PTV Viswalk simuliert die Entfluchtung von 45.000 Besuchern im Stockholmer Stadionareal

Was passiert, wenn 45.000 Menschen gleichzeitig ein Konzert verlassen? Als Mobilitätsplanerin bei WSP habe ich mit der Fußgängersimulation PTV Viswalk untersucht, was passiert, wenn 45.000 Menschen gleichzeitig das Stadionviertel von Stockholm verlassen. Hier treffen regelmäßig Großveranstaltungen auf ein Stadtquartier im Wandel und eine neu entstandene U-Bahn-Anbindung..

Unser Modell konzentrierte sich auf drei wesentliche Aspekte: einen reibungslosen Ablauf in den Kontrollbereichen sicherzustellen, den Zustrom zu Bahnsteigen mit begrenzter Kapazität zu regulieren und abzubilden, wie Besucher ihre Routen ändern, wenn sich Warteschlangen bilden. Genau diese Nachweise benötigte das Planungsteam, um Menschen sicher und effizient durch das Gebiet zu führen.

Die Untersuchung fand im Slakthusområdet statt, einem ehemaligen Industriegebiet in Stockholm mit bedeutenden Veranstaltungsorten wie der Avicii Arena und der 3Arena. Während sich das Quartier zu einem gemischt genutzten Stadtviertel entwickelt und gleichzeitig das U-Bahn-Netz erweitert wird, verändern sich auch die täglichen Mobilitätsmuster.

Da Großveranstaltungen hier zum Alltag gehören, muss der öffentliche Raum sowohl im täglichen Betrieb als auch bei Spitzenbelastungen nach Veranstaltungsende funktionieren. Unsere Simulationen halfen dabei, zukünftige Szenarien zu testen und aufzuzeigen, wie sich Planungsentscheidungen und Betriebsregeln auswirken, wenn Fußgänger und Fahrzeuge sich begrenzte Flächen teilen.

Fragen, die wir beantworten wollten

Veranstaltungsszenarien:

• Was passiert, wenn 45.000 Besucher die Arenen innerhalb von 15 bis 30 Minuten verlassen?
  
• Wie sieht die Ankunftssituation aus, wenn 45.000 Besucher zu einer Veranstaltung in der Tele2 Arena anreisen?

Modellbezogene Fragestellungen, die ich in diesem Artikel beleuchte:

• Wie können Staus und Blockaden in den Kontrollbereichen beseitigt werden?

• Wie können die Türen der U-Bahn-Zugänge so gesteuert werden, dass sie schließen, wenn die Bahnsteigkapazität überschritten wird?

• Wie lässt sich die dynamische Routenwahl vom “Evenemangstorget” zur U-Bahn in Abhängigkeit von der aktuellen Überlastung modellieren?

• Wie lässt sich die Gesamtsituation bewerten?

Warum PTV Viswalk?

Wir nutzen PTV Viswalk, um Architekten bei der Bewertung verschiedener Planungsalternativen zu unterstützen. Das Mikrosimulationstool bildet detaillierte Interaktionen zwischen Fußgängern und Fahrzeugen ab und kann mit Signalsteuerungen sowie Kapazitätskontrollen kombiniert werden.

Dadurch konnten wir Fußgänger-Fahrzeug-Interaktionen an Querungsstellen ebenso untersuchen wie Menschenansammlungen auf Bahnsteigen und an Bushaltestellen, alles innerhalb eines konsistenten Modellierungsprozesses.

Unser Modell umfasste die Avicii Arena und die 3Arena auf der östlichen Seite der Arenavägen. Da sich die U-Bahn-Zugänge auf der westlichen Seite befinden, müssen Besucherinnen und Besucher die Arenavägen überqueren, um zur Station zu gelangen, entweder über ausgewiesene Querungen oder über Brücken, die den Evenemangstorget mit dem Arenaviertel verbinden.

Diese räumliche Struktur definierte die zentralen Konflikte, die untersucht werden mussten: Wann und wo Fußgänger Vorrang erhalten sollten, wie der Zustrom zu den Bahnsteigen reguliert werden kann und wann alternative Wege die Belastung des nächstgelegenen Eingangs reduzieren.

