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Zukunft ohne Stau?

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10/10/2018
 

Verkehrsnachrichten im Radio können bald der Vergangenheit angehören. Denn die autonom fahrenden Autos der Zukunft werden miteinander kommunizieren und sollen so auch den Stau aus dem Verkehr ziehen. Ist diese Vision realistisch? Und was lässt sich dabei von Ameisen lernen?


Die A7 ist mit rund 962 Kilometern Länge Deutschlands längste Autobahn. Und sie ist bekannt für Staus. Baustellenschilder gehören zum Straßenbild wie Geschwindigkeitsbegrenzungen. Und wer sich zu Ferienbeginn auf dem Weg zu einem wichtigen Termin befindet, sollte gewarnt sein. „A7 Hamburg Richtung Hannover. Baustellenbetrieb zwischen Seevetal und Dreieck Walsrode, 10 Kilometer Stau“, heißt es dann zum Beispiel im Radio – und die Stresshormone sind schlagartig in Alarmbereitschaft. Das könnte jedoch schon bald Geschichte sein – wenn Autos autonom fahren. Im einheitlichen Tempo könnten die Fahrzeuge dann über den Asphalt rollen, man fügt sich nahtlos in die staufreie Auto-Kolonne ein – Lichthupe, zu dichtes Auffahren und vor allem Stau und Unfälle könnten der Vergangenheit angehören.

Continental hat ein System zum autonomen Fahren auf der Autobahn entwickelt: Der "Cruising Chauffeur" kann sich auch Stopp-and-Go-Verkehr sowie Stau-Situationen anpassen. Foto: Continental

 

Das könnte die automobile Zukunft sein: Autos kommunizieren untereinander, geben Verkehrsinformationen an die Nachfolger weiter und orientieren sich selbst an den Informationen von vorausfahrenden Autos. Algorithmen berechnen in Echtzeit die optimale Geschwindigkeit, sodass der Verkehr flüssig, sicher und stressfrei rollt. Die Fahrzeuginsassen können sich zurücklehnen – und kommen ohne nervenaufreibende Unterbrechung ans Ziel. Ist diese Vorstellung einer staufreien Zukunft aber wirklich realistisch?

 

Stau gehört heute zum automobilen Alltag. Und schon längst beschäftigen sich auch Wissenschaftler mit dem Verkehrsphänomen. Allein im Jahr 2017 kamen zum Beispiel in Deutschland insgesamt 1,5 Millionen Kilometer Stau zusammen, jeder Bundesbürger stand im Schnitt 2,4 Tage im Stau. Würde man alle in einem Jahr im Stau stehenden Autos aneinander reihen, würde sich dieser Mega-Stau 38 Mal um die Erde wickeln. Doch wie bildet sich solch ein Stau? Einige Ursachen sind offensichtlich: Fahrbahnverengungen aufgrund von Baustellen, Unfälle oder Überholmanöver von LKWs können schnell zu Verzögerungen führen. Auch das Hauptproblem liegt meist auf der Hand: Es ist schlicht zu voll. Auf einem gewissen Streckenabschnitt ist nur Platz für eine begrenzte Anzahl an Autos. Wird die maximale Kapazität überschritten, bildet sich ein Stau. Etwa 60 bis 70 Prozent aller Staus entstehen auf diese Weise. Unverständlicher für die Verkehrsteilnehmer wird es, wenn der Stau durch den sogenannten Schmetterlingseffekt ausgelöst wird. Demnach kann ein einzelner Fahrer verantwortlich für einen kilometerlangen Stau sein – und merkt dies selbst nicht einmal. Wird etwa ein nachfolgendes Fahrzeug ausgebremst, entsteht eine Kettenreaktion: Verringern die ausgebremsten Fahrzeuge ihre Geschwindigkeit auf rund 100 Stundenkilometer, müssen die Fahrzeuge dahinter auf weniger als 100 Stundenkilometer abbremsen, um eine Kollision zu vermeiden. Dieser Vorgang kann sich so weit von Fahrzeug zu Fahrzeug verstärken, bis das erste zum Stillstand kommt. Der sogenannter Stau aus dem Nichts, auch Phantomstau genannt.

