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16.4 Zusammenfassung und Ausblick

16.4.1 Verkehr

Die Überlegungen mithilfe der makroskopischen Modelle des Verkehrsflusses zeigen, dass durch autonome Fahrzeuge grundsätzlich eine signifikante Kapazitätssteigerung zu erwarten ist, wodurch bestehende Verkehrsinfrastrukturen effizienter genutzt werden könnten. In Verbindung mit der erwarteten Steigerung der Kapazität für bestehende Verkehrsinfrastrukturen reduzieren sich Stauungen und Verlustzeiten, wodurch in der Folge die Qualität des Verkehrsablaufs erhöht wird. Insbesondere zwei Effekte bewirken die Kapazitätssteigerung:

1. Ein Effekt ist die Reduktion der Zeitlücken zwischen autonomen Fahrzeugen. In diesem Zusammenhang erscheint es bedeutsam, dass der Fahrkomfort trotz kurzer Zeitlücken durch die Antizipation der Aktionen der vorausfahrenden Fahrzeuge und der dadurch ermöglichten geringeren Beschleunigungsbzw. Verzögerungswerte gesichert wird. Dies könnte auch für die Kolonnenstabilität von Bedeutung sein. Für die Antizipation erscheint die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen und auch zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur eine wichtige Voraussetzung zu sein.

2. Neben der Zeitlückendauer ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugpulks von großer Bedeutung. Je höher die Geschwindigkeit bei konstanter Dichte ist, umso höher ist die Verkehrsstärke an einem Querschnitt. Hohe Geschwindigkeiten bei gleichbleibender Verkehrsdichte sind jedoch nur im rein autonomen Verkehr möglich. Bereits ein von einem Menschen gelenktes Fahrzeug würde in der Kolonne zu langsameren Geschwindigkeiten führen und den Kapazitätsgewinn reduzieren.

16.4.2 Infrastruktur

Die entwickelten Modelle für den Verkehrsfluss und die Kapazität unter Berücksichtigung eines Anteils autonomer Fahrzeuge zeigen, dass die Kapazität mit dem Anteil autonomer Fahrzeuge überproportional anwächst. Dabei ist zu bemerken, dass die Verkürzung der Zeitlücken schon ab dem ersten autonomen Fahrzeug wirkt, die Steigerung der Geschwindigkeit bei hohen Dichten hingegen nur für rein autonomen Verkehr und damit bei höheren Ausstattungsraten möglich sein wird.

Die Einführung autonomer Fahrzeuge wird nach Meinung des Autors nur über deren Fähigkeit gelingen, sich im gemischten Verkehr sicher zu bewegen, da reservierte Bewegungsflächen gerade bei geringen Ausstattungsraten weder ökonomisch noch sozial zu vertreten wären. Sobald jedoch eine ausreichende Anzahl Fahrzeuge mit autonomen Fähigkeiten im Verkehr sein werden, wird es für die Effizienz des Verkehrs sehr vorteilhaft sein, autonomes Fahren auf reservierten Fahrstreifen zu konzentrieren. Durch eine Separierung kann wegen des nicht-linearen Verlaufs der Kapazität über dem Anteil autonomer Fahrzeuge der Nutzen maximiert werden. In Verbindung mit speziell gewidmeten Fahrstreifen könnte zudem die Kolonnengeschwindigkeit selbst bei größerer Verkehrsnachfrage erhöht werden, was zu weiteren deutlichen Kapazitätsgewinnen führen würde. Dies ist bei gemischtem Verkehr nicht möglich, da selbst bei wenigen von Menschen gelenkten Fahrzeugen diese die Geschwindigkeit vorgeben würden.

Im Rahmen einer ersten Auseinandersetzung mit dem weitreichenden Thema wurden bewusst in diesem Beitrag ausschließlich die verkehrlichen Wirkungen autonomer Fahrzeuge auf Streckenabschnitten von Autobahnen und – repräsentativ für den Stadtverkehr – an Knotenpunkten mit Lichtsignalanlage untersucht. Diese beiden Fahrsituationen bestimmen zu einem hohen Anteil die Qualität des Verkehrsablaufs. Daneben gibt es jedoch eine Reihe weiterer relevanter Fahrsituationen, die auf die Kapazität des Gesamtsystems einen signifikanten Einfluss haben können:

1. Außerorts sind dies an den Knotenpunkten der Fernstraßen die Einfädel-, Ausfädel- und Verflechtungsmanöver. In diesem Zusammenhang sind einerseits die technischen Lösungen, die sich bereits heute mit Assistenzfunktionen wie den Einfädelungsassistenten abzeichnen, in ihrer weiteren Entwicklung insbesondere in Hinsicht auf die Möglichkeiten der maschinellen Kooperation vorauszudenken. Andererseits sind Lösungsansätze für die baulichen und regulatorischen Anpassungen der Verkehrsanlagen zu entwickeln.

