Dopravní inženýrství - časopis o dopravní problematice

Uplatnění zařízení pro regulaci vjezdu - tzv. dávkovací signalizace - na vysoce zatížených připojovacích pruzích

Dr.-Ing. Stephan Hoffmann (Leibniz Universität Hannover, Institut für Verkehrswirtschaft, Straßenwesen und Städtebau, Appelstraße 9a, 30167 Hannover, hoffmann@ivh.uni-hannover.de, www.ivh.unihannover.de)

1. Vymezení problematiky a cíle

Platné německé směrnice pro navrhování silnic vycházejí převážně ze zásady, že navrhovaná stavební a dopravní opatření musí být schopna převést nejvyšší dopravní zatížení, které se v provozu vyskytuje pouze zřídka. Tato filozofie často vede k mimoúrovňovým křižovatkám, které se vzhledem k jejich územním nárokům a vysokému počtu stavebních objektů dají jen těžko integrovat do okolního území. Jejich vysoká kapacita je využita jen v době dopravní špičky, zatímco v běžném provozu by postačovaly finančně i prostorově úspornější křižovatky.

V nových směrnicích pro navrhování dálnic (FGSV, 2008a) jsou pro použití na mimoúrovňových křižovatkách poprvé doporučována provozní zařízení, díky kterým lze dosáhnout stejné kapacity křižovatky při současném snížení stavebních nákladů. V této souvislosti lze zmínit světelnou signalizaci pro řízení provozu v jízdních pruzích a zařízení pro regulaci vjezdu v místech připojení, tzv. dávkovací signalizaci. Tato signalizace omezuje množství vjíždějících vozidel na vjezdové rampě v závislosti na aktuální dopravní situaci a kapacitě nadřazeného jízdního pásu. Tato opatření byla poprvé realizována v šedesátých letech v USA a dnes patří v mnoha zemích ke standardním nástrojům moderního řízení dopravy (Poznámka překladatele: v angličtině je toto zařízení známé pod názvem ramp-metering).

Cílem regulace vjezdu je, pomocí rozdělení dopravního proudu na jednotlivá vozidla, zjednodušit zařazovací manévr a připustit do vjezdu pouze takové množství vozidel, které neovlivní dopravní proud na průběžné hlavní komunikaci. v Německu jsou pro uživatele, resp. projektanty zařízení pro regulaci vjezdu k dispozici kromě nové Směrnice pro světelně signalizační zařízení (FGSV, 2009 návrh) také nedávno zveřejněné Pokyny pro navrhování zařízení pro regulaci vjezdu (FGSV, 2008b).

2. Popis systému

Dávkovací signalizace v místě připojení mají být zřizována za účelem zlepšení charakteristik dopravního proudu a zvýšení bezpečnosti na zvlášť nebezpečných úsecích, je-li splněno alespoň jedno z následujících kritérií:

  • Častý výskyt ovlivňování rychlosti jízdy vozidel na průběžné komunikaci vlivem připojujících se vozidel.
  • Úsek v místě vjezdu do připojení je nehodovou lokalitou.
  • Charakteristické hodnoty dopravních zácp a dopravní nehodovosti jsou výrazně vyšší než běžné střední hodnoty v posledních třech letech.
obrázek č. 1

Obrázek 1: Složky dávkovací signalizace (FGSV, 2009 (návrh))

Další uplatnění dávkovací signalizace se nachází v místě uzavírek v bezprostřední blízkosti připojení. Obrázek 1 znázorňuje možné složky dávkovací signalizace na průběžné hlavní komunikaci, na příjezdové rampě a na podřazené komunikační síti. Pro zjištění dopravního proudu na průběžné hlavní komunikaci jsou před a/nebo za připojením instalovány jeden, nebo několik automatických detektorů (v závislosti na metodě řízení). Obvykle je zjišťována intenzita dopravy a/nebo hustota, v některých případech i rychlost jízdy. V zásadě by se měly rozlišovat druhy vozidel odděleně na osobní a nákladní v intervalech jedné minuty případně kratší.

Signály Doby trvání fáze
ČERVENÁ nejméně 2 s
ČERVENÁ A ŽLUTÁ 1 s
ZELENÁ při odhlášení nebo přerušení, nejméně 1 s
ŽLUTÁ 1 s (5 s při zapnutí)

Tabulka 1: Signály a doba trvání fáze (FGSV, 2009 (návrh))

Na příjezdové rampě se příjezd vozidel reguluje v závislosti na dopravní situaci pomocí světelných signalizačních zařízení, která bývají obvykle umístěna po obou stranách rampy před vjezdem do připojovacího pruhu (viz obrázek 1). Přesnější údaje k umístění světelných signalizačních zařízení a umístění stopčáry najdete ve směrnicích FGSV (2008, 2009 (návrh)).