Herausforderungen und Lösungen

Im Modellierungsprozess traten verschiedene Herausforderungen hervor:

Kontrollbereiche

In den Kontrollbereiche finden Sicherheitskontrollen statt, um beispielsweise das Mitführen verbotener Gegenstände zu verhindern. Bei hohem Aufkommen wurden Fußgängerinnen und Fußgänger gelegentlich in die falschen Warteschlangen gedrängt, was zu Engpässen und teilweise sogar zu Blockaden führte

Nachfrageprofil. Der Besucherstrom startet in der Regel etwa 90 Minuten vor Veranstaltungsbeginn, wobei die Mehrheit innerhalb der letzten 30 bis 60 Minuten eintrifft. Bei einer Bearbeitungszeit von 7 bis 9 Sekunden pro Person ergibt sich theoretisch eine Kapazität von 44.000 bis 55.000 Besuchern innerhalb von 90 Minuten.

In der Praxis führten jedoch ungleichmäßige Ankunftszeiten und eine ungleiche Verteilung auf die Kontrollbereiche zu lokalen Überlastungen. Als wir die klassischen Warteschlangen modellierten kam es in beliebten Kontrollbereichen zu Rückstaus, und häufig betraten mehrere Personen gleichzeitig denselben Kontrollplatz.

Kurz vor Veranstaltungsbeginn erreichen die Ankünfte ein Spitze. Die modellierte Bearbeitungszeit von 7 bis 9 Sekunden zeigt, dass einzelne Kontrollbereiche trotz ausreichender Gesamtkapazität überlastet werden können.

Maßnahme 1: Aufteilung der Ströme und geführte Korridore.
Im PTV-Viswalk-Modell wurde der Besucherstrom zunächst in zwei Hauptbereiche und anschließend in fünf überlappende Zugangskorridore pro Bereich aufgeteilt. Die Überlappungen reichten über die eigentlichen Kontrollbereiche hinaus. Dadurch wurden Personen, die versehentlich in die falsche Spur gerieten, dennoch durch die räumliche Struktur des Weges zum richtigen Kontrollplatz geführt. Konflikte zwischen den Warteschlangen konnten so deutlich reduziert werden.

Maßnahme 2: Steuerung der Kontrollplätze mittels VAP-Signalsteuerung.
Um gleichzeitige Zugänge zu verhindern, wurde jeder Kontrollbereich durch Signale, Detektoren und Zeitsteuerungen geregelt:

• Zwei Signalgeber pro Kontrollplatz: einer am Eingang, einer am Ausgang.
• Ein Eingangssensor schaltet das Signal auf Rot, sobald eine Person den Kontrollbereich betritt..
• Nach etwa sieben Sekunden Bearbeitungszeit schaltet das Ausgangssignal auf Grün.
• Ein Ausgangssensor verhindert, dass das Eingangssignal wieder auf Grün wechselt, bevor die Person den Kontrollbereich vollständig verlassen hat.

Durch diese Steuerung wurden Mehrfacheintritte verhindert und die Leistungsfähigkeit der Sicherheitskontrollen stabilisiert.

U-Bahn-Zugänge

U-Bahn-Bahnsteige verfügen nur über begrenzte Aufnahmekapazitäten. Der Zustrom muss geregelt werden, um sichere Personendichten und einen realistischen Betrieb zu gewährleisten.

Im Modell wurden die Eingangstüren zur U-Bahn-Station signalgesteuert und mit der aktuellen Anzahl von Personen auf dem Bahnsteig verknüpft. Dies entspricht einer gängigen Praxis zur Steuerung von Menschenmengen und zur Gewährleistung der Sicherheit auf Bahnsteigen.

Steuerungslogik. Die Türen wurden über eine Attributsteuerung geregelt, die auf der aktuellen Bahnsteigbelegung basierte:

• Die Türen öffneten erst wieder, wenn die Belegung unter 600 Personen sank.

• Überschritt die Anzahl der Personen auf dem Bahnsteig 600, wechselte das Signal auf Rot und die Türen wurden geschlossen.

Dadurch wurden Warteschlangen in größere Vorplatzbereiche verlagert, wo Ordner die Besucherströme sicherer steuern konnten, ohne die Sicherheit auf dem Bahnsteig zu gefährden.

Dynamische Routenwahl

Besucherinnen und Besucher, die den Bereich über den Evenemangstorget verlassen, können zwischen zwei U-Bahn-Zugängen wählen.

