Mit Schwarmintelligenz gegen Staus

Schon seit vielen Jahren forschen Wissenschaftler auf der ganzen Welt an einer Lösung des Problems. Ein aktueller Ansatz kommt von Berthold K. P. Horn und Liang Wang vom Massachusetts Institute of Technology (MIT): Sie sagen, für einen flüssigen Verkehrsablauf sollten Autofahrer nicht nur auf den Abstand zum Fahrzeug vor ihnen achten, sondern auch den Abstand zum Fahrzeug hinter dem eigenen einhalten. So machen es auch Vögel, die in einem Schwarm fliegen. Allerdings trauen die Forscher Menschen nicht zu, so umsichtig zu fahren. Deswegen schlagen sie vor, die Methode bei Fahrassistenzsystemen und autonomen Fahrzeugen umzusetzen.

Auf einen Schwarm setzen auch Volkswagen und seine Tochter Wolfsburg AG bei der App UMA. UMA steht für Urban Mobility Assistance und umfasst App-Lösungen, die die Mobilität von morgen schrittweise schon heute nutzbar machen. Seit 2016 ist die UMA Navigation zum Download verfügbar (im App Store und bei Google Play). Sie setzt die Fahrtziele aller Nutzer ins Verhältnis zueinander und ist dadurch in der Lage, den Verkehrsfluss zu optimieren. Dazu wertet das dahinterliegende System unter anderem das aktuelle Verkehrsaufkommen auf allen Strecken aus, indem es die GPS-Position und die Fortbewegungsgeschwindigkeit erfasst. Mithilfe der Daten verteilt es die Fahrer so, dass das alle bekannten Wege, die mit UMA gefahren werden, optimal aufeinander abgestimmt sind.

„Die Funktionsweise des Algorithmus‘ kann man sich vorstellen wie einen Stadtplan, auf dem für jede Straße bekannt ist, wie viele Fahrzeuge dort reibungslos entlanggeführt werden können“, erklärt Dr. Gerrit Schrödel, Leiter Mobilitätsforschung bei der Wolfsburg AG, die UMA entwickelt hat. Besteht irgendwo Staugefahr, verteilt UMA die Fahrer automatisch um. Je mehr Nutzer den Algorithmus mit Daten in der jeweiligen Region versorgen, desto genauer kann er seine Berechnungen durchführen. Fünf bis zehn Prozent der Verkehrsteilnehmer in einer Stadt reichen aus, um verlässliche Vorhersagen treffen zu können.

Die Daten, die nötig sind, um den Verkehr zu optimieren, heißen Floating Car Data. Damit ein Fahrzeug Daten generieren kann, braucht es ein Gerät zum Senden und Empfangen. Das ist aktuell noch das Smartphone der App-Nutzer. Perspektivisch könnte es aber beispielsweise auch der Bordcomputer im Auto sein. „Verschiedene Verkehrsdaten sind nötige Bausteine für das autonome Fahren und für sauberere Innenstädte“, erklärt Schrödel. Mit selbstfahrenden Autos, die sich unter Zuhilfenahme solcher Datenquellen fortbewegen, könnten Staus der Vergangenheit angehören. Dann wären wir zwar immer noch nicht so frei in unseren Bewegungen wie ein Vogel – aber wenigstens kämen wir immer voran.

Für die Zukunft haben Schrödel und sein Team zwei Ziele. Zum einen möchten sie das UMA-Konzept – neben Wolfsburg und Dresden – auf weitere Regionen in Deutschland ausdehnen. Städte und Kommunen können ihre Verkehrsmanagementsysteme mit dem smarten Assistenten vernetzen, wie es in Dresden schon getan wird, um ihren Verkehr digital zu steuern. Sie können beispielsweise aktiv auf Baustellen oder Straßensperrungen hinweisen, um Fahrer gleichmäßig auf alternative Routen zu verteilen.

Zum anderen wollen Schrödel und sein Team das Navigationssystem stärker mit anderen UMA-Diensten vernetzen. Die Wolfsburg AG betreibt auch die App „UMA Mitfahren“. Sie soll es ihren Nutzern einfacher machen, Fahrgemeinschaften zu bilden. Zudem gibt es in Kürze die Community „UMAnauten“. Damit können Städte und Kommunen Anreize für ihre Bürger schaffen, öffentliche Verkehrsmittel oder Mitfahrgelegenheiten zu nutzen und bestimmte Straßen zu umfahren. So wird UMA quasi zu einer Verkehrsmanagementzentrale mit dem Ziel, die Mobilität für jeden Einzelnen angenehmer und schneller zu machen.