Wie auf einer Perlenschnur
Staus sind der natürliche Feind des automobilen Alltags. Angesichts des künftig noch zunehmenden Individualverkehrs arbeiten Volkswagen Forscher und Mobilitätswissenschaftler des Volkswagen Konzerns an entlastenden Zukunftsszenarien. Ihr Ziel: flüssigere Verkehrsströme durch intelligente Autos, die sehen, sprechen und hören können.
Auf dem Bildschirm sieht die simulierte Szene ganz niedlich aus: Computeranimierte Pkw fahren im Kreis. Plötzlich drosselt ein Fahrzeug ohne ersichtlichen Grund seine Geschwindigkeit. Die Folge: eine Kettenreaktion. Nach dem ersten verlieren auch das zweite und dritte Auto an Tempo, der ganze Kreis gerät ins Stocken, bis immer mehr Pkw immer länger stehen bleiben. Simpler und zugleich eindringlicher lässt sich nicht veranschaulichen, was den Alltag von Millionen Verkehrsteilnehmern bisweilen zur Qual macht: der Stau.
Kleine Ursache, große Wirkung. Für Dr. Hans-Jürgen Stauss, Leiter der Organisationseinheit Mobilität im Volkswagen Konzern, ist die virtuelle Versuchsanordnung mit einem abrupt bremsenden Auto Ausgangspunkt für die Erforschung eines Phänomens, das nicht nur den Straßenverkehr in verdichteten Ballungsräumen zusehends dem GAU näherbringt. Staus gibt es in allen hoch differenzierten und vernetzten Systemen: auf der Schiene, auf dem Wasser (Containerabwicklung), in der Luft, in der Telefonie, im Internet. An apokalyptischen Prophezeihungen mangelt es dabei nicht. Einige Experten erwarten beispielsweise den Zusammenbruch der weltweiten Datenströme via Internet schon in sehr naher Zukunft.
MILLIARDENSCHÄDEN FÜR DIE WIRTSCHAFT
Selbst wenn es nicht zum Äußersten kommen sollte: Staus verursachen bereits heute gewaltige Kosten. Im Straßenverkehr führen sie dazu, dass täglich viel Benzin nutzlos verbrannt und in die Luft geblasen wird. Staubedingte Zeitverluste verursachen volkswirtschaftliche Schäden, die aufs Jahr gesehen in die Milliarden gehen. Und die Prognosen für die künftige Verkehrsexpansion in Deutschland – Europas Verkehrsdrehscheibe – geben Anlass zu weiterer Besorgnis: Laut der acatech-Studie „Mobilität 2020. Perspektiven für den Verkehr von morgen“ ist in den nächsten zwölf Jahren mit einem Zuwachs beim Pkw- und Lkw-Verkehr von 20 bzw. 34 Prozent zu rechnen. Droht also der Mobilitätsgesellschaft der Stillstand auf Deutschlands Straßen? International renommierte Fachleute warnen vor Panikmache und übertriebener Dramatisierung. Man könne dieser Entwicklung durchaus gegensteuern, meint etwa der Verkehrsforscher Dirk Helbing, Professor an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich. Es sei entscheidend, so Helbing, Ansätze kooperativen Fahrens voranzutreiben und die Selbstorganisation des Verkehrs durch dezentrale Steuerungssysteme zu unterstützen. Was sich hinter diesen zunächst etwas abstrakt anmutenden Formulierungen verbirgt, wird klarer, wenn man sich die Hauptursachen für Staus verdeutlicht: Zu 50 Prozent sind Baustellen, zu 30 Prozent Unfälle verantwortlich. Engstellen wie etwa Autobahnauffahrten sind es, die den Verkehrsfluss behindern oder auch ganz lähmen können.
