Signalsteuerung

Signalsteuerung ist die berechnete Abfolge und Dauer der Grün-, Gelb- und Rotphasen einer Ampel, um den Fahrzeug- und Fußgängerverkehr durch eine Kreuzung zu regeln. Ein Verkehrsingenieur legt die Länge jeder Phase fest, bestimmt ihre Reihenfolge und koordiniert sie mit benachbarten Ampeln, um den Verkehr effizient und sicher zu lenken. Ohne bewusste Steuerung werden Kreuzungen zu Engpässen oder Unfallrisiken, unabhängig davon, wie gut die Straßen gebaut sind.

Die Grundeinheit ist die Zyklus­länge, die Gesamtzeit vom Beginn einer Grünphase bis zum Beginn derselben Phase erneut, typischerweise zwischen 40 und 120 Sekunden je nach Verkehrsaufkommen und Kreuzungsgeometrie. Innerhalb eines Zyklus dauert eine Grünphase so lange, bis eine Fahrzeugschlange geräumt ist, eine Gelbphase warnt Fahrer zum Bremsen (üblicherweise 3 bis 6 Sekunden), und eine Rotphase hält den Querverkehr an. Rot­pausen von 1 bis 2 Sekunden werden zwischen unverträglichen Bewegungen eingefügt, um Kollisionen zu verhindern, wenn eine Richtung ihre Schlange räumt und die senkrechte Richtung gerade starten soll.

Die Signalsteuerung variiert nach Tageszeit und Wochentag. In der morgendlichen Stoßzeit wird die Grünphase auf der Achse mit Pendlerverkehr in die Stadt verlängert; in der Nachmittagsstoßzeit ist es umgekehrt. Das Wochenend­timing unterscheidet sich vom Werktag­timing. Viele Kreuzungen verwenden adaptive Signalsteuerungssysteme, die die Fahrzeugpräsenz mittels Induktionsschleifen, Kameras oder Radar erfassen und die Phaseneinteilung in Echtzeit anpassen, statt nach einem festen Fahrplan zu arbeiten. Jedoch ist Festzeitsteuerung in Wohngebieten und kleineren Städten mit gleichmäßigem Aufkommen immer noch verbreitet.

Offset und Koordination

Wenn Ampeln entlang einer Achse verteilt sind, erzeugt der Offset, die Zeitverschiebung zwischen dem Grünwerden einer Ampel und der nächsten, eine Grünwelle. Ein korrekter Offset ermöglicht einer Fahrzeuggruppe das Fahren mit gleichbleibender Geschwindigkeit ohne zu halten; ein schlechter Offset führt dazu, dass Fahrer jede rote Ampel erwischen. Koordinierte Signalsteuerung ist besonders wertvoll auf Hauptverkehrsstraßen, wo es auf Durchsatz ankommt. Das Handbuch der Federal Highway Administration zur Signalsteuerung ist in Nordamerika das Standardwerk.

Häufige Probleme sind Steuerungen, die eine Richtung auf Kosten der Sicherheit der anderen bevorzugen, Zykluslängen, die zu kurz sind, um alle Zufahrtsvolumen zu bewältigen, und Gelbzeiten, die mathematisch nicht zur Zufahrtsgeschwindigkeit und zum Straßengefälle passen. Schlechte Steuerung kann Verspätungen, Kraftstoffverbrauch und Unfallrisiko erhöhen. Ein qualifizierter Verkehrsingenieur nutzt Verkehrsmengen­zählungen, Geschwindigkeitsmessungen und Simulationssoftware wie SYNCHRO oder VISUM zur Optimierung der Steuerung, testet das Ergebnis dann im Feld, bevor es vollständig in Betrieb genommen wird.