Zuschneiden (Fixrunde 4) war der falsche Hebel: Egal wie breit die abgezogene Zone, die Nische zwischen zwei Gassenstummeln entsteht erst durch die FILLET-Rundung in junction_area() und liegt abseits der Gassenachse - ein linearer Abzug entlang dieser Achse kann sie grundsaetzlich nicht erreichen. Die Stummelbildung aus junction_area() in einen eigenen Helfer gezogen, junction_arms(graph, node, kerb_only=False), mit einem Filter fuer Kanten ohne Bordstein. junction_area() nutzt ihn ungefiltert und rundet wie bisher - verhaelt sich dadurch identisch (913.566,7 m² in 213 Teilen am echten Netz, bit-genau nachgemessen). _walk_source() in street.py nimmt jetzt nur noch die rohen, ungerundeten Armstummel mit Bordstein (kerb_only=True) als Quelle, ohne den kerbless_zone-Abzug aus Fixrunde 4 - die Nische entsteht dadurch gar nicht erst, weil die Kreuzung ohne Rundung nur noch ueber ihre eigenen, bordsteintragenden Arme in die Quelle eingeht. Gemessen: an der Kreuzung mit drei Gassen und einem Boulevard verschwindet der Rest in der Nische vollstaendig (0,0 statt der 27,14 m² aus Fixrunde 4) - weiter als die fuer diese Runde erwartete Obergrenze von rund 6 m Ausdehnung. Kriterium 4 damit erfuellt, keine weitere Variante noetig. Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
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6.9 KiB
Python
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"""Querschnitt je Straßenklasse und das Fahrbahnband, das daraus entsteht.
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Die Maße stehen im Entwurf (docs/superpowers/specs/2026-09-16-strassen-design.md) und stammen
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aus dem amerikanischen Regelwerk: Fahrspur 3,5 m, Längsparkspur 2,0-2,5 m, Gehweg 2,5-3,0 m.
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Gemessen wird auf der Karte der ganze graue Korridor - Fahrbahn und Gehweg sind dort dasselbe
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Grau. Die Aufteilung nimmt dem Korridor deshalb nichts weg und gibt ihm nichts dazu: Fahrbahn
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plus zweimal Gehweg ist genau die gemessene Breite. Der Stadtgrundriss bleibt damit unberührt.
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"""
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from __future__ import annotations
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from dataclasses import dataclass
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from shapely.geometry import LineString, MultiPolygon, Point
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from shapely.ops import substring, unary_union
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from .roads import CLASS_WIDTH, Graph
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LANE = 3.5
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# Wie weit das Band vor dem Kreuzungsmittelpunkt endet: halbe Fahrbahn der breitesten
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# anliegenden Kante plus etwas Luft, damit die Kreuzungsfläche die Lücke sicher füllt.
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SETBACK_EXTRA = 2.0
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# Breitester Gehweg. Weil die Gehwegfläche am Korridor beschnitten wird, ergibt sich die
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# schmalere Variante von selbst: bei 12 m Korridor und 7 m Fahrbahn bleiben genau 2,5 m.
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WALK_MAX = 3.0
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@dataclass(frozen=True)
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class Section:
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corridor: float
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carriageway: float
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walk: float
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lanes: int
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parking: float
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kerb: bool
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SECTION = {
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# Hinterhofgasse: eine Fahrgasse, kein Bordstein, kein Gehweg, keine Markierung.
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"gasse": Section(corridor=6.0, carriageway=6.0, walk=0.0, lanes=1, parking=0.0, kerb=False),
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"wohnstrasse": Section(corridor=12.0, carriageway=7.0, walk=2.5, lanes=2, parking=0.0, kerb=True),
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"hauptstrasse": Section(corridor=18.0, carriageway=12.0, walk=3.0, lanes=2, parking=2.5, kerb=True),
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"boulevard": Section(corridor=24.0, carriageway=18.0, walk=3.0, lanes=4, parking=2.0, kerb=True),
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}
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assert all(s.carriageway + 2 * s.walk == s.corridor == CLASS_WIDTH[n] for n, s in SECTION.items())
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def setback(graph: Graph, node: int) -> float:
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return max(SECTION[graph.edges[k].klass].carriageway / 2 for k in graph.incident(node)) + SETBACK_EXTRA
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def trimmed_line(graph: Graph, k: int):
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"""Die Mittellinie zwischen den Kreuzungsrändern. Freie Enden bleiben, wo sie sind."""
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edge = graph.edges[k]
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line = LineString(edge.points)
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start = setback(graph, edge.a) if graph.degree(edge.a) >= 3 else 0.0
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end = line.length - (setback(graph, edge.b) if graph.degree(edge.b) >= 3 else 0.0)
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if end - start < 1.0:
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return None # die Kante liegt ganz in den Kreuzungen; die füllen sie mit
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return substring(line, start, end)
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def ribbon(graph: Graph, k: int):
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"""Das Fahrbahnband einer Kante: Mittellinie auf Fahrbahnbreite gepuffert.
