OpenStreetMap

Modellierung von Ausfahrten

Posted by daniel-j-h on 17 January 2018 in German (Deutsch)

Es ist nicht immer offensichtlich wo eine highway=motorway_junction Node, an der ein motorway_link Way abgeht, gemappt werden soll. Im Folgenden betrachte ich die drei am häufigst genutzten Modellierungsmethoden mit ihren Vor- und Nachteilen insbesondere im Hinblick auf die Routenplanung und Navigationsansagen.

Dabei dient folgendes Schema als Grundlage in welchem der “physical gore” die physische Abgabelung der Strasse und der “theoretical gore” den Beginn der Fahrbahnflächenmarkierung darstellt.

Modellierung I: Node am Ausfahrtsschild

In manchen Fällen gibt es ein letztes Überhangs-Schild an dem das Abbiegemaneuver noch getätigt werden kann.

Nachteile:

  • Bei vielen ländlichen, und manchen städtischen, Ausfahrten fehlt ein solches Überhangs-Schild. Stattdessen gibt es ein Schild weit vorher am Strassenrand, gefolgt von einem kleinen “Exit” Schild.
  • In vielen Fällen ist das letztes Überhangs-Schild weit nach einem Spurwechselverbot (change:lanes) aufgestellt (Beispiel mit durchgezogener Linie). Diese Spurwechselverbote haben natürlich keinen Einfluss auf die Strassengeometrie.

Beispiel: hier ist das Ausfahrtsschild weit vor der eigentlichen Ausfahrt. Das Aufspalten des Weges bereits an diesem Schild macht keinen Sinn.

Modellierung II: Node an der Strassenaufteilung

Eine weitere Möglichkeit die highway=motorway_junction Node zu platzieren ist an der Stelle an der sich die Strasse beginnt aufzuteilen. Diese Art zu Mappen kommt vor Allem der Ästhetik beim Karten rendern zu Gute.

Nachteile:

  • Falls der Autofahrer die Ausfahrtsnode verpasst hat ist es dennoch möglich die Ausfahrt zu nehmen und eine erneute Routensuche würde zu früh stattfinden.
  • Die Ausfahrt kann eine lange Abbremsspur haben was dazu führen kann, dass die Distanz, die die Routenplanung berechnet, nicht mit den Schildern übereinstimmt.

Beispiel für eine solche Situation:

Modellierung III: Node an der Fahrbahnflächenbegrenzung

Diese Art der Modellierung ist in der Wiki beschrieben. Dabei wird die Node so platziert, dass ein Autofahrer dort die letzte Möglichkeit zum Abbiegen hat.

Damit ist der Weg frei für ein präzises Spuren-mapping, und eventuelle staggered exit lanes können als turn:lanes getaggt werden.

Nachteile:

  • Auf Karten sieht der Abbiegevorgang steiler aus als er eigentlich ist, wenn man nahe heran zoomt
  • Das Selbe gilt für Router, wobei die meisten Router sowieso nicht einfach die naechste Node zur Winkelberechnung nehmen.

Spurwechselverbote können jetzt mit dem change:lanes Tag gemappt werden, anstatt mit einem separaten Weg.

Beispiel:

Fazit

Basierend auf der Evaluation der oben aufgeführten drei verschiedenen Möglichkeiten der Modellierung und ihren Vor- und Nachteilen empfehle ich den letzten Ansatz: die Node an der Fahrbahnflächenmarkierung zu mappen.

Diese Art der Modellierung folgt der gebräuchlichen OSM Konvention physische Hindernisse zu mappen, trifft zu auf verschiedenste Länder, und macht den Weg frei für präzises Mappen von Spuren.

Comment from Nakaner on 20 January 2018 at 14:10

Hallo Daniel,

ich glaube, deine Blogeintrag wird verständlicher, wenn du ihn mit Schildern/Bildern aus dem deutschsprachigen Raum "lokalisierst". Wobei man dazu sagen muss, dass Ausfahrten ohne Verzögerungsstreifen (dein Beispiel) bei uns selten sind und nur noch auf einzelnen gelben Autobahnen und nahezu unveränderten Reststücken von Reichsautobahnen (z.B. Pforzheim Ost) vorkommen.

Viele Grüße

Michael

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Comment from kreuzschnabel on 25 January 2018 at 20:53

Die Nachteile von Methode III entfallen, wenn man den überschrägen „Querschritt“ weglässt und es in Kauf nimmt, dass der abbiegende Way bis zum ersten Node der Rampe über die Sperrfläche verläuft.

Das finde ich überhaupt nicht tragisch, sondern im Gegentum höchst elegant.

Begründung: Die OSM-Ways stellen keineswegs ideale, fest georeferenzierte Fahrlinien dar (dann müssten wir wirklich einzelne Fahrspuren mappen), sondern lediglich eine Abstraktion der Straßenvernetzung. In diesem Fall muss abstrahiert dargestellt werden: HIER zweigt eine eigene Fahrbahn ab, die dann HIER langgeht. Da wird es niemanden verwirren und erst recht niemanden zur vorsätzlichen Fahrt über die durchgezogene Linie verleiten, wenn der OSM-Way da rübergeht. Er muss das nur deshalb machen, weil er notgedrungen auf der lateralen Position des Ausgangs-Ways beginnt (links von mir) statt an meiner aktuellen Fahrposition.

