkehrssteuerung.- 3.4.1 Reine Zentralrechnersteuerung.- 3.4.2 Zentralsteuerung mit dezentraler Intelligenz.- 3.5 Gebietsrechnerkonzept.- 3.5.1 Grundlagen.- 3.5.2 Teilgebietssteuerung.- 3.5.3 Großgebietssteuerung.- 3.6 Literatur.- 4 Wechselverkehrszeichen als Kommunikationsmittel.- F.-F. Bolte.- 4.1 Einführung, Definitionen und historische Entwicklung.- 4.2 Bauarten von Wechselzeichengebern.- 4.2.1 Geräte mit mechanischem Zeichenwechsel.- 4.2.2 Geräte mit lichttechnischem Zeichenwechsel.- 4.2.3 Wahl der Bauart.- 4.3 Zeicheninhalte.- 4.3.1 Anforderungen.- 4.3.2 Gefahrzeichen.- 4.3.3 Vorschriftszeichen.- 4.3.4 Richtzeichen.- 4.4 Funktionsanforderungen.- 4.4.1 Sichtbarkeit, Wahrnehmbarkeit.- 4.4.2 Verkehrssicherheit.- 4.5 Zusammenfassung.- 4.6 Literatur.- 5 Technische Systeme der individuellen Zielführung.- 5.1 Informationssysteme im Kraftfahrzeug.- 5.1.1 Ausgangslage.- 5.1.2 Das Informationsumfeld.- 5.1.2.1 Betriebsinformationen und Fahrzeugüberwachung.- 5.1.2.2 Fahrtverlaufsinformationen — Fahrdatenrechner.- 5.1.2.3 Diagnoseinformation.- 5.1.2.4 Autoradio — Telekommunikation.- 5.1.2.5 Abstandswarnradar.- 5.1.2.6 Komfortinformationen.- 5.1.3 Ergonomie.- 5.1.3.1 Gestaltungsbereiche.- 5.1.3.2 Ergonomische Gestaltungsaufgaben.- 5.1.4 Die Technik.- 5.1.4.1 Optische Anzeigen.- 5.1.4.2 Sprachausgabe.- 5.1.4.3 Zukunftsaspekte — Integrierte Informations- und Benutzersysteme.- 5.1.5 Literatur.- 5.2 Zielführungssysteme ALI und EVA.- 5.2.1 Grundlagen der individuellen Zielführung.- 5.2.2 Technik des Systems ALI.- 5.2.2.1 Anlagenkonfiguration.- 5.2.2.2 Zielcodierung.- 5.2.2.3 Zentrale.- 5.2.2.4 Meßquerschnitte.- 5.2.2.5 Aufbau der Datentelegramme Straße/Fahrzeug.- 5.2.2.6 Fahrzeuggerät.- 5.2.3 Technik des Systems EVA.- 5.2.3.1 Systemkonzept.- 5.2.3.2 Fahrerkommunikationssystem.- 5.2.3.3 Routensuchsystem.- 5.2.3.4 Netzabbildung.- 5.2.3.5 Ortungssystem.- 5.2.4 Literatur.- 5.3 Das Verkehrsleit- und Informationssystem AUTO-SCOUT.- 5.3.1 Anlagenkonfiguration.- 5.3.2 Fahrzeuggerät.- 5.3.3 Bakengerät.- 5.3.4 Verkehrsleitrechner.- C Grundlagen zur Erarbeitung von Betriebssystemen der Verkehrsleittechnik.- 1 Mathematische Modelle des Verkehrsablaufs.- 1.1 Einführung, Definition und Verteilung von Kennwerten des Verkehrsablaufs.- 1.1.1 Einführung.- 1.1.2 Definition und Verteilung von Kennwerten.- 1.1.3 Fahrzeugankunftsverteilungen.- 1.1.4 Fahrzeugabstandsverteilungen.- 1.1.5 Geschwindigkeitsverteilungen.- 1.2 Modelle für den Verkehrsfluß auf der freien Strecke.- 1.2.1 Grundlagen, Fundamentaldiagramm, Zustandsformen und Modelle.- 1.2.2 Kontinuitätsgleichung des Verkehrs.- 1.2.3 Kontinuumstheorie.- 1.2.4 Quantitative Modelle bei stationärem Verkehr.- 1.2.5 Mikroskopische Modelle.- 1.2.6 Zusammenhang zwischen mikro- und makroskopischen Modellen bei stationärem Verkehr.- 1.2.7 Zeitdiskrete Verkehrsflußmodelle.- 1.3 Warteprozesse im Verkehrsablauf an Kreuzungen und Engpässen.- 1.3.1 Grundlagen und Klassifizierung von Wartesystemen.- 1.3.2 Stochastische Warteschlangenmodelle bei stationärem Verkehr.- 1.3.3 Zeitverluste an Knotenpunkten bei stationärem Verkehr.- 1.3.4 Deterministische Wartemodelle bei instationärem Verkehr.- 1.3.5 Wartemodelle im Übergangsbereich vom ungesättigten Verkehr zur Überlastung.- 1.4 Modelle des Verkehrsablaufs in Wegenetzen.- 1.4.1 Entscheidungskriterien.- 1.4.2 Elemente der Graphentheorie.- 1.4.3 Routensuchalgorithmen.- 1.4.4 Verkehrsumlegung bei Minimierung der Gesamtkosten im Netz.