Google Research: Weniger als 2 % umgeleitete Fahrten verringern Stadtverkehr und CO2-Emissionen

Verkehrsstau ist nicht nur Frustration — er hat messbare wirtschaftliche und ökologische Kosten. Google Research hat untersucht, ob eine Navigations-App allein, ohne jegliche Infrastrukturinvestitionen, statistisch messbar die Verkehrsüberlastung an Knotenpunkten verringern kann. Die Antwort, veröffentlicht in der renommierten Zeitschrift Nature Cities, ist eindeutig: Ja — und mit deutlich weniger Eingriff als intuitiv angenommen.

Die Forschung wurde von den Google-Research-Softwareingenieuren Neha Arora und Aboudy Kreidieh zusammen mit einer Gruppe von Mitarbeitern durchgeführt, darunter Alexandre Bayen und Andrew Tomkins. Der für die Studie gewählte methodische Rahmen war ein Switchback-Experimentaldesign — der Wechsel zwischen Behandlungs- und Kontrolltagen innerhalb derselben städtischen Gebiete, um den Einfluss von Wetter- und Saisonfaktoren auf die Interpretation der Ergebnisse zu minimieren.

Sechs Monate Experimente in zehn großen US-Städten

Das Experiment dauerte sechs Monate und umfasste 10 große US-amerikanische Städte. Die Forscher identifizierten für jede Stadt rund 100 Verkehrssegmente mit historisch hoher Überlastung. Sie modifizierten den Google-Maps-Routing-Algorithmus so, dass diese Segmente absichtlich gemieden wurden — aber nur für einen kleinen Anteil der Fahrten in diesem Bereich.

Entscheidend war die Größe des Eingriffs: An der Behandlung nahmen weniger als 2 % der beobachteten Fahrten pro Stadt teil. Anstatt Nutzer massenhaft umzuleiten, änderte das System selektiv Empfehlungen für einen kleinen Fahrtanteil und verteilte den Verkehr auf ein Netz von Nebenstraßen, wodurch die Konzentration auf überlasteten Segmenten verringert wurde. Der Algorithmus wählte alternative Routen mit ähnlicher Gesamtreisezeit, damit Nutzer keine erheblichen Effizienzverluste erleiden.

Die Datenanalyse nutzte hierarchische Bayes-Modellierung, die Variationen auf Ebene einzelner Städte und einzelner Stunden berücksichtigte, um die tatsächlichen Effekte des Eingriffs vom Hintergrundrauschen des Verkehrs zu isolieren, das die Ergebnisse sonst verschleiert hätte.

Wie viel Verkehr muss umgeleitet werden, um städtische Staus zu reduzieren?

Die Ergebnisse sind für viele überraschend: Der Eingriff bei weniger als 2 % der Fahrten führte zu messbaren Geschwindigkeitsverbesserungen auf den Zielsegmenten. Der Median der Geschwindigkeitszunahme auf den behandelten Segmenten betrug +2 %. Betrachtet man das breitere Verkehrsnetz — alle Segmente, die von der Verkehrsumverteilung betroffen sind — betrug der mediane Geschwindigkeitszuwachs +0,35 %, während er in den Spitzenstunden +0,5 % erreichte.

Die Kraftstoffeinsparung auf den Zielsegmenten betrug im Median 0,5 bis 1,0 %. Diese Zahlen erscheinen isoliert betrachtet bescheiden, müssen aber im Kontext gesehen werden: Es handelt sich um einen Effekt, der ohne jeglichen physischen Eingriff in die Verkehrsinfrastruktur, ohne Straßensperrungen und ohne zwangsweise Umleitung von Fahrern, die dadurch längere Fahrzeiten erleiden würden, erzielt wird.

Besonders wichtig ist, dass die positiven Effekte nicht auf Google-Maps-Nutzer beschränkt sind. Durch die Verteilung des Verkehrs auf ein breiteres Netz profitieren auch Fahrer, die keine Navigations-App verwenden. Das ist entscheidend für die Beurteilung der tatsächlichen Reichweite: Wenn weniger als 2 % der Fahrten ihre Route ändern, verbessert sich die Verkehrssituation für alle Verkehrsteilnehmer.

Potenzielle Einsparung: Tausende Tonnen CO2e pro Stadt und Jahr

Die Forscher schätzen, dass dieser Ansatz Einsparungen von Tausenden Tonnen CO2e-Emissionen pro Stadt und Jahr generieren kann — selbst bei diesen Interventionsniveaus. Über die zehn getesteten Städte hinweg könnte der gesamte Klimanutzen substanziell sein, und das ohne zusätzliche Kosten für die Stadtverwaltung oder die App-Nutzer.

Die Studie adressiert offen auch die Grenzen der Methodik: Das Switchback-Design schließt die Möglichkeit aus, langfristige Verhaltensänderungen von Fahrern zu messen, und die Ergebnisse können je nach Verkehrskultur, Dichte des Straßennetzes und spezifischen Eigenschaften einzelner Städte variieren. Die Stärke der Forschung liegt jedoch gerade darin, dass sie unter realen Bedingungen, mit echten Fahrern, im echten Stadtverkehr durchgeführt wurde — nicht in einer simulierten oder modellierten Umgebung.

Der vollständige Titel des in Nature Cities veröffentlichten Papers lautet „Urban congestion relief experiments through routing-app interventions”. Für Städte, die mit Verkehrsstaus kämpfen, weisen die Befunde von Google Research auf ein verfügbares, nicht infrastrukturelles Werkzeug hin, das bereits in der Hosentasche jedes Smartphone-Nutzers steckt.