Weniger Stau dank neuem Verkehrsleitsystem

Die Verkehrsflüsse sollen die Ampeln steuern, und nicht umgekehrt – wie bisher. Keystone

Wissenschafter der Technischen Universität Dresden und der ETH Zürich haben ein neues Verkehrsleit-System entwickelt, das die Wartezeiten an Ampeln verkürzt und Staus vermeidet. Das System hilft Zeit und Geld sparen, schont die Umwelt und die Nerven.

Millionen von Autos und Lastwagen, Bussen, Trams, Fahrrädern und Fussgängern strömen jeden Tag durch die Strassen grosser Städte. Zur Rush Hour sind allein in Europa täglich 7500 km Autobahn von Verkehrstaus blockiert – ein Albtraum, nicht nur für die Verkehrsteilnehmer, sondern auch für jene, die den Verkehr regeln müssen.

Staus und stockender Verkehr kosten nicht nur Zeit und Nerven, sondern erhöhen auch den Verbauch von Treibstoff. Grosse Mengen CO2 und andere schädliche Abgabse verschmutzen so jeden Tag zusätzlich die Luft. Mit dem Wirtschaftswachstum der Schwellen- und Entwicklungsländer steigt das weltweite Verkehrsaufkommen zusätzlich – und damit auch die Umweltbalstung.

Bisherige Ansätze funktionieren nicht immer

Bisherige Lösungsansätze für das Problem von “Verkehrszusammenbrüchen”, wie die zur Rush Hour unvermeidbar verstopften Strassen bei Fachleuten heissen, beruhen seit Anbeginn des Stadtverkehrs auf der Idee, die Verkehrsflüsse mit Ampeln zu steuern. Es ist der Versuch, dem Verkehr eine gewisse Ordnung aufzuzwingen.

Heute regulieren meist zentral gesteuerte Ampelanlagen den Verkehr, die je nach Tageszeit und Verkehraufkommen unterschiedlich programmiert sind, um in jeder Verkehrssituation einen kontinuierlichen und unfallfreien Verkehrsfluss zu gewährleisten. Doch wegen der Variabilität der Verkehrsflüsse und Abbiegeraten sowie aufgrund von Baustellen, Unfällen oder Wettereinflüssen sieht die Realtität des Stadtverkehrs nie genau so aus, wie von Verkehrsplanern angenommen. Lange Wartezeiten an Ampeln und sich immer weiter ausbreitende Staus sind die Folge.

Ampelkooperation Deutschland Schweiz

Zwei Wissenschafter haben sich dieses – aus Sicht vieler Autofahrer – sehr drängenden Problems angenommen, dabei jedoch einen völlig neuen Denkansatz verfolgt. Gemeinsam haben Stefan Lämmer vom Institut für Wirtschaft und Verkehr der Technischen Universität (TU) Dresden und Dirk Helbing, inzwischen Professor für Soziologie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ), ein Verkehrsleitsystem entwickelt, in dem die Verkehrsflüsse die Ampeln steuern, und nicht umgekehrt – wie bisher.

“Wir hatten den Ehrgeiz, ein Verkehrsleitsystem zu entwickeln, das ohne einen zentralen Supercomputer auskommen kann und besser funktioniert als gängige Verfahren der Verkehrssteuerung”, sagt Helbing. Fünf Jahre lang haben Helbing und Lämmer gerechnet, Strassennetze modelliert und Theorien in Computersimulationen überprüft. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschafter nun veröffentlicht. Ende 2010 haben sie für ihr System das Patent erhalten.

Ein selbstorganisiertes, dezentrales System

Im Verkehrsleitsystem von Lämmer und Helbing misst jede einzelne Ampel mittels Detektoren, die am Beginn und Ende der Strassenabschnitte angebracht sind, die Anzahl und Geschwindigkeit der sich nähernden Fahrzeuge. Dank Kommunikation mit den benachbarten Ampeln kann jede Ampel berechnen, wann und wie lange sie auf Grün schalten müsste, um die Fahrzeuge ohne anzuhalten vorbeizulassen. Diese Kommunikation führt automatisch zur Koordination der Verkehrsströme und zu einer neuen Art von grünen Wellen. Zusätzlich versucht die Steuerung, ein “Überlaufen” der Strassenabschnitte zu vermeiden.

