Page - (000328) - in Autonomes Fahren - Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte

31715.2 Ein Modell des Fahrens Typische Parameter für die beiden Zeitkonstanten sind dabei durch α=1 20/ 1/s2 und β =1 15/ , 1/s gegeben; bei diesen Werten sind solche Regler so eingestellt, dass sie von Fahrern als angenehm und natürlich empfunden werden [12]. Für den bevorzugten Abstand g v v*( )= τ wird im Wesentlichen die gesetzliche Regel übernommen, wenn auch mit einem etwas kleineren Wert der bevorzugten Zeitlücke W, z.B. τ =15, s, der auch im Folgenden verwendet wird. Das Modell in Gleichung (15.2) wurde ursprünglich von Helly 1959 [13] als ein Modell eingeführt, das einen menschlichen Fahrer beschreiben soll. Das unter- streicht die Behauptung, dass viele Fahrermodelle und die Modelle für das autonome Fahren mathematisch sehr ähnlich sind. Worin sie sich unterscheiden, wird versucht in Abschn. 15.3 zu spezifizieren. Das Modell in Gleichung (15.2) hat Grenzen. Beispielsweise ist es nur für bestimmte Parameter α β ( ) sicher und auch nur für eine kleine Auswahl von Parametern kolonnen- stabil. Unter Kolonnenstabilität wird verstanden, dass auch eine Kette von mehreren Fahrzeugen, die hintereinander herfahren, nicht anfängt sich aufzuschaukeln: Aus kleinen Störungen, z. B. ein schwaches Bremsen des ersten Fahrzeugs wird entlang der Kette ein immer stärkeres, das im Extremfall bis zum Stillstand eines der Fahrzeuge in der Kette führen kann. Oder auch zu einem Verkehrsunfall. Dieses Verhalten ist bislang nur in sehr speziellen Situationen gefunden worden (s. z. B. [19]), es scheint nicht der Normalfall zu sein. Allerdings werden die Parameter mit Kolonnenstabilität von menschlichen Fahrern als nicht sehr angenehm empfunden, weshalb AIC-Regler hier meistens einen Kompromiss eingehen, der zu einer schwachen Kolonneninstabilität führt [12]. Daher wird hier ein anderer Ansatz betrachtet, der in der Tradition der Modelle in [14], [15], [16] steht. In einem ersten Schritt wird überlegt, dass eine wichtige Bedingung für sicheres Fahren erfüllt ist, wenn Folgendes gilt: d v v DV g( )+ ≤ ( )+τ . In dieser Gleichung sind DV d v( ) ( ) die Bremswege des führenden und des folgenden Fahrzeugs. Offensichtlich setzt dieses Modell voraus, dass der Folgefahrer eine Vorstellung davon hat, ob und wie das Führungsfahrzeug fahren bzw. bremsen wird. Das ist sicherlich nicht vollständig korrekt, dennoch funktioniert Fahren in vielen Fällen unter der Annahme, dass die anderen Fahrer sich so ähnlich verhalten wie man selbst. Allerdings bedeutet das auch, dass sich der aus dieser und der folgenden Gleichung resultierende Ansatz durch ein „merkwürdiges“ Verhalten des Führungsfahrzeuges aus- tricksen lässt. Verfügt das Führungsfahrzeug z. B. über ein Notbremssystem, das Verzöge- rungen bis zu 12 m/s2 erlaubt, dann verletzt es die Annahme, dass es sich so ähnlich verhält wie das Folgefahrzeug – typische Verzögerungswerte menschlicher Fahrer liegen im Be- reich bis maximal 4 m/s2 –, und weist damit einen viel kürzeren Bremsweg auf. Ein wenig lässt sich das noch ausgleichen, wie auch die folgenden Simulationsergebnisse zeigen, weil die aus diesem Ansatz resultierenden Gleichungen bei starkem Bremsen des Führungsfahr- zeugs im Extremfall ihre eigene Bremsverzögerung überschreiten können. Andererseits ist