Verkehrsdynamik: Neue physikalische Modellierungskonzepte

315 Pages·1997·14.033 MB·German

by  Dr. Dirk Helbing (auth.)

Dirk Helbing • Verkehrsdynamik
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Dirk Helbing
Verkehrsdynamik
Neue physikalische Modellierungskonzepte
Mit 100 Abbildungen und 6 Tabellen
Springer
DR. DIRK HELBING
II. Institut für Theoretische Physik
Pfaffenwaldring 57 / in
D-70550 Stuttgart
Tel.:[phone]
e-mail: [email protected]
www: http://www.uni-stuttgart.de/UNIuser/thphys/helbing.html
ISBN 978-3-642-63834-3
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Helbing, Dirk :
Verkehrsdynamik : Neue physikalische Modellierungskonzepte / Dirk Helbing. - Berlin; Heidelberg;
New York; Barcelona; Budapest; Hong Kong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio:
Springer 1997
ISBN 978-3-642-63834-3 ISBN 978-3-642-59063-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-59063-4
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der
Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funk
sendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in
Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Ver
vielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen
der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. Sep
tember 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwi
derhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtgesetzes.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk
berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der
Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann
benutzt werden dürften.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1997
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1997
Umschlaggestaltung: de'blik, Berlin
Satz: Reproduktionsfertige Vorlage vom Autor
SPIN: 10538160 30/3136 5 4 3 2 1 0 - Gedruckt auf säurefreien Papier
VVoorrwwoorrtt
DDeerr VVeerrkkeehhrr ssppiieelltt iinn uunnsseerreerr iinndduussttrriiaalliissiieerrtteenn GGeesseellllsscchhaafftt zzwweeiiffeellllooss eeiinnee
wwiicchhttiiggee RRoollllee.. WWiirr vveerrddaannkkeenn iihhmm nniicchhtt nnuurr uunnsseerree BBeewweegguunnggssffrreeiihheeiitt,, ssoonn
ddeerrnn aauucchh uunnsseerreenn WWoohhllssttaanndd.. SSeeiitt eeiinniiggeenn JJaahhrreenn wweerrddeenn jjeeddoocchh ddiiee GGrreennzzeenn
ddeerr MMoobbiilliittaatt aannggeessiicchhttss kkiilloommeetteerrllaannggeerr SSttaauuss uunndd zzuunneehhmmeennddeerr UUmmwweelltt
pprroobblleemmee uunniiiibbeerrsseehhbbaarr.. DDaahheerr bblliieebb ddaass TThheemmaa ""VVeerrkkeehhrr"" nniicchhtt mmeehhrr eeiinnii
ggeenn VVeerrkkeehhrrssiinnggeenniieeuurreenn vvoorrbbeehhaalltteenn,, ssoonnddeerrnn eess wwuurrddee zzuumm ggeesseellllsscchhaaffttlliicchh
rreelleevvaanntteenn PPoolliittiikkuumm uunndd eerrllaannggttee eeiinnee bbrreeiittee ooffffeennttlliicchhee AAuuffmmeerrkkssaammkkeeiitt..
MMiittttlleerrwweeiillee bbeeffaasssseenn ssiicchh mmiitt iihhmm,, aauuBBeerr rreennoommmmiieerrtteenn FFaacchhzzeeiittsscchhrriifftteenn,,
MMaasssseennmmeeddiieenn aalllleerr AArrtt..
GGlleeiicchhzzeeiittiigg hhaatt ddaass iinntteerrnnaattiioonnaallee IInntteerreessssee aann ddeerr EErrffoorrsscchhuunngg ddeess VVeerr
kkeehhrrss eennoorrmm zzuuggeennoommmmeenn.. BBeessoonnddeerrss uunntteerr PPhhyyssiikkeerrnn iisstt iinn jjiiiinnggsstteerr ZZeeiitt eeiinn
ssttaarrkkeess EEnnggaaggeemmeenntt zzuu vveerrzzeeiicchhnneenn,, wwaass zzuu eeiinneerr rraassaanntteenn wwiisssseennsscchhaaffttlliicchheenn
EEnnttwwiicckklluunngg uunndd eeiinneerr wwaahhrreenn VVeerrooffffeennttlliicchhuunnggssffiiuutt ggeeffiiiihhrrtt hhaatt..!! DDaaffiiiirr ggiibbtt
eess ffoollggeennddee GGrriiiinnddee::
-- EEiinneerrsseeiittss bbeesstteehhtt eeiinn ddrriinnggeennddeerr BBeeddaarrff aann MMeetthhooddeenn zzuurr OOppttiimmiieerruunngg
ddeess VVeerrkkeehhrrssffiiuusssseess,, uurrnn ddiiee bbeesstteehheennddee IInnffrraassttrruukkttuurr eeffffiizziieenntteerr nnuuttzzeenn zzuu
kkoonnnneenn.. EEnnttsspprreecchheennddee FFoorrsscchhuunnggsspprroojjeekkttee wweerrddeenn ssttaaaattlliicchh ggeeffoorrddeerrtt..
