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At the heart of any microscopic model and simulation tool are a couple of important concepts that are sometimes made not clear enough in the guidelines written so far. Therefore, this text does not try to reproduce all those work but acts as a guide through some of the most important and pressing issues when it comes to the best demonstrated practice of simulation studies, and especially of microscopic simulation studies.

Bei einem Notfall ist es wichtig, dass Rettungsdienst, Feuerwehr und Polizei die Einsatzstelle so schnell wie m��glich erreichen, um eine geeignete Notfallversorgung zu gew��hrleisten. Jedoch wird dies durch das wachsende Verkehrsaufkommen erschwert. Als Resultat ist es h��ufig f��r die Einsatzkr��fte nicht m��glich die vorgegebene Hilfsfrist einzuhalten. Um Einsatzkr��fte eine schnelle Durchfahrt zu erm��glichen, sind Einsatzfahrten mit Blaulicht und Martinshorn dazu berechtigt die Vorschriften der Stra��enverkehrs-Ordnung (StVO) unter gewissen Voraussetzungen zu missachten. Dies f��hrt jedoch dazu, dass das F��hren eines Einsatzfahrzeuges eine komplexe und anstrengende T��tigkeit ist, da die Reaktionen des Umgebungsverkehrs mitber��cksichtigt werden m��ssen, um Konflikte zu vermeiden. Zus��tzlich kommt erschwerend hinzu, dass Einsatzfahrten eine erh��hte Unfallwahrscheinlichkeit haben. Daraus ergeben sich viele Fragen: Wodurch kommt es zu der erh��hten Unfallwahrscheinlichkeit von Einsatzfahrzeugen? Welche Verkehrsprobleme treten bei Einsatzfahrten auf? Und wie k��nnen Einsatzfahrzeuge unterst��tzt werden? Ausgehende von diesen Fragestellungen wurden in dieser Dissertation die Fahrten von Einsatzfahrzeugen ausgewertet, um darauf aufbauend ein Simulationsmodell von Einsatzfahrzeugen und eine Verkehrsmanagementstrategie f��r Einsatzfahrzeuge zu erstellen. Der erste wissenschaftliche Beitrag dieser Arbeit besteht, darin, dass ein Simulationsmodell speziell f��r Einsatzfahrzeuge erstellt und in der Verkehrssimulation Simulation of Urban MObility (SUMO) umgesetzt wurde. Auf diese Weise ist es m��glich ein realistisches Fahrverhalten von Einsatzfahrzeugen und dem Umgebungsverkehr zu simulieren. Bestandteil des Einsatzfahrzeugmodells ist, dass der Umgebungsverkehr eine Rettungsgasse bilden kann und nur das Einsatzfahrzeug die Rettungsgasse passieren kann. Zudem kann das Einsatzfahrzeug einen Rotlichtversto�� begehen und die maximal zul��ssige H��chstgeschwindigkeit ��berschreiten. F��r das Modell wurden Verkehrsdaten von Einsatzfahrten in Braunschweig analysiert und verwendet. Der zweite wissenschaftliche Beitrag dieser Dissertation besteht in einem Konzept zur Unterst��tzung von Einsatzfahrzeugen. Hierbei wird bei den Lichtsignalanlagen auf der Route eines Einsatzfahrzeug eine Gr��ne Welle geschaltet. Um die Benachteiligung des Umgebungsverkehrs so gering wie m��glich zu halten, ist die L��nge der gr��nen Phase der Lichtsignalanlagen dynamisch und abh��ngig von der aktuellen Verkehrslage. Ziel ist es, dass die Gr��nphase so lange wie n��tig und so kurz wie m��glich ist. Der gr����te Unterschied zu bestehenden Bevorrechtigungssystem besteht bei diesem Konzept darin, dass nicht nur eine einzelne Kreuzung sondern mehrere Kreuzungen koordiniert betrachtet werden. Der Algorithmus funktioniert vollst��ndig selbstorganisierend. Die Evaluation mittels synthetischen und realen Simulationsszenarien zeigen vielversprechende Ergebnisse., In case of an emergency it is cruical for a working health system that emergency service reaches every incident location as fast as possible. It is getting more and more challenging to reach this goal because of the growing traffic demand. As a result, the legal help period of emergency vehicles are exceeded in many cases. Therefore,emergency vehicles are allowed to use special rights while using siren and blue flashing light. Driving an emergency vehicle is a physical and psychological complicated task. The emergency vehicle driver has to precisely predict the reactions of the other traffic participants to avoid critical situations while aiming to arrive the appointed destination within the legal help period. Accordingly, emergency vehicles are having a higher risk being involved in a car crash than other traffic participants. This leads to several research questions which are addressed in this research study: Why is the risk of being involved in a car crash higher with an emergency vehicle? Which traffic problems do emergency vehicle drivers face? How can emergency vehicle driver be supported during an emergency drive? Based on these questions, this thesis evaluates the emergency vehicle drives to develop a microscopic simulation model for emergency vehicles and a traffic support strategie to assist emergency vehicle drivers to reach their destinations at the earliest opportunity. The first contribution of this research is to develop a simulation model for emergency vehicles and implement it in the traffic simulation package SUMO. Real traffic data from emergency vehicle drives in Brunswick were analysed to develop this model. With this model it is possible to simulate the driving behaviours of emergency vehicles and the respective reactions of the other traffic participants. Part of the emergency vehicle model is the simulation of a virtual rescue lane which can only be used by emergency vehicles. In addition, emergency vehicles are able to violate red traffic lights and drive faster than the given speed limit. The second contribution of this thesis is to develop a concept for supporting emergency vehicle drivers. As a result, the traffic light systems along the route of an emergency vehicle will be set to green for the direction of the emergency vehicle. To minimize the negative impact on the surrounding traffic, the lengths of the green phases are set dynamically and depend on the current traffic situation. The goal is to make the green phases as long as necessary and as short as possible for emergency vehicles. The main difference to the existing preemption systems is that this concept coordinates more than just one single intersection. The algorithm works in a self-organising way through the interactions between emergency vehicles and other traffic participants. The respective analysis with use of synthetic and real world scenarios shows a promising result. At the end, the related topics and issues for future research and model development are pointed out in this thesis as well.