Mohou být použity tříbarevné i dvoubarevné soustavy signalizačních zařízení. Podle navrhovaného znění nové Směrnice pro světelná signalizační zařízení RiLSA (FGSV, 2009 (návrh)) platí signály a doby trvání fáze uvedené v tabulce 1. V případě využití dvoubarevné soustavy se signály ČERVENÁ a ŽLUTÁ se místo ZELENÉ je zařízení zhaslé.

V případě umožnění vjezdu jednoho vozidla (běžný případ) se pod světelným signalizačním zařízením umísťuje dodatková tabulka „1 vozidlo na zelenou“. V případě umožnění vjezdu dvou vozidel (méně obvyklý případ) mohou být dodatkové tabulky proměnné, aby bylo možné řízení vjezdu pro jedno nebo dvě vozidla v závislosti na dopravní situaci.

Upozornění na dávkovací signalizaci mohou být umístěna jak na příjezdové rampě, tak i na podřazené silniční síti. V případě upozornění pouze v místě rampy je vhodné dopravní značku 131 StVO (světelné signalizační zařízení) doplnit dodatkovou tabulkou „Zařízení pro regulaci vjezdu“. Značka může být doplněna s přerušovaným žlutým světlem. Výstražná značka upozornění na podřazené silniční síti s poukazem na princip řízení má být zřízena jen v oblastech, ve kterých nebyla dávkovací signalizace dosud použita a je tím pádem neznámá. Doba osazení této značky má být omezena na jeden rok.

Zásadně se využívá dopravně závislé řízení. V principu se dají využít lokální i koordinované metody řízení. Při lokálních metodách se na každém připojení odměřuje dovolené množství vjíždějících vozidel jen na základě dopravní situace na tomto připojení, zatímco při koordinovaných metodách se zohledňuje i situace na sousedních připojeních. Metoda řízení je podmiňující pro umístění detektorů v oblasti připojení.

3. Dosavadní zkušenosti a výhled

Podle dosavadních zkušeností je dávkovací signalizace na připojeních účinný nástroj k homogenizaci dopravního proudu a k omezení nebo dokonce vyloučení dopravních zácep na citlivých úsecích dálnic. Výsledky dosud provedených analýz účinnosti v Německu (STÖCKER; TRUPAT, 2001) potvrdily kladné zkušenosti známé z evropských zemí (Nizozemsko, Francie, Velká Británie) i z USA. Do budoucna lze předpokládat, že uplatnění dávkovací signalizace na vysoce zatížených připojeních se stane účinným nástrojem prevence proti dopravním zácpám a zvýšení dopravní bezpečnosti se bude zvyšovat.

Einsatz von Zuflussregelungsanlagen an hoch belasteten Anschlussstellen

Dr.-Ing. Stephan Hoffmann (Leibniz Universität Hannover, Institut für Verkehrswirtschaft, Straßenwesen und Städtebau, Appelstraße 9a, 30167 Hannover, hoffmann@ivh.uni-hannover.de, www.ivh.unihannover.de)

1. Problemstellung und Zielsetzung

Die in Deutschland für den Straßenentwurf geltenden Richtlinien gehen überwiegend davon aus, dass auch maximale und selten auftretende hohe Verkehrsstärken durch bauliche bzw. entwurfstechnische Maßnahmen bewältigt werden müssen. Diese Entwurfsphilosophie führt häufig zu planfreien Knotenpunkten, die wegen der großen Flächeninanspruchnahme und einer Vielzahl von Kreuzungsbauwerken städtebaulich nur schwer zu integrieren sind. Darüber hinaus wird die hohe Leistungsfähigkeit derartiger planfreier Knotenpunkte häufig nur in den Spitzenverkehrszeiten benötigt, während in den Normalverkehrszeiten weniger aufwändig und flächenintensiv dimensionierte Knotenpunkte ausreichen würden.