-- AAnnddeerreerrsseeiittss vveerrsspprriicchhtt mmaann ssiicchh dduurrcchh ddeenn VVeerrkkaauuff iinntteelllliiggeenntteerr VVeerrkkeehhrrss
lleeiittssyysstteemmee eeuurrooppaawweeiitt eeiinneenn jjaahhrrlliicchheenn UUmmssaattzz vvoonn 220000 MMiilllliiaarrddeenn DDMM
[[443344]].. DDaass EEnnggaaggeemmeenntt ddeerr IInndduussttrriiee iisstt ffoollgglliicchh aauussggeesspprroocchheenn ggrrooBB..
-- AAuuBBeerrddeemm eerrmmoogglliicchheenn mmooddeerrnnee CCoommppuutteerr mmiittttlleerrwweeiillee uummffaannggrreeiicchhee VVeerr
kkeehhrrssssiimmuullaattiioonneenn,, ssoo ddaaBB eeiinnee BBeerreecchhnnuunngg ddeerr VVeerrkkeehhrrssssttrroommee sscchhnneelllleerr
aallss iinn EEcchhttzzeeiitt iinn ggrreeiiffbbaarree NNaahhee rriiiicckktt,, sseellbbsstt ffiiiirr ddaass AAuuttoobbaahhnnnneettzz ddeerr
ggeessaammtteenn BBuunnddeessrreeppuubblliikk [[3355]]..
-- SScchhlliieeBBlliicchh wwiirrfftt ddiiee VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk eeiinnee VViieellzzaahhll ssppaannnneennddeerr FFrraaggeenn aauuff,,
ddeerreenn eexxaakkttee wwiisssseennsscchhaaffttlliicchhee BBeehhaannddlluunngg aauuBBeerrsstt kknniiffHHiigg uunndd eeiinnee HHeerr
aauussffoorrddeerruunngg aann ssiicchh iisstt..
DDiiee LLiitteerraattuurr zzuumm TThheemmaa ""VVeerrkkeehhrr"" iisstt aauussggeesspprroocchheenn uummffaannggrreeiicchh,, wweeiitt vveerr
ssttrreeuutt uunndd nnuurr nnoocchh sscchhwweerr zzuu iiiibbeerrbblliicckkeenn.. DDaahheerr ggiibbtt ddiiee vvoorrlliieeggeennddee AArrbbeeiitt
ddeemm EExxppeerrtteenn wwiiee ddeemm NNeeuueeiinnsstteeiiggeerr eeiinnee uummffaasssseennddee UUbbeerrssiicchhttssddaarrsstteelllluunngg
aann ddiiee HHaanndd.. BBeessoonnddeerree AAuuffmmeerrkkssaammkkeeiitt wwiirrdd hhiieerrbbeeii ffoollggeennddeenn ffiiiinnff GGee
ssiicchhttssppuunnkktteenn ggeesscchheennkktt::
11.. DDiisskkuussssiioonn bbiisshheerriiggeerr MMooddeelllliieerruunnggssaannssiiiittzzee.. DDaabbeeii sstteehheenn iihhrree jjeewweeiilliiggeenn
EEiiggeennsscchhaafftteenn,, VVoorrzziiiiggee uunndd SScchhwwaacchhppuunnkkttee iimm RRaammppeennlliicchhtt..
11 EEss ggaabb ssooggaarr AAnnssaattzzee eeiinneerr tthheerrmmooddyynnaammiisscchheenn BBeehhaannddlluunngg ddeess VVeerrkkeehhrrss [[338800]]..
VVII VVoorrwwoorrtt
22.. VVeerrgglleeiicchh ddeerr tthheeoorreettiisscchheenn MMooddeellllee mmiitt eemmppiirriisscchheenn FFaakktteenn.. HHiieerr kkoommmmtt
uunnss zzuugguuttee,, ddaaBB aallllee wweesseennttlliicchheenn GGrraaBBeenn ddeerr VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk ((bbeeiissppiieellss
wweeiissee AAuuffeenntthhaallttssoorrttee uunndd GGeesscchhwwiinnddiiggkkeeiitteenn)) gguutt mmeeBBbbaarr ssiinndd..
33.. GGeennaauuee BBeesscchhrreeiibbuunngg ddeerr VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk uunndd ddeettaaiilllliieerrttee BBeeggrruunndduunngg
ddeerr vveerrwweennddeetteenn MMooddeelllliieerruunnggsskkoonnzzeeppttee.. DDaass eerrffoorrddeerrtt iinnssbbeessoonnddeerree ddiiee
SSyynntthheessee ssoozziiaallwwiisssseennsscchhaaffttlliicchheerr uunndd pphhyyssiikkaalliisscchheerr GGeessiicchhttssppuunnkkttee..
44.. AAnnaallyyssee uunndd SSiimmuullaattiioonn ddeerr mmaannnniiggffaallttiiggeenn SSeellbbssttoorrggaanniissaattiioonnsspphhiiiinnoommee
nnee,, ddiiee bbeeii ddeerr VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk aauuffttrreetteenn.. DDaazzuu zzaahhlleenn bbeeiissppiieellsswweeiissee ddiiee
EEnnttsstteehhuunngg ddeess SSttoopp--aanndd--GGoo--VVeerrkkeehhrrss ooddeerr ddiiee AAuussbbiilldduunngg vvoonn ""SSttaauuss aauuss
ddeemm NNiicchhttss""..