AUTOS WERDEN KÜNFTIG HÖREN UND SEHEN KÖNNEN
Was also kann, was muss getan werden? Die Mobilitätsforschung im Volkswagen Konzern arbeitet wissenschaftlich und lösungsorientiert zugleich. Dr. Hans-Jürgen Stauss und seine Mitarbeiter sind ihrer Zeit weit voraus, wenn sie vom intelligenten Auto der Zukunft sprechen, das sehen, hören und sprechen kann. Schon jetzt gibt es Fahrerassistenzsysteme wie die automatische Distanzregelung (ADR), die den Menschen entlasten und für den richtigen Abstand zwischen zwei Autos sorgen soll. Aber das ist erst der Anfang. Geplant ist, dass etwa ab dem Jahr 2015 Fahrzeuge des Volkswagen Konzerns mit Sensoren ausgestattet sind, die Fahrumgebung und Verkehrssituation erfassen. Außerdem sollen sie Signale aussenden und empfangen können, um auf diese Weise miteinander zu kommunizieren, also Informationen über Verkehrsströme und Engpässe auszutauschen. „Das Auto“, skizziert Stauss, „verfügt dann über einen telematischen Horizont, es kann besser und weiter sehen als der Fahrer – auch um die Kurve.“ Der Fahrzeugführer könne mit Hilfe der eingehenden Daten vorausschauend und verkehrsadäquat reagieren. Was aber, wenn nun alle Verkehrsteilnehmer in Erwartung eines drohenden Staus die gleiche Vermeidungsentscheidung treffen? Löst so ein kollektives Verhalten nicht womöglich erst recht einen Stau aus? Nicht, wenn der Informationsfluss individualisiert und so eine Entzerrung möglich wird. Dazu ist eine Vernetzung der dezentralen Sensorentechnologie mit zentralen Verkehrsleitstellen erforderlich. Gegenwärtig habe die benötigte weiträumige Verkehrserfassung noch gravierende Mängel, die durch Datenautobahnen zwischen Fahrzeugen und Verkehrszentralen behoben werden könnten, betont Stauss.
Wie auf einer Perlenschnur aufgereiht, so stellt sich der Mobilitätsexperte den verdichteten Kolonnenverkehr der Zukunft vor. Nicht stockend, sondern verflüssigt – durch eine elektronische Steuerung, die geringere Fahrzeugdistanzen bei zügigem Tempo erlaubt. Selbstverständlich wird der Mensch sein Automobil auch in Zukunft noch eigenverantwortlich bewegen. Aber sollte er doch einmal in einen Stau geraten, wird ihn eine unsichtbare Hand komfortabel durch das Nadelöhr führen. Der Fahrer kann sich gemütlich zurücklehnen – und das Steuer einfach abgeben.
„Kooperatives Fahren“
Herr Prof. Helbing, mit dem zunehmenden Verkehrsaufkommen in Deutschland als Transitdrehscheibe Europas werden Staus zu einem Problem, das erhebliche volkswirtschaftliche Schäden verursacht. Wie kann Abhilfe geschaffen werden?
DIRK HELBING: Die zentralen Steuerungskonzepte der Verkehrsregulierung, die man bislang kennt, stoßen an ihre Grenzen. Der Trend geht dahin, dass Systeme kooperativen Fahrens die Selbstorganisation des Verkehrs unterstützen.
Was hat man sich darunter vorzustellen?
Wir verfügen ja bereits über Fahrerassistenzsysteme, die aber noch vorwiegend dem Komfort und der Sicherheit dienen. Künftig sollen Radarsensoren an Autos Abstand und Geschwindigkeit an kritischen Staupunkten wie etwa Baustellen oder Auffahrten so regulieren, dass sich positive Effekte auf den gesamten Verkehrsfluss ergeben. Durch derart automatisiertes Fahren können Verkehrsströme stabilisiert und Kapazitäten erhöht werden.
Also ist die Verkehrsdichte gar nicht das eigentliche Übel?
Dichte wird erst dann zum Problem, wenn der Verkehr stockt. Eine wachsende Anzahl von Fahrzeugen für sich genommen führt nicht zwangsläufig zu Staus. Es kommt darauf an, den Strom im Fluss zu halten.
Brauchen wir zusätzliche Autobahnen oder nicht wenigstens mehr vielspurige Straßen?
Sicher wäre es auf manchen Strecken sinnvoll, den Autofahrern weitere Spuren anzubieten. Vorrang sollte aber die Weiterentwicklung von Systemen haben, die kooperatives Fahren ermöglichen, gerade auch im Hinblick auf die Erhaltung unserer Umwelt. Damit wäre viel gewonnen.
„Zusammenspiel von Mensch und Technik“
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Aus der Stau-Sackgasse führt kein Königsweg heraus. Dr. Hans-Jürgen Stauss, Leiter der Organisationseinheit Mobilität im Volkswagen Konzern plädiert für differenzierte Lösungen.
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Herr Dr. Stauss, sind verstopfte Straßen nicht eine unvermeidliche Folge wachsender Mobilitätsbedürfnisse und -zwänge moderner Arbeits- und Freizeitgesellschaften, die wir in Kauf nehmen müssen?
