Ausgabe
07
2014


Umwelt

Jö, schau. Ein Stau!

Dr. Werner Gruber ist Experimentalphysiker an der Universität Wien und Direktor der Wiener Sternwarten und des Planetariums. Durch Bücher und Bühnenauftritte ist er als "Physiklehrer der Nation" bekannt.

Gerade im Sommer gibt es eines, was alle vermeiden möchten: Stau. Man fährt rechtzeitig weg, man meidet die Hauptverkehrswege und dann trifft es einen doch. Nichts geht mehr, alle Automobile stehen und wenn man Pech hat, gibt es noch strahlend schönes Wetter. Sprich, die Sonne knallt auf das Dach und durch die Scheiben und es wird wirklich heiß.Ganz automatisch taucht die Frage der kleinen Mitfahrer auf der Rückbank auf: Mama, Papa, ich muss Lulu

Die Ursachen für Staus

Aber warum kommt es zu einem Stau? Eigentlich muss man da schon etwas genauer sein, denn es gibt auch noch den stockenden Verkehr. Bei diesem bewegt man sich zumindest mit einer Geschwindigkeitüber 10 km/h, allerdings ist man langsamer als 30 km/h.

Steht man still oder legt man 10 Kilometer in weniger als einer Stunde zurück, dann staut es sich. Trotzdem, warum kommt es zum Stau? 30 Prozent aller Staus entstehen durch Baustellen und 25 Prozent durch kurzfristige Verkehrsstörungen wie Unfälle. Der Rest geht auf zu viele Fahrzeuge in zu kurzer Zeit zurück. Normalerweise verträgt eine Straße zwischen 1.500 und 2.000 Fahrzeugen pro Spur und Stunde. Werden nun auf einer Autobahn einzelne Spuren gesperrt, wird es problematisch.

Der Domino-Effekt

Es gibt aber auch den Stau aus dem Nichts. Fahren viele Fahrzeuge in einer Kolonne, also ein meist zu geringer Sicherheitsabstand, dann reicht es, wenn einzelne Fahrzeuge leicht abbremsen. Was passiert? Die nachfolgenden Fahrzeuge bremsen auch ab, wissen aber nicht was vorn los ist und bremsen dann noch stärker ab. Das machen ein paar Fahrzeuge und schon bremst ein Fahrzeug so stark, dass es stehen bleibt.

Kein Lerneffekt bei Stauverursachern

Natürlich bleiben dann die nachfolgenden Fahrzeuge auch stehen. Bis es dann wieder weitergeht, braucht es noch einige Zeit. Interessanterweise erleben die Stauverursacher den Stau gar nicht -es gibt damit auch kein Lernverhalten. Einen solchen Stau kann man eigentlich nur durch einen etwas größerenSicherheitsabstand und eine hohe Aufmerksamkeit vermeiden. Durch den höheren Sicherheitsabstand müssen die nachfolgenden Fahrzeuge nicht so schnell bremsen und der Verkehr fließt.

Geschwindigkeitsbeschränkungen kontraproduktiv?

Passiert ein Fahrzeug eine Unfallstelle, so schauen die Insassen des Autos gern, was denn da so passiert sei und werden dabei langsamer. Kommen sie zu einer Baustelle, dann werden sie auch langsamer, weil es meistens Geschwindigkeitsbeschränkungen gibt. Dies mag aus Sicherheitsgründen notwendig sein, vom Standpunkt der Physik ist es kontraproduktiv. In der Physik kennen wir den Bernoulli-Effekt. Dieser beschreibt das Verhalten einer Flüssigkeit in einem Rohr. Kommt diese nun zu einer Verengung, dann wird sich in der Verengung dieFlüssigkeit viel schneller bewegen. Der Grund liegt darin, dass sich nach der Verjüngung die Flüssigkeit ja wieder geordnet bewegen soll. Da sich eine Flüssigkeit nicht zusammendrücken lässt, sie behält ihr Volumen, muss sie sich schneller an der Verengung bewegen. Der Durchfluss -die Menge der Flüssigkeit pro Zeit -muss in allen Bereichen gleich groß sein.

Der Stau muss (noch) erduldet werden

Das bedeutet, wenn die Fahrzeuge die Flüssigkeitsteilchen sind und die Autobahn das Rohr darstellt, dann wäre die Unfallstelle die Verjüngung. Damit es zu keinem Stau kommt, sollten sich die Fahrzeuge an der Gefahren-oder Baustelle schneller bewegen. Allerdings wäre das nicht ganz ungefährlich.

Also müssen wir entweder den Stau erdulden oder wir erfinden ein elektronisches System, welches das Fahrzeug mit der richtigen Geschwindigkeit durch den Stau lenkt. Das braucht zwar noch ein wenig, aber wir arbeiten dran.











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