Simulation und Management von fahrstreifenfreiem Verkehr der Zukunft

Projektbeschreibung

Feste Fahrstreifen dienen menschlichen Fahrzeuglenkern zur Orientierung und erhöhen im heutigen Verkehr sowohl Verkehrssicherheit als auch -effizienz. Ihre Notwendigkeit in Zeiten eines vollständig vernetzten und automatisierten Verkehrssystems kann jedoch in Frage gestellt werden. Durch die Entfernung fester Fahrstreifen kann die volle Straßenbreite dynamisch genutzt werden. Um den dann zweidimensionalen Verkehr zu regeln, werden völlig neue Fahrstrategien nötig, die gleichzeitig das Einsetzen neuer Managementstrategien ermöglichen.

Intelligente Verkehrsmanagementstrategien, die das Potenzial der Vollautomatisierung und der Vernetzung ausnutzen, können bei gleichbleibender Straßeninfrastruktur zu einer höheren Effizienz und damit zu einer Verringerung von Staus, Emissionen, sowie zu einer erhöhten Verkehrssicherheit führen. Unter diesem Konzept von fahrstreifenfreiem Verkehr (engl. „Lane-Free Traffic“) sind viele Maßnahmen denkbar, z.B. die dynamische Zuteilung von Kapazitäten durch die Anpassung der Grenze zwischen den in entgegengesetzte Richtung fahrenden Verkehrsströmen auf einer Straße. Um diese und andere fahrstreifenfreie Maßnahmen ergreifen und ihre Vorteile ausnutzen zu können, müssen neuartige Verkehrsmanagementstrategien entwickelt und umgesetzt werden.

Ziel des Projektes

Im Rahmen dieses Projekts werden neue Modellierungsansätze entwickelt, die zur Evaluierung von neuartigen fahrstreifenfreien Strategien ertüchtigt werden. Herkömmliche Verkehrsfluss- und Simulationsmodelle sind für diesen Zweck nicht geeignet, da das Fahrstreifenkonzept einen wesentlichen Bestandteil davon bildet. Dies wird schon dadurch deutlich, dass herkömmliche Modelle in Fahrzeugfolge- und Spurwechselmodelle aufgeteilt werden.

Angeregt von dem neuartigen Konzept des fahrstreifenfreien Verkehrs schlagen wir ein zweistufiges Vorgehen vor, um dies sowohl auf Autobahnen als auch im urbanen Raum zu erforschen:

1. Wir entwickeln neue Modelle und Strategien zur Feinplanung von Fahrzeugtrajektorien, die die Straße als einen zweidimensionalen kontinuierlichen Raum betrachten, sowie neuartige Konzepte wie zum Beispiel sogenannte „Nudging Forces“ (virtuelle Impulse, die zwischen Fahrzeugen wirken, um bevorrechtigte Fahrzeuge passieren zu lassen) und das sogenannte „Flocking“, welches das aus dem konventionellen Verkehr bekannte Konzept der Pulkbildung auf die gesamte Straßenbreite erweitert.
2. Wir verwenden diese Modelle, um übergeordnete Verkehrsmanagementstrategien zu entwickeln, die die Potentiale der neuartigen fahrstreifenfreien Konzepte ausnutzen, um die Effizienz und Nachhaltigkeit des ganzen Verkehrssystems zu steigern.

Aufgaben des Lehrstuhls

Der Lehrstuhl ist für das ganze Projekt verantwortlich und führt die Forschung unabhängig durch. Es wird zudem ein Workshop mit Vertreter*innen von Kommunen durchgeführt, um Richtlinien und KPIs für das Projekt zu definieren und die Chancen und Risiken der zu untersuchenden Maßnahmen zu diskutieren.