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Vernetzung von Verkehrsbeeinflussanlagen

BASt-Bericht V 102

H. Chr. Kniß, Kappich+Kniß Systemberatung Verkehr und Technik, Aachen
42 Seiten
Erscheinungsjahr: 2003
Preis: 5,00 €

Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH

Verkehrsbeeinflussungsanlagen (VBA) werden in wachsendem Umfang zur Verkehrssteuerung auf Bundesautobahnen eingesetzt. Dabei tritt immer häufiger der Fall ein, dass zu vorhandenen Anlagen in einem bestimmten Bereich weitere Anlagen hinzukommen. Aus verkehrstechnischer Sicht kann es z.B. notwendig sein, dass eine vorhandene Anlage auf einem Autobahnabschnitt durch eine zweite Verkehrsbeeinflussungsanlage ergänzt wird, wobei die Beeinflussungsquerschnitte der neuen und der alten Anlage u.U. direkt aneinander grenzen. Es muss die Möglichkeit bestehen, bei der Steuerung beider Anlagen übergreifende Schaltprogramme verwenden zu können, um widersprüchliche bzw. für den Verkehrsteilnehmer nicht nachvollziehbare Anzeigen im Übergangsbereich der beiden Anlagen zu vermeiden.

Projektziel war es zu analysieren, welche Schritte erforderlich sind und welche Randbedingungen erfüllt sein müssen, um bei mehreren getrennt arbeitenden Verkehrsbeeinflussungsanlagen die in einem Autobahnbereich installiert sind, eine Vernetzung (Kopplung) zweier Anlagen derart zu erreichen, dass eine effiziente und für den Verkehrsteilnehmer konsistente Anzeige durchgeführt werden kann. Dabei wurde auch untersucht, welche Modularisierung der Software für eine solche Kopplung notwendig und sinnvoll ist.

Bei den Ausführungen wurden unter anderem Anlagenkopplungen aus Berlin, NRW, Bayern, Niedersachsen, Rheinland-Pfalz, Sachsen-Anhalt sowie der Schweiz als Basis für die unterschiedlichen möglichen Vorgehensweisen und Randbedingen bei der Vernetzung im Sinne dieser Untersuchung berücksichtigt.

In einem ersten Schritt wurden die notwendigen technischen und fachlichen Grundlagen beschrieben und definiert, welche die Basis für mögliche Lösungsvarianten bei der Vernetzung von VBA darstellen. Dazu zählen die Analyse der Funktionsweise von Steuermodellen der VBA mit detaillierter Darstellung, die Auslöser für die Vernetzung mit Darstellung der auszutauschenden Daten sowie die Grundfälle der Vernetzung mit Erläuterung der Abhängigkeiten zwischen den zu vernetzenden VBA.

In einem zweiten Schritt wurden die Einsatzanforderungen, die verkehrlichen und sonstigen Anforderungen bei der Vernetzung sowie weitere notwendige Randbedingungen dargestellt. Diese ergeben sich dabei sowohl aus den technischen und fachlichen Grundlagen, als auch durch betriebliche, verkehrstechnische und bedientechnische Anforderungen durch den oder die Betreiber.

Basierend auf den Ergebnissen der beiden ersten Schritte wurden unterschiedliche Lösungsvarianten für eine Vernetzung von VBA mit ihren spezifischen Vor- und Nachteilen beschrieben.

Als weiteres Ergebnis der vorangegangenen Schritte wurde eine Entscheidungstabelle entwickelt, aus welchem sich für ein bestimmtes Anforderungsprofil an eine konkrete Vernetzungssituation unter Berücksichtigung der Randbedingungen die Eignung der unterschiedlichen Lösungsvarianten überprüfen lässt. Umgekehrt lassen sich aber auch mit Hilfe dieser Lösungstabelle über eine vorgegebene Lösungsvariante die damit erfüllbaren Anforderungen unter Berücksichtung bestehender Randbedingungen ermitteln. Über diese Entscheidungstabelle wird also der Zusammenhang zwischen der Funktionsweise von VBA Steuermodellen, den Auslösern für Vernetzung (Verkehrszustände, Anzeigeinhalte), den Grundfällen der Vernetzung (Art der gegenseitigen Beeinflussung der Anlagen) und den Anforderungen und Randbedingungen an die Vernetzung (betrieblich, technisch, verkehrlich,...) mit den Lösungsvarianten hergestellt.

