Kako nas maltretiraju automobili, stvaraju gužve i kolapse

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Izgradnja autocesta pogoršava stanje na cestama. Nove rute dovode do prometnog kolapsa. Navigatori ubrzavaju zastoje. Zašto naizgled prave mjere pogoršavaju problem prometnih gužvi?

Nadležni veselo izvještavaju o tome što je poduzeto na poboljšanju stanja na cestama, a kretanje gradom oduzima sve više vremena. Vozači smatraju da su prometne gužve rezultat koruptivne zavjere ili totalne nesposobnosti službenika, jer svatko tko ima automobil siguran je da zna odgovore na vječna ruska pitanja.

TKO JE KRIV?

CESTE

Temeljna karakteristika ceste koja određuje hoće li na njoj doći do zastoja je propusnost. A granica mu je oko 1500 automobila na sat po traci. Ni kvaliteta asfalta, ni branici, ni oznake ne mogu povećati ovaj pokazatelj, jer automobili moraju držati razmak od nekoliko sekundi i imaju fizičku veličinu. “Štoviše, propusnost ceste općenito je određena propusnošću njezine najuže točke”, napominje matematičar, viši predavač na Odsjeku za tehnologije modeliranja složenih sustava na Višoj ekonomskoj školi Yuri Dorn. - Recimo, ako se lijepa autocesta s pet traka duga 1000 km na jednom mjestu suzi na dva traka, njen ukupni kapacitet bit će kao dvotračna cesta. I još gore: zbog činjenice da automobili usporavaju, mijenjajući se iz pet reda u dva, konačna će propusnost biti niža."

Ceste imaju i druge značajke koje su proturječne zdravom razumu. Dakle, s povećanjem brzine kretanja, kapacitet ceste može se smanjiti. "Broj automobila koji prolaze poprečnim presjekom ulice u jedinici vremena, brzina automobila i gustoća prometa u transportnoj mehanici povezani su jednostavnom formulom N = vq", objašnjava Evgeny Nurminsky, stručnjak za matematičko modeliranje prometnih tokova, profesor Katedre za matematičke metode u ekonomiji na Fakultetu prirodnih znanosti Dalekoistočnog federalnog sveučilišta. - N je intenzitet prometa, auto/h; v - brzina vozila, km / h; q - gustoća protoka, auto / km. Promjenom jednog parametra povlačimo i ostatak sa sobom. Ako se automobili kreću brzinom od 200 km/h, gustoća prometa bit će vrlo mala, jer će vozači morati održavati veliku udaljenost. Prema tome, protok automobila, koji je jednak umnošku gustoće i brzine, bit će manji nego što bi bio pri brzini od 60 km / h."

PLUTO SEBE

Dok povećanje brzine može dovesti do pada prometa na cesti, isti učinak postiže se smanjenjem brzine. Promet automobila dramatično opada kada automobili idu sporije od 20 km/h. “Pri tako maloj brzini, maksimalnih mogućih 1500 automobila na sat neće izaći iz gužve: oni se kreću presporo za to. Ako ode samo 1000 automobila, 500 automobila će se sastaviti u prometnoj gužvi za sat vremena. Uzimajući u obzir fizičku veličinu automobila (oko pet metara) i udaljenost do susjednih automobila, prometna gužva je duga 2,5 km", vodeći analitičar Yandexa. Prometne gužve "Leonid Mednikov. A novi automobili stalno dolaze do mjesta zagušenja, pa se možda neće rastopiti jako dugo.

TEHNIKA

Kakav Yandex. Prometne gužve"

Najpopularnija usluga u Rusiji koja prikazuje zastoje u stvarnom vremenu je Yandex. Prometne gužve". Vozači ga optužuju da je "izvrtio" podatke i krivo prikazao situaciju. Vodeći analitičar usluge Leonid Mednikov odgovorio je na glavne pritužbe korisnika.

Opterećenost grada utvrđuje se na temelju procjene stanja na glavnim ulicama i autocestama čiji se popis malo mijenja. Ove ceste čine "transportni okvir" koji vam omogućuje putovanje kroz grad. Usluga održava ljestvicu ocjenjivanja tako da 10 bodova odražava uistinu "mrtav" promet. Ako ocjene ostanu nepromijenjene, onda će uz opće pogoršanje situacije u gradu (jao!), usluga uvijek dati 10 bodova i vozači neće moći adekvatno predvidjeti koliko će putovanje trajati.

Prije su ceste s brzinom većom od 30 km/h bile prikazane zelenom bojom, manje od 15 km/h crvenom, sve u sredini bilo je prikazano žutom bojom. Ali sada usluga koristi relativnu gradaciju boja: ona odražava prometnu gužvu ne općenito, već u usporedbi s uobičajenom situacijom za ovo mjesto. Stoga bi promet na "žutom" dijelu Moskovske obilaznice zapravo mogao biti brži nego na "zelenom" dijelu sporedne ulice sa semaforima i prijelazima.

Usluga prikazuje predviđenu situaciju na temelju prošlih podataka na određenom mjestu. No, ruta se još uvijek gradi bez uzimanja u obzir ove informacije. Stoga, nakon što ste krenuli neposredno prije večernje špice, usred puta možete ući u gustu prometnu gužvu, koja je nastala za nekoliko minuta. "Uzimanje u obzir prognoze razvoja situacije za sada je jedina stvar u kojoj su ljudi ispred navigatora", kaže Leonid Mednikov.