55.. AAnnwweenndduunngg vvoonn SSeellbbssttoorrggaanniissaattiioonnsspphhiiiinnoommeenneenn zzuurr OOppttiimmiieerruunngg ddeess VVeerr
kkeehhrrssaabbllaauuffss.. IInntteerreessssaannttee MMoogglliicchhkkeeiitteenn bbeesstteehheenn hhiieerr vvoorr aalllleemm bbeeii ddeerr
bbeennuuttzzeerrggeerreecchhtteenn GGeessttaallttuunngg vvoonn FFuuBBggaannggeerraannllaaggeenn,, ddiiee nniicchhtt zzuulleettzztt bbeeii
EEvvaakkuuiieerruunnggssssiittuuaattiioonneenn vvoonn BBeeddeeuuttuunngg iisstt ((vvggll.. ddiiee BBrraannddkkaattaassttrroopphhee aauuff
ddeemm DDttiisssseellddoorrffeerr FFlluugghhaaffeenn))..
NNoocchh vvoorr wweenniiggeenn JJaahhrreenn hhaatt eess kkaauumm jjeemmaanndd ggeewwaaggtt,, eerrnnsstthhaafftt aann eeiinnee pphhyy
ssiikkaalliisscchhee BBeehhaannddlluunngg ssoozziiaalleerr SSyysstteemmee zzuu ggllaauubbeenn.. AAlllleerrddiinnggss ggiibbtt eess aauucchh
eeiinniiggee pprroommiinneennttee GGeeggeennbbeeiissppiieellee wwiiee WWeeiiddlliicchh [[445555,,445577,,445588]]'' HHaakkeenn [[114477,,
446699]],, EEbbeelliinngg [[9955,,9966]],, HHuubbeerrmmaann [[113300,,220099,,221100]]'' MMoonnttrroollll [[330022--330044]] uunndd PPrrii
ggooggiinnee [[337700,,337722]].. DDiiee jjttiinnggeerreenn EEnnttwwiicckklluunnggeenn iinn ddeerr SSttaattiissttiisscchheenn PPhhyyssiikk
uunndd ddeerr TThheeoorriiee kkoommpplleexxeerr SSyysstteemmee ((eeiinnsscchhlliieeBBlliicchh SSyynneerrggeettiikk,, CChhaaoosstthheeoo
rriiee uunndd KKaattaassttrroopphheenntthheeoorriiee)) hhaabbeenn jjeeddoocchh aauucchh hhiieerr zzuu eeiinneemm DDuurrcchhbbrruucchh
ggeeffiiiihhrrtt.. SSoo wwuurrddee eeiinn uummffaannggrreeiicchheerr MMeetthhooddeennffuunndduuss zzuurr BBeesscchhrreeiibbuunngg ssoo
zziiaalleerr PPrroozzeessssee ggeesscchhaaffffeenn,, ddeenn mmaann uunntteerr ddeemm BBeeggrriiffff QQuuaannttiittaattiivvee SSoozziiooddyy
nnaammiikk zzuussaammmmeennffaaBBtt.. EEnnttsscchheeiiddeennddee BBeeiittrraaggee hhiieerrzzuu wwuurrddeenn uunntteerr aannddeerreemm
vvoonn WWeeiiddlliicchh,, HHaaaagg uunndd HHeellbbiinngg ggeelleeiisstteett [[445555,,445577,,445588,,116688,,118811]]..
BBeeii cclleerr MMoocclleelllliieerruunngg cclleerr VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk bbeeffiinncclleett mmaann ssiicchh iinn eeiinneerr
aahhnnlliicchheenn SSiittuuaattiioonn wwiiee iinn ddeerr AAssttrroopphhyyssiikk:: EEiinnee aabbssoolluuttee GGeewwiiBBhheeiitt ttiibbeerr ddiiee
ggeennaauueenn GGeesseettzzmmaaBBiiggkkeeiitteenn hhaatt mmaann nniicchhtt,, wweennnngglleeiicchh ssiicchh aauuss ddeemm eexxiissttiiee
rreennddeenn DDaatteennmmaatteerriiaall eeiinnee MMeennggee RRttiicckksscchhllttiissssee zziieehheenn llaasssseenn.. AAuuff ddiieessee WWeeiissee
kkoonnnneenn uunntteerr ddeenn vveerrsscchhiieeddeenneenn ppllaauussiibbeell eerrsscchheeiinneennddeenn MMooddeellllaannssaattzzeenn bbee
rreeiittss vviieellee aallss uunnrreeaalliissttiisscchh aauussggeesscchhiieeddeenn wweerrddeenn.. AAnnddeerree MMooddeellllee ssiinndd zzuu vveerr
wweerrffeenn,, wweeiill ssiiee nniicchhtt aallllee tthheeoorreettiisscchheenn KKoonnssiisstteennzzffoorrddeerruunnggeenn eerrffttiilllleenn.. AAuuss
ddiieesseenn GGrrttiinnddeenn hhaatt mmaann,, wwiiee ssiicchh mmeehhrrffaacchh ggeezzeeiiggtt hhaatt,, bbeeii ddeerr VVeerrkkeehhrrssmmoo
ddeelllliieerruunngg wweeiitt wweenniiggeerr SSppiieellrraauumm,, aallss mmaann ggeemmeeiinnhhiinn aannnniimmmmtt.. UUnntteerr ddeenn
vveerrbblleeiibbeennddeenn MMooddeellllvvaarriiaanntteenn wwaahhlltt mmaann sscchhlliieeBBlliicchh ddiiee eeiinnffaacchhssttee aauuss,, ddiiee
eeiinnee ppllaauussiibbllee IInntteerrpprreettaattiioonn bbeessiittzztt.. DDiiee vvoorrlliieeggeennddee DDaarrsstteelllluunngg kkoonnzzeennttrriieerrtt
ssiicchh aauuss PPllaattzzggrrttiinnddeenn aauuff ddiiee eerrffoollggrreeiicchhsstteenn MMooddeellllee..