In den neuen Richtlinien für die Anlage von Autobahnen (FGSV, 2008a) werden betriebliche Maßnahmen in planfreien Knotenpunkten jetzt erstmals zur Anwendung empfohlen, um im Einzelfall bei gleicher Kapazität des Knotenpunktes eine Verringerung des baulichen Aufwandes zu erreichen. In diesem Zusammenhang werden Fahrstreifensignalisierungen und Zuflussregelungsanlagen erwähnt. Die Zuflussregelung, auch Rampenzuflusssteuerung, steuert die Zuflussmenge unter Berücksichtigung der aktuellen Verkehrssituation und der Kapazität der Hauptfahrbahn über eine Lichtsignalanlage in der Einfahrrampe. Derartige Anlagen wurden erstmals in den 60ern in den USA implementiert und gehören heute in vielen Ländern zum Standardinstrumentarium eines modernen Verkehrsmanagements.

Das Ziel der Zuflussregelung ist es, durch Auflösung der Fahrzeugpulks in Einzelfahrzeuge die Einfädelungsvorgänge zu erleichtern und immer nur so viele Fahrzeuge zufahren zu lassen, dass der Verkehrsfluss auf der Hauptfahrbahn aufrechterhalten bleibt. Für den Anwender bzw. den Planer von Zuflussregelungsanlagen stehen in Deutschland neben den neuen Richtlinien für Lichtsignalanlagen (FGSV, 2009 (Entwurf)) seit kurzem auch die von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen veröffentlichen Hinweise für Zuflussregelungsanlagen (FGSV, 2008b) zur Verfügung.

2. Systembeschreibung und Systemkomponenten

Anlagen zur Zuflussregelung an Anschlussstellen sollten zur Verbesserung des Verkehrsflusses und zur Erhöhung der Verkehrssicherheit auf besonders störanfälligen Streckenabschnitten eingesetzt werden, wenn eines der folgenden Kriterien zutrifft (FGSV, 2008b):

  • Häufiges Auftreten von Geschwindigkeitseinbrüchen in der Hauptfahrbahn von Anschlussstellen infolge von zufahrenden Fahrzeugpulks.
  • Der Einfahrbereich einer Anschlussstelle ist als Unfallhäufungsstelle bekannt.
  • Die Kenngrößen der streckenbezogenen Stau- und Unfallentwicklung der letzten drei Jahre liegen oberhalb der Anschlussstelle deutlich über vergleichbaren Mittelwerten.
Bild 1

Bild 1: Komponenten der Zuflussregelung (FGSV, 2009 (Entwurf))

Weitere Einsatzmöglichkeiten einer Zuflussregelung bestehen bei Baustellen in unmittelbarer Nähe einer Anschlussstelle. Das Bild 1 zeigt die in der Hauptfahrbahn, der Einfahrrampe und dem nachgeordneten Straßennetz möglichen Komponenten einer Zuflussregelungsanlage. In der Hauptfahrbahn sind für die Erfassung des Verkehrsablaufs oberhalb und/oder auch unterhalb der Anschlussstelle ein oder mehrere Messquerschnitte anzuordnen (abhängig vom gewählten Steuerungsverfahren). In der Regel werden die Verkehrsstärke und/oder die Belegung sowie im Einzelfall auch die Geschwindigkeiten erfasst. Grundsätzlich sollte die Fahrzeugerfassung getrennt nach Pkw und Lkw in Intervallen von einer Minute oder kleiner erfolgen.

In der Einfahrrampe erfolgt die Steuerung des Zuflusses in Abhängigkeit vom Verkehrszustand mit Hilfevon Signalgebern, die in der Regel in Seitenaufstellung rechts und links der Einfahrrampe im Übergangsbereich zum Einfädelungsstreifen aufgestellt werden (vgl. Bild 1). Detaillierte Angaben zur genauen Lage der Signalgeber und der Anordnung der Haltelinie finden sich in den Regelungen der FGSV (2008, 2009 (Entwurf)).

Es können drei- und zweifeldige Signalgeber verwendet werden. Nach dem Entwurf der neuen RiLSA (FGSV, 2009 (Entwurf)) gelten die in der Tabelle 1 zusammengestellten Signalbilder und Signalzeiten. Beim Einsatz von zweifeldigen Signalgebern mit den Signalbegriffen ROT und GELB wird DUNKEL statt GRÜN angezeigt.

Bei Einzelfahrzeugfreigabe (Regelfall) ist ein Zusatzzeichen „1 Fahrzeug bei Grün“ (vgl. Bild 1) unterhalb der Signalgeber anzubringen. Bei einer Zweifahrzeugregelung (Sonderfall) können diese Zusatzschilder auch dynamisch ausgelegt werden, um in Abhängigkeit von der Verkehrssituation eine angepasste Ein- oder Zweifahrzeugregelung zu ermöglichen.