Jeder Deutsche steht im Schnitt jährlich 2,4 Tage im Stau. Würde man alle in einem Jahr im Stau stehenden Autos aneinander reihen, würde sich dieser Mega-Stau 38 Mal um die Erde wickeln. Foto: Alexander Blum

 

Um also eine Zukunft ohne Stau zu generieren, müssen die Ursachen behoben werden. Prof. Dr. Michael Schreckenberg ist skeptisch. Schon 1992 veröffentlichte der Stauforscher und Inhaber des Lehrstuhls für Physik von Transport und Verkehr an der Universität Duisburg-Essen mit seinem Kollegen Kai Nagel das sogenannte „Nagel-Schreckenberg-Modell“, womit der Beginn der modernen Stauforschung begründet wurde. Ihnen gelang es, mithilfe von physikalischen Berechnungen Verkehrs-Phänomene, wie etwa den Stau aus dem Nichts, in der Theorie abzubilden. Was wird also passieren, wenn die Autos autonom unterwegs sind? Stau adé? Das glaubt Stau-Experte Schreckenberg nicht. „Stau ist ein universelles Phänomen, das überall auftritt, nicht nur auf der Straße“, sagt der Experte. „Ob an der Kasse im Supermarkt, im Tierreich am Wasserloch oder in unseren Adern die Blutkörperchen – Stau ist allgegenwärtig.“ Was aber, wenn Stau berechenbar wird und intelligente Systeme im Auto Einzug erhalten? „Auch dann gäbe es Stau“, sagt Schreckenberg. „Der entsteht immer, wenn zu viele Autos auf derselben Strecke fahren. Vielleicht haben wir keinen Stau mehr auf der Autobahn, wo die autonome Fahrzeug-Kolonne wie ein Eisenbahnzug von A nach B rollt. Der Stau entstünde dann an den Engstellen, an den Autobahnzufahrten zum Beispiel, wo man sich in die Kolonne einfädelt.“

 

Jan Schöning, Direktor für Urban Development und Smart Cities bei Siemens, ist verhalten optimistischer. Er könne sich eine Zukunft ohne Stau durchaus vorstellen, sagte er 2017 beim Kongress „Stadt der Zukunft – Zukunft der Stadt“ in Stuttgart. So sei die Wahl des Verkehrsmittels stets eine Komfortentscheidung. Das Ziel müsse also in Zukunft die Diversität des Komforts sein, den Menschen müssten alternative Services angeboten werden, die ein Umdenken anregen. Schöning sieht die Lösung in einer Kombination der Verkehrsmittel – von Fahrrad und Zug über Carsharing-Modelle bis hin zum Taxi. Rückenwind bekommt Schöning von einer jüngst veröffentlichten Simulationsstudie von Audi, die der Autobauer in Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie und der Münchener Beratung Mobility Partners erhoben hat. Das Ergebnis: Trotz anteigender Bevölkerungszahl könne der Verkehr in Zukunft zurückgehen, vernetzte Autos könnten dazu beitragen, dass der Stau von der Straße verbannt wird. Entscheidend sei aber auch hier die Kombination der Angebote von Mobilitätsservices wie Carsharing. Würde man jedoch nur auf vernetzte Autos setzen, müsste die Nutzung des Vehikels um 60 Prozent zurückgehen, um den Stau zu reduzieren. „Die Ergebnisse legen nahe, dass autonome Autos, Mobilitätsservices und vernetzte Infrastruktur Stau und Straßenfläche deutlich reduzieren können“, erklärt Melanie Goldmann, Audi-Sprecherin für den Bereich Kultur und Trends. Autonome und vernetzte Autos werden allein also eher nicht für die Verabschiedung des Phänomens Stau in den Ruhestand sorgen. In Kombination mit Mobilitätsangeboten aber möglicherweise schon. 

