Ampeln, die sich selbst steuern, können Staus verhindern, Benzin sparen und Abgase reduzieren. Das behaupten Forscher der TU Dresden und der ETH Zürich. Sie statteten Ampeln mit Sensoren und Prozessoren aus und ließen sie dadurch auf den momentanen Verkehrsfluss reagieren und selbstständig zwischen Rot und Grün wechseln. Das Ergebnis: Die Ampelphasen waren nicht mehr vorhersagbar, sondern folgten scheinbar dem Chaosprinzip. Die Fahrzeiten verkürzten sich dadurch allerdings deutlich.

Ampel passt sich Verkehr an

"Bei aktuellen Ampeln kommt man zum Rotlicht und weiß, man hat eine Minute Wartezeit, egal ob jemand auf der kreuzenden Straße das Grün nutzt oder nicht", erklärt Studienautor Stefan Lämmer. Bei intelligenten Ampeln kommt das nicht vor. "Hier wartet kein Auto ohne Grund. Ich weiß somit, dass ich wieder Grün bekommen werde, sobald die Straße frei ist. Der Verkehr wird damit viel natürlicher und vorhersehbarer, wenn auch nicht berechenbar." Fußgänger würden dadurch nicht benachteiligt. Staus sind nicht nur ärgerlich, sondern auch teuer und umweltschädlich. Allein für die USA beziffern Experten die dadurch entstehenden Mehrkosten auf 100 Mrd. Dollar pro Jahr, den Treibstoff-Mehrverbrauch um zehn Mrd. Liter. Nicht in der Rechnung dabei sind die vergeudeten Lebensstunden der Autoinsassen und die Ausstöße an Treibhausgasen. Ein wichtiges Steuerelement für derartige Verkehrsprobleme sind Ampeln. Deren optimalen Rhythmus programmiert man bisher durch Verkehrsbeobachtungen zu bestimmten Tageszeiten.

Verkehrsdruck minimieren

Die Forscher modellierten den Straßenverkehr als Flüssigkeit, die durch Rohre strömt und an Kreuzungen die beste Lösung suchen muss. Staus bildeten sich dort, wo die Kapazität überlastet war. Die Aufgabe jeder Kreuzung lautete, den Druck auf ein Minimum zu reduzieren. Umgesetzt auf eine Simulation im realen Verkehr, statteten die Forscher Ampeln mit Sensoren aus, die zu bestimmten Momenten das aktuelle Verkehrsaufkommen erfassten. Ein Prozessor berechnete den Verkehrsfluss in naher Zukunft und ermittelte die nötige Länge der Grünphase, damit der Verkehrsdruck einen bestimmten Grenzwert nicht überschritt. Die ersten Feldtests in Dresden zeigten, dass die Methode dann Vorteile bietet, wenn sich die intelligenten Ampeln untereinander über das Verkehrsaufkommen austauschen und entlang einer Fahrstrecke abstimmen. Zwar konnten die Autofahrer nicht mehr vorhersagen, wie lange sie an einer bestimmten Ampel warten mussten. Die Fahrzeit auf der Gesamtstrecke wurde dadurch jedoch spürbar kürzer - in ersten Tests um zehn bis 30 Prozent. Das System wurde soeben patentiert.

Kostensparende Lösung

Der Umstieg auf intelligente Ampeln wäre ein Kostenersparnis, betont der Züricher Soziologe Dirk Helbing. "Die dezentrale Organisation der Steuerung bringt grosse Kostenvorteile mit sich und eignet sich zudem bestens auch für große Städte, irreguläre Strassennetze oder zur Bewältigung von Störungen durch Events, Baustellen und Unfälle." Der heutige Steuerungsansatz sei wesentlich teurer, da er ein großes Rechenzentrum und Sensoren unter der Fahrbahn erfordere, die mit ihm quer durch die ganze Stadt verkabelt werden.