Signalbild Signalzeiten
ROT mindestens 2 s
ROT/GELB 1 s
GRÜN bei Abmeldung oder Abbruch; mindestens 1 s
GELB 1 s (5 s beim Einschalten)

Tabelle 1: Signalbilder und Signalzeiten (FGSV, 2009 (Entwurf))

Hinweise auf die Zuflussregelung können sowohl im Bereich der Rampe als auch im nachgeordneten Straßennetz gegeben werden. Bei alleiniger Information über die Regelung am Beginn der Zufahrtsrampe ist die Anordnung von Zeichen 131 StVO (Lichtzeichenanlage) mit dem Zusatzschild „Zuflussregelung“ zweckmäßig. Das Hinweisschild kann mit einem gelben Blinklicht kombiniert werden. Eine Informationstafel im nachgeordneten Straßennetz mit dem Hinweis auf das Steuerungsprinzip sollte nur in Gebieten eingerichtet werden, in denen eine Zuflussregelungsanlage noch nicht eingerichtet wurde und somit als nicht bekannt vorauszusetzen ist. Die Einsatzzeit sollte auf ein Jahr beschränkt werden. Als Steuerungsverfahren sind grundsätzlich verkehrsabhängige Verfahren einzusetzen. Prinzipiell lassen sich lokale und koordinierte Steuerungsverfahren unterscheiden. Bei den lokalen Verfahren wird an jeder Anschlussstelle die zulässige Zuflussmenge allein auf der Basis der Verkehrssituation an der Anschlussstelle selbst bestimmt, während bei den koordinierten Steuerungsverfahren auch die Situation in den benachbarten Anschlussstellen in die Bestimmung der jeweils optimalen Zuflussmenge einbezogen wird. Das Steuerungsverfahren ist entscheidend für die Lage der Messquerschnitte im Bereich der Anschlussstelle.

3. Vorliegende Erfahrungen und Ausblick

Nach den vorliegenden Erfahrungen ist die Zuflussregelung an Anschlussstellen eine wirksame Maßnahme, um auf störanfälligen Autobahnabschnitten den Verkehrsablauf zu homogenisieren und Staus zu reduzieren oder auch zu vermeiden. Die Ergebnisse bereits durchgeführter Wirksamkeitsanalysen (STÖCKER; TRUPAT, 2001) haben die im europäischen Ausland (Niederlande, Frankreich, Großbritannien) und den USA bekannten positiven Erfahrungen auch in Deutschland bestätigt. Für die Zukunft ist davon auszugehen, dass der Einsatz von Zuflussregelungsanlagen an hoch belasteten Anschlussstellen als wirksames Instrument zur Stauprävention und zur Erhöhung der Verkehrssicherheit weiter zunehmen wird.

Literatura

  1. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Richtlinien für die Anlage von Lichtsignalanlagen (RiLSA) - Ausgabe 1992. Köln, 1992
  2. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS). Köln, 2001
  3. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Richtlinien für die Anlagen von Autobahnen (RAA). Köln, 2008a
  4. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Hinweise für Zuflussregelungsanlagen (H ZRA). Köln, 2008b
  5. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Richtlinien für die Anlage von Lichtsignalanlagen (RiLSA) - Ausgabe 2009 (Entwurf). Köln, 2009
  6. STÖCKER, K., TRUPAT, S.: Der Einsatz einer Zuflussregelung an Anschlussstellen auf die Verbesserung des Verkehrsflusses auf Autobahnen. Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, Heft 802, Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen, Bonn, 2001
  7. Straßenverkehrsordnung (StVO). www.bundesgesetzblatt.de, www.bundesrecht.juris.de

Překlad

Ing. Tomáš Rücker, Ing. Luděk Bartoš, Ing. Jan Adámek

Komentář lektora

Článek stručnou a přehlednou formou charakterizuje použití světelné signalizace ve funkci zařízení pro regulaci vjezdu na vysoce zatížených připojovacích pruzích na rychlostní komunikace, tzv. dávkovací signalizaci, v Německu. Jelikož problematika kapacity připojení na rychlostní komunikace a řešení plynulosti resp. kongescí nabývá v důsledku trvale stoupajících intenzit automobilové dopravy v intravilánu i extravilánu Česka na významu, může být článek zajímavý pro dopravní inženýry, kteří se tak mohou seznámit s touto v Česku dosud neaplikovanou funkcí světelné signalizace.

Ing. Jan Adámek

zpět na články

nahoru