Verkehrsforschung Rückwärts-Radar könnte Staus vermeiden

Mit intelligenten und vernetzten Autos sollen Staus künftig vermieden werden. Forscher haben jetzt herausgefunden: Heutige Sensor-Systeme gucken (zum Teil) in die falsche Richtung.

Stau bei Düsseldorf (Symbolbild)
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Stau bei Düsseldorf (Symbolbild)


Eine große Verheißung autonom fahrender Autos ist die Aussicht auf weniger Staus. Durch die Vernetzung und intelligente Steuerung fahrender Flotten kann die Verkehrsdichte erhöht und gleichzeitig der Verkehrsfluss optimiert werden. Typische Stauursachen wie Reißverschlusssituationen und abruptes Bremsen würden eleminiert.

In diesem Zusammenhang haben Forscher nun eine weitere, interessante Entdeckung gemacht: Ein Blick nach hinten könnte zusätzlich helfen, Staus zu vermeiden. Wenn beim Stop-and-go-Verkehr auch der Abstand zum nachfolgenden Fahrzeug geregelt würde, würden Staus durch scharfes Bremsen einzelner Fahrzeuge nicht entstehen. Das zumindest haben Berthold Horn und Liang Wang vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (Massachusetts, USA) errechnet und erfolgreich simuliert. Ihre Studie wird im Fachjournal "IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems" vorgestellt.

"Wir Menschen neigen dazu, die Welt in Bezug auf das, was vor uns liegt, zu betrachten, sowohl wörtlich als auch übertragen, sodass es der Intuition zuwiderlaufend erscheint, rückwärts zu schauen", erklärt Horn. Er geht deshalb auch nicht davon aus, dass man Autofahrer dazu bringen könne, den Abstand zum hinteren Fahrzeug zu beachten. Vielmehr setzen er und Wang auf Sensoren und Abstandskontrollsysteme, die allerdings bisher nur den Abstand zum vorderen Fahrzeug steuern. Die MIT-Forscher fordern, auch den Abstand zum nachfolgenden Wagen in die Berechnung einer optimalen Fahrweise einzubeziehen.

Vorbild Vogelschwärme

Als Vorbild dienen den Wissenschaftlern Vogelschwärme, in denen sich die Tiere trotz geringer Abstände nicht in die Quere kommen. Um dieses Verhalten mathematisch zu berechnen, müsse man sich alle Artgenossen in der Umgebung eines Vogels ansehen und nicht nur diejenigen vor ihm. Horn und Wang übertrugen dies in ein technisches System, in dem die Fahrzeuge einer Spur in Form von Federn und Dämpfern miteinander verbunden sind. Daraus wiederum leiteten sie ihre Formeln für ihr System der "zweiseitigen Kontrolle" (bilateral control) ab.

"Grob gesagt versucht bei der zweiseitigen Kontrolle jedes Fahrzeug, auf halbem Weg zwischen dem vorderen und dem folgenden Fahrzeug zu sein (zumindest, wenn sie ähnliche Geschwindigkeiten haben und keiner von ihnen zu weit entfernt ist)", schreiben die Forscher. In Simulationen von zähfließendem Verkehr konnte die zweiseitige Kontrolle - im Gegensatz zur Abstandskontrolle zum vorderen Wagen - das Anhalten von Fahrzeugen verhindern. In weiteren Untersuchungen, die von einem Autokonzern unterstützt werden, möchte Horn herausfinden, ob die zweiseitige Kontrolle nicht nur eine höhere Geschwindigkeit zulässt, sondern auch für mehr Sicherheit sorgt.

Verkehrskollaps zu Heiligabend

Die Idee sei zwar sehr technisch gedacht, aber interessant, urteilt Stauforscher Michael Schreckenberg von der Universität Duisburg-Essen, der nicht an der Studie beteiligt war. Der Bezug auf die Schwarmintelligenz sei nicht neu, aber tatsächlich werde in der Fahrzeugfolgetheorie im Wesentlichen der Abstand zum Vordermann berücksichtigt. Mit der zunehmenden Vernetzung von Fahrzeugen biete sich nun die Gelegenheit, den Verkehr besser zu steuern. Dabei könne die Abstandsmessung nach vorn und nach hinten ein "harmonisierendes Element" darstellen.

Im Hinblick auf Staus in den kommenden zwei Wochen verweist Schreckenberg vor allem auf den Umstand, dass Heiligabend in diesem Jahr auf einen Sonntag fällt: "Bei drei Tagen mit geschlossenen Geschäften wird es am Samstag, dem 23. Dezember, einen erheblichen Einkaufsverkehr geben." Dieser falle vermutlich mit dem Besucherverkehr zu Weihnachten zusammen.

