Verkehrsströme

Verkehrsströme bezeichnet die zeitliche Entwicklung der Bewegung von Verkehrsteilnehmern in einem Verkehrsnetz. Sie umfassen verschiedene Verkehrsmittel wie Kraftfahrzeuge, ÖPNV, Radverkehr und Fußgänger. Ziel der Analyse ist es, das räumliche und zeitliche Verhalten der Nutzer zu verstehen, Kapazitäten zu bewerten, Verspätungen zu prognostizieren und Verkehrsmanagementmaßnahmen zu planen. Verkehrsströme entstehen durch das Zusammenspiel von Angebot (Netzstruktur, Verkehrsinfrastruktur, Signale) und Nachfrage (Menge und Verteilung der Reisen).

In der Verkehrstechnik werden Verkehrsströme oft makroskopisch beschrieben, etwa durch die Größenfluss q, Dichte k und Geschwindigkeit v, mit q = k · v. Das grundlegende Diagramm der Straße zeigt die Beziehung zwischen Flow, Dichte und Geschwindigkeit. Verkehrstheorien unterscheiden zudem mikro- und mesomikro-Modellierungen, z. B. Car-Following-Modelle oder zelluläre Automaten, sowie makroskopische Modelle wie die Lighthill-Whitham-Richards-Gleichung. Datenquellen sind Verkehrszählungen, Sensoren, Kameras sowie GPS- und Mobilitätsdaten.

Anwendungen umfassen Kapazitätsbewertung, Stauvermeidung, Optimierung von Ampelprogrammen, dynamische Routenwahl und Verkehrsmanagement im Netz. In der Planung dienen Verkehrsströme als Grundlage für Netzgestaltung, Verkehrsprognosen, Notfall- und Szenarien-Analysen. Herausforderungen sind die zeitliche Variabilität, heterogene Verkehrsteilnehmer, unstetige Ereignisse wie Unfälle und schlechtes Wetter, sowie Datenschutz- und Rechenskalierbarkeit bei großen Netzen.