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Blick zurück: Vor 60 Jahren wurde die Grauholz-Autobahn N1 eröffnet
Aus Sinerzyt vom 09.05.2022.
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Strasse der Zukunft «Wir fahren mit modernen Autos auf altmodischen Strassen»

Angesichts der Klimaerwärmung und der schädlichen Auswirkungen des Verkehrs sollen Strassen in Zukunft intelligenter und nachhaltiger werden. Wie kann ein digitaler Zwilling dabei helfen? Ein Forscher zur «Strasse der Zukunft».

Michael Kaliske

Michael Kaliske

Professor an der Technischen Universität Dresden

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Michael Kaliske ist Professor am Institut für Statik und Dynamik der Tragwerke der Technischen Universität Dresden und Sprecher des interdisziplinären Projekts «Digitaler Zwilling Straße – Physikalisch-informatorische Abbildung des Systems ‹Straße der Zukunft›» (SFB/TRR 339), das von der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) finanziert wird. Der digitale Zwilling erlaubt dank neuer Materialien, grosser Datenmengen, statistischer Auswertungen und auch maschinellem Lernen, die Autobahn in Echtzeit zu simulieren. Das ermöglicht eine nachhaltigere Planung des zukünftigen Verkehrs. Das Projekt läuft seit Anfang 2022 und vorläufig für vier Jahre, soll aber insgesamt zwölf Jahre dauern.

SRF Wissen: Sie forschen an der Strasse der Zukunft. Was ist falsch an den Heutigen?

Michael Kaliske: Unsere Strassen sind eigentlich nichts weiter als steife Unterlagen für den Verkehr. Daran hat sich seit 100 Jahren nichts geändert. Ganz im Gegensatz zu unseren Fahrzeugen. Heute fahren wir mit intelligenten Fahrzeugen auf «dummen» Strassen. Dabei könnten auch die Strassen intelligent werden und uns beispielsweise darüber informieren, in welchem Zustand sie sich gerade befinden oder messen, ob sich ein Stau bilden könnte. Dafür entwickeln wir einen sogenannten digitalen Zwilling der Strasse. 

Sie bauen die Strasse als Computermodell nach?

Ja, wir schaffen ein virtuelles Abbild der realen Strasse. Unser Ziel ist es, dass der virtuelle und der reale Strassenzwilling einst in direktem Kontakt miteinander sind. Daten der realen Strasse landen in Echtzeit im virtuellen Computermodell. Hier können verschiedene Szenarien simuliert und dann den realen Verkehr mit der bestmöglichen Option umgelenkt werden, um beispielsweise einen Stau zu verhindern. Oder das Computermodell berechnet anhand der Echtzeitdaten des Bodenbelags, wann der Strassenabschnitt gewartet werden müsste.

Digitaler Zwilling

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Ein digitaler Zwillinge ist die digitale Nachbildung von Produkten, Prozessen oder Anlagen unserer realen Welt. Die digitalen Zwillinge werden mit Informationen der realen Objekte in Echtzeit gespiesen und können die Auswirkungen von Veränderungen anhand von Modellen simulieren. Diese Auswirkungen werden anschliessend in den realen Betrieb zurück gespiesen. Grundlage dafür sind enorme Datenmengen und interaktive Plattformen, die eine Kommunikation zwischen der realen und virtuellen Situation ermöglicht.

Wie realistisch ist es, dass die Strassen der Zukunft Gegenwart werden?

Ein wenig Geduld brauchen wir noch. Denn es braucht nebst den digitalen Arbeiten auch materielle Entwicklungen. Wir müssen beispielsweise die Strassenbeläge, wie Asphalt oder Beton noch mit Sensoren und Messgeräten ausstatten, sie quasi «digitalisieren». Wir hoffen, dass wir in zwölf Jahren einen Autobahnabschnitt mit dem digitalen Zwilling unter Realbedingungen testen können. Vom digitalen Gesamtnetz der Autobahn sind wir jedoch noch weit entfernt.

Was werden solche smarten Strassen für uns bedeuten?

Ein grosses Potenzial hat der digitale Zwilling in Kombination mit dem autonomen Fahren. Wenn Fahrzeuge und Strasse miteinander kommunizieren können, wird die Umsetzung erst spannend. Mit den Daten, die wir als Fahrer und Fahrerinnen generieren, werden wir zu einem zentralen Teil des Systems. Die daraus entstehenden rechtlichen Fragen, wie zum Beispiel «Wie soll der Umgang mit den Daten reguliert werden?», beziehen wir von Beginn an in die Entwicklung der Strasse mit ein.

Werden solche Strassen nicht zu teuer?

Zu Beginn werden Investitionen nötig sein, um die Strassen aufzurüsten und umzubauen. Aber längerfristig können wir durch die bessere Planbarkeit des Verkehrs, die gesteigerte Haltbarkeit und eine optimierte Mobilität enorme Summen einsparen.

Wie genau?

Wir werden beispielweise weniger im Stau stecken. Das heisst wir verbrauchen weniger Treibstoff und produzieren weniger schädliche Abgase. Davon profitiert nicht nur unser Geldbeutel, sondern auch die Umwelt. Zudem kann mit dem digitalen Zwilling die Abnützung des Belags gesteuert werden, was zu weniger Baustellen und daher zu weniger Kosten führen wird. Oder Strassenschäden: Sie können behoben werden, bevor sie überhaupt offen sichtbar werden.

Das Gespräch führte Sandro Käser.

Radio SRF Musikwelle, 09.05.2022, 09:40 Uhr;

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15 Kommentare

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  • Kommentar von Ramun Gion Saluz  (R-G-S)
    wenn mehr dort gearbeitet würde, wo man wohnt statt zu pendeln, wären die Autobahnen gross genug und in den Zügen hätte es auch genügend Platz.
    Entweder ist die Arbeit oder der Wohnort am falschen Platz.
  • Kommentar von Marc Zbinden  (Bluebone)
    Hoffentlich werden die intelligenten Strassen wenigstens leiser werden. Ich frage mich wirklich manchmal ob es niemanden stört, das die Dinger genau vor der Haustüre durchgehen. Wer kommt nur auf solche Ideen?
  • Kommentar von Rolf Bosshart  (R. Bosshart)
    Sorry, wo fahren denn Velo- und E-Bike-Fahrer?