Einen Tag zuvor, am 22. Dezember, werden wegen des Beginns der Weihnachtsferien in zahlreichen Bundesländern viele Urlauber unterwegs sein, vor allem in Richtung der Skigebiete in den Alpen. "Sie treffen dann in Süddeutschland auf den Berufsverkehr", prognostiziert Schreckenberg. Zwischen Weihnachten und Neujahr und zu Jahresbeginn sieht er keine erhöhte Staugefahr. Allerdings hänge dies sehr von der Witterung ab.

mhe/dpa



insgesamt 47 Beiträge
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sci_comments 17.12.2017
1. Nette Studie, aber...
Mehr Sensoren (=Information) schaffen immer eine bessere Entscheidungsgrundlage. Im Verhältnis zur Komplexität des Gesamtproblems zu einfache Lösungsvorschläge sind aber nur Scheinlösungen. Schwarmintelligenz funktioniert nämlich dann optimal wenn *ALLE* Individuen hinreichend dumm sind und sich mittels genetischer Intelligenz (Selektion - die anderen sind ausgestorben) strikt an die Regeln halten. Aus Sicht der Evolution liegt das Erfolgsrezept der Spezies Mensch in kreativen und denkenden Individuen (auch wenn sie laut Schwarmverhalten oft kontraproduktiv sind). Sprich: Das Ganze funktioniert nicht solange auch nur wenige selbst ihr Verkehrsverhalten individuell optimieren. Technofreaks und vor allem linke Politiker werden nun "autonomes Fahren" und "Vorschriften" oder beides rufen. Das nützt aber nichts solange es auch nur eine Minderheit gibt die individuell entscheidet. Und diese Minderheit wird es geben solange wir nicht durch Volkskommissare regiert werden und zusätzlich die Einfahrt aus armen Nachbarregionen (die sich autonome Fahrzeuge nicht oder noch nicht leisten können). Rechtlich ist das Ganze auch spannend: Was wenn ich wegen Hintermann schneller fahre und dafür vorne einen Unfall fabriziere? Fazit: Einen nette Studie, aber wegen der stark simplifizierenden Annahmen weit von den realen Problemen entfernt.
captain_chaos 17.12.2017
2. merkwürdige Studie
Wenn alle Systeme im Stau nach vorne schauen und auch den bestmöglichen Abstand abhängig von der Geschwindigkeit einhalten, dann hat der Hintermann doch auch den perfekten Abstand. Warum sollte man den dann auch nochmalmit Radarwellen bombardieren? Ich kann mir nicht vorstellen, dass Vögel auch hinten Augen haben, da sollte schon der Hintermann drauf achten dem Vordermann nicht in den Hintern zu kriechen! Selbst wenn man den Hintermann beobachtet, seine Bremse und sein Gas kann ich in meinem Wagen nicht steuern und da gibt es viele die entweder auf Stoßstange fahren oder riesen Lücken lassen! ACC und Automatikgetriebe sind ja (noch)nicht vorgeschrieben. Eventuell liegt es auch an der Schulbildung der Amerikaner, die glauben die Erde sei eine Scheibe, jeder braucht einen 5Liter V8 Motor und Evolution gibt es nicht.
Dogbert 17.12.2017
3. Tolle Erkenntnis
scheinbar der Tatsache geschuldet das man mal wieder was veröffentlichen wollte. Autonom fahrende Fahrzeuge haben, selbstverständlich, auch Sensoren/Kameras für den rückwärtigen Verkehr. Und die "manuell" gesteuerten haben das sogar schon, so lange es Autos gibt. Ein eigentlich sehr cleveres Sytem, das aber leider viele Fahrer entweder nicht kennen, oder es konsequent ignorieren. Es heisst "Rückspiegel" !
vitalik 17.12.2017
4.
Irgendwie verstehe ich den Artikel nicht. Es geht doch um autonome Fahrzeuge. Wenn mein Fahrzeug immer den gleichen Abstand zu Vordermann hält und mein Hintermann auch ein autonomes Fahrzeug hat, dann hält sein Fahrzeug auch immer den gleichen Abstand von mir. Die Kontrolle nach Hinten ist damit überflüssig. Wenn es aber um das Zusammenspiel zwischen autonomen Fahrzeugen und menschlichen Fahrer geht, dann wird es interessant zu sehen, wie sich so ein autonomes Fahrzeug verhält. Die menschliche Fahrer halten sich nicht zu 100% an den Abstand, besonders bei Spurwechsel oder Autobahnauffahrten. Besteht die Fahrt dann aus ständigem Beschleunigen und Bremsen? Ein Gleiten ist es dann wohl nicht mehr. Naja, Mal sehen.
Franz aus München 17.12.2017
5. Staureduktion & Verkehssicherheit
Eine ganz einfache Methode zur Reduktion ( ganz zu vermeiden werden sie nicht sein) von Autobahnstaus ist ein Tempolimit. Man braucht nur in unsere Nachbarländer zu schauen. Entspanntes Dahingleiten bei um 130 km/h. 10 bis 20 % Abgas und Verbrauchsreduktion ganz nebenbei. Zeitverlust ggü. forschem Fahren < 5 %. Waren müssen in Deutschland sogar die Kleintransporter rasen dürfen bei einem CW-Wert wie ein Scheunentor.
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