In der Routerdarstellung während der Fahrt sehe ich ja gar nicht „oha, ich bin 5 Meter rechts vom OSM-Way“, sondern der Router stellt den weiteren Fahrweg immer bezüglich meiner aktuellen Position dar. Auch wenn der OSM-Way auf der linken von vier Spuren liegt und ich auf der rechten fahre, sehe ich „geradeaus“ und nicht „die Richtung stimmt zwar, aber ich bin 15 Meter zu weit rechts“.

--ks

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Comment from slhh on 28 January 2018 at 00:52

Man sollte sich nicht nur auf die Betrachtung von Autobahnen beschränken, sondern z.B. auch innerstädtische Kreuzungen mit separaten Abbiegefahrbahnen mit berücksichtigen. Nur so bekommen wir insgesamt eine konsistente Lösung.

Die Nachteile von Methode III entfallen, wenn man den überschrägen „Querschritt“ weglässt und es in Kauf nimmt, dass der abbiegende Way bis zum ersten Node der Rampe über die Sperrfläche verläuft.

Einerseits halte ich das für eine ganz schlechte Idee. Was passiert, wenn es gar keine Sperrfläche gibt? Dann läuft der Weg außerhalb der Fahrbahn. Wenn wir dann noch Fahrbahnflächen erfassen, liegt der Weg somit auch außerhalb der erfassten Fläche und wir bekommen ein Zuordnungsproblem.

Andererseits hätte dies den Vorteil, dass ein anderer unerwähnter Nachteil von Methode III vermieden wird: Der Verzweigungspunkt liegt zu früh, so dass auch das Tagging von Spureigenschaften zu früh endet bzw. dasjenige des Folgeweges zu früh startet. Bei einer baulich getrennten Fahrbahn mit zwei Spuren ist das wohl kein großes Problem, bei breiten Straßen ohne bauliche Trennung wird das Problem größer, da der Querschritt bei gleichbleibendem Winkel auch in Straßenlängsrichtung länger wird. Im innerstadischen Bereich wird dies besonders problematisch, da dort Änderungen auf viel kürzeren Längen erfolgen.

Mein Vorschlag wäre daher wie Methode III zu verfahren, jedoch den Querschritt rechtwinklig durchzuführen, und durch geignetes Tagging zu kennzeichnen, dass diese erste Kante des abzweigenden Weges rein virtuell ist. Dann können Router dies bei Winkelberechnungen geeignet berücksichtigen und eine Datenvorverarbeitung des Renderers kann ,flache Winkel soweit nötig, ergänzen. Wenn die Straße auf Basisis der Spuranzahl in realer Breite gerendert wird, sollte letzteres nicht nötig sein.

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Comment from kreuzschnabel on 28 January 2018 at 08:00

Einerseits halte ich das für eine ganz schlechte Idee. Was passiert, wenn es gar keine Sperrfläche gibt? Dann läuft der Weg außerhalb der Fahrbahn.

Fände ich zunächst ebenfalls nicht weiter schlimm – zumindest weniger schlimm, als eine einfache runde Abbiegerampe als Zickzacklinie zu mappen, die überhaupt nicht der tatsächlichen Form der gefahrenen Kurve entspricht.

Wenn wir dann noch Fahrbahnflächen erfassen, liegt der Weg somit auch außerhalb der erfassten Fläche und wir bekommen ein Zuordnungsproblem.

Das kann tatsächlich ein Problem sein, wenn die Zuordnung nur über die geospatiale Lage vorgenommen wird (und nicht beispielsweise über Relationen, was die Sache aber wieder verkompliziert).

Mein Vorschlag wäre daher wie Methode III zu verfahren, jedoch den Querschritt rechtwinklig durchzuführen, und durch geignetes Tagging zu kennzeichnen, dass diese erste Kante des abzweigenden Weges rein virtuell ist.

Damit meinst du placement=transition, seit über 5 Jahren proposed. Wenn das wirklich flächendeckend ausgewertet und zuverlässig verwendet wird, kann ich mich dafür erwärmen. Bis dahin ist mir die Geometrie gefahrener Wege wichtiger als deren metergenaue Lage (was sowieso nicht geht, solange wir auch 30 m breite Fahrbahnen als einen einzigen Way mappen, was aber bekanntlich sein muss, um die Spurwechselmöglichkeit abzubilden). Eine gefahrene stetige Rechtskurve ist daher bei mir auch in OSM eine stetige Rechtskurve, die zwar so weit wie möglich mit der Lage der Fahrbahn im kalibrierten Luftbild übereinstimmt, aber an den Enden zugunsten einer sauberen Geometrieabbildung Kompromisse in der Lageexaktheit eingeht.

--ks

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Comment from slhh on 28 January 2018 at 14:47

@kreuzschnabel placement=transition wäre für den Querschritt zwar anwendbar, aber zumindest in der Form, wie es proposed ist, nicht hinreichend, um den Querschritt als rein virtuell zu kennzeichnen. Entweder brauchen wir da noch ein zusätzliches Tag oder placement=transition muss auf rein virtuelle Wege beschränkt werden. Letzteres würde ich für durchaus sinnvoll halten.

Gemäß Proposal kann ein mit placement=transition getaggter Way auch einen realen Anteil enthalten, der sogar absolut dominerend sein kann. Das Problem ist, dass man aus der Geometrie des Weges den realen und virtuellen Anteil nicht mehr bestimmen kann, da die Hypothenuse keinesweg ein rechtwinkliges Dreieck aus virtuellem und realem Anteil eindeutig definiert. Meines Erachtens ist placement=transition damit eine absolute Fehlkonstruktion, da es praktisch nur die Information liefert, dass die Platzierung unbekannt ist.

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