München, Univ. der Bundeswehr, Diss., 2006

Kaiserslautern, Techn. Univ., Diss., 2004.

Der Kreisverkehr heißt im Fachterminus Kreisverkehrsplatz. Ein Kreisverkehrsplatz ist ein Knotenpunkt, also eine Einmündung oder Kreuzung, mit drei oder mehr Knotenpunktarmen, die über einen im Richtungsverkehr befahrbaren Kreisring miteinander verknüpft sind. Kreisverkehre zeichnen sich durch eine mittig angeordnete Kreisinsel aus, um die der Kreisring geführt wird. Der Kreisverkehr bietet gegenüber einer normalen Kreuzung mehrere Vorteile: ƒ Da es durch den Kreisverkehr keine Linksabbieger gibt, verringern sich mögliche Konfliktpunkte. ƒ Die durchgehende Fahrbahn wird unterbrochen, was zu einer reduzierten Geschwindigkeit bei der Einfahrt in den Kreis und im Kreis selbst führt. ƒ Die geringen Geschwindigkeiten und die reduzierten Konfliktpunkte sorgen für eine gegenüber anderen Knotenpunktformen sehr hohe Verkehrssicherheit. In der Regel können Verkehrsteilnehmer, egal ob mit Auto, Fahrrad oder zu Fuß, einen Kreisverkehr ohne lange Wartezeiten durchqueren. In Deutschland sollten Kreisverkehre nach dem „Merkblatt für die Anlage von Kreisverkehren“, Ausgabe 2006, der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) geplant und realisiert werden. Das Merkblatt unterscheidet dabei grundsätzlich drei Arten von Kreisverkehren: Minikreisverkehre werden überwiegend im innerstädtischen Bereich eingesetzt und haben meist einen Durchmesser zwischen 13 und 22 Meter. Sie eignen sich insbesondere bei geringen und mittleren Verkehrsstärken (bis maximal 18.000 Kfz/Tag) und können häufig mit geringem Straßenumbau realisiert werden. Die Kreisinsel von Minikreisverkehren muss überfahrbar sein, um die Befahrbarkeit durch größere Fahrzeuge sicherzustellen. Bei Kleinen Kreisverkehren ist die Kreisinsel baulich so gestaltet, dass sie nicht überfahren werden kann. Sie haben meist einen Durchmesser von 26 bis 35 Meter und können auch bei höheren Verkehrsstärken (bis ca. 25.000 Kfz / Tag) eingesetzt werden. Der Kreisring ist zumeist noch unterteilt in einen Innenring und die Kreisfahrbahn. Die Kreisfahrbahn ist so dimensioniert, dass nur größere Fahrzeuge den Innenring mitbefahren müssen. Der Innenring selbst kann markiert oder baulich ausgebildet sein. Bei großen Verkehrsmengen (bis 32.000 Kfz / Tag) kann die Kreisfahrbahn auch so verbreitert werden, dass zwei Fahrzeuge im Kreis nebeneinander fahren können. Der Durchmesser beträgt dann aber mindestens 40 Meter. Werden in der Kreisfahrbahn mehrere Fahrstreifen nebeneinander markiert, so spricht man von Großen Kreisverkehren. Sie eignen sich auch bei hohen Verkehrsstärken (über 30.000 Kfz / Tag), sollen jedoch nur in Kombination mit Ampeln betrieben werden. Eine Sonderform der großen Kreisverkehre sind sogenannte Turbokreisverkehre, bei denen bereits vor der Einfahrt in den Kreis eine Vorsortierung der einzelnen Fahrtrichtungen erfolgt und die somit eine noch höhere Leistungsfähigkeit besitzen. Die vorliegende aktuelle Studie der Unfallforschung der Versicherer (UDV) befasst sich ausschließlich mit der Verkehrssicherheit an innerorts angelegten und einstreifig befahrbaren kleinen Kreisverkehren, die gemäß Merkblatt der FGSV angelegt wurden.

Eine realistische Simulation von Verkehrsabläufen kann einen wichtigen Beitrag zur Verkehrsplanung leisten. In dieser Arbeit wird dafür in den bestehenden mikroskopischen Simulator MovSim ein Kreisverkehr implementiert. Anschließende Analysen, die unter Verwendung des Intelligent-Driver-Modells und des Spurwechselmodells MOBIL durchgeführt wurden, legen nahe, dass die relativen Ergebnisse, die sich durch Veränderung des Verkehrsflusses und der Modellparameter ergeben, realitätsnah sind. Zudem konnte gezeigt werden, dass der Einfluss des Verkehrsstromes in der Kreisfahrbahn im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen deutlich stärker ist als in der Simulation.

Eine realistische Simulation von Verkehrsabläufen kann einen wichtigen Beitrag zur Verkehrsplanung leisten. In dieser Arbeit wird dafür in den bestehenden mikroskopischen Simulator MovSim ein Kreisverkehr implementiert. Anschließende Analysen, die unter Verwendung des Intelligent-Driver-Modells und des Spurwechselmodells MOBIL durchgeführt wurden, legen nahe, dass die relativen Ergebnisse, die sich durch Veränderung des Verkehrsflusses und der Modellparameter ergeben, realitätsnah sind. Zudem konnte gezeigt werden, dass der Einfluss des Verkehrsstromes in der Kreisfahrbahn im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen deutlich stärker ist als in der Simulation.

