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Computermodell simuliert Verkehrsstaus

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Wie das Fachblatt Physical Review Letters (Band 92, Nr. 23 Artikel 238702) berichtet, haben Wissenschaftler von der Universität Duisburg-Essen ein neues Computermodell entwickelt, das den Verkehrsfluss einer einspurigen Straße wirklichkeitsgetreu nachbildet. Das Modell bildet die Fahrzeuge als Knotenpunkte eines sogenannten zellulären Automaten nach (Mechanical Restriction versus Human Overreaction Triggering Congested Traffic States). Unter einem zelluläre Automaten versteht man eine mathematische Vorschrift, nach der sich bestimmte Muster fortpflanzen. Daraus kann man sich selbst fortpflanzende Programme erzeugen. In der Simulation passen die virtuellen Fahrzeuge ihr Fahrverhalten dem des vorausfahrenden an, was sich dann auch alle nachfolgenden auswirkt.

Das von Michael Schreckenberg und seinen Kollegen entwickelte Modell kann drei unterschiedliche Phasen des Verkehrs simulieren: flüssiger Verkehr, wellenförmige Stauungen sowie den Totalstau. Bislang konnten Computersimulationen zwar den normal fließenden Verkehr oder einen Stau nachbilden. Die Übergangsphasen, in denen es zu wellenförmigen Staus kommt -- auch als Stop-and-Go bekannt -- lassen sich mit den herkömmlichen Modellen jedoch nicht realistisch abbilden. Schreckenberg hat nun herausgefunden, dass sich dieses Phänomen, das man vor allem von Auffahrtbereichen auf Autobahnen her kennt, mit Hilfe der zellularen Automaten erklären kann, indem er sowohl physikalische Begrenzungen beim Beschleunigen und Bremsen, als auch die begrenzte mensche Reaktionsfähigkeit im Modell berücksichtigt.

Von der Simulation für einen einspurigen Fahrbahnverlauf ausgehend, glauben die Wissenschaftler, dass sie in Zukunft auch das Verkehrsgeschehen auf mehrspurigen Straßen modellieren können. (pen)