Die Frage der effizienten Bemessung von Verkehrsanlagen gewinnt dank häufiger Stausituationen und unzuverlässiger Fahrzeiten zunehmend an Bedeutung. Durch die vorliegende Arbeit sind neue Möglichkeiten für die Analyse von übersättigten Verkehrsanlagen bereitgestellt worden. In dieser Arbeit wurde ein neues Berechnungsverfahren mit Cell Transmission Modell entwickelt, mit dessen Hilfe sich Bundesautobahnen mit Anlehnung an das Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen bewerten lassen.

In der Arbeit wird ein allgemeingültiger Modellansatz vorgestellt, der simulationsgestützte Analysen des individuellen Fahrverhaltens in kritischen Situationen im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit erlaubt. Mit Hilfe einer dazu entwickelten Methodik wird das Fahrerverhalten in kritischen Situationen erfasst und in Verfahren der mikroskopischen Verkehrssimulation integriert. Die notwendige Datenbasis liefert ein groß angelegter Feldversuch. This work describes a modeling approach that allows for simulation-based analyses of individual driving behavior in critical situations in terms of traffic safety. With a newly developed methodology the driver behavior in critical situations can be determined and integrated into the methods of microscopic traffic simulations. The necessary data basis is provided by a large-scale field test.

Die Dissertationsschrift widmet sich einer systemtheoretischen Untersuchung zur verkehrsabhängigen Steuerung von Lichtsignalanlagen in Straßennetzwerken. Aus einem mathematischen Modell für den Verkehrsablauf auf Knotenzufahrten wird ein Verfahren abgeleitet, mit dem sich Umschaltzeitpunkte und Phasenwechsel flexibel an das tatsächliche Verkehrsgeschehen anpassen lassen. Der Ansatzpunkt ist, die einzelnen Knotenpunkte des Netzwerks lokal zu optimieren. Eine "Grüne Welle" soll sich von selbst einstellen, und zwar genau dann, wenn dadurch lokal Wartezeiten eingespart werden. Indem die lokale Optimierung in ein lokales Stabilisierungsverfahren eingebettet wird, können Instabilitäten aufgrund netzwerkweiter Rückkopplungen ausgeschlossen werden. Das vorgestellte Verfahren setzt sich aus drei Teilen zusammen: (i) einem lokalen Prognoseverfahren zur Bewertung von Schaltzuständen und Phasenübergängen bezüglich zukünftig entstehender Wartezeiten, (ii) einem lokalen Optimierungsverfahren, das jeder Phase einen dynamischen Prioritätsindex zuweist und die Phase mit höchster Priorität zur Bedienung auswählt und (iii) einem lokalen Stabilisierungsverfahren, das zum Einhalten einer mittleren und einer maximalen Bedienperiode korrigierend in die lokale Optimierung eingreift. Indem die Knotenpunkte ausschließlich über die Verkehrsströme gekoppelt sind, ergeben sich die Umschaltzeitpunkte unmittelbar aus den Ankunftszeitpunkten der Fahrzeuge selbst. Die Phasenwechsel stellen sich somit von selbst bedarfsgerecht ein. Simulationsergebnisse machen deutlich, dass sich aufgrund der höheren Flexibilität sowohl die Wartezeiten als auch der Kraftstoffverbrauch senken lassen.