Die vorliegende Dissertationsschrift widmet sich der Kapazität von Minikreisverkehren und der Berücksichtigung querender nichtmotorisierter Verkehrsteilnehmer an Kreisverkehren. Grundlage bilden Verkehrserhebungen an zehn Minikreisverkehren in Deutschland sowie eine Analyse des Erkenntnisstands zur Kapazitätsermittlung an Minikreisverkehren und an kleinen Kreisverkehren. Im ersten Teil der Arbeit wird ein Kapazitätsmodell für Minikreisverkehre unter Berücksichtigung relevanter verkehrlicher und gestalterischer Einflussfaktoren ermittelt. Dafür werden zwei unterschiedliche Ansätze betrachtet. Für den zeitlückentheoretischen Ansatz werden mithilfe der erhobenen Daten Funktionen zur Beschreibung der Zeitlückenverteilung im Kreis bestimmt und das Abflussverhalten der in der Zufahrt wartenden Fahrzeuge analysiert. Der theoretischen Beschreibung der Zeitlückenverteilung wird eine verschobene Exponentialverteilung mit Berücksichtigung des Anteils der frei fahrenden Fahrzeuge zugrunde gelegt, für die verschiedene Methoden der Parameterschätzung analysiert werden. Zur Ermittlung des Anteils der frei fahrenden Fahrzeuge wird ein Berechnungsmodell in Abhängigkeit der Verkehrsstärke und stromaufwärts gelegener Lichtsignalanlagen bestimmt. Für das Abflussverhalten der wartepflichtigen Fahrzeuge werden unterschiedliche Verfahren sowie Annahmen zur Bestimmung der Grenzzeitlücke analysiert und Zusammenhänge zwischen den ermittelten Zeitbedarfswerten und verkehrlichen sowie gestalterischen Eigenschaften der Minikreisverkehre bestimmt. Die Analyse des Abflussverhaltens wird durch die Betrachtung des Einflusses der ausfahrenden Fahrzeuge vervollständigt. Grundlage der empirischen Regressionsmodelle bildet eine zuverlässige Kapazitätsschätzung aus empirischen Daten, wofür bekannte Ansätze zur Kapazitätsschätzung überprüft und Modifikationsvorschläge erarbeitet werden. Zusammenhänge zwischen den erhobenen Kapazitäten und geometrischen sowie verkehrlichen Einflussgrößen werden mittels multipler Regressionsrechnung auf zwei unterschiedliche Arten bestimmt. Die nach beiden Arten ermittelten signifikanten Einflussgrößen werden sachlogisch diskutiert und ein regressionsbasiertes Kapazitätsmodell anhand der Erklärungsgüte ausgewählt. Die Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile der mit der Zeitlückentheorie und der durch Regressionsrechnung ermittelten Berechnungsansätze führt zu der Empfehlung, allgemeingültige Kapazitätsmodelle für Minikreisverkehre und kleine einstreifige Kreisverkehre auf Basis der Zeitlückentheorie zu entwickeln. Diese Empfehlung wird durch Simulationsuntersuchungen an zwei Minikreisverkehren validiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden für Minikreisverkehre Simulationsuntersuchungen zum Einfluss querender nichtmotorisierter Verkehrsteilnehmer durchgeführt. Aus den Simulationsergebnissen werden Berechnungsansätze zur Berücksichtigung des kapazitätsmindernden Einflusses querender Fußgänger und Radfahrer an Kreisverkehrszufahrten mit und ohne Fußgängerüberwegen bestimmt. Weiterhin wird ein Berechnungsverfahren zur Kapazitätsermittlung an Kreisverkehrsausfahrten mit und ohne Fußgängerüberwegen ermittelt. Ausgehend von der Kapazität und der Auslastung einer Ausfahrt wird ein Verfahren zur Berechnung von Rückstauwahrscheinlichkeiten sowie den daraus folgenden Blockadewahrscheinlichkeiten stromaufwärts gelegener Kreisverkehrszufahrten entwickelt, um damit den kapazitätsmindernden Einfluss der die Ausfahrt querenden nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer zu berechnen. Die Ergebnisse werden in einem integrierten Berechnungsmodell zur Kapazitätsermittlung an Minikreisverkehren unter Berücksichtigung des Einflusses querender Fußgänger zusammengefasst und daraus allgemeine, für kleine Kreisverkehre gültige Erkenntnisse abgeleitet.

