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Detailergebnis zu DOK-Nr. 81940

Optimierungsbasierte Knotenpunktsteuerung für vernetzte automatisierte Fahrzeuge und Fußverkehr (Orig. engl.: Optimization-based intersection control for connected automated vehicles and pedestrians)

Autoren	T. Niels K. Bogenberger M. Papageorgiou I. Papamichail
Sachgebiete	6.7.3 Automatisiertes und Autonomes Fahren 6.7.1 Verkehrssteuerung mit LSA 0.11 Daten (EDV, IT, Internetanwendungen und Verkehrsdaten)

Transportation Research Record (TRR): Journal of the Transportation Research Board Vol. 2678, H. 2, 2024, S. 135-152, 10 B, 2 T, zahlr. Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: https://journals.sagepub.com/home/trr

Der Verkehr an größeren oder stark befahrenen städtischen Knotenpunkten wird derzeit mithilfe von Lichtsignalanlagen (LSA) koordiniert, um gefährliche Verkehrssituationen zu vermeiden und den Verkehrsfluss zu regeln. In zukünftigen Szenarien mit zu 100 % vernetzten, automatisierten Fahrzeugen könnten herkömmliche LSA ersetzt werden, und die Fahrzeuge an Knotenpunkten könnten nahtlos über Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (C2C) und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (C2I) koordiniert werden. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden viele solcher Steuerungsstrategien vorgestellt, die gemeinhin als autonomes Kreuzungsmanagement (AIM) bezeichnet werden. In den letzten Jahren ist eine Entwicklung vom einfachen "Windhundverfahren" (ein Verfahren, das einzig aufgrund der zeitlichen Reihenfolge der Bedarfsanmeldungen, nicht jedoch nach anderen Kriterien, freigibt) zu anspruchsvolleren optimierungsbasierten AIM-Strategien zu beobachten. Optimierungsbasiertes AIM kann die Kapazität erheblich verbessern und Verspätungen im Vergleich zu slotbasierten Strategien und konventioneller Lichtsignalsteuerung reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht sie eine Priorisierung der Verkehrsteilnehmenden. Die Arbeit der TU München ist eine der ersten, die den Fußverkehr in optimierungsbasiertem AIM berücksichtigt. Der vorgeschlagene Ansatz besteht aus einer signalfreien Fahrzeugsteuerung in Kombination mit Fußverkehrssignalphasen, die vollständig in das Optimierungsproblem integriert sind. Da die Kommunikationsreichweite des Controllers in realen Anwendungen begrenzt ist, wird ein Schema mit "rollierendem Horizont" vorgestellt (ein Lösungsansatz, um den Nachteilen der perfekten Voraussicht zu begegnen) und im Detail erläutert. Die vorgestellte Strategie wird mithilfe eines mikroskopischen Verkehrssimulationsrahmens umgesetzt und bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verspätungen von Fahrzeugen erheblich reduziert und die Fahrzeugkapazität im Vergleich zu vollständig aktivierten Signalsteuerungen erhöht werden können, während die Wartezeiten für den Fußverkehr vergleichbar sind. Darüber hinaus wird untersucht, wie die Verspätungen von Fahrzeugen und Fußverkehr in dem vorgestellten System ausgeglichen werden können. Es können drei verschiedene Steuerungsparameter eingestellt werden, die auf der Grundlage des betrachteten Nachfrageszenarios angepasst werden müssen.