So erscheint beispielsweise ein Szenario interessant, in dem der autonome Verkehr zwischen den Anschlussstellen der Autobahnen auf separaten Fahrstreifen geführt und im Knotenpunktbereich die Separierung aufgehoben wird. Im Knotenpunktbereich treten damit autonome und von Menschen gesteuerte Fahrzeuge auf allen Fahrstreifen auf und können jeweils alle Fahrmanöver (autonom, hoch unterstützt oder durch Menschen gesteuert) bei einer möglicherweise vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit durchführen.

2. Innerorts werden insbesondere noch Fragen des Einflusses der sogenannten bedingten Verträglichkeit zu klären sein. Bedingte Verträglichkeit tritt dann auf, wenn sich kreuzende Verkehrsströme an Lichtsignalanlagen gleichzeitig freigegeben werden und Vorfahrtsregeln eingehalten werden müssen. Dies ist z. B. der Fall bei rechtsoder linksabbiegenden Fahrzeugströmen, die dem parallel geführten Fußgänger- und Radverkehr Vorrang einräumen müssen. Verschiedenste Lösungsansätze könnten hierfür interessant sein und sollten einer genaueren Überprüfung unterzogen werden. So könnte man alle Fahrstreifen der autonomen Fahrzeuge gleichzeitig in einer eigenen Phase freigeben – die Fahrmanöver der feindlichen Ströme im Knotenpunktbereich würden von den autonomen Fahrzeugen selbstständig ausgehandelt werden. Alle anderen Verkehrsteilnehmer würden mit der bereits bestehenden Signalisierung behandelt werden. Eine andere Lösungsmöglichkeit wäre die Berücksichtigung der Radfahrer und Fußgänger in einer eigenen Phase mit „Rundumgrün“ bei gleichzeitiger Vermeidung von bedingt verträglichen Kfz-Strömen durch eine geeignete Phasenstruktur.

16.4.3 Kooperation

Für Szenarien wie das zuletzt angesprochene des sich selbst organisierenden kreuzenden Verkehrs benötigen autonome Fahrzeuge die Fähigkeit der Kommunikation untereinander und mit der Infrastruktur. Die Antizipation von Manövern von vorausfahrenden Fahrzeugen und die davon abhängenden Reaktionen in der darauffolgenden Kolonne wirken sich auf komfortable und damit akzeptable Beschleunigungswerte und ein komfortables Fahrgefühl aus. Deshalb wird den bereits heute entwickelten Technologien zur Kommunikation und Kooperation bei der Entwicklung des autonomen Fahrens eine wichtige Rolle zukommen.

Literatur

1. Brilon, W. ; Regler, M., Geistefeldt, J (2005): Zufallscharakter der Kapazität von Autobahnen und praktische Konsequenzen. Straßenverkehrstechnik, Heft 3 (Teil 1) und Heft 4 (Teil 2)

2. Friedrich, B.; Kemper, C. (2006): Akzeptanz von Harmonisierungsmaßnahmen im Zuge von Verkehrsbeeinflussungsanlagen. Schlussbericht für die Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr, November 2006, Hannover

3. FGSV – Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2001): Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS), S. 3–19

4. FGSV – Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2014): Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) – Entwurf der Neufassung

5. Greenshields, B.D. (1935): A study of highway capacity. Proceedings Highway Research Record, Washington Volume 14, pp. 448–477

6. Hall, F. L.; Agyemang-Duah, K. (1991): Freeway capacity drop and the definition of capacity. Transportation Research Record 1320, TRB, National Research Council, Washington D.C.

7. Janiszewski, H.; Jagow, J.; Burmann, M. (2005): Straßenverkehrsrecht. Beck Juristischer Verlag, München

8. Koshi, M.; Iwasaki, M.; Ohkura, I. (1981): Some findings and an overview on vehicular flow characteristics. Proc. 8th Int. Symposium on Transportation and Traffic Theory, Ed. Hurdle, Hauer, Steward, Toronto

9. May, A.D.; Keller, H. (1968): Evaluation of singleand two-regime traffic flow models. Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, 1968, Heft 86, S. 37–47

10. Ponzlet, M. (1996): Dynamik der Leistungsfähigkeiten von Autobahnen, Heft 16 der Schriftenreihe des Lehrstuhls für Verkehrswesen der Ruhr-Universität Bochum

11. Wagner, P. (2014 b): Private Mitteilung

 
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