In der Realität passen Menschen ihr Verhalten an sichtbare Überlastungen an. Wenn sich am nächstgelegenen Zugang lange Warteschlangen bilden, wählen viele automatisch einen alternativen Zugang.

Dieses Verhalten wurde im Modell mithilfe einer formelbasierten Routenwahl nachgebildet.

Umsetzung:

• Ein Beobachtungsbereich erfasste die Anzahl der Personen in Echtzeit..
• Überschritt die Zahl 100 Personen, wurden 90 % der neu ankommenden Besucher zum nördlichen Eingang umgeleitet.
• Unter normalen Bedingungen nutzte weiterhin ein bestimmter Anteil den nördlichen Eingang, um reale Gewohnheiten und unterschiedliche Wegfindungsstrategien abzubilden..

Dadurch konnte realistisch dargestellt werden, wie sichtbare Staus die Verteilung der Besucherströme beeinflussen.

Bewertungskennzahlen

Die Wahl geeigneter Bewertungskennzahlen war entscheidend für den Vergleich verschiedener Planungsalternativen.

Zunächst wurde der Walkway Level of Service (LOS) verwendet, um Überlastungen zu visualisieren. Bei sehr hohen Besucherzahlen über große Flächen hinweg erwiesen sich die resultierenden Heatmaps jedoch als wenig aussagekräftig.

Da akzeptable Personendichten stark vom jeweiligen Kontext abhängen, wurden die Kennzahlen an die tatsächlichen Bedingungen angepasst:

• Einrichtungsverkehr und Warteschlangen können höhere Dichten verkraften.
• Gegenläufige Ströme benötigen geringere Dichten, um stabil zu bleiben.
• Im Alltagsbetrieb gelten niedrigere Grenzwerte als bei Großveranstaltungen.

Für die Untersuchung erwies sich deshalb Queuing LOS als besser geeignet. In diesem Ansatz weisen Bereiche der Stufen E bis F auf extreme Überlastungen von mehr als fünf Personen pro Quadratmeter hin und machen betriebliche Maßnahmen oder Planungsanpassungen erforderlich.

Neben Spitzenwerten wurden auch Fläche und Dauer kritischer Zustände bewertet, um verschiedene Alternativen objektiv vergleichen zu können.

Fazit und Erkenntnisse

Die PTV-Viswalk-Simulation zeigte deutlich, wo und warum Belastungsschwerpunkte entstehen:

Bei gleichzeitiger Abreise großer Besuchermengen reicht die Kapazität der U-Bahn allein nicht aus, sodass der Zustrom bereits vorgelagert reguliert werden muss. U-Bahn-Zugänge und Bahnsteige stellen die größten Engpässe dar. Auch Bushaltestellen werden schnell zu kritischen Punkten. Die intensive Nutzung der Querungen entlang der Arenavägen führt zu Wechselwirkungen zwischen Fußgängerströmen und Fahrzeugverkehr. Busse stauen sich, verpassen Haltestellen und verlieren Beförderungskapazität.

Erkenntnisse für Fachleute

• Das Richtige messen: Walkway LOS verschleierte bei Großveranstaltungen kritische Bereiche. Queuing LOS und belegungsabhängige Türsteuerungen machten kritische Zustände klar erkennbar.
  
• Flexibel bleiben: Wenn Standardansätze nicht zufriedenstellend kalibriert werden konnten, wurden gezielte Steuerungslogiken entwickelt, etwa Türsignale auf Basis aktueller Bahnsteigbelegungen oder formelbasierte Umleitungen.
  
• Detailgrad und Rechenzeit ausbalancieren: Aufwendige Modellierungsansätze wurden nur in besonders relevanten Bereichen eingesetzt.
  
• Ausreichend Zeit für Fehlersuche einplanen: Lange Simulationsläufe, stochastische Effekte und Szenarienvergleiche erfordern ausreichende Reserven für Tests und Qualitätssicherung.

Betriebliche Auswirkungen

• Den Zustrom an U-Bahn-Zugängen steuern und überschüssige Warteschlangen auf überwachten Vorplätzen organisieren.
  
• Wenn Busse Teil des Konzept für die Abreise sind, müssen Zufahrten und Haltebereiche besonders geschützt werden.
  
• Planungsalternativen sollten nicht nur anhand der maximalen Dichte, sondern auch anhand von Ausdehnung und Dauer kritischer Zustände bewertet werden.