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Nächster Halt: Verkehrssimulation

2. März 2015, 14:49

Ein gut angelegtes Verkehrssystem ist Eckpfeiler einer funktionierenden Stadtinfrastruktur. Verkehrssimulationen, die die Auswirkungen verkehrstechnischer Änderungen in ihrer Gesamtwirkung darstellen, erleichtern die optimale Planung.

Berlin im Jahre 2020: die Weltausstellung findet statt und hat tausende TouristInnen angelockt. Diese tummeln sich jetzt gemeinsam mit den EinwohnerInnen in der Stadt. Die Straßen sind voll, der Verkehr völlig überlastet. Staus bilden sich an jeder Ecke, die öffentlichen Verkehrsmittel sind schon lange ins Stocken geraten. Busse sind heillos überfüllt, die Intervalle der Bahnen können den anstürmenden Menschenmassen nicht mehr gerecht werden. Also was tun?

Genau das können SpielerInnen an ihrem PC ausprobieren. Denn das Szenario stammt aus dem Verkehrssimulationsspiel "Cities in Motion". Es ist nur eines der vielen Simulationsspiele auf dem Markt, das sich mit Verkehrsplanung beschäftigt. In den meisten geht es darum, im öffentlichen oder auch privaten Bereich ein funktionierendes und gewinnbringendes Verkehrsnetz aufzubauen. Dieses Thema, das die Spielindustrie schon lange für sich entdeckt hat, ist aber auch Inhalt von ernstzunehmender Forschung.

Störungen kosten Geld

Ein optimal geplantes Verkehrssystem ist tatsächlich einer der Eckpfeiler einer funktionierenden Stadtinfrastruktur. Smart Cities ist das Schlagwort, das in diesem Rahmen schon lange Zeit die Stadtplanung prägt. Zu einer smarten – also einer intelligenten – Stadt gehört auch ein gut durchdachtes Straßennetz. Denn jegliche Behinderung des Verkehrsflusses lässt Kosten entstehen. Langsames oder stockendes Fahren erhöht beispielsweise nicht nur den Kraftstoffverbrauch, sondern auch den Schadstoffausstoß des Fahrzeugs. Ein drei Kilometer langer vierstündiger Stau auf einer zweispurigen Autobahn beispielsweise bringt einen volkswirtschaftlichen Schaden von umgerechnet 100.000 Euro. Während auf Autobahnen normalerweise die Überlastung in über 60 Prozent der Fälle für Staus verantwortlich ist, sind es in Innenstädten die Kreuzungen, sagt der Duisburger Verkehrsforscher Michael Schreckenberg in einem Interview des WDR.

Laut Inrix Inc., einem führenden internationalen Anbieter von Verkehrsinformationen in Echtzeiten und weiteren Online-Dienstleistungen für VerkehrsteilnehmerInnen, werden die jährlichen Kosten des Verkehrskollaps in Europa und den USA bis zum Jahr 2030 auf 293,1 Milliarden US-Dollar steigen. Diese Erhöhung von nahezu 50 Prozent gegenüber 2013 ist hauptsächlich durch das Wachstum der städtischen Bevölkerung und höhere Lebensstandards bedingt.

Verkehrsnetze optimal planen

Gute und intelligente Verkehrsplanung im Sinne eines Smart City Ansatzes ist also ein wichtiger Bestandteil des modernen Infrastrukturmanagements. Nicht nur in großen Ballungsräumen ist sie vonnöten, auch im kleinstädtischen Bereich bedarf es optimal angelegter Verkehrsrouten. Doch solche Planungen zu machen, ist alles andere als einfach. "Die derzeit am Markt befindlichen Verkehrsplanungstools reichen für gute Entwicklungen einfach nicht aus. Sie bilden fixe Straßenzüge ab, in der nur wenige Parameter veränderbar sind. Das ist aber zu eingeschränkt, um die Auswirkung verkehrsplanerischer Änderungen in ihrer Gesamtwirkung erkennen zu können. Daher arbeiten wir gerade an einem Projekt, ein umfassendes und dabei einfach zu bedienendes Simulationstool für den klein-urbanen Raum zu entwickeln", erklären Eveline Prochaska und Herbert Paulis, Forschende und Lehrende aus dem Department Technik an der FH Campus Wien. "Wir wollen ein hochgradig parametrierbares System zur Microsimulation entwickeln, um verschiedene Experimente und Untersuchungen für neue und bestehende Verkehrssituationen und -konzepte durchführen zu können. Es soll einfach zu bedienen und frei konfigurierbar sein, um temporäre oder permanente Änderungen der Verkehrssituation in Bezug auf ihre Auswirkungen auf den gesamten Straßenverkehr zu untersuchen", so Eveline Prochaska weiter.

Realistische Verkehrsdarstellung

Fernab eines einfachen Videospiels wird das durchdachte System viele Features wissenschaftlich vereinen: das Straßenmodell kann die bestehende Verkehrssituation durch detaillierte Modellierung der Faktoren, die den Verkehr bestimmen, extrem realistisch nachbilden. So ist es beispielsweise möglich, die Verkehrsdichte vorzugeben, wobei der Faktor Zufall ebenfalls noch berücksichtigt wird. Auch das Verhalten der FahrerInnen selbst kann simuliert werden, denn jeder Verkehrsteilnehmende ist ein individuelles Objekt mit eigenständigen Verhaltensparametern. Des Weiteren werden Kreuzungen mit klassischen Vorrangsituationen in die Verkehrssituation eingebunden. Ampeln mit eigener Anzeige für Abbiegespuren und Sonderphasen regeln den Verkehrsfluss. Sie folgen einem realistischen Ampelplan, was Untersuchungen über Staubildungen oder grüne Wellen ermöglicht. Bei der grafischen Visualisierung des Modells steht die mathematisch-physikalische Originaltreue der Simulation im Vordergrund. Eine dermaßen genaue Darstellung der einzelnen Verkehrsparameter war in bisher entwickelten Modellen nur theoretisch oder sehr vereinfacht gegeben. "Durch diese Möglichkeiten erreichen wir eine extrem realistische und praxisnahe Verkehrsdarstellung. Wir können menschliches Fahrverhalten, die Interaktion verschiedener VerkehrsteilnehmerInnen und deren Einfluss auf den Verkehr darstellen. Auch ist es in der Simulation möglich, die Auswirkungen von Änderungen der Verkehrsregeln wie beispielsweise Tempolimits oder Abbiegeverbote auf den Verkehr zu beobachten", erläutert Herbert Paulis.

Forschungsstätte FH Campus Wien

Forschung und Entwicklungen wie diese haben einen hohen Stellenwert an der FH Campus Wien. Die Hochschule hat sich nicht nur der Weitergabe von Wissen verschrieben, sondern bindet Studierende durch Forschungsprojekte auch aktiv in den Dialog zwischen Wissenschaft und Praxis ein. An der Simulation und weiteren zukunftsträchtige Lösungen wird derzeit im Bachelorstudium Informationstechnologien und Telekommunikation gearbeitet. Dieser Studiengang bietet die Möglichkeit, die Themen Digitaltechnik, Elektronik und Netzwerktechnik zu verbinden und Lösungen für neue Anwendungen im Bereich der sicheren Datenverarbeitung und Datenübertragung zu finden.

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