Selbstfahrende Fahrzeuge könnten die Kapazität der US-Highways um bis zu 273 Prozent steigern

Am 09.09.2012 von Martin Randelhoff

Autonom fahrende und sich untereinander abstimmende Fahrzeuge könnten die Kapazität der US-Highways beinahe verdreifachen. Der mögliche Nutzen selbstfahrender Fahrzeuge wäre enorm.

Die Untersuchung über die Folgen selbstfahrender Fahrzeuge wurde von Patcharinee Tientrakool im Rahmen ihrer Dissertation mit dem Titel “Highway Capacity Benefits from Using Vehicle-to-Vehicle Communication and Sensors for Collision Avoidance” untersucht und bei der diesjährigen Konferenz des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) über Fahrzeugtechnik vorgestellt.

 

Die Untersuchung fokussiert sich auf den Effizienzunterschied zwischen autonom agierenden Fahrzeugen, die nicht untereinander kommunizieren, und autonom agierenden Fahrzeugen, die ihre Fahrbewegung untereinander abstimmen und somit als ein Team auftreten. Die Untersuchung bezieht sich auf das 75.376 Kilometer lange Interstate Highway-Netz. Wenn die Fahrzeuge nur ihre Geschwindigkeit untereinander abstimmen, steigt die Kapazität des Highways um 43 Prozent. Bei einer vollständigen Koordination von Geschwindigkeit, Abstand, Fahrweg, Bremsverhalten und vielen anderen Parametern steigt die Kapazität um unglaubliche 273 Prozent.

 

Eine andere Untersuchung in diesem Gebiet wurde am Institut für Transportation Studies der Universität von Kalifornien in Berkeley durchgeführt. Steven Shladovers Untersuchung legt den Fokus allerdings auf das Zusammenfassen von Fahrzeugen zu Konvois.

 

Im Konvoi fahrende Autos messen selbstständig den Abstand, die Geschwindigkeit und Richtung und passen diese gegebenenfalls an ihren Vordermann an. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass alle PKW sich mit selber Geschwindigkeit in dieselbe Richtung bewegen und es innerhalb des Konvois zu keinem Unfall kommen kann. Jedoch sind alle Fahrzeuge weiterhin autonom und können den Konvoi jederzeit verlassen.

 

Shladover  fand im Rahmen seiner Untersuchung heraus, dass Fahrzeugführer meistens anderthalb Sekunden Abstand zum Vordermann einhalten. Dieser Zeitabstand ermöglicht es den Fahrerinnen und Fahrern auf die meisten möglichen Situationen, wie zum Beispiel plötzliches Ausweichen oder Bremen, zu reagieren. Durch aufeinander abgestimmtes Fahren, bei dem die Fahrzeuge ihre Geschwindigkeit und Reihenfolge innerhalb der Fahrzeugformation miteinander koordinieren, kann der zeitliche Abstand zwischen zwei Fahrzeugen halbiert werden. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Kapazität der Straße mehr als verdoppelt wird.

Woher kommt die Effizienzsteigerung?

Indem die Fahrzeuge nicht mehr als Einzeleinheiten auftreten, sondern zu größeren Einheiten zusammengefasst werden, können die einzelnen Fahrzeuge mit viel geringerem Abstand zueinander fahren. Auch können Überholvorgänge viel flüssiger durchgeführt werden.

Autonom fahrende Fahrzeuge lösen das Problem der Phantomstaus

Eine häufig auftretende Stauform ist der sogenannte Phantomstau oder auch “Stau aus dem Nichts” genannt. Hier entsteht ein Stau, ohne das ein ersichtlicher Grund wie ein Unfall oder eine Baustelle existiert. Dies sind oft die Staus, die im Radio mit dem Grund “zu voll” angegeben werden. Die Kapazität einer Straße liegt üblicherweise bei 1500 bis 2500 Fahrzeugen pro Stunde und Spur, wenn sich die Fahrzeuge mit einer Geschwindigkeit von 80-100 km/h bewegen. Schnelleres und langsameres Fahren verringert die Kapazität.

 

Bei einem Phantomstau ist eine Kettenreaktion für das Entstehen schuld, die wegen zu starker Brems- und Beschleunigungsvorgängen auftritt. Bei koordinierten Fahrzeugen ist die Fahrbewegung viel flüssiger, zu Brems- und Beschleunigungsvorgängen werden vermieden. Und daher kommt die Kapazitätssteigerung des US-Highwaynetzes.

Artikel kommentieren

Ähnliche Beiträge