Rushhour in einer Stadt. Verstopfte Straßen, es geht kaum voran, auch nicht auf den Autobahnen. Forscher, die dieses Zivilisationsphänomen im Detail verstehen wollen, brauchen vor allem eines – verlässliche Daten, und zwar in Massen. Und an die kommt man so: "Da gibt es Messschleifen, die in die Autobahnen eingelassen sind. In Nordrhein-Westfalen ist dieses Netz der Messschleifen recht dicht. Im Mittel alle drei Kilometer sind da welche eingelassen. Da wird minutengenau gezählt, wie viele Autos an einer Stelle lang fahren."
Sagt Sebastian Krause, Physiker an der Universität Duisburg-Essen. Gemeinsam mit seinen Kollegen besorgte er sich die Daten für ein gesamtes Jahr, und zwar für ein berüchtigtes Staugebiet - den Kölner Ring. Ein Eldorado für die Forscher. "Gerade bei Leverkusen hat man oft Staus bis zu zehn Stunden am Tag, manchmal fünf Stunden am Stück."
"Es ist niemand auf die Idee gekommen, sich das anzuschauen"
Krause durchforstete Terabyte an Daten und konzentrierte sich dabei auf eine Frage, die sich die Fachwelt offenbar noch gar nicht gestellt hatte.
"Was wir uns angeschaut haben, ist, wie lange an einer Stelle am Stück Stau vorliegt. Es ist einfach niemand auf die Idee gekommen, sich das anzuschauen."
Es geht also nicht darum, wie lange der einzelne Autofahrer in der Schlange steht. Sondern wie lange es dauert, bis sich ein Stau, nachdem er sich gebildet hat, wieder auflöst. Mit Computerhilfe dröselten das Krause und seine Leute für den Kölner Ring minutengenau auf. Das Resultat: Es gibt Megastaus, die sich erst nach mehreren Stunden auflösen. Andere dauern vielleicht eine halbe Stunde.
"Was wir aber auch gesehen haben ist, dass es viele nur kurze Staus gibt, die nur wenige Minuten anhalten. Das war für uns eine Überraschung. Und erstaunlicherweise, wenn man die kurzen Staus aufaddiert, kommt man auf eine Gesamtdauer, die vergleichbar ist mit langen Staus, die viele Stunden anhalten."
Stark variierende Verkehrsdichte
In Zahlen: An manchen neuralgischen Punkten des Kölner Rings können sich pro Tag bis zu 50 dieser Minutenstaus bilden. Auf der Gesamtlänge des Rings von rund 50 Kilometern macht das rund 1.000. Beachtliche Zahlen, und die Forscher meinen, den Grund dafür ausgemacht zu haben: Und zwar kann auch auf einer viel befahrenen Autobahn die Verkehrsdichte von einer Minute zur nächsten stark variieren.
"Das kann man beobachten, wenn man auf einer Brücke über einer Autobahn steht und sich ankuckt, wie viele Autos da lang gefahren kommen: Da sieht man sehr starke Schwankungen. In einer Minute kommen 120 Autos angefahren. In der nächsten Minute sind es nur 60."
In den Momenten mit hoher Verkehrsdichte kann sich schnell ein Stau bilden - der sich bald aber wieder auflöst, weil nur noch wenig Verkehr nachkommt. Ein Geschehen, das Krause und seine Leute mittlerweile mit einem mathematischen Modell detailliert nachbilden können.
Forschungsziel Stauprävention
Das Modell verrät, bei welchen Bedingungen es besonders oft zu Minutenstaus kommt. Und die sind gar nicht ungefährlich. "Die kurzen Staus sind natürlich nicht im Verkehrsfunk, vor denen wird nicht gewarnt. Dementsprechend haben die eine hohe Gefahr für Auffahrunfälle.
Das neue Modell könnte helfen, die Stauwarnung zu verbessern, etwa bei Navis, aber auch bei jenen elektronischen Schildern, mit denen manche Autobahnabschnitte bestückt sind. "Dann kann man gezielt warnen oder die Geschwindigkeit verändern, so dass die kurzen Staus nicht mehr entstehen."
Und auch für fernere Zukunft könnte das Staumodell von Sebastian Krause nützlich sein - und zwar, wenn mehr und mehr autonome Fahrzeuge über unsere Autobahnen rollen.
"Da ist es ja so, dass die Autos Informationen von anderen Autos berücksichtigen können, die in größerer Entfernung fahren. Da könnte man dann gezielt versuchen, dass diese Zusammenballungen unterbunden werden. Gerade diese kurzen Staus können dadurch effizient unterbunden werden."
