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

Phaseneinteilung

Das Signalprogramm wird in verschiedene Phasen unterteilt. Unter Phasen versteht man einen Teil des Programms, während dessen ein bestimmter Grundzustand der Signalisierung unverändert bleibt. Die Freigabezeiten der einzelnen Ströme müssen allerdings je nach den errechneten Sicherheitszeiten (Zwischenzeiten) nicht zu genau den selben Zeitpunkten beginnen oder enden, bzw. können Ströme auch über mehrere Phasen freigegeben werden.

Während einer Phase werden immer verträgliche oder bedingt verträgliche Verkehrsströme freigegeben. Verträgliche Verkehrsströme haben hierbei keine gemeinsamen Konfliktflächen. Ein Beispiel für einen bedingt verträglichen Strom sind zum Beispiel Linksabbieger, die den entgegenkommenden Verkehr beachten müssen. Die bedingte Verträglichkeit wird im Signalgeber durch eine Vollscheibe signalisiert.

Nichtverträgliche Verkehrsströme müssen in unterschiedlichen Phasen freigegeben werden.

Alle Richtungen eines kombinierten Fahrstreifens müssen zur gleichen Zeit freigegeben werden. Erst bei mindestens zwei Fahrstreifen in der Zufahrt ist eine Spursignalisierung möglich.

Zu einem freigegebenen bedingt verträglichen Strom dürfen nachträglich keine bevorrechtigten Ströme freigegeben werden. Es ist z. B. auch mit Schutzblinker nicht erlaubt, nachträglich Fußgänger in einer bereits laufenden Phase mit bedingt verträglichen Abbiegern freizugeben (Fußgängerfalle). Eine Ausnahme bildet hier die, durch einen hinter der Kreuzung angebrachten Grünpfeil, angezeigten Vorgabezeit für Linksabbieger. Die Linksabbieger sind dann allerdings nach Ablauf der Vorgabezeit durch ein gelbes Blinklicht auf die Freigabe des Gegenverkehrs und der Fußgänger hinzuweisen.

Wird ein Verkehrsstrom durch einen Richtungspfeil freigegeben, dann sind alle Ströme, die eine Konfliktfläche mit diesem Strom haben, zu sperren. Das gilt auch bei Freigabe durch einen Kombinationspfeil ( ).

Geradeausfahrende Ströme müssen während der Freigabezeit immer voll gesichert sein.

Wird in einer Knotenpunktszufahrt mit Abbiegestreifen ein Signal mit Richtungspfeilen für den abbiegenden Verkehr aufgestellt, so können die restlichen Fahrtrichtungen dann ohne Pfeile (Vollscheibe) signalisiert werden.

Muss der Verkehr einer ganzen Knotenpunktszufahrt nach rechts oder links abbiegen (Zeichen: Vorgeschriebene Fahrtrichtung links oder rechts), dann dürfen Radfahrer oder Fußgänger, die folglich gekreuzt werden müssten, nicht freigegeben werden.

Ist die Signalanlage in einer Grünen Welle integriert, so ergeben sich zwangsläufig gewisse Grundstrukturen der Phasenfolge am Knotenpunkt (wird später im Punkt Planung/Programm unter dem Punkt Koordination von Signalanlagen behandelt).

Linksabbieger

Signaltechnisch gesichert werden sollten Linksabbieger umso dringlicher

• je schneller im Gegenverkehr gefahren wird,
• je zügiger der Linksabbiegestrom geführt werden soll,
• je stärker der linksabbiegende Verkehr oder ein zu kreuzender nichtverträglicher Strom ist,
• je schlechter die Sicht auf bedingt verträgliche Ströme ist und
• je mehr die Aufmerksamkeit der Linksabbieger durch eine Häufung möglicher Konfliktfälle beansprucht wird (z.B. Straßenbahn und mehrstreifiger Gegenverkehr oder mehrstreifiger Gegenverkehr, Rechtsabbieger und gleichzeitig freigegebener Fußgänger- und Radverkehr).

