Die wissenschaftliche Untersuchung der Verkehrsdynamik und der Entstehung von Staus lässt sich mithilfe mathematischer Modelle beschreiben. Dabei wird der Verkehr als komprimierbare Flüssigkeit betrachtet, die unter Druck langsamer wird. Der genaue Zusammenhang zwischen der Dichte und der Geschwindigkeit ist dabei die Herausforderung. Im Laufe der Jahre wurden viele Methoden, die eine differenzierte Betrachtung ermöglichen, entwickelt, sie konnten sich aber aufgrund des erhöhten Rechenaufwandes nicht durchsetzen. Aktuell verbreitet ist der Ansatz der mikroskopischen Simulation mithilfe so genannter Zellularautomaten. Der Raum besteht hierbei aus Zellen und die Zeit schreitet in festen Schritten voran. Die Zellen können sich nur mit ihrer unmittelbaren Umgebung austauschen und haben nur sehr wenige unterschiedliche mögliche Zustände. Diese Zustände entsprechen den Geschwindigkeiten der Fahrzeuge. Da sich die Dynamik von Zellularautomaten durch Wechselwirkungen endlicher Reichweite auszeichnen, lassen sich mit ihnen große und komplexe Systeme simulieren. Das erste derartige Modell ist das bekannte Nagel-Schreckenberg-Modell, das im Wesentlichen aus vier einfachen Regeln besteht, welche das Beschleunigen, das Bremsen, das Trödeln und die eigentliche Bewegung beschreibt. Alle Parameter und Variablen sind dimensionslos. Ein Auto kann sich maximal so viele Zellen nach vorne bewegen, wie freie Zellen vorhanden sind. Mithilfe weiterer Regeln können die Modelle auf unterschiedliche Straßentypen verfeinert werden. Das neueste Modell ermöglicht die Wiedergabe aller in empirischen Daten enthaltenen Verkehrszustände sowie der Übergänge zwischen ihnen. Wie bisherige Erfahrungen zeigen, erlauben die Simulationen aber lediglich eine Verkehrsanalyse der aktuellen Situation und gegebenenfalls der nahen Zukunft. Die Verkehrsentwicklung von morgen lässt sich aufgrund der schwer kalkulierbaren Mobilitätsentwicklung nur schwer prognostizieren. Anders als früher angenommen, wird sie nicht nur im wesentlichen von der wirtschaftlichen Situation bestimmt, sondern auch von der Bevölkerungsentwicklung oder - aktuell - von Veränderungen des Verkehrssysteme selbst: so stellt sich die Frage, welche Auswirkungen die Verbreitung der Elektromobilität auf das Verkehrsgeschehen haben wird. Besonders die Trennung zwischen Nah- und Fernverkehr fußt hier auf anderen Prämissen als bei mit Verbrennungsmotoren angetriebenen Fahrzeugen. Aber auch technisch gibt es durchaus erhebliche Unterschiede: so weisen Elektrofahrzeuge ein hohes Beschleunigungsvermögen und eine vergleichsweise geringe Höchstgeschwindigkeiten auf. Das hat erhebliche Auswirkungen etwa beim Auflösen von Staus oder beim Anfahren an Ampeln.
Stauforschung und Elektromobilität. Wie wird sich der Verkehr auf unseren Straßen durch Elektromobile verändern?
UNIKATE (Universität Duisburg-Essen) ; 39 ; 72-81
2011
10 Seiten, 6 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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