trafficiency – Straßenverkehr in der Simulation

scs9Was ist trafficiency?

trafficiency ist eine Software, mit der Verkehrssimulationen (Mikrosimulationen) schnell, einfach und kostengünstig erstellt werden können und dennoch eine sehr hohe Genauigkeit erreichen. Solche Simulationen werden in der Verkehrsplanung eingesetzt, um die Auswirkungen von geplanten Veränderungen im Voraus untersuchen zu können.

trafficiency wurde in den Jahren 2002-03 von Johannes Hauser, Alexander Heß und Martin Kleppmann im Rahmen des Wettbewerbs „Jugend forscht“ entwickelt. Wir danken den Patenfirmen der Wettbewerbe (Zeiss, Bosch und BASF), dem Ingenieurbüro Brenner & Münnich, der ptv AG Karlsruhe, dem Institut für Verkehrswesen der Universität Karlsruhe, der Verkehrs-Systeme AG, dem Straßenbauamt Ellwangen und dem Landratsamt Ostalbkreis für die Unterstützung und Kooperation.

Anwendung

Wir wollen Ihnen hier einen kurzen Einblick geben, wie ein trafficiency-Projekt abläuft:

editorDer erste Punkt ist die Modellierung des zu untersuchenden Straßensystems. Die Software funktioniert ähnlich wie ein CAD-Programm, allerdings ergänzt um für die Verkehrsplanung relevante Funktionen wie z.B. automatische Maximierung der Kurvenradien. Viele Aufgaben nimmt die Software dem Anwender gleich ab; so wird z.B. in Kurven die mögliche Höchstgeschwindigkeit automatisch berechnet.

simulationIm nächsten Schritt wird dann die Verkehrsstärke auf dem modellierten Netz festgelegt. Das geschieht durch eine Quell-Ziel-Matrix, deren Eingabewerte anhand von Verkehrszählungen oder -schätzungen aufgestellt werden müssen. Es ist möglich, für eine Karte mehrere Matrizen anzulegen, in denen dann verschiedene Auslastungsszenarien (Berufsverkehr, Nacht, Großveranstaltungen etc.) simuliert werden.

scs6Auf der fertigen Karte werden dann fahrende Fahrzeuge simuliert. Die Karte mit Fahrzeugen kann graphisch dar­gestellt werden, wobei es möglich ist, einzelne Fahrzeuge detailliert zu beobachten. Als besonderes Feature gibt es einen 3D-Modus, der sich zur verbesserten Visualisierung eignet, aber auch z.b. zur Vorführung der Ergebnisse vor politischen Gremien.

Anwendungsbeispiel

mgl01Mögglingen ist eine Gemeinde im Remstal zwischen Aalen und Schwäbisch Gmünd (Baden-Württemberg). Die Bundesstraße 29 verläuft durch den Ortskern und bringt eine enorme Verkehrsbelastung mit sich. Ein Großteil des Verkehrs aus dem Ballungsraum Stuttgart in Richtung Osten oder zur A7 fließt auf der B29, ebenso Mautausweichverkehr. Eine Umgehungsstraße ist seit vielen Jahren ge­plant, aber noch nicht verwirklicht.

Am Ortsende von Mögglingen in Richtung Aalen liegen zwei Industriegebiete, die über eine gemeinsame Kreuzung an die B29 angeschlossen sind. Aufgrund des hohen Verkehrsaufkommens war es für wartende Fahrzeuge bislang fast unmöglich, über die Kreuzung zu kommen oder sich in den Verkehr auf der Hauptstraße einzufädeln. Ein weiteres Problem waren starke Staus an den Ampelanlagen im Ort.

Gesucht war also eine Lösung, die sowohl das Einfahren aus den Industriegebieten ermöglicht als auch den Verkehrsstrom im Ortskern entzerrt. Um das zu erreichen, wurde an der Kreuzung eine Ampelanlage installiert.

scs7Die Bundesstraße und die wichtigsten Abzweigungen wurden in trafficiency modelliert und aus Verkehrszählungsdaten eine realitätsgetreue Quell-Ziel-Matrix berechnet. In der Simulation ist es jetzt möglich, die neue Regelung zu überprüfen und die Auswirkungen weiterer Änderungen vorab zu bestimmen.

Auszeichnungen

  • Regionalsieg im Wettbewerb „Jugend forscht“, Region Ostwürttemberg
  • Landessieg im Wettbewerb „Jugend forscht“ Baden-Württemberg
  • Sonderpreis des Ministeriums für Umwelt und Verkehr
  • 2. Platz im Wettbewerb „Jugend forscht“, Kategorie „Interdisziplinäre Arbeiten“
  • Hauptpreis der Ostalbstiftung der Kreissparkasse Ostalb
  • Sonderpreis des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit für Arbeiten zum Thema Energieeinsparung
  • Innovationspreis „Talente und Patente“ der Wirtschaftsregion Ostwürttemberg 2004