Wie Lämmer und Helbing in einer aufwendigen Computersimulation zeigen konnten, die sie für die Stadtmitte von Dresden durchführten, bringt dieses selbstorganisierte und dezentrale Steuerungssystem allen Verkehrsteilnehmern Vorteile, denn es beruht nicht auf einem typischen Verkehrsaufkommen, sondern reagiert flexibel auf die tatsächlichen Verkehrsverhältnisse.

Vorteile für alle

In Dresdens Mitte kreuzen sieben Bus- und Tramlinien zwei Hauptstrassen, es gibt 68 Fussgängerüberwege und 13 Ampelanlagen.

“Bisher waren die öffentlichen Verkehrsmittel die Leidtragenden, da sie auf die Grüne Welle der Autofahrer Rücksicht nehmen mussten”, sagt Helbing. Ziel sei es daher gewesen, Busse und Trams zu priorisieren. In der Simulation ist das gelungen. Im Vergleich zum bisherigen System reduzierte sich die Wartezeit für die öffentlichen Verkehrsmittel um mehr als 50%, für die Fussgänger und Radfahrer um 36%. Sogar für Autos und Lastwagen war eine um 9% verkürzte Wartezeit an Ampeln zu messen.

Mobilität und Umweltschutz in einem

“Umweltschutz geht sonst oft mit Verzicht einher – im Verkehr zum Beispiel mit dem Verzicht auf das Auto, was bedeutet, dass wir weniger mobil sind”, sagt Helbing. “Der grosse Vorzug unseres Systems ist, dass es nicht zu Lasten einer Partei geht, denn alle profitieren davon. Es tut der Umwelt gut, und gleichzeitig können wir unsere Mobilität mit allen ihren wirtschaftlichen und sozialen Benefits aufrecht erhalten.”

Bis das neue Verkehrsleitsystem in Europa Realität wird, dürfte es laut Lämmer und Helbing noch ein bisschen dauern. Derzeit liefen Verhandlungen mit je einer Stadt in Deutschland und der Schweiz, wo das System getestet werden könnte – mehr wollen die beiden Wissenschafter im Moment noch nicht verraten. Solche Prozesse brauchen ihre Zeit. “Ausserdem haben die bestehenden Anbieter den Anreiz, die alten Systeme weiterzubetreiben”, sagt Helbing.

Grössere Chancen für eine rasche Einführung des neuen Steuerungsverfahrens sieht er in der Logistik sowie in Asien oder den arabischen Ländern, wo ganze Stadtteile und damit auch viele Ampelanlagen neu gebaut werden. “Aber es ist natürlich auch eine Frage des Innvationsdrucks von Seiten der Autofahrer, der Umweltverbände und der Regierungen, wie schnell der CO2-Ausstoss mit innovativen Methoden verringert wird”, so Helbing. Seiner Prognose nach werden die heutigen Verfahren der Verkehrssteuerung aber auch in Europa in 30 Jahren ausgedient haben.

Ampelkooperation zwischen Deutschland und der Schweiz

Auch in der Praxis hat die Kooperation in Sachen Verkehrsampeln zwischen Deutschland und der Schweiz schon Tradition.

Bereits 1992 hat der Berliner Senat die Einführung des “Zürcher Modells” für die Taktung der Ampelanlagen beschlossen. Auch aktuell lässt sich die Stadt Berlin von Zürcher Erfahrungen im Stadtverkehr inspirieren.

Vor einem Jahr waren Berliner Verkerhsplaner in Zürich zu Besuch, um sich Anregungen für die Beschleunigung des öffentlichen Nahverkehrs zu holen. Denn in Zürich müssen Strassenbahnen und Busse an den meisten Ampeln nicht mehr warten.

Ab 2012 soll nun das Zürcher Modell “Wartezeit Null” im Rahmen des neuen Nahverkehrsplans auf einer Bus- und einer Tramlinie getestet werden.

“Die Beschleunigung des öffentlichen Nahverkehrs ist in Grosstädten ein wichtiges Thema”, sagt Petra Rohland, Sprecherin der Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung. “Das Ziel ist es zu erreichen, dass mehr Menschen auf öffentliche Verkehrsmittel umsteigen. Zürich ist da besonders innovativ und hat europaweit eine Art Vorreiterrolle.”