Forschung zur Fahrraddynamik

Seit 2011 untersucht das LuFG "Computersimulation für Brandschutz und Fußgängerverkehr" in Kooperation mit dem LuFG "Umweltverträgliche Infrastrukturplanung und Städtebau" das Fahrverhalten von Radfahrern.

Zu diesem Zweck wurden im Mai 2012 Radexperimente mit ca. 35 Personen durchgeführt. Ziel der Experimente war die Untersuchung des Beschleunigungsverhaltens eines einzelnen Fahrers und das Fahrverhalten in einer Gruppe.

Ergebnisse

In der ersten Versuchsreihe waren die Probanden angehalten, ohne Einfluss von anderen Radfahrern, auf ihre Wunschgeschwindigkeit zu beschleunigen.

Die folgende Abbildung zeigt den Geschwindigkeitsverlauf eines Radfahrers während der Beschleunigungsphase (Mittelwert der Teilnehmer). Dem Diagramm lässt sich entnehmen, dass die durchschnittliche Wunschgeschwindigkeit der Teilnehmer bei ca. 4,3 m/s bzw. 15,5 km/h liegt. Die Beschleunigungsphase dauert etwa 6-7 Sekunden. Weitere gemessene Größen sind die zurückgelegte Strecke während der Beschleunigungsphase und die Standardabweichung der Wunschgeschwindigkeiten. Diese betragen jeweils etwa 20-25 Meter bzw. ca. 2 m/s.

Ziel der zweiten Versuchsreihe war es, das Verhalten von Radfahrern in einem geschlossenen Verkehrssystem zu erforschen. Hierzu waren jeweils Gruppen mit einer bestimmten Anzahl an Radfahrern angehalten, sich in einem geschlossen Oval zu bewegen.

Mit Hilfe der Versuchsreihen lässt sich das obige Fundamentaldiagramm erstellen. Dieses zeigt, dass der maximale Fluss von knapp unter einem Fahrzeug pro Sekunde bei einer Dichte zwischen 0,2 und 0,3 Fahrzeugen pro Meter auftritt.

Zusätzlich zu den Experimenten ist im Rahmen der Untersuchugen ein speziell für Verkehrssysteme von Radfahrern geeignetes Fahrzeugfolgemodell, das "Necessary Decelaration Model (NDM)", entwickelt worden. Dieses reproduziert die Resultate der Experimente und ist folglich u. a. für einspurige geschlossen Systeme validiert.

Videos und Rohdaten der Gruppenexperimente finden sich hier.

Für weitere Informationen über das Modell, die Experimente und ihre Ergebnisse siehe:

Andresen, E., Chraibi, M., Seyfried, A., & Huber, F. (2014). Basic driving dynamics of cyclists. In Simulation of Urban Mobility (pp. 18-32). Springer Berlin Heidelberg. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-45079-6_2

oder

Universal flow-density relation of single-file bicycle, pedestrian and car motion
J. Zhang, W. Mehner, S. Holl, M. Boltes, E. Andresen, A. Schadschneider, and A. Seyfried
Physics letters / A 378(44), 3274 - 3277 (2014)
DOI: 10.1016/j.physleta.2014.09.039