STRUKTURA GRADA

Jedna od najučinkovitijih građevina grada, koja omogućuje najbolju raspodjelu prometnih tokova, je kvadratno-gniježđena struktura. Ali većina gradova u Rusiji ima prstenastu strukturu s cestama radijusa. Takvi su gradovi nastali na mjestu tvrđava, postupno se šireći. Takva je konstrukcija bila idealna za zaštitu od zaraćenih susjeda, ali prometni tokovi u gradovima u krugu su što lošije raspoređeni: i središnje kružne magistrale i izlazne autoceste, po kojima ljudi ujutro dolaze do centra, a navečer ga napuštaju., ispostavilo se da je preopterećen. "Osim toga, u megalopolisima s prstenastom strukturom, vozači doživljavaju kolosalna prekoračenja, ponekad desetke kilometara po putovanju", dodaje Yuri Dorn.

Znanstvenici kažu da gradovi u obliku prstena često imaju nisku povezanost. Odnosno, malo je načina da se dođe s jednog mjesta na drugo, a automobili se nakupljaju na ključnim cestama koje inače ne mogu proći.

Pokušavajući rasteretiti stalno postojeće autoceste koje povezuju različite četvrti grada, vlasti proširuju ceste, ali to nije učinkovito. Na primjer, mnoge odlazne autoceste Moskve na jednom kraju nailaze na zakrčeno središte, a na drugom kraju u gusto naseljene vreće za spavanje. “Izlaz/ulazak na takve autoceste stvara točke prometnih gužvi koje se s rastom grada nalaze duboko unutra.

Osim toga, takve autoceste presijecaju postojeće prometne rute, napominje Nurminsky. "Da biste neutralizirali štetni učinak, morate izgraditi mnogo čvorova i zaobilaznica, što pobija izvornu ideju i vrlo je skupo."

PLAĆANJE

Kut gledanja

Prometni se tokovi mogu opisati s različitim stupnjevima "približavanja", a za to se koristi matematički aparat iz različitih područja znanosti. Lokalne odluke vozača modeliraju se pomoću teorije staničnih automata. Za opisivanje ponašanja prometnih tokova na razini pojedinih cesta koristi se aparat hidrodinamike – znanost o ponašanju fluida. Teorija igara i teorija optimizacije koriste se za predviđanje opterećenja prometne mreže i raspodjele tokova duž ruta.

VOZAČI

Svatko tko vozi automobil zna da je nanosekunda vrijeme nakon kojeg vozač s leđa počinje trubiti nakon što upali zeleno svjetlo na semaforu. Vozači koji se smatraju razumnima u takvim se trenucima jako nerviraju, vjerujući da kratko zadržavanje neće utjecati na prometnu situaciju. I nisu u pravu."Spora vožnja može izazvati zastoje", kaže Nurminsky. - Prometna gužva je nelinearan sustav s jakim pozitivnim povratnim informacijama, odnosno kao odgovor na dolazne signale ponaša se potpuno drugačije od onoga što očekujete. Na primjer, telefonirali ste tijekom vožnje i usporili. Čini se da je u redu, ali svi vozači iza vas prisiljeni su usporiti - i nastaje gužva koja se može raspasti na sat vremena."

No, glavni razlog povećanja prometnih gužvi je upravo povećana racionalnost vozača. Čak i ako vozač radi jednostavnosti ima izbor između dvije ceste - naravno, on će se nagnuti prema najbržoj ruti. Isto će učiniti i drugi vozači koji namjeravaju voziti u istom smjeru. Kao rezultat toga, veća je vjerojatnost da će se brža cesta napuniti automobilima, njezin kapacitet više nije dovoljan - i stvara se gužva. Vozači koji su kasnije krenuli, vidjevši da je na njihovoj omiljenoj ruti zastoj, kreću dužom, ali lakšom cestom, jer su sada vremena putovanja na obje rute izjednačena. Kada bi neki od vozača u početku preferirali dužu rutu, na kratkoj ruti ne bi bilo gužve.

Situacija kada vrijeme putovanja na svim stvarno korištenim rutama postane isto naziva se Nash - Wardropova ravnoteža u transportnom modeliranju. U tom stanju, nijedan pokušaj vozača da promijeni rutu ne može smanjiti vrijeme putovanja. Štoviše, kako su nedavno pokazali znanstvenici iz Koreje i Sjedinjenih Država, bacanje vozača na obilazne ceste kako bi se uštedjelo nekoliko minuta značajno pogoršava cjelokupnu situaciju. Kada ima puno automobila, situacija na cesti neizbježno dolazi u Nash-Wardropovu ravnotežu. S povećanjem broja navigatora koji pokazuju prometne gužve, "uvlačenje" u njega se ubrzalo: vozači koji odlaze kasnije sada odmah kreću zaobilaznim putem. No, kako objašnjava Yuri Dorn, navigatori ne pogoršavaju situaciju. Ubrzavaju stvaranje prometnih gužvi, ali u svakom je manje automobila - uostalom, neki od vozača odmah idu alternativnim putem. Osim toga, neki vozači mijenjaju vrijeme polaska kako bi izgladili vršna opterećenja. Konačno, zