Fahrzeugströmen

Fahrzeugströmen bezeichnet die Bewegung von Fahrzeugen auf Verkehrsnetzen und wird oft durch drei miteinander verknüpfte Größen beschrieben: den Fahrzeugfluss (q), die Fahrzeugdichte (k) und die durchschnittliche Geschwindigkeit (v). Der Fahrzeugfluss gibt an, wie viele Fahrzeuge eine bestimmte Stelle pro Zeiteinheit passieren, gemessen in Fahrzeuge pro Stunde. Die Dichte beschreibt, wie viele Fahrzeuge auf einem Streckenabschnitt vorhanden sind (Fahrzeuge pro Kilometer), während die Geschwindigkeit die mittlere Geschwindigkeit der Fahrzeuge angibt.

Die drei Größen sind durch die Beziehung q = k · v miteinander verbunden. Das sogenannte Fundamentaldiagramm des Verkehrs zeigt, wie der Fluss in Abhängigkeit von Dichte oder Geschwindigkeit verläuft. In einem Zustand mit geringer Dichte steigt der Fluss mit zunehmender Dichte, da mehr Fahrzeuge die freie Fahrbahn nutzen. Ab einem bestimmten Punkt sinkt die Geschwindigkeit jedoch, wodurch der Fluss wieder abnimmt und sich Staus bilden; der maximale Fluss liegt bei einer kritischen Dichte.

Fahrzeugströmen werden in der Verkehrstechnik sowohl makroskopisch als auch mikroskopisch modelliert. Makroskopische Modelle behandeln Verkehr als kontinuierliche Größenfelder von q, k und v (z. B. Lighthill-Whitham-Richards-Modell), während mikroskopische Modelle das Verhalten einzelner Fahrer mittels Car-Following-Regeln beschreiben. Mesoskopische Ansätze verbinden beide Ebenen.

Messungen des Fahrzeugströmens erfolgen mit Induktionsschleifen, Kameras, Radar- oder GPS-Daten, die an Hauptverkehrsachsen, auf Autobahnen oder in städtischen Netzen erhoben werden. Anwendungen umfassen Verkehrsplanung, Kapazitätsanalysen, Stauprognosen und das Verkehrsmanagement, etwa durch dynamische Geschwindigkeitsbegrenzungen, Ramp Metering oder Signalsteuerung.