11mm eeiinnzzeellnneenn wweerrddeenn wwiirr bbeeii ddeerr MMooddeellllbbiilldduunngg ffoollggeennddeerrmmaaBBeenn vvoorrggeehheenn::
ZZuunnaacchhsstt ssttaarrtteenn wwiirr vvoonn ssoozziiaallppssyycchhoollooggiisscchheenn uunndd eennttsscchheeiidduunnggsstthheeoorreettii
sscchheenn TThheeoorriieenn ddeess iinnddiivviidduueelllleenn VVeerrhhaalltteennss iinn ssoozziiaalleenn ZZuussaammmmeennhhaannggeenn..
IInn bbeessttiimmmmtteenn FFaalllleenn llaaBBtt ssiicchh ddaass iinnddiivviidduueellllee VVeerrhhaalltteenn dduurrcchh eeiinn ssoozziiaa
lleess KKrriiiifftteemmooddeellll bbeesscchhrreeiibbeenn,, wwaass bbeessoonnddeerrss aannsscchhaauulliicchh iisstt.. DDiiee SSttaarrkkee uunndd
RRiicchhttuunngg ddeerr VVeerrhhaalltteennssaannddeerruunngg iisstt ddaannnn iimm wweesseennttlliicchheenn dduurrcchh ddiiee UUmmggee
bbuunnggsseeiinnffllttiissssee uunndd ddiiee IInntteerraakkttiioonneenn mmiitt aannddeerreenn IInnddiivviidduueenn ggeeggeebbeenn,, uunntteerr
lliieeggtt jjeeddoocchh iinnddiivviidduueelllleenn SScchhwwaannkkuunnggeenn..
VVoorrwwoorrtt VVIIII
DDaass lleeggtt eeiinnee wwaahhrrsscchheeiinnlliicchhkkeeiittsstthheeoorreettiisscchhee BBeehhaannddlluunngg vvoonn ggrrooBBeenn
MMeennggeenn iinntteerraaggiieerreennddeerr IInnddiivviidduueenn nnaahhee,, ddiiee wwiirr aauuss ddeemm ssoozziiaalleenn KKrraaffttee
mmooddeellll ssyysstteemmaattiisscchh eennttwwiicckkeellnn kkoonnnneenn.. AAuuff ddiieessee WWeeiissee rreessuullttiieerrtt ffuurr ddiiee
VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk eeiinn MMooddeellll,, ddaass ggrrooBBee AA..hhnnlliicchhkkeeiitt mmiitt ddeerr BBeesscchhrreeiibbuunngg
vvoonn GGaasseenn uunndd ggrraannuullaarreenn MMeeddiieenn ((wwiiee SSaanndd ooddeerr PPuullvveerr)) hhaatt.. EEss eerrmmoogglliicchhtt
ddiiee HHeerrlleeiittuunngg ffiiuuiiddddyynnaammiisscchheerr VVeerrkkeehhrrssgglleeiicchhuunnggeenn,, wweellcchhee nniicchhtt mmeehhrr ddaass
iinnddiivviidduueellllee,, ssoonnddeerrnn ddaass kkoolllleekkttiivvee VVeerrhhaalltteenn wwiieeddeerrggeebbeenn.. DDiiee GGlleeiicchhuunnggeenn
bbeessiittzzeenn eeiinnee ddeeuuttlliicchh eerrkkeennnnbbaarree AAnnaallooggiiee zzuurr TThheeoorriiee ggeewwoohhnnlliicchheerr FFlluussssiigg
kkeeiitteenn,, wweeiisseenn aalllleerrddiinnggss aauucchh wweesseennttlliicchhee UUnntteerrsscchhiieeddee aauuff.. LLeettzztteerree ssiinndd
nnaattiiiirrlliicchh ddaadduurrcchh bbeeddiinnggtt,, ddaaBB VVeerrkkeehhrrsstteeiillnneehhmmeerr kkeeiinnee TTeeiillcchheenn,, ssoonnddeerrnn
aakkttiivvee SSyysstteemmee ssiinndd,, ddiiee vvoolllliigg aannddeerree WWeecchhsseellwwiirrkkuunnggeenn aann ddeenn TTaagg lleeggeenn..
DDaass ssoozziiaallee KKrraafftteemmooddeellll eennttwwiicckkeellnn uunndd bbeeggrruunnddeenn wwiirr zzuunnaacchhsstt ffUUrr ddiiee
FFoorrttbbeewweegguunngg vvoonn FFuuBBggaannggeerrnn ((TTeeiill II)).. DDeerreenn BBeewweegguunngg iisstt dduurrcchh eeiinnee AAnn
ttrriieebbsskkrraafftt ssoowwiiee aannzziieehheennddee uunndd aabbssttooBBeennddee KKrraafftteeffffeekkttee bbeeeeiinnffiiuuBBtt,, ddiiee ssiicchh
ggeeggeennsseeiittiigg uubbeerrllaaggeerrnn.. CCoommppuutteerrssiimmuullaattiioonneenn wweerrddeenn zzeeiiggeenn,, ddaaBB ssiicchh aauuff
ddiieessee WWeeiissee ddiiee vviieellffaallttiiggeenn SSeellbbssttoorrggaanniissaattiioonnsspphhaannoommeennee iinn FFuuBBggaannggeerrmmeenn
ggeenn vveerrsstteehheenn llaasssseenn.. WWiirr wweerrddeenn ssooggaarr iinn ddeerr LLaaggee sseeiinn,, ddiiee HHeerraauussbbiilldduunngg
vvoonn TTrraammppeellppffaaddssyysstteemmeenn nnaacchhzzuuvvoollllzziieehheenn..