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join_style mitre mit knappem Limit: Eine Straße mit einem Knick soll eine gerade Außenkante
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behalten statt einer abgerundeten, aber bei einem sehr spitzen Knick würde eine unbegrenzte
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Gehrung einen meterlangen Dorn erzeugen.
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"""
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line = trimmed_line(graph, k)
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if line is None:
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return None
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return line.buffer(SECTION[graph.edges[k].klass].carriageway / 2,
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cap_style="flat", join_style="mitre", mitre_limit=1.5)
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# Amerikanischer Eckradius, 20 ft. Er entscheidet über den Charakter der Kreuzung: größer wirkt
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# großzügig und vorstädtisch, kleiner eng und städtisch.
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FILLET = 6.0
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def junction_arms(graph: Graph, node: int, kerb_only: bool = False) -> list:
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"""Die Armstummel einer Kreuzung, je auf ihre eigene Fahrbahnbreite gepuffert.
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Zweimal gebraucht (Fixrunde 5 zu Task 7): junction_area() vereinigt alle und rundet die
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einspringenden Ecken; die Gehwegquelle in street.py nimmt nur die Arme mit Bordstein, ohne
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Rundung. Deshalb hier einmal, statt die Stummelbildung zu wiederholen.
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"""
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reach = setback(graph, node)
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arme = []
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for k in graph.incident(node):
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edge = graph.edges[k]
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if len(edge.points) < 2 or (kerb_only and not SECTION[edge.klass].kerb):
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continue # Punktkanten haben keine Richtung; LineString wirft an ihnen
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# Eine Schleife hängt mit beiden Enden am selben Knoten und braucht deshalb zwei Stummel.
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# incident() liefert sie nur einmal, und edge.a == node ist bei ihr immer wahr — ohne den
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# zweiten Stummel bliebe an ihrem anderen Ende ein Loch in der Fahrbahn.
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richtungen = ([edge.points, list(reversed(edge.points))] if edge.a == edge.b
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else [edge.points if edge.a == node else list(reversed(edge.points))])
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for points in richtungen:
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line = LineString(points)
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stumpf = substring(line, 0.0, min(reach + 1.0, line.length))
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arme.append(stumpf.buffer(SECTION[edge.klass].carriageway / 2,
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cap_style="flat", join_style="mitre", mitre_limit=1.5))
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return arme
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def junction_area(graph: Graph, node: int):
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"""Die Fläche einer Kreuzung: die Stummel aller Arme, mit gerundeten einspringenden Ecken.
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Gerundet wird durch Schließen (aufblasen, dann wieder schrumpfen) - und ausdrücklich nur
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innerhalb einer Scheibe um den Knoten. Auf das ganze Netz angewandt verklebte dieselbe
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Operation zwei parallele Straßen, deren Fahrbahnen weniger als 2 * FILLET auseinanderliegen.
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"""
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if not graph.incident(node):
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return None
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reach = setback(graph, node)
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star = unary_union(junction_arms(graph, node))
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near = Point(graph.nodes[node].point).buffer(reach + FILLET + 2.0)
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rounded = star.buffer(FILLET, join_style="round").buffer(-FILLET, join_style="round")
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return star.union(rounded.intersection(near))
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def to_multipolygon(geom) -> MultiPolygon:
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"""Nur die Flächenanteile einer Geometrie, als MultiPolygon.
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intersection()/difference() liefern nicht immer sauber ein (Multi)Polygon: An einer
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Berührstelle kann eine GeometryCollection mit zusätzlichen entarteten Linien oder Punkten
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herauskommen (Fixrunde 4 zu Task 7, am Gehweg reproduziert). MultiPolygon(geoms) nimmt aber
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nur Polygone entgegen und wirft eine TypeError, sobald ein Element davon abweicht - hier
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werden die Nicht-Flächen-Teile deshalb verworfen, statt dass die Rechnung daran abstürzt.
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"""
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if geom.is_empty:
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return MultiPolygon()
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return MultiPolygon([g for g in getattr(geom, "geoms", [geom]) if g.geom_type == "Polygon"])
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def carriageway_area(graph: Graph):
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"""Alle Bänder und alle Kreuzungsflächen als eine Geometrie."""
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parts = [band for k in range(len(graph.edges)) if (band := ribbon(graph, k)) is not None]
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parts += [area for node in range(len(graph.nodes)) if graph.degree(node) >= 3
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and (area := junction_area(graph, node)) is not None]
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# Zusage der Schnittstelle: immer MultiPolygon. unary_union() liefert bei zusammenhängender
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# Eingabe ein einfaches Polygon, und Task 7 iteriert über .geoms — das bricht dann an kleinen
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# Prüfkörpern, aber nicht am echten Netz, also genau da, wo niemand damit rechnet.
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return to_multipolygon(unary_union(parts))
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