CONTI_Schwarmintelligenz

Continental-Entwickler lassen mit dem innovativen Informationssystem eHorizon nicht nur Autos, sondern nun auch Motorräder und ihre Fahrer um die Ecke blicken: Der eHorizon für Zweiräder ermöglicht den Austausch wichtiger Streckeninformationen. Damit verfolgt Continental den Gedanken der Schwarmintelligenz, welche die digitale Karte im Backend stets mit aktuellen Informationen versorgt. Foto: Continental

 

In einem anderen wichtigen Punkt aber sind sich die Experten einig: Das autonom fahrende Auto macht den Verkehr sicherer. Auch wenn die automobile Zukunft nicht hundertprozentig staufrei sein wird, Unfälle werden sich deutlich reduzieren und somit kaum noch als Stau-Ursache verantwortlich sein. Auch bei Continental wird intensiv am sicheren Auto der Zukunft gearbeitet. Der „sechste Sinn“ des Autos, die Schwarm-Vernetzung, soll schon bald Realität werden. Derzeit wird an einem System geforscht, das den Autos genauste Informationen über die Verkehrslage liefert und mit den anderen Verkehrsteilnehmern teilt. So kann das Auto schon vor der Kurve wissen, was dahinter passiert. Bis 2022 soll der Continental-Standort Frankfurt-Rödelheim zum Kompetenzzentrum für Fahrsicherheit und assistiertes und automatisiertes Fahren ausgebaut werden. Über 100 Millionen Euro sollen in den Ausbau fließen, 200 neue Arbeitsplätze werden allein im Bereich Forschung und Entwicklung geschaffen. „Aus Frankfurt heraus arbeiten wir an Herausforderungen und Lösungen unserer zukünftigen Mobilität, mit der Weiterentwicklung des Standortes sichern wir unsere Stellung als innovatives und zukunftsorientiertes Unternehmen und bauen diese weiter aus“, sagte Frank Jourdan, Mitglied des Vorstandes der Continental AG und Leiter der Division Chassis & Safety. Erfolge konnten bereits verbucht werden. Denn bisher ist der Mensch ursächlich an rund 90 Prozent aller Unfälle beteiligt. Deshalb ist das automatisierte Fahren ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Vision Zero – dem Ziel eines Straßenverkehrs ohne Tote, Verletzte und Unfälle. Das System "Cruising Chauffeur" von Continental kann auf der Autobahn die Fahraufgabe übernehmen. Das erfolgt nach Festlegung des Fahrers entweder teilautomatisiert in der Form, dass der Fahrer das System noch überwachen muss, oder in naher Zukunft auch in hochautomatisierter Ausprägung.

Konnektivität erlaubt es modernen Fahrzeugen in naher Zukunft, Verkehrsinformationen auszutauschen – und so einen möglichen Stau zu vermeiden. Foto: Continental

 

Es gibt allerdings eine Straße zwischen Norditalien und der spanischen Atlantikküste, die fast 6000 Kilometer lang ist – und auf der es schon heute niemals Stau gibt. Kein Gehupe und Gedrängel, keine riskanten Überholmanöver, keine Tempolimits und keine Verbotsschilder. Linepithema humile heißt das Exemplar, das hier verkehrt – und das ist keine neue Elektroautomarke oder ein autonom fahrendes Automodell, sondern eine argentinische Ameisenart. Milliarden Ameisen verkehren auf der Straße – und haben nicht nur Naturforscher, sondern auch Stauexperten auf den Plan gerufen. Denn die Tiere zeigen, wie eine staufreie Massenmobilität funktioniert. „Ameisen sind kooperativ“, sagt Stauforscher Schreckenberg. „Ihnen ist das eigene Vorankommen nicht wichtiger als der allgemeine Verkehrsfluss.“ In gleichem Tempo und kleinen Kolonnen bahnen sich die Sechsbeiner ihren Weg. Und sie zeigen mit ihrem kooperativen Verhalten, dass ein staufreier Verkehr funktionieren kann – und vielleicht auch, dass der Schlüssel zum Erfolg nicht ausschließlich in zukünftiger Technologie und flexiblen Mobilitätsservices liegt. Sondern in einer kooperativen Verkehrsführung.

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