EEiinn eennttsspprreecchheennddeess MMooddeellll llaaBBtt ssiicchh aauucchh ffUUrr ddaass VVeerrhhaalltteenn vvoonn FFaahhrreerr
FFaahhrrzzeeuugg--EEiinnhheeiitteenn kkoonnssttrruuiieerreenn ((TTeeiill IIII)).. DDiiee DDuurrcchhffUUhhrruunngg vvoonn UUbbeerrhhooll
mmaannoovveerrnn hhaannggtt ddaannnn ddaavvoonn aabb,, oobb bbeegguunnssttiiggeennddee ooddeerr uunntteerrbbiinnddeennddee KKrraafftt
eeffffeekkttee uubbeerrwwiieeggeenn.. DDaarraauuffhhiinn wweerrddeenn wwiirr aauuss ddeenn ""mmiikkrroosskkooppiisscchheenn"" BBee
wweegguunnggssgglleeiicchhuunnggeenn ffuurr ddiiee FFaahhrrzzeeuuggee ""ggaasskkiinneettiisscchhee"" GGlleeiieehhuunnggeenn ffUUrr ddiiee
DDiicchhttee uunndd GGeesscchhwwiinnddiiggkkeeiittssvveerrtteeiilluunngg ddeerr FFaahhrrzzeeuuggee aabblleeiitteenn,, uurrnn sscchhlliieell3311iicchh
ddiiee ""mmaakkrroosskkooppiisscchheenn"" ffiiuuiiddddyynnaammiisscchheenn GGlleeiicchhuunnggeenn zzuu ggeewwiinnnneenn ((TTeeiill IIIIII))..
AAuuff ddiieessee WWeeiissee ggeelliinnggtt eess zzuumm eerrsstteenn MMaall,, eeiinnee ssyysstteemmaattiisscchhee VVeerrbbiinndduunngg
zzwwiisscchheenn ddeerr ""mmiikkrroosskkooppiisscchheenn"" BBeesscchhrreeiibbuunnggsseebbeennee ddeerr iinnddiivviidduueelllleenn FFaahhrr
zzeeuuggddyynnaammiikk uunndd ddeerr ""mmaakkrroosskkooppiisscchheenn"" BBeesscchhrreeiibbuunnggsseebbeennee ddeerr kkoolllleekkttiivveenn
VVeerrkkeehhrrssddyynnaammiikk hheerrzzuusstteelllleenn ((MMiiccrroo--MM aaccrroo--LLiinnkk))..
DDiiee DDaarrsstteelllluunngg rriicchhtteett ssiicchh ssoowwoohhll aann PPhhyyssiikkeerr uunndd MMaatthheemmaattiikkeerr,, aallss
aauucchh aann VVeerrkkeehhrrssiinnggeenniieeuurree,, SSoozziiaallwwiisssseennsscchhaaffttlleerr,, SSttaaddttee-- uunndd VVeerrkkeehhrrssppllaa
nneerr ssoowwiiee AArrcchhiitteekktteenn.. AAuuss ddiieesseemm GGrruunndd iisstt ssiiee ddiiddaakkttiisscchh aauuffggeebbaauutt uunndd
aarrbbeeiitteett ssiicchh vvoomm GGrruunnddlleeggeennddeenn zzuumm SSppeezziieelllleenn vvoorr.. IInnssooffeerrnn wweerrddeenn ssoowwoohhll
EEiinnsstteeiiggeerr aallss aauucchh SSppeezziiaalliisstteenn iimm GGeebbiieett ddeerr VVeerrkkeehhrrssmmooddeelllliieerruunngg bbeeddiieenntt..
AAllllee wweesseennttlliicchheenn MMeetthhooddeenn wweerrddeenn eexxpplliizziitt eeiinnggeeffuuhhrrtt uunndd aannggeemmeesssseenn ddiiss
kkuuttiieerrtt.. DDaarruubbeerr hhiinnaauuss ssiinndd FFaacchhbbeeggrriiffffee iimm IInnddeexx uunndd iinn FFuuBBnnootteenn eerrllaauutteerrtt..
AAuuBBeerrddeemm wweerrddeenn vviieellee ZZuussaammmmeennhhaannggee dduurrcchh sscchheemmaattiisscchhee DDaarrsstteelllluunnggeenn,,
SSiimmuullaattiioonnsseerrggeebbnniissssee uunndd eemmppiirriisscchheess DDaatteennmmaatteerriiaall iilllluussttrriieerrtt..