Die vorliegende Dissertationsschrift widmet sich der Kapazität von Minikreisverkehren und der Berücksichtigung querender nichtmotorisierter Verkehrsteilnehmer an Kreisverkehren. Grundlage bilden Verkehrserhebungen an zehn Minikreisverkehren in Deutschland sowie eine Analyse des Erkenntnisstands zur Kapazitätsermittlung an Minikreisverkehren und an kleinen Kreisverkehren. Im ersten Teil der Arbeit wird ein Kapazitätsmodell für Minikreisverkehre unter Berücksichtigung relevanter verkehrlicher und gestalterischer Einflussfaktoren ermittelt. Dafür werden zwei unterschiedliche Ansätze betrachtet. Für den zeitlückentheoretischen Ansatz werden mithilfe der erhobenen Daten Funktionen zur Beschreibung der Zeitlückenverteilung im Kreis bestimmt und das Abflussverhalten der in der Zufahrt wartenden Fahrzeuge analysiert. Der theoretischen Beschreibung der Zeitlückenverteilung wird eine verschobene Exponentialverteilung mit Berücksichtigung des Anteils der frei fahrenden Fahrzeuge zugrunde gelegt, für die verschiedene Methoden der Parameterschätzung analysiert werden. Zur Ermittlung des Anteils der frei fahrenden Fahrzeuge wird ein Berechnungsmodell in Abhängigkeit der Verkehrsstärke und stromaufwärts gelegener Lichtsignalanlagen bestimmt. Für das Abflussverhalten der wartepflichtigen Fahrzeuge werden unterschiedliche Verfahren sowie Annahmen zur Bestimmung der Grenzzeitlücke analysiert und Zusammenhänge zwischen den ermittelten Zeitbedarfswerten und verkehrlichen sowie gestalterischen Eigenschaften der Minikreisverkehre bestimmt. Die Analyse des Abflussverhaltens wird durch die Betrachtung des Einflusses der ausfahrenden Fahrzeuge vervollständigt. Grundlage der empirischen Regressionsmodelle bildet eine zuverlässige Kapazitätsschätzung aus empirischen Daten, wofür bekannte Ansätze zur Kapazitätsschätzung überprüft und Modifikationsvorschläge erarbeitet werden. Zusammenhänge zwischen den erhobenen Kapazitäten und geometrischen sowie verkehrlichen Einflussgrößen werden mittels multipler Regressionsrechnung auf zwei unterschiedliche Arten bestimmt. Die nach beiden Arten ermittelten signifikanten Einflussgrößen werden sachlogisch diskutiert und ein regressionsbasiertes Kapazitätsmodell anhand der Erklärungsgüte ausgewählt. Die Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile der mit der Zeitlückentheorie und der durch Regressionsrechnung ermittelten Berechnungsansätze führt zu der Empfehlung, allgemeingültige Kapazitätsmodelle für Minikreisverkehre und kleine einstreifige Kreisverkehre auf Basis der Zeitlückentheorie zu entwickeln. Diese Empfehlung wird durch Simulationsuntersuchungen an zwei Minikreisverkehren validiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden für Minikreisverkehre Simulationsuntersuchungen zum Einfluss querender nichtmotorisierter Verkehrsteilnehmer durchgeführt. Aus den Simulationsergebnissen werden Berechnungsansätze zur Berücksichtigung des kapazitätsmindernden Einflusses querender Fußgänger und Radfahrer an Kreisverkehrszufahrten mit und ohne Fußgängerüberwegen bestimmt. Weiterhin wird ein Berechnungsverfahren zur Kapazitätsermittlung an Kreisverkehrsausfahrten mit und ohne Fußgängerüberwegen ermittelt. Ausgehend von der Kapazität und der Auslastung einer Ausfahrt wird ein Verfahren zur Berechnung von Rückstauwahrscheinlichkeiten sowie den daraus folgenden Blockadewahrscheinlichkeiten stromaufwärts gelegener Kreisverkehrszufahrten entwickelt, um damit den kapazitätsmindernden Einfluss der die Ausfahrt querenden nichtmotorisierten Verkehrsteilnehmer zu berechnen. Die Ergebnisse werden in einem integrierten Berechnungsmodell zur Kapazitätsermittlung an Minikreisverkehren unter Berücksichtigung des Einflusses querender Fußgänger zusammengefasst und daraus allgemeine, für kleine Kreisverkehre gültige Erkenntnisse abgeleitet.

Evaluating the challenges and opportunities of cooperative autonomous vehicles (CAV) require an adapted simulation methodology reproducing realistic driving and sensory contexts. In this paper, we propose a RounD-like CARLA scenario reproducing in CARLA the driving context recorded in the RounD dataset. We focus in particular on roundabout scenarios, as they are considered particularly challenging for CAV. We present the methodology followed to generate the CARLA scenario and describe challenges to reproduce trajectories corresponding to RounD. Origin and destination of vehicles, waypoint and speed are extracted from RounD for CARLA vehicles to closely reproduce the driving patterns observed in RounD. The benefit of such scenario are manyfold, such as evaluating control algorithms of CAVs, deep AI reinforcement learning, or vehicular sensor data sampling under realistic driving contexts. It notably will reduce the gap of AI mechanisms for CAV between simulation scenarios and realistic conditions.