Wirtschaft: Phantomstau auf der Autobahn

Von Sharon Begley Der Rat von Professor Avi Polus an alle Autofahrer dieser Welt ist simpel: Geduld. Avi, Verkehrsexperte am TechnionIsrael Institute of Technology in Haifa, sorgt sich nicht nur um Ihren Blutdruck. Er versucht auch Rätsel wie den Phantomstau zu erklären – ein Stau der entsteht, obwohl es eigentlich gar kein Hindernis gibt. Oder das Phänomen, warum ein kurzfristig geringeres Verkehrsaufkommen paradoxerweise einen langen Verkehrsstau auslösen kann.

Ungeduld auf einer zweispurigen Straße ist gut für den Verkehrsfluss, weil kribbelige Fahrer meist lahme Enten überholen und sich so kein Stau bildet. Auf Autobahnen dagegen wirken sich „aggressives Überholverhalten und häufige Fahrbahnwechsel nachteilig auf den Verkehrsfluss aus“, sagt Polus. Der Grund: Notorischer Fahrbahnwechsel führt zu einem so genannten Webe-Effekt. Wenn, bei hohem Verkehrsaufkommen, Fahrzeuge auf der Suche nach der schnelleren Fahrbahn häufig die Spur wechseln, verflechtet sich der Verkehr wie ein Zopf. Und das reduziert die Kapazität in diesem Bereich der Straße.

„Das Weben ist die schlechteste Voraussetzung für einen guten Verkehrsfluss“, sagt Polus. Weil die Fahrer bei hohem Verkehrsaufkommen bremsen, wenn vor ihnen jemand einschert und es dann Zeit braucht, um die Geschwindigkeit wieder aufzunehmen, gibt es größere und sich permanent verändernde Lücken zwischen den Fahrzeugen. Das wiederum lädt mehr Fahrer ein, die Fahrbahn zu wechseln, was den Verkehr stocken lässt. So könne in der Hauptverkehrszeit ein bis zu acht Kilometer langer Stau entstehen, hat Polus herausgefunden. Sein Rat: Seien Sie mit der Spur zufrieden, auf der Sie sich gerade befinden.

Immer mehr Wissenschaftler stellen den Verkehr mit Gleichungen aus dem Bereich der Mathematik dar, der nicht lineare Dynamik genannt wird und Systeme beschreibt, die augenblicklich von einem Zustand zum anderen wechseln. Wie Wasser, das plötzlich gefriert, kann ein fließender Verkehr unvermittelt zum Erliegen kommen.

Dass Fahrbahnverengungen, Auffahrten, Berge, chronischer Fahrbahnwechsel und andere „Nicht-Homogenitäten“ im Verkehrsfluss eine Verdichtung verursachen können, hat Martin Treiber von der Technischen Universität Dresden in seinen Studien gezeigt. Solche Dinge können zu einem Phantomstau führen: Am oberen Ende einer Fahrbahnverengung hat der Stau sich schon aufgelöst, bevor die Fahrer am Ende des Staus die Verengung erreichen. Es gibt Schätzungen, dass drei Viertel aller Verkehrsstaus so ablaufen.

Carlos F. Daganzo von der University of California war verblüfft, welche Ergebnisse Sensoren unter der Autobahn lieferten: Wenn der Stau vor einer Fahrbahnverengung größer wird, nimmt die Rate, mit der Autos den Engpass passieren, ab. „Es ist, als würde der Betreiber eines Popcorn-Stands automatisch langsamer arbeiten, wenn sich vor dem Stand eine Schlange bildet – die Menschen verlassen den Stand mit einer langsameren Rate, nur weil mehr Menschen am Stand warten“, sagt er.

Es kommt sogar noch besser: Ein kurzzeitig geringeres Verkehrsaufkommen muss nicht unbedingt den Verkehrsfluss beleben – im Gegenteil, es kann sogar eine Verkehrsstockung auslösen. Dort, wo plötzlich weniger Fahrzeuge unterwegs sind, verführt die leere Straße die Fahrer, ordentlich zu beschleunigen. Doch früher oder später werden diese Fahrer einen Streckenabschnitt mit dichterem und langsamerem Verkehr erreichen, sagt Treiber von der TU Dresden. Das dann folgende Abbremsen kann dann eine Verdichtungswelle und sogar einen Stau auslösen.

Überhaupt ereignen sich die meisten Verkehrsstaus lange bevor die Kapazität der Straße ausgeschöpft ist – und die Schuldigen sind mitten unter uns. Selbst bei zäh fließendem Verkehr hätten die „Nicht-Homogenitäten“ keine so großen Auswirkungen, wenn die Fahrer schneller reagieren würden. Wenn der Fahrer vor einem bremst, muss man das ebenfalls tun. „Doch weil das Abbremsen Zeit braucht, verringert sich der Abstand zu dem Auto vor einem“, sagt Treiber. Man verlangsamt weiter, bis man genügend Abstand erreicht hat. Das Ergebnis: Man ist jetzt sogar langsamer unterwegs als das Fahrzeug, dessen Abbremsen die Verkehrsstockung ursprünglich ausgelöst hat. Das Fahrzeug hinter einem tut das Gleiche und der Effekt setzt sich nach hinten fort, oft kilometerlang.

Aber man kann etwas dagegen tun. Treiber empfiehlt, nicht nur das Fahrzeug, das direkt vor einem fährt, im Blick zu haben, sondern noch weiter nach vorne zu schauen. So weiß man, wann und wie stark man bremsen muss. „Wenn man rechtzeitig bremst, dann kann man es getrost weniger stark tun“, sagt der Wissenschaftler. „Und das verbessert den Verkehrsfluss.“

Die Texte wurden gekürzt und übersetzt von Matthias Petermann (Google und Irak), Svenja Weidenfeld (Verkehrsstau und Öl).

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