AAbbsscchhlliieeBBeenndd mmoocchhttee ssiicchh ddeerr AAuuttoorr bbeeii aalllleenn FFrreeuunnddeenn uunndd KKoolllleeggeenn bbee
ddaannkkeenn,, ddiiee zzuumm GGeelliinnggeenn ddeess BBuucchheess bbeeiiggeettrraaggeenn hhaabbeenn.. ZZuu nneennnneenn ssiinndd
iinnssbbeessoonnddeerree TThhoommaass AArrnnss,, GGeeoorrgg GGeerrsstteerr,, AAnnddrreeaass GGrreeiinneerr,, MMaarrttiinn HHiillllii
ggeess,, KKllaauuss HHuummppeerrtt,, JJooaacchhiimm KKeellttsscchh,, WWiillhheellmm LLeeuuttzzbbaacchh,, KKaaii NNaaggeell,, PPeetteerr
MMoollnnaarr,, RReeggiinnaa RRooddeerr,, TTiilloo SScchhwwaarrzz uunndd HHeennkk TTaaaallee,, ddiiee nniicchhtt nnuurr wweerrtt
vvoollllee AAnnrreegguunnggeenn ggeeggeebbeenn hhaabbeenn,, ssoonnddeerrnn ffrreeuunnddlliicchheerrwweeiissee aauucchh AAbbbbiilldduunn
ggeenn uunndd eemmppiirriisscchheess DDaatteennmmaatteerriiaall zzuurr VVeerrffiiiigguunngg ggeesstteelllltt hhaabbeenn.. AAuuBBeerrddeemm
wwaarree ddiieesseess BBuucchh oohhnnee ddiiee UUnntteerrssttiiiittzzuunngg vvoonn PPrrooff.. WWoollffggaanngg WWeeiiddlliicchh uunndd
ddiiee ffrruucchhttbbaarree AArrbbeeiittssaattmmoosspphhaarree aann sseeiinneemm IInnssttiittuutt ssiieehheerr nniicchhtt eennttssttaannddeenn..
IInnhhaallttssvveerrzzeeiicchhnniiss
vv
VVoorrwwoorrtt ............................................................................................................
TTeeiill II.. SSeellbbssttoorrggaanniissaattiioonnsspphhaannoommeennee iinn FFuu66ggaannggeerrmmeennggeenn
11.. EEiinnlleeiittuunngg............................ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 33
22.. EEmmppiirriisscchhee FFaakktteenn.. .................... ............ .. ...................... ................ ...... 55
22..11 AAuusswwaahhll ddeerr ZZiieellee ............................................................................ 55
22..22 RRoouutteennwwaahhll uunndd OOrriieennttiieerruunngg .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. 66
22..33 FFoorrttbbeewweegguunngg.................................................................................... 77
22..44 AAbbssttaannddhhaalltteenn uunndd PPllaattzzbbeeddaarrff .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 88
22..55 IInnddiivviidduueelllleess TTeerrrriittoorriiuumm uunndd GGrruuppppeenn .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 99
22..66 KKoolllleekkttiivvee BBeewweegguunnggssmmuusstteerr .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .... 1122
22..77 AAnnaallooggiieenn mmiitt FFllffiissssiiggkkeeiitteenn uunndd GGaasseenn.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1133
33.. BBiisshheerriiggee MMooddeelllliieerruunnggssaannssaattzzee .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1144
33..11 RReeggrreessssiioonnssmmooddeellllee.......................................................................... 1155
33..22 WWaarrtteesscchhllaannggeennmmooddeellllee ((QQuueeuueeiinngg MMooddeellss)) ................................ 1177
33..33 RRoouutteennwwaahhll--MMooddeellllee........................................................................ 1177
33..44 GGaasskkiinneettiisscchhee uunndd fflluuiiddddyynnaammiisscchhee MMooddeellllee .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1177
33..55 MMiikkrroosskkooppiisscchhee MMooddeellllee ((WWaallkkeerr MMooddeellss)) .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1199
44.. DDaass ssoozziiaallee KKrraafftteemmooddeellll .................................................................. 2200
44..11 MMooddeellllee ffffiirr ssoozziiaallee WWeecchhsseellwwiirrkkuunnggeenn iimm RRaauumm .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 2200
44..22 SSppeezziiffiikkaattiioonn ddeess FFuuff33ggaannggeerrmmooddeellllss .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 2233
44..22..11 BBeesscchhlleeuunniigguunngg uunndd ZZiieellggeerriicchhtteetthheeiitt.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 2255
44..22..22 AAbbssttaannddhhaalltteenn vvoonn BBeeggrreennzzuunnggeenn .................................... 2288
44..22..33 AAbbssttaannddhhaalltteenn ggeeggeennffiibbeerr aannddeerreenn FFuuff33ggaannggeerrnn .. .. .. .. .. .... 2299
44..22..44 AAttttrraakkttiivvee EEffffeekkttee .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 3311
44..22..55 DDaass rreessuullttiieerreennddee ssoozziiaallee KKrraafftteemmooddeellll ............................ 3333
44..33 KKrraafftteegglleeiicchhggeewwiicchhttee........................................................................ 3344
44..33..11 GGlleeiicchhggeewwiicchhtt zzwwiisscchheenn ddeenn TTeerrrriittoorriiaalleeffffeekktteenn .............. 3355
44..33..22 GGlleeiicchhggeewwiicchhtt zzwwiisscchheenn BBeesscchhlleeuunniigguunnggsstteerrmm uunndd TTeerr
rriittoorriiaalleeffffeekktt .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 3355