DR. STAUSS: Ja und nein. Gewiss sind Staus eine nie ganz zu neutralisierende Begleiterscheinung von Gesellschaften mit hoher Verkehrsdichte. Das betrifft ja nicht nur den Individualverkehr auf den Straßen, sondern zum Beispiel auch das Internet. Das hat mit der zunehmenden Beschleunigung und Vernetzung unter dem Einfluss der weltweiten Globalisierung zu tun. Aber das heißt nicht, dass wir die Hände in den Schoß legen sollten, nach dem Motto „Abwarten und Tee trinken“. Das Zusammenspiel von Mensch und Technik kann eine Menge bewirken, um den Autoverkehr flüssiger zu gestalten.
Sie denken dabei an die Entwicklung intelligenter Fahrzeuge, die sich mit Hilfe von Sensoren und Kommunikationseinrichtungen untereinander über Gefahrensituationen und kritische Engpässe weit im Voraus verständigen?
Das ist das eine. Wir arbeiten an einer neuen Generation von Automobilen, die vernetzte Mobilität ermöglichen sollen. Es sind dann die Fahrzeuge selbst, die Informationen aufnehmen und weitergeben, damit die Fahrer Stau ausweichende und vermeidende Entscheidungen treffen können – und zwar so früh, dass eine Stop-and-Go-Falle gar nicht erst entsteht. Zum anderen geht es aber auch um ein angepasstes Fahrverhalten.
Können Sie das konkretisieren?
Untersuchungen belegen, dass es so etwas wie ein verkehrsoptimales Fahren gibt, das aber sehr situationsabhängig ist. Es gibt Situationen, in denen größere Abstände von Vorteil wären, um das Auffahren oder das Wechseln der Spur zu erleichtern. In Baustellenbereichen können aber allzu große Lücken zum Vordermann den ohnehin schon bestehenden Kapazitätsengpass noch verschärfen. In Zukunft wird es Systeme geben, die den Fahrer gerade in schwierigen Situationen unterstützen und gleichzeitig Komfort, Sicherheit und Verkehrsfluss verbessern.
VORAUSSCHAUEND FAHREN
Eine Vision, die schon heute begonnen hat, Wirklichkeit zu werden: Vernetzte Fahrzeuge tauschen Informationen aus und stimmen sich optimal auf die Verkehrssituation ab. In nicht allzu ferner Zukunft werden unterschiedliche Sensorsysteme (Radar-Komponenten, Laserscanner und Bildprogramme) die Umgebung eines Autos erfassen und ein umfassendes elektronisches Gesamtbild der Verkehrssituation liefern. Im Verbund mit den Hochschulen Oldenburg, Hannover und Braunschweig sowie mit Unterstützung des Landes Niedersachsen treibt der Volkswagen Konzern eine Forschungsinitiative voran, die an der Verwirklichung dieser Vision arbeitet. Schon jetzt gibt es für einige Volkswagen Modelle die automatische Distanzregelung ACC (Adaptive Cruise Control), die den Wagen je nach Abstandsgebot abbremst oder – eine Neuerung – auch wieder beschleunigt. Und das Umfeldbeobachtungssystem Front Scan warnt den Fahrer, wenn er zu dicht auffährt, und bereitet das Fahrzeug auf eine Vollbremsung durch den Fahrer vor.Eine Vision, die schon heute begonnen hat, Wirklichkeit zu werden: Vernetzte Fahrzeuge tauschen Informationen aus und stimmen sich optimal auf die Verkehrssituation ab. In nicht allzu ferner Zukunft werden unterschiedliche Sensorsysteme (Radar-Komponenten, Laserscanner und Bildprogramme) die Umgebung eines Autos erfassen und ein umfassendes elektronisches Gesamtbild der Verkehrssituation liefern. Im Verbund mit den Hochschulen Oldenburg, Hannover und Braunschweig sowie mit Unterstützung des Landes Niedersachsen treibt der Volkswagen Konzern eine Forschungsinitiative voran, die an der Verwirklichung dieser Vision arbeitet. Schon jetzt gibt es für einige Volkswagen Modelle die automatische Distanzregelung ACC (Adaptive Cruise Control), die den Wagen je nach Abstandsgebot abbremst oder – eine Neuerung – auch wieder beschleunigt. Und das Umfeldbeobachtungssystem Front Scan warnt den Fahrer, wenn er zu dicht auffährt, und bereitet das Fahrzeug auf eine Vollbremsung durch den Fahrer vor.