Russische Mathematiker um Alexander Krylatov von der Universität St. Petersburg haben ein Buch mit neuen mathematischen Ansätzen veröffentlcht, die Verkehrsstaus verhindern können. Eine wesentliche Technologie dafür ist der Digital Twin.

Die meisten Staus sind unnötig, und das ärgert Mathematiker, die sich auf den Verkehrsfluss spezialisiert haben, sehr. Besonderen Groll hegen sie gegenüber den Ingenieuren des Nahverkehrs. “Sie haben keine Kompetenzen auf dem Gebiet der systembedingten Steigerung der Verkehrsleistung”, sagt Alexander Krylatov, Mathematikprofessor an der Universität St. Petersburg. “Wenn es den Ingenieuren gelingt, lokale Verbesserungen zu erreichen, ordnen sich die Verkehrsströme nach einer Weile neu und dieselben Staus entstehen an anderen Stellen.”

Mathematische Ansätze, um Verkehrsstaus zu verhindern

Krylatov möchte die Staus in den Städten für immer lösen, und zwar so sehr, dass er ein Buch mit neuen mathematischen Ansätzen für den Verkehr und Möglichkeiten zu ihrer Umsetzung verfasst hat. Seine vier wesentlichsten Erkenntnisse:

1. Alle Fahrer müssen mit demselben Navigationssystem arbeiten. Autos können nur dann effizient umgeleitet werden, wenn die Anweisungen von einer zentralen Stelle kommen. Ein Navigationssystem, das einige Fahrer umleitet, löst keine Staus.
2. Parkverbote. Viele städtische Straßen sind zu schmal und können nicht verbreitert werden. Verkehrsflussmodelle können anzeigen, wo Parkplätze in Fahrspuren umgewandelt werden sollten.
3. Grüne Fahrspuren. In Städten, die die Nutzung von Elektroautos fördern wollen, sollten spezielle Fahrspuren für Elektroautos eingerichtet werden, um einen Anreiz für deren Nutzung zu schaffen.
4. Digitale Zwillinge. Verkehrsnachfrage und verfügbare Infrastruktur lassen sich nur mit einer digitalen Modellierung in Einklang bringen, bei der ein vollständiger “Zwilling” der bestehenden Straßen erstellt wird. Die Software wird “ein äußerst nützliches Denkwerkzeug in den Händen von Verkehrsingenieuren” sein.

Verkehrsmodelierung ist sehr komplex

Die Verkehrsmodellierung ist ein komplexer Zweig der angewandten Mathematik, unter anderem deshalb, weil sie davon ausgeht, dass die Fahrer egoistisch sind und ihre eigenen Ziele verfolgen, anstatt vorhersehbare oder gemeinsame Anstrengungen zu unternehmen.

“Jedes Jahr wird ein beträchtliches Budget für die Verbesserung der Straßen bereitgestellt. [Unsere Modelle] schlagen eine Reihe von Lösungen für die effiziente Verwaltung dieser Mittel vor”.

Und nur für den Fall, dass Sie sich wundern: “Der mathematische Ansatz ist in diesem Fall dem technischen und wirtschaftlichen überlegen”, erklärt der russische Wissenschaftler.

Weitere Informationen gibt es auf der Website der Universität St. Petersburg.