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Analyse verschiedener Kreuzungssituationen im Straßenverkehr
W-Seminar Lukas Eisenhauer
Einführung
- Alltagsbezug: Lange Wartezeiten an Kreuzungen
- Ziel: verstehen der relevanten Variablen, Klärung der Frage: Ist ein Kreisverkehr besser als eine Ampel?
- Ein reales Experiment ist unrealistisch für eine Seminararbeit (hohe Kosten)
- Kompromiss: Erstellen einer Simulation zur Analyse verschiedener Straßenkreuzungen
Auf ein Auto wirkende Kräfte
| Absichtliche Kräfte | Widerstandskräfte |
|---|---|
| Die Antriebskraft FMotor basiert auf einer Modellierung anhand einer konstanten Motorleistung | Die Rollreibung FRoll entsteht durch Deformation der Räder |
| FMotor = P / v | FRoll = cR * FG |
| Der Bremskraft FBremse steht nur die maximale Haftreibung FHaft als Limit entgegen | Die Luftreibung FLuft entsteht durch Kollisionen mit Luftteilchen |
| FBremse ≤ FHaft | FLuft = 0,5 cW ρ A v2 |
Es muss immer gelten: Fgesamt ≤ FHaft = μ * FG
Eine einzelne Ampel
- Grünanteil ist nahezu direkt proportional zum maximalen Durchsatz
- Dauer der Ampelphase muss auf den Vorlauf angepasst werden, um einen maximalen Durchsatz zu erreichen
Analyse einer Vier-Wege-Kreuzung
- Grünanteil wächst mit steigender Periodendauer (weniger Rotphasen zwischen Schaltungen)
- Ein vergleichsweise großer Vorlauf muss vorhanden sein, um eine Kreuzung maximal nutzen zu können
- ein Zufügen von mehreren Spuren vervielfacht den maximalen Durchsatz
Kreisverkehr
- überquerende Fußgänger schränken den Verkehr kaum ein, sind aber besonders bedroht
Zentrale Erkentnisse:
- Kreisverkehr besitzt bessere Eigenschaften als einfache Ampeln
- Ampeln bieten gute Anpassbarkeit und geringeren Platzbedarf
- Kreuzung muss auf Verkehrsaufkommen angepasst werden
- Kreisverkehr hat weitere Nachteile (Platzbedarf, Gefahr für Fußgänger)