44..33..33 GGlleeiicchhggeewwiicchhtt zzwwiisscchheenn BBeesscchhlleeuunniigguunnggsskkrraafftt uunndd AAtt
ttrraakkttiioonnsskkrraafftt .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 3366
XX IInnhhaallttssvveerrzzeeiicchhnniiss
55.. SSeellbbssttoorrggaanniissaattiioonn kkoolllleekkttiivveerr PPhhaannoommeennee ................................ 3377
55..11 BBiilldduunngg vvoonn BBaahhnneenn ...................................................................... ,, 3377
55..22 SSeelleekkttiioonn eeiinneerr VVeerrhhaalltteennssssttrraatteeggiiee .............................................. ,, 4400
55..33 OOsszziillllaattiioonneenn ddeerr DDuurrcchhggaannggssrriicchhttuunngg .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 4411
55..44 DDyynnaammiikk aann KKrreeuuzzuunnggeenn .............................................................. ,, 4433
66.. OOppttiimmiieerruunngg vvoonn FFuuBBggaannggeerraannllaaggeenn.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 4455
66..11 EEiinnlleeiittuunngg.......................................................................................... 4455
66..22 BBeewweerrttuunnggsskkrriitteerriieenn........................................................................ 4466
66..33 FFoorrmmooppttiimmiieerruunngg.............................................................................. 4477
66..44 BBeehhaannddlluunngg ggrrooffiieerreerr SSyysstteemmee .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 5511
77.. EEnnttsstteehhuunngg uunndd PPllaannuunngg vvoonn WWeeggeessyysstteemmeenn ............................ 5544
88.. ZZuussaammmmeennffaassssuunngg ................................................................................ 6633
TTeeiill IIII.. MMiikkrroossiimmuullaattiioonnssmmooddeellllee ddeess AAuuttoobbaahhnnvveerrkkeehhrrss uunndd
VVeerrkkeehhrrssddaatteenn
99.. EEiinnlleeiittuunngg .............................................................................................. ,, 6677
1100.. VVeerrkkeehhrr iinn ZZaahhlleenn ................................................................................ 7711
1100..11 VVeerrkkeehhrrssaauuffkkoommmmeenn ........................................................................ 7711
1100..22 VVeerrkkeehhrrssffoollggeenn .................................................................................. 7711
1100..33 BBeeddeeuuttuunngg ddeerr AAuuttoobbaahhnneenn .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 7722
1111.. EEmmppiirriisscchhee FFaakktteenn.. ........ .... ........ .... ........ .... ........ .... .... ............ .... .... ...... 7777
1111..11 RRoollllee ddeerr DDiicchhtteeddeeffiinniittiioonn.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 8811
1111..22 MMiittttlleerree GGeesscchhwwiinnddiiggkkeeiitt,, VVaarriiaannzz uunndd SScchhiieeffee.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 8855
1111..33 VVeerrgglleeiicchh ddeerr SSppuurreenn ...................................................................... ,, 9933
1111..44 KKoorrrreellaattiioonneenn ddeerr VVeerrkkeehhrrssggrrooBBeenn.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 9966
1111..55 BBeeddeeuuttuunngg ddeerr ZZeeiittmmiitttteelluunngg ........................................................ ,, 110000
1111..66 CChhaarraakktteerriissttiikk ddeerr FFlluukkttuuaattiioonneenn .................................................. 110055
1122.. BBiisshheerriiggee MMooddeelllliieerruunnggssaannssaattzzee ...................................................... 110088
1122..11 FFaahhrrzzeeuuggffoollggee--MMooddeellllee ((FFoollllooww--tthhee--LLeeaaddeerr MMooddeellss)) .................... 110099
1122..22 WWaahhrrnneehhmmuunnggsseeffffeekkttee uunndd iinnddiivviidduueellllee FFaahhrreerr--FFaahhrrzzeeuugg--
EEiiggeennsscchhaafftteenn .................................................................................... 111122
1122..33 DDaass CCAA--MMooddeellll vvoo~~ NNaaggeell uunndd SScchhrreecckkeennbbeerrgg ............................ 111155
1122..44 KKoonnttiinnuuiieerrlliicchhee MMiikkrroossiimmuullaattiioonnssmmooddeellllee mmiitt WWuunnsscchhggee--
sscchhwwiinnddiiggkkeeiitt .................................................................................... 111188
1133.. EEiinn KKrraafftteemmooddeellll ddeerr FFaahhrrzzeeuuggddyynnaammiikk .................................... 112222
1133..11 BBeesscchhlleeuunniiggeenn uunndd AAbbbbrreemmsseenn ...................................................... 112222
1133..22 SSppuurrwweecchhsseell uunndd UUbbeerrhhoollmmaannoovveerr ................................................ 112266
1144.. ZZuussaammmmeennffaassssuunngg uunndd AAuussbblliicckk .................................................... 113300
IInnhhaallttssvveerrzzeeiicchhnniiss XXII
TTeeiill IIIIII.. MMaakkrroosskkooppiisscchhee VVeerrkkeehhrrssfflluuBBmmooddeellllee uunndd iihhrree mmiikkrroo
