Gesundheit : Physiker und Psychologen sind dem Autofahrer auf der Spur

Heiko Schwarzburger

Die Blechlawine rollt und droht alles zu überrollen: "Weltweit fahren 600 Millionen Autos, vornehmlich auf der nördlichen Halbkugel", sagte Reinhard Kühne, designierter Chef des neuen Instituts für Verkehrsforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Berlin. "Wenn China in diese Motorisierung einsteigt, wird sich die Zahl der Autos auf einen Schlag verdoppeln." Kühne leitete im Magnushaus am Kupfergraben eine Diskussion zum Stand der Verkehrsforschung. Eingeladen hatten die Deutsche Physikalische Gesellschaft und die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung, die vor allem junge Physiker fördert.

Den einführenden Vortrag zur "Physik in Transport und Verkehr" hielt Michael Schreckenberg, der Leiter der gleichnamigen Arbeitsgruppe an der Universität Duisburg. "Rein technisch gehört das Gebiet natürlich in die Dynamik der Festkörper", begann Schreckenberg. "Aber in den Autos sitzen Menschen, und die gehorchen anderen, viel komplizierteren Regeln." Autofahrer wechseln die Spuren, weil sie sich links einen kurzfristigen Zeitgewinn versprechen. Autofahrer fahren von der Autobahn ab und wieder auf, bremsen und beschleunigen. Wenn in den Verkehrsnachrichten eine Staumeldung kommt, fahren einige hin, um zu sehen, was los ist. Andere wählen eine neue Route oder lassen den Wagen stehen. Statistiken für dieses Entscheidungsverhalten gibt es nicht, die Verkehrspsychologie steckt noch in den Kinderschuhen.

Mitte dieses Jahres will die Duisburger Gruppe eine erste Software auf den Markt bringen, um die Verkehrsströme mit dem Vorlauf von einer Stunde vorherzusagen. Allerdings wird sich das Paket zuerst auf den Raum Duisburg und Nordrhein-Westfalen beschränken. Lediglich für die langfristige Entwicklung des Straßenverkehrs gibt es Untersuchungen. Die neue Shell-Studie prophezeit für das Jahr 2020 rund 51,2 Millionen Personenkraftwagen auf deutschen Straßen, derzeit sind es 42,3 Millionen. Der Güterverkehr wird bis 2020 um 40 Prozent wachsen. "Angesichts der Kapazitätsgrenzen der Bahn wird dieser Zuwachs wohl gänzlich zu Lasten der Straße gehen", mutmaßte Schreckenberg. "Vor allem aus dem Osten sind enorme Verkehrsströme zu erwarten." Die Telearbeit und der elektronische Handel werden den Zuliefer- und den Freizeitverkehr stark anwachsen lassen.

Um zuverlässige Prognosen für das mittel- oder gar kurzfristige Verkehrsgeschehen zu erhalten, fehlen den Forschern bislang die Daten. Die bekannten Induktionsschleifen erlauben nur Angaben zum Typ, zur Geschwindigkeit und zur benutzten Fahrspur. In die Autobahnen in Nordrhein-Westfalen sind 2500 solcher Schleifen eingelassen, in Berlin nur 70. Die Satelliten im All sind noch nicht so weit ausgereift, auswertbare Videobilder mit der notwendigen Auflösung zu senden. Im gesamten Bundesgebiet stehen 3600 Infrarotsensoren zur Registrierung der Verkehrsströme verteilt, dem ADAC helfen rund 15 000 Handymelder.

Neu sind in die Autos eingebaute FCD-Geräte (Car floating data), die wichtige Fahrzeug- und Bewegungsdaten automatisch absetzen. Deutschland hat 11 000 Kilometer Autobahnen und 41 000 Kilometer Bundesstraßen. "Um eine lückenlose Prognose für die Autobahnen abgeben zu können, wären rund 100 000 solcher Autos notwendig", meinte Schreckenberg. "Will man auch den Verkehr in den Städten einbeziehen, müssten es gar eine Million sein." Auch das Zusammenspiel zwischen Fahrer, Auto, Verkehrssituation und anderen Verkehrsteilnehmern ist noch völlig unklar.

Sanftes Einfädeln, flüssiger Verkehr

Die Entscheidungen der Fahrer unter Zeitdruck sind oftmals völlig irrational. So entstehen die gefürchteten "Staus aus dem Nichts" meist durch Fahrfehler. Wenn die Zahl der Fahrzeuge in einem bestimmten Straßenabschnitt steigt, drosseln die Fahrer zuerst die Geschwindigkeit ihrer Autos. Der Verkehr fließt, wenn auch langsamer. Fährt ein Auto zu dicht auf ein anderes auf, das heißt, der Fahrer muss bremsen, setzt sich das Stocken nach hinten fort, bis die rollende Fahrzeugkette reißt. Aus dem "zäh fließenden" Verkehr wird "Stop and go" und schließlich ein Stau. Ähnliches passiert beim Einfädeln in Baustellenbereiche. Wer stark bremsen muss, um sich am Beginn der Baustelle in die durchgehende Spur einzuordnen, kann damit einen Stau auslösen. "Die Geschwindigkeitsunterschiede der einzelnen Fahrzeuge haben auch einen dramatischen Einfluss auf die Kapazität der Baustellenspur", sagte Schreckenberg. Je sanfter sich die Fahrzeuge einordnen, desto flüssiger werden die Autos durch die Baustelle fahren.

Schreckenberg machte eine kleine Anleihe bei der Spieltheorie der Ökonomen, als er behauptete: "Der Straßenverkehr ist ein nicht kooperierendes Spiel. Jeder Fahrer will die kürzeste Fahrzeit erreichen, gegebenenfalls auf Kosten anderer Verkehrsteilnehmer." In mathematische Gleichungen zur Prognose des Verkehrs müssten also neben den dynamischen Bewegungsgleichungen der Physik auch die Psychologie des Menschen, die körperliche und geistige Fitness der Fahrer, das Wetter sowie technische Details der Fahrzeuge und der Straße einfließen. "Noch schwieriger wird es, wenn wir alle Verkehrsmittel einbeziehen wollten", so Schreckenberg.

Ein wichtiger Spielreiz ist die Geschwindigkeit: Heute ist bereits jedes sechste neu zugelassene Fahrzeug schneller als 200 Kilometer pro Stunde. "Limitierte Geschwindigkeiten auf den Autobahnen würden die Staugefahr deutlich verringern", meinte Schreckenberg. "Allein die Zahl der Unfälle sinkt deutlich, das haben Messungen in Holland ergeben." Unfälle sind nach wie vor die wichtigste Ursache für Staus. Mit Technik allein ist dem Verkehr also nicht beizukommen. Schreckenberg warnte: "Je mehr Technik wir im Auto haben, desto mehr werden die Leute verleitet, ihr Auto zu benutzen. Sie werden sich in das Auto setzen, nur um festzustellen, dass die Straßen verstopft sind. Auf diese Weise hält man die Leute davon ab, von vorneherein umzusteigen."Die Arbeitsgruppe "Physik in Transport und Straßenverkehr" der Universität Duisburg hat eine CD "Der Straßenverkehr: Geschichte, Fakten, Forschung" aufgelegt. Sie ist im Büro der Arbeitsgruppe erhältlich, Universität Duisburg, Lotharstr. 10, 47048 Duisburg, www.traffic.uni-duisburg.de

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