Algorithmus soll unerklärliche Staus verhindern

Staus, die nicht auf offensichtliche Ursachen wie Unfälle oder Baustellen zurückzuführen sind, könnten bald der Vergangenheit angehören. Ermöglichen soll das ein neuer Algorithmus, den Berthold Horn, Professor für technische Informatik am Massachusetts Institute of Technology (MIT), entwickelt hat.

Die Idee ist, die vor allem in Oberklasse-Autos verbauten Systeme zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) so zu modifizieren, dass sie auch den Abstand zum nachfolgenden Fahrzeug kontrollieren, um plötzliche Störungen im Verkehrsfluss zu vermeiden und somit unerwarteter Staubildung vorzubeugen.

Gleicher Abstand gegen Störungen

Ein ACC-System ist letztlich ein intelligenterer Tempomat, der beispielsweise mittels Lasersensoren Abstand zum Vorderfahrzeug und dessen Geschwindigkeit misst. Nötigenfalls soll das eigene Fahrtempo automatisch reduziert werden. Horn setzt nun darauf, solche Sensordaten auch über das Auto hinter dem eigenen zu sammeln.

Das ermöglicht eine „bilaterale Kontrolle“, um die eigene Fahrgeschwindigkeit so anzupassen, dass das Auto möglichst mittig zwischen Vorder- und Folgefahrzeug bleibt. Dadurch soll bei einem Bremsmanöver des Vorderfahrzeugs weder die eigene Geschwindigkeit all zu abrupt reduziert werden noch der Hintermann sehr stark bremsen müssen.

Genau dadurch ließen sich laut Horn plötzliche Geschwindigkeitsänderungen vermeiden, die den Verkehrsfluss behindern und so letztendlich zu Staus führen. „Angenommen, sie führen eine Störung ein, indem sie kurz scharf bremsen, so wird sich diese nach hinten ausbreiten und dabei anwachsen“, erklärt der Informatiker. Selbst, wenn viele Autos klassische ACC-Systeme nutzen, reicht demnach schon eine kleine Störung im Verkehrsfluss aus, damit dieser letztlich irgendwo ohne wirklich ersichtlichen Grund stockt.

Massenmarkt bleibt ein Hindernis

In Simulationen konnte Horn zeigen, dass sich eine derartige Geschwindigkeitsstörung bei Nutzung seiner bilateralen Kontrolle stattdessen wie eine gedämpfte Welle in einer Flüssigkeit ausbreitet – also mit der Entfernung ab- statt zunimmt. Mit dem neu entwickelten Algorithmus ist es möglich, die Ausbreitung der Störungen so zu kontrollieren, dass es unter einer Vielzahl realer Verkehrsbedingungen letztlich nicht mehr zu einer nennenswerten Staubildung kommt.

Eine große Hürde gibt es aber für die praktische Anwendung des Systems, das Horn in Rahmen der IEEE Conference on Intelligent Transport Systems http://ieee-itsc13.org einem Fachpublikum präsentiert hat: Ein großer Teil aller Autos muss mit den nötigen Geschwindigkeitsreglern ausgerüstet sein.

Bislang aber sind selbst herkömmliche ACCs eher Oberklasse-Zubehör und dringen nur langsam ins Mittelklasse-Segment vor. Das liegt daran, dass sie relativ teure Hardware wie Laser-Entfernungsmesser oder Radar nutzen. Doch Horn hofft, dass günstige digitale Kameras Abhilfe schaffen können, um das System schneller wirklich praxistauglich zu machen.