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In diesem Kapitel wird zuerst beschrieben, wie sich die zu regelnde Strecke, das ist eine Verkehrskreuzung, mathematisch modellieren lässt. Anschliessend wird der Regler entworfen.
Fachausdrücke der Verkehrstechnik
Da manch ein Begriff der Verkehrstechnik in unterschiedlichen Bedeutungen in der Literatur verwendet wird, wollen wir zuallererst an dieser Stelle die wichtigsten verwendeten Begriffe definieren. Ein umfassendes Begriffsverzeichnis, sowie ein Verzeichnis der verwendeten Variablen, findet sich am Ende des Buches nach den Literaturangaben.
Teilnehmer: alle Fahrzeuge wie Autos, Busse und Strassenbahnen – falls sie registriert werden können auch die Fussgänger – sollen Teilnehmer genannt werden. Dies geschieht in Anlehnung an das Wort "Verkehrsteilnehmer", und weil die deutsche Übersetzung "Kunde" des Begriffes "customer" (der in der Warteschlangentheorie für eine Einheit verwendet wird, welche sich durch das System bewegen kann) so überhaupt nicht passt.
Kreuzung: als Kreuzung wird das gesamte System bezeichnet, das zu regeln ist; mit allen Ampeln und Detektoren, welche die Zustände und vor allem Zustandsänderungen der Kreuzung melden können. Die Kreuzung beginnt folglich beim ersten Detektor, bei dem sich Teilnehmer anmelden, und hört dort auf, wo sie das System verlassen, was nicht unbedingt nach einem Abmelde-Detektor sein muss.
Fahrweg: auf dieser Route können die Teilnehmer verkehren. Meist entspricht er einer Fahrspur auf der Strasse, kann aber auch mehrere Fahrspuren vereinen, wenn sie nicht einzeln beeinflusst werden können. Siehe dazu auch Abbildung 3.
Ampel: ein Lichtsignal, welches alle Teilnehmer auf dem ihm zugeordneten Fahrweg zum Halten veranlassen kann.
Abschnitt: ein Abschnitt ist ein Stück Fahrweg, auf welchem ein Teilnehmer nicht durch Ampeln aufgehalten werden kann. Am Ende eines Abschnittes steht immer eine Ampel. Eine Kreuzung zerfällt demnach in eine Vielzahl von Abschnitten, welche die Zufahrtswege sind.
Abbildung 3: Darstellung einiger Fachausdrücke der Verkehrstechnik
Haltepunkt: er befindet sich dort, wo der erste Teilnehmer vor einer Ampel anzuhalten hat. Er trennt Abschnitte voneinander.
Konfliktpunkt: er ist der Schnittpunkt meistens zweier Abschnitte. Die Konfliktpunkte einer Ampel sind alle Schnittpunkte des Fahrweges nach der Ampel mit anderen Fahrwegen.
Spur oder Phase: eine Spur ist eine unveränderbare Kombination von Ampeln, die miteinander geschaltet werden. Sie vereint möglicherweise mehrere Fahrwege.
feindlich: zwei Ampeln, Fahrwege oder Spuren heissen feindlich, wenn die zugehörigen Fahrwege mindestens einen gemeinsamen Konfliktpunkt besitzen.
Zwischenzeit oder Räumzeit: sie ergibt sich aus den Abständen von Haltepunkt und Konfliktpunkt zweier Spuren und ist diejenige Zeit, die verstreichen muss, wenn von Grün für die eine Spur auf Grün für die andere umgeschaltet werden soll.
Bild oder Phasenkombination: eine Kombination von Spuren, die nicht feindlich zueinander sind, ist ein Bild. Dieselbe Spur darf durchaus in verschiedenen Bildern vorkommen.
Phasenplan: eine unveränderbare Sequenz von Bildern, die sich zyklisch wiederholen kann, aber auch ein Stück einer Sequenz, das entweder in einen bestehenden Zyklus eingeschoben werden oder ungebunden zur Steuerung der Ampeln verwendet werden kann.
Umlaufzeit: wird eine Kreuzung nach einem festen Phasenplan gesteuert, so wiederholt sich die Sequenz nach der Dauer einer Umlaufzeit.
Versatzzeit: sind zwei Kreuzungen gleicher Umlaufzeit miteinander koordiniert (meist zur Erzeugung einer Grünen Welle), liegen die Anfangszeitpunkte der beiden Sequenzen um eine Versatzzeit auseinander.