- 1.4.5 Verkehrsverteilung als Transportproblem.- 1.5 Literatur.- 2 Simulationsmodelle.- 2.1 Grundlagen und Möglichkeiten der Simulation des Verkehrsablaufs.- 2.2 Simulationstechnische Probleme.- 2.2.1 Sprachen.- 2.2.2 Zufallszahlen.- 2.2.3 Diskretisierung.- 2.2.4 Validierung und Kalibrierung.- 2.2.5 Statistische Absicherung von Simulationsergebnissen.- 2.3 Entwicklung von Simulationsmodellen.- 2.3.1 Prinzipieller Aufbau.- 2.3.2 Einzelne Bausteine.- 2.3.3 Strukturbeispiel.- 2.4 Spezielle Simulationsmodelle.- 2.4.1 Strecken, Engpässe.- 2.4.2 Knoten.- 2.4.3 Straßenzüge, Netze.- 2.5 Literatur.- 3 Steuerungs- und Bewertungsgrößen.- 3.1 Einführung.- 3.2 Kenngrößen der Verkehrsstärke.- 3.2.1 Erfassung der Verkehrsstärke.- 3.2.2 Ganglinien der Verkehrsstärke und Glättungsverfahren.- 3.2.3 Auslastungsgrad.- 3.2.4 Belastungsquotient.- 3.3 Verkehrsdichte und Belegungsgrad.- 3.3.1 Definitionen und Meßmöglichkeiten.- 3.3.2 Zusammenhang zwischen Stärke, Dichte und Geschwindigkeit.- 3.3.3 Zusammenhang zwischen Dichte und Belegungsgrad.- 3.3.4 Verkehrsdichte und Belegungsgrad als Steuerungsgröße.- 3.3.5 Verkehrsdichte und Belegungsgrad als Bewertungsgröße.- 3.4 Kenngrößen im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit.- 3.4.1 Definitionen und Meßmöglichkeiten.- 3.4.2 Geschwindigkeitsganglinie und Geschwindigkeitsprofil.- 3.4.3 Geschwindigkeiten als Steuerungsgröße.- 3.4.4 Geschwindigkeitsdaten als Bewertungsgröße.- 3.5 Die Zeitlücke als Steuerungs- und Bewertungsgröße.- 3.5.1 Definition und Meßmöglichkeit.- 3.5.2 Die Zeitlücke als Steuerungsgröße.- 3.5.3 Die Zeitlücke als Bewertungsgröße.- 3.6 Wartezeit und Anzahl der Halte.- 3.6.1 Definitionen und Meßmöglichkeiten.- 3.6.2 Wartezeit als Steuerungsgröße.- 3.6.3 Wartezeit und Anzahl der Halte als Bewertungsgröße.- 3.7 Staulänge.- 3.7.1 Definition und Meß- und Berechnungsmöglichkeiten.- 3.7.2 Staulänge als Steuerungsgröße.- 3.7.3 Staulänge als Bewertungsgröße.- 3.8 Sonstige Kenngrößen zur Bewertung.- 3.8.1 Rauschen und normiertes Rauschen.- 3.8.2 Mittlere gewogene Reisegeschwindigkeit und gesamter Reisezeitaufwand.- 3.8.3 Kraftstoffeinsparungen im Zielkonflikt mit anderen Forderungen bei der Lichtsignalsteuerung.- 3.9. Literatur.- 4 Wirkungsanalyse und Bewertung städtischer Verkehrsleitsysteme.- 4.1 Einführung.- 4.2 Methodische Grundlagen.- 4.2.1 Zieldefinition.- 4.2.2 Wirkungsanalyse.- 4.2.3 Bewertungsverfahren.- 4.3 Konkretisierung der methodischen Ansätze.- 4.3.1 Untersuchungsgegenstand.- 4.3.2 Zielkatalog.- 4.4 Indikatoren und Modellvorstellungen zur Quantifizierung der Wirkungen.- 4.4.1 Allgemeine Anforderungen.- 4.4.2 Untersuchungsfälle.- 4.4.3 Verkehrszustände.- 4.4.3.1 Verkehrsnachfrage.- 4.4.3.2 Innerstädtische Verkehrsablaufmodelle.- 4.4.4 Indikatoren zur Beschreibung der Qualität des Verkehrsablaufs.- 4.4.5 Indikatoren zur Beschreibung der Verkehrssicherheit.- 4.4.6 Indikatoren zur Beschreibung der Sozial- und Aufenthaltsfunktionen.- 4.4.6.1 Übersicht.- 4.4.6.2 Schallimmissionen.- 4.4.6.3 Abgasimmissionen.- 4.4.6.4 Trennwirkungen.- 4.4.7 Indikatoren zur Beschreibung ökologischer Wirkungen.- 4.4.8 Indikatoren zur Beschreibung der Kosten.- 4.4.8.1 Investitionskosten.- 4.4.8.2 Anlagenbetriebskosten.- 4.5 Wertsynthese.- 4.6 Systematik zur Ermittlung des Mengengerüsts.- 4.7 Literatur.

O autorze

Gerd Steierwald ist emeritierter Univ.-Professor des Instituts für Straßen- und Verkehrswesen der Universität Stuttgart.