Ein Meeting der Verkehrstechnik Wuppertal mit dem Institute of Mathematical Modelling, Analysis and Computational Mathematics (IMACM) der Bergischen Universität Wuppertal im Rahmen von bergisch.smart_mobility hat diese Woche eine neue Zusammenarbeit im Bereich Ampelschaltung auf den Weg gebracht. Das gemeinsame Ziel: Wuppertals Ampeln sollen intelligenter geschaltet werden, um alle Verkehrsteilnehmenden gleichberechtigt zu behandeln und einen effizienteren Verkehrsfluss zu gewährleisten. Die Bergische Universität könnte dazu nun neue Lösungsansätze bieten.
Das Team um Prof. Dr. Kathrin Klamroth aus der Arbeitsgruppe Optimierung des IMACM arbeitet bereits seit Beginn des Projekts bergisch.smart_mobility an mathematischen Verfahren zur verkehrlichen Trade-Off-Analyse und beschäftigt sich u.a. mit der Frage „Wie stark beeinflusst die Ampelschaltung den Reiseweg der unterschiedlichen Verkehrsteilnehmenden (z.B. PKW vs. Fahrrad)“. Die Verfahren werden für ein Teilnetzwerk in Wuppertal entlang der Friedrich-Ebert-Straße evaluiert.
Um die Verkehrssituation möglichst realistisch abzubilden wurde ein Nachfrageprofil anhand von Detektordaten der Verkehrstechnik Wuppertal erstellt. Die Mitarbeiter der Universität nutzen dieses Szenario zur Optimierung der Ampelschaltung. Die Ergebnisse der Optimierung werden mit Hilfe der Verkehrssimulationssoftware SUMO (Simulation of Urban MObility) verglichen und evaluiert. Die Ergebnisse der Analyse stellte Dr. Marco Milano (Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Bergischen Universität) vergangene Woche Rolf-Peter Kalmbach (Leiter Verkehrstechnik der Stadt Wuppertal) und dessen Team vor. Die anschließende Diskussion zeigte, dass die Arbeitsgruppe besonderen Herausforderung gegenübersteht, sowohl bei der Auswertung der Detektordaten als auch der multikriteriellen Optimierung von Ampelschaltungen, da hier bereits für kleinere Teilnetze Modelle mit mehr als 500.000 Variablen gelöst werden müssen. Die Betrachtung von größeren Netzwerken erfordert zusätzliche Entwicklungsarbeit und den Einsatz leistungsfähiger Hardware.
Des Weiteren wurden beim Vergleich der errechneten Ampelschaltungen mit Simulationen Abweichungen festgestellt, die durch Verbesserungen im Modell (zum Beispiel durch das Anpassen von Parametern) beseitigt werden müssen.
Ein durchaus positives Ergebnis des Austauschs ist, dass der gewählte multikriterielle Optimierungsansatz interessante alternative Ampelschaltungen errechnen und bewerten kann, die einen stärkeren Fokus auf die Interessen des Radverkehrs legen.
Errechnet wird dafür eine Menge von Lösungen, die dem Pareto-Prinzip folgen, d.h. es werden nur Lösungen gesucht, die sich nicht bezüglich einer der Kriterien verbessern lassen, ohne ein anderes zu verschlechtern. Die errechnete Lösungsmenge erlaubt den Vergleich von Lösungen anhand des Trade-offs zwischen den Gesamtfahrzeiten von Autos und Fahrrädern.
Mittel- bis langfristig kann dieser Ansatz einen Beitrag zur Stärkung von nachhaltigem Verkehr im urbanen Umfeld leisten.
Die nächsten Schritte sehen die Erstellung einer eigenen Simulation seitens der Verkehrstechnik Wuppertal vor, um diese mit den Ergebnissen der Universität zu vergleichen und weitere Verfeinerungen des Modells zu erreichen. Im weiteren Verlauf der Zusammenarbeit kann so das Optimierungspotenzial der Ampelschaltung auf der Friedrich-Ebert-Straße ermittelt werden, welches der Stadt Wuppertal für die Zukunft wertvolle Erkenntnisse auf dem Weg hin zu einer effizienteren Verkehrssteuerung liefern kann.