Ist es Linksabbiegern möglich, auf mehreren Fahrstreifen abzubiegen, so sind sie grundsätzlich gesichert zu signalisieren.

Gegenläufige Linksabbieger dürfen nur dann gleichzeitig freigegeben werden, wenn die Ströme in ausreichendem Abstand tangential aneinander vorbeifahren können.

Bei zeitlich gegeneinander versetzten Freigabezeiten entstehen Zugabe- oder Vorgabezeiten für Linksabbieger. Vorgabezeiten sind nur dann sinnvoll, wenn Linksabbieger bereits bei "Rot" oder während der Vorgabezeit am Knotenpunkt antreffen (z. B. durch Regelung eines zurückliegenden Knotenpunkts).

Bei starkem Linksabbiegerverkehr und schwachem Gegenverkehr sollten Linksabbieger in einer eigenen Phase abgeführt werden.

Bei Linksabbiegerverkehr geringer Stärke oder geringer Stärke des Gegenverkehrs brauchen Linksabbieger nicht gesichert geführt werden.

Wenn Linksabbieger nicht ausreichend erkennen können, dass sie gegenüber gleichzeitig freigegebenen Fußgängern oder Radfahrern wartepflichtig sind, kann unmittelbar an der Furt ein Hilfssignal (Gelbes Blinklicht) aufgestellt werden. Das Blinklicht muss auch während der Räumzeit der Fußgänger oder Radfahrer eingeschaltet bleiben.

Rechtsabbieger

Normalerweise bedarf der Rechtsabbiegeverkehr keiner getrennten Signalisierung. Eine getrennte Signalisierung soll nur erfolgen, wenn an Dreiecksinseln

• zweistreifig abgebogen wird
• der Fußgänger- oder Radverkehr zu stark ist 
• zu zügig abgebogen wird und Fußgänger oder Radfahrer ungenügend beachtet werden,

Diese Signalisierung hat mit einem dreifeldigen Signalgeber zu erfolgen.

Ein zweifeldiger Signalgeber mit der Farbfolge DUNKEL - GELB - ROT - DUNKEL ist nur an Dreiecksinseln und nur dann zulässig, wenn selten mit Radfahrer- oder Fußgängeranforderungen zu rechnen ist und der Abstand zwischen der Furt und der Ausfahrt der Rechtsabbiegefahrbahn groß genug ist, um die Wartepflicht der Rechtsabbieger gegenüber den Linksabbiegern mittel dem Verkehrszeichen "Vorfahrt gewähren" zu verdeutlichen.

Bei Knotenpunkten mit getrennter Rechtsabbiegerspur ergibt sich mitunter die Möglichkeit einer zusätzlichen Freigabezeit für Rechtsabbieger. Beginn und Ende der durch Pfeilsignale gegebenen zusätzlichen Freigabezeit müssen durch eine Zwischenzeitberechnung zu den vorher und nachher freigegebenen nichtverträglichen Verkehrsströmen ermittelt werden. 

	Bei Zuschaltung der Hauptphase nach der Vorgabezeit ergibt sich zwangsläufig eine kurze Unterbrechung der Freigabezeit, die aufgrund des Räumens der Rechtsabbieger und anschließendem Einlaufen der Fußgänger in die Konfliktfläche der Abbieger entsteht. (Zeitdauer zwischen dem gelben Rechtsabbiegerpfeil und dem Rot-gelb des Hauptsignals)
	Bei einer Zugabezeit ergibt sich eine Unterbrechung aufgrund der räumenden Linksabbieger des Gegenverkehrs. (Zeitdauer zwischen dem Gelb des Hauptsignals und dem Einschalten des grünen Pfeils)
	Der Grünpfeil darf während der Hauptphase eingeschalten bleiben, wenn die Rechtsabbieger nicht in Konflikt mit anderen Verkehrsströmen geraten (Fußgänger, Radfahrer usw.).
	Rechtsabbieger, die auf Rechtsabbiegerfahrspuren neben Dreiecksinseln geführt werden, dürfen nicht gleichzeitig durch ein grünes Signallicht mit bedingt verträglichen Linksabbiegern des Gegenverkehrs freigegeben werden. (Es kommt zum Kollisionsfall - roter Pfeil!)

