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Empirische physikalische Eigenschaften des übersättigten innerstädtischen Verkehrs und Energieeffizienz von Fahrzeugen

Hemmerle, Peter

Es werden die empirischen physikalischen Eigenschaften des übersättigten innerstädtischen Verkehrs analysiert und der Zusammenhang zwischen übersättigtem innerstädtischem Verkehr und der Energieeffizienz von Fahrzeugen untersucht. Der empirischen Untersuchung des übersättigten innerstädtischen Verkehrs liegen anonymisierte GPS-Einzelfahrzeugdaten von Navigationsgeräten zugrunde. Zusätzlich werden aggregierte Daten der mittleren Geschwindigkeit und des Verkehrsflusses herangezogen, die von stationären Detektoren gemessen wurden. Die empirische Untersuchung zeigt, dass empirischer übersättigter Verkehr nach Einbruch der Geschwindigkeit aus klassischen Folgen von Moving Queues, Strukturen des Synchronisierten Verkehrs und Mischungen aus Moving Queues und Synchronisiertem Verkehr besteht. Diese Muster wechseln sich dabei typischerweise in Raum und Zeit ab. Bei einer starken Engstelle lässt sich eine empirische Mega-Queue beobachten. Ein weiteres Ergebnis ist, dass die Energieeffizienz von Fahrzeugen im übersättigten Verkehr verbessert werden kann, wenn der übersättigte Verkehr nur aus Synchronisiertem Verkehr besteht und nicht aus Moving Queues. Als praktisch anwendbares Ergebnis werden makroskopische Energiematrizen zur Online-Berechnung energieeffizienter Routen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb gezeigt.

Oversaturated urban traffic is analyzed regarding its empirical physical properties, and the connection between oversaturated urban traffic and the energy efficiency of vehicles is studied. The empirical analysis of oversaturated urban traffic is based on anonymized single-vehicle GPS data from navigation devices. In addition, aggregated data of mean speed and traffic flow measured by stationary detectors are used. The empirical analysis shows that empirical oversaturated traffic after speed breakdown consists of classical sequences of moving queues, synchronized flow patterns and mixtures between moving queues and synchronized flow. Typically, these traffic patterns alternate in space and time. At a heavy bottleneck, an empirical mega-queue is observed. A further result is that the energy efficiency of vehicles in oversaturated traffic can be improved if oversaturated traffic consists only of synchronized flow rather than consisting of sequences of moving queues. As a practical result, macroscopic energy matrices for the on-line calculation of energy efficient routes are presented for vehicles with a combustion engine and for electrical vehicles.

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Hemmerle, Peter: Empirische physikalische Eigenschaften des übersättigten innerstädtischen Verkehrs und Energieeffizienz von Fahrzeugen. 2016.

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