sskkooppiisscchhee BBeeggrriiiinndduunngg
1155.. EEiinnlleeiittuunngg ................................................................................................ 113355
1166.. NNuuttzzeenn mmaakkrroosskkooppiisscchheerr VVeerrkkeehhrrssmmooddeellllee ................................ 113388
1166..11 EErrmmiittttlluunngg vvoonn TTrreeiibbssttooffffvveerrbbrraauucchh,, EEmmiissssiioonneenn uunndd FFaahhrrtt--
ddaauueerrnn ................................................................................................ 113388
1166..22 OOppttiimmiieerruunngg ddeess VVeerrkkeehhrrssfflluusssseess dduurrcchh VVeerrkkeehhrrsslleeiittssyysstteemmee .... 114400
1166..22..11 ZZuufflluuBBrreeggeelluunngg ((OOnn--RRaammpp--CCoonnttrrooll)) .................................. 114422
1166..33 UUmmlleeiittuunnggssmmaaBBnnaahhmmeenn iinn AAbbhhaannggiiggkkeeiitt vvoomm VVeerrkkeehhrrsszzuussttaanndd 114433
1166..44 VVeerrkkeehhrrssaauuffkkoommmmeenn uunndd nneeuuee SSttrraaBBeenn ........................................ 114455
1177.. GGeesscchhiicchhttee mmaakkrroosskkooppiisscchheerr VVeerrkkeehhrrssmmooddeellllee .......................... 114488
1177..11 DDaass fflluuiiddddyynnaammiisscchhee MMooddeellll vvoonn LLiigghhtthhiillll,, WWhhiitthhaamm uunndd RRii--
cchhaarrddss ................................................................................................ 114488
1177..22 DDiiee BBuurrggeerrss--GGlleeiicchhuunngg .................................................................... 115544
1177..33 PPaayynneess MMooddeellll uunndd sseeiinnee VVaarriiaanntteenn .............................................. 115555
1177..44 DDaass MMooddeellll vvoonn PPhhiilllliippss .................................................................. 115588
1177..55 DDaass KKiiiihhnnee--KKeerrnneerr--KKoonnhhaauusseerr--MMooddeellll .......................................... 115588
1177..66 DDaass HHiilllliiggeess--WWeeiiddlliicchh--MMooddeellll .......................................................... 116633
1177..66..11 SSiimmuullaattiioonn vvoonn SSttrraaBBeennnneettzzeenn ............................................ 116655
1177..77 GGeemmeeiinnssaammee SSttrruukkttuurr ddeerr mmaakkrroosskkooppiisscchheenn VVeerrkkeehhrrssmmooddeellllee .. 116677
1177..88 IInnssttaabbiilliittaatt uunndd SSttaauueennttsstteehhuunngg .................................................... 116699
1177..99 OOffffeennee FFrraaggeenn .................................................................................... 117744
1188.. MMiikkrroosskkooppiisscchhee BBeeggrriiiinndduunngg ggaasskkiinneettiisscchheerr GGlleeiicchhuunnggeenn .... 117766
1188..11 BBoollttzzmmaannnnss kkiinneettiisscchhee GGaasstthheeoorriiee ................................................ 117799
1188..11..11 AAnnnnaahheerruunngg aann eeiinnee GGaauuBB--ffOOrrmmiiggee GGlleeiicchhggeewwiicchhttssvveerr--
tteeiilluunngg .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118800
1188..22 PPrriiggooggiinneess VVeerrkkeehhrrssmmooddeellll .............................................................. 118844
1188..33 PPaavveerrii--FFoonnttaannaass AAnnssaattzz .................................................................. 118877
1199.. GGaasskkiinneettiisscchhee HHeerrlleeiittuunngg mmaakkrroosskkooppiisscchheerr GGlleeiicchhuunnggeenn ...... 119911
1199..11 DDiiee fflluuiiddddyynnaammiisscchheenn GGlleeiicchhuunnggeenn ggeewwoohhnnlliicchheerr GGaassee .............. 119922
1199..11..11 DDiiee mmaakkrroosskkooppiisscchheenn MMoommeenntteenngglleeiicchhuunnggeenn .................... 119922
1199..11..22 DDiiee EEuulleerr--GGlleeiicchhuunnggeenn ........................................................ 119955
1199..11..33 DDiiee NNaavviieerr--SSttookkeess--GGlleeiicchhuunnggeenn .......................................... 119966
1199..11..44 KKoorrrreekkttuurreenn ffUUrr ddiicchhttee GGaassee uunndd FFlliiiissssiiggkkeeiitteenn .............. 119999
1199..22 DDiiee mmaakkrroosskkooppiisscchheenn VVeerrkkeehhrrssgglleeiicchhuunnggeenn .................................. 119999
1199..22..11 HHeerrlleeiittuunngg vvoonn MMoommeenntteenngglleeiicchhuunnggeenn .............................. 119999
1199..22..22 DDiiee fflluuiiddddyynnaammiisscchheenn VVeerrkkeehhrrssgglleeiicchhuunnggeenn ...................... 220000
1199..22..33 SScchhlliieeBBeenn ddeess GGlleeiicchhuunnggssssyysstteemmss ...................................... 220022
1199..22..44 DDiiee EEuulleerr--aarrttiiggeenn VVeerrkkeehhrrssgglleeiicchhuunnggeenn ............................ 220066
1199..22..55 HHeerrlleeiittuunngg ddeerr KKoovvaarriiaannzzgglleeiicchhuunngg .................................... 220088
1199..33 AAddaappttiivveess FFaahhrreerrvveerrhhaalltteenn uunndd VViisskkoossiittaatt .................................. 221111