Phasenanzahl

Die Phasenanzahl ergibt sich aus der Phaseneinteilung, d. h. mit der Entscheidung über die signaltechnisch gesicherte Führung der einzelnen Verkehrsströme bzw. aus Randbedingungen bei eventueller Koordination mit benachbarten Knotenpunkten.

Für die Steuerung eines Verkehrsablaufs mit einer Signalanlage sind an einem Knotenpunkt mindestens zwei Phasen erforderlich, wobei abbiegende Ströme signaltechnisch nicht gesichert sind.

Eine vollständig gesicherte Signalsteuerung wird nur erreicht, wenn keine bedingt verträglichen Verkehrsströme auftreten können. Bei Einmündungen sind dann in der Regel mindestens drei, bei Kreuzungen mindestens vier Phasen erforderlich.

Eine Zweiphasensteuerung ist solange zu bevorzugen, wie der Verkehrsablauf nicht übermäßig durch wartende, aufgestaute Abbieger gestört wird. Die Summe der erforderlichen Zwischenzeiten ist hierbei in der Regel geringer als bei einer Steuerung von mehr als zwei Phasen. Bei starken Belastungen und aus Verkehrssicherheitsgründen können Steuerungen mehr als zwei Phasen schalten, wenn nicht durch Abbiegeverbote oder Einschränkungen für die Verkehrsströme in Randlage die Anzahl der nichtverträglichen Verkehrsströme reduziert wird.

Im Hinblick auf die Dauer der Umlaufzeit ist anzustreben, die Summe der auftretenden Zwischenzeiten möglichst gering zu halten und nach Möglichkeit verträgliche Ströme mit etwa gleichem Freigabezeitbedarf in jeweils einer Phase zusammenzufassen.

Phasenfolge

Die Phasenfolge eines Signalprogramms kann sich aus folgenden Gesichtspunkten ergeben:

• Um starken Fußgänger- oder Radfahrerströmen ein zügiges Überqueren hintereinanderliegender Furten zu ermöglichen
• Bei komplexen Knotenpunkten kann die Phasenfolge durch die Bedingung festgelegt werden, dass bestimmte Verkehrsrichtungen nacheinander ablaufen müssen, damit im Knotenpunkt keine Behinderungen durch gestaute Fahrzeuge auftreten
• Werden einzelne Ströme über mehrere Phasen durchgehend freigegeben, so haben diese Phasen nacheinander zu folgen
• Durch Koordination benachbarter Knotenpunkte ergeben sich Freigabezeitversätze, die teilweise die Phasenfolge bestimmen können (s. später unter Planung/Programm unter dem Punkt Koordination von Signalanlagen).
• Um die Qualität des Verkehrsablaufes zu verbessern, können bestimmte Verkehrsströme während eines Umlaufs mehrmals freigegeben werden, wodurch die Wahl der Phasenfolge eingeschränkt wird
• Liegen nach den genannten Bedingungen keine oder nur teilweise festgelegte Phasenfolgen vor, so wird die günstigste Phasenfolge aus der Summe der erforderlichen Zwischenzeiten bestimmt, die möglichst gering gehalten werden soll.

Im Beispiel:

Aufgrund des hohen Linksabbiegeranteils in der linken Zufahrt empfiehlt sich eine teilweise gesicherte Abführung der Linksabbieger durch eine Zugabezeit, die mit Hilfe eines hinter der Kreuzung angebrachten Grünpfeils angezeigt wird. Während die Linksabbieger gesichert abgeführt werden, können gleichzeitig die von oben kommenden Rechtsabbieger freigegeben werden. Das Programm arbeitet mit drei Phasen, es ergibt sich folgender Phasenablauf:

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