Der Bericht enthält zudem eine Bewertung der Kosten/Nutzen für die unterschiedlichen Kopplungsvarianten sowie eine Darstellung der notwendigen Modularisierung für VBA Steuermodelle, mittels derer eine Kopplung sinnvoll durchgeführt werden kann.

Das Ergebnis der Untersuchungen zeigt, dass eine Kopplung von VBA prinzipiell komplex ist. Eine Lösung, bei der die Steuerung durch eine VBA mittels Ausdehnung der Steuerung auf den Gesamtabschnitt erfolgt, ist deshalb einer Kopplung der Steuerung zweier VBA sowohl aus technischer Sicht als auch im Hinblick auf die notwendigen Aufwendungen vorzuziehen. Sollte dennoch eine Vernetzung zweier VBA-Steuerungen gefordert oder notwendig sein, können die dabei auftretenden Schwierigkeiten durch eine Vereinheitlichung der Software sowie der Berücksichtung der Kopplung bereits während der Planung der Anlagen, minimiert werden.

Networking of traffic guidance systems

Traffic guidance systems are being used in ever greater measure to control traffic on federal motorways. Systems already existing in certain areas are being supplemented increasingly by new ones. For traffic-related reasons, for instance, it might be necessary to supplement an existent traffic guidance system on a particular motorway section with a second one whose traffic guidance cross-section directly adjoins that of the first one. It should be possible to control both systems using interlinked switching programs in order to preclude contradictory or meaningless displays over the transition between the two systems.

The goal of this project was to ascertain the measures which need to be taken and the boundary conditions which must be fulfilled in order to network (interlink) two of several independently operating traffic guidance systems installed on a particular motorway section so as to achieve efficient and consistent display sequences for road users. Investigations were also conducted to determine which types of software modules are necessary and suitable for this linkage.

As part of these activities, interlinked systems in Berlin, North Rhine-Westphalia, Lower Saxony, Rhineland-Palatinate, Saxony-Anhalt and Switzerland were considered as bases for formulating various possible approaches and boundary conditions related to networking as part of this project.

First of all, technical and context-specific fundamentals were ascertained and defined to form bases for different techniques of networking traffic guidance systems. This also involved a functional analysis and detailed representation of the control models of traffic guidance systems, an identification of network triggers and representation of the data to be exchanged, and a description of basic networking cases, including the dependencies between the traffic guidance systems to be interlinked.

This was followed by a representation of operational, traffic-related and other requirements for networking, as well as additionally applicable boundary conditions. These stem from technical and context-specific fundamentals as well as the operational, traffic-related and control requirements of the operator(s).

Based on the results obtained in these two phases, different solutions for networking traffic guidance systems were described, together with their individual advantages and disadvantages.

Another outcome here was the development of a decision table indicating the suitability of each individual solution for requirement profiles concerning a variety of networking situations, taking into account related boundary conditions. Conversely, this decision table can also be used to ascertain the requirements which can be fulfilled by a specified solution, accounting for applicable boundary conditions. This table therefore establishes a relationship between the functionality of the control models of traffic guidance systems, network triggers (traffic states, display contents), basic networking cases (types of mutual influence exerted by the systems) and network-specific requirements and boundary conditions (operational, technical, traffic-related, etc.) with each individual solution.

The report also contains an evaluation of cost-benefit for the various types of linkage, and a representation of the modules required for the control models of traffic guidance systems in order to achieve meaningful linkage.

The investigations show that a linkage of traffic guidance systems is complex by nature. Consequently, solutions involving an extension of a traffic control system to cover new route sections requiring control are preferable to a linkage of two such systems, both in technical terms and with regard to the required resources. If a networking of two traffic guidance systems is nevertheless required, the difficulties posed by this can be minimized by standardizing software modules and considering possibilities of linkage already during a planning of such systems.

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  • Berichte zum Download

    Die Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen stehen ab dem Jahrgang 2003 zum Teil als kostenfreier Download im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.