Planung einer Signalanlage

Auf dieser Seite werden die Planungsschritte und Regeln, die bei der Aufstellung einer Lichtsignalanlage durchgeführt bzw. beachtet werden müssen erläutert und am Beispiel eines T-Abzweiges aufgezeigt. Die Regeln sind in den Richtlinien für Lichtsignalanlagen (RiLSA) niedergeschrieben, die von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) herausgegeben wurden.

		Kreuzungsplan / Erläuterung		Entwicklung der Phasenübergänge
		Verkehrsanalyse		Berechnung und Interpretation der Umlaufzeit
		Änderung an Fahrbahn, Markierungen, Beschilderung		Berechnung der Freigabezeiten
		Phaseneinteilung		Entwicklung des Signalzeitenplans
		Entwicklung des Signallageplans		Betriebszeiten und Ein- und Ausschaltbilder
		Daten für die Zwischenzeitberechnung		Simulation des fertigen Signalprogramms
		Berechnung der Zwischenzeiten / Zwischenzeitmatrix

Verkehrsanalyse

Die wichtigsten Daten, die zur Entwicklung der Lichtsignalanlage hergenommen werden, gehen aus Verkehrszählungen hervor. Die Zählungen erfolgen eine Woche lang, außerhalb der Ferienzeit und außerhalb des Einflusses von Feiertagen, verlängerten Wochenenden oder ähnlichem.

Die Erfassungszeit sollte jeweils den ganzen Tag umfassen, um Spitzenbelastungen und Schwachlastzeiten erfassen zu können, und soll außerdem zweckmäßigerweise in Viertelstundenintervalle unterteilt werden. Bei den Zählungen sollen die Zufahrts- und Abbiegerichtungen der einzelnen Fahrzeuge getrennt erfasst werden.

Die erfassten Fahrzeuge sollen grob nach den Typen Pkw, Lkw, Lastzug und Sonderfahrzeug unterschieden werden und nach Morgen-, Mittag-, Nachmittag, Abendverkehr und Schwachlastzeiten eingeteilt werden. Radfahrer und Busse brauchen nur dann getrennt erfasst werden, wenn die Lichtsignalanlage spezielle Aufgaben für sie erfüllen soll. Für den öffentlichen Personen-Nahverkehr (ÖPNV) reicht meistens eine Analyse der Fahrpläne aus.

Da die verschiedenen Fahrzeuge unterschiedlich viel Platz auf der Straße und unterschiedlich viel Freigabezeit zum Passieren der Signalanlage benötigen, werden sie nach folgendem Schlüssel in Pkw-Einheiten (Pkw-E) umgerechnet:

Die Werte können um eigene Erfahrungswerte ergänzt und/oder korrigiert werden. 

Um die Menge von Daten für die weiteren Berechnungen der Signalsteuerung brauchbar zu machen, werden sie in Bemessungsverkehrsstärken q für jede Zufahrt und Abbiegerichtung umgerechnet. Das Umrechnungsverfahren folgt unter Berücksichtigung der Art des Knotenpunkts und der Art der Signalsteuerung (Festzeit-, verkehrsabhängige Steuerung...) nach unten stehender Tabelle und unterliegt folgenden Randbedingungen:

• Bei Festzeitsignalprogrammen soll die Bemessungsverkehrsstärke q 20% über der stündlichen Verkehrsstärke liegen. Die 20% beziehen sich auf Verkehrsspitzenzeiten und sollen Schwankungen der realen Verkehrsstärke abdecken, um eine Stauentwicklung zu vermeiden. Außerhalb der Spitzenzeiten und in Zeiten mit geringer Schwankung reicht ein Zuschlag von 10% aus.

• Sind die Verkehrsstärken in Viertelstundenintervallen bekannt, so kann als Bemessungsverkehrsstärke das Vierfache des höchsten Viertelstundenwertes gewählt werden.

• In Straßenzügen mit regelmäßiger Verkehrsüberlastung bietet es sich an, den jeweils ersten Knotenpunkt unter Berücksichtigung der Durchlassfähigkeit der Gesamtstrecke zu signalisieren, d. h. es werden am ersten Knotenpunkt nur so viele Fahrzeuge freigegeben, dass sich keine weiteren Staus innerhalb des folgenden Straßenzuges bilden. In diesem Fall richtet sich die Bemessungsverkehrsstärke nach der Durchlassfähigkeit der nachfolgenden Strecke.

• Verkehrsabhängige Schaltungen sollen zufällige Schwankungen im realen Verkehrsfluss abdecken. Es ist deshalb nicht sinnvoll, dafür fiktive konstante Bemessungsverkehrsstärken festzulegen.

• Signalanlagen können als wirkungsvolles Instrument der Verkehrsbeeinflussung im Rahmen eines Gesamtverkehrsmanagements eingesetzt werden. Dahinter steckt das Prinzip, die Verkehrsnachfrage nicht generell zu decken, sondern eine Verlagerung der Verkehrsströme von sensiblen Umfeldern in weniger sensible Straßenzügen. Soll die Anlage eine solche Aufgabe erfüllen, so ist die Bemessungsverkehrsstärke aus dem Managementkonzept zu ermitteln.

• Die Höhe der Bemessungsverkehrsstärke und der angestrebte Auslastungsgrad a der Knotenpunktszufahrten stehen in einem engen Zusammenhang. Deshalb soll bei Bemessungsverkehrsstärken über den realen Verkehrsstärken a=1,0 gesetzt werden. Innerhalb Grüner Wellen soll a 0,80 - 0,85 nicht übersteigen, da die Erfahrung zeigt, dass bei höheren Auslastungen die Grüne Welle zusammenbricht.

Tabelle zur Bestimmung der Bemessungsverkehrsstärken

Ermittlung der maßgeblichen Verkehrsstärke für den Verkehrsstrom Rechtsabbieger aus der Hauptrichtung im Beispiel. Entweder wird der 4fache Wert der höchsten Verkehrsstärke innerhalb 15 Minuten (linkes Diagramm) oder der stündlichen Verkehrsstärke + einen Zuschlag von 20% (rechtes Diagramm) hergenommen (Ergebnis: maßg. q = 280). Die Ergebnisse können bei gleicher Ausgangssituation zwischen den beiden Berechnungsmöglichkeiten variieren.

In der Verkehrsanalyse sind des Weiteren die Anforderungen des ÖPNV sowie von Fußgängern und Radfahrern zu bestimmen. Anforderungen des ÖPNV geben vor, ob die Verkehrsmittel im allgemeinen Verkehr mitschwimmen oder ob sie zu priorisieren sind. Anforderungen von Fußgängern oder Radfahrern hängen davon ab, ob sich in unmittelbarer Nähe Schulen, Freizeitzentren, Altersheime oder Ähnliches befinden.

Weitere Rahmenbedingungen ergeben sich auch aus der Nähe von Feuerwehren, Notfallstationen, Ärztezentren usw. bzw. aus den Abständen benachbarter signalisierter Knotenpunkten.

Im Beispiel:

Für die Anlage wurden durch die genannten Maßnahmen nachfolgende Bemessungsverkehrsstärken errechnet. Diese Messwerte werden zur Planung der Signalphasen (Punkt 4), zur Berechnung der Umlaufzeit (Punkt 9) und den Freigabezeiten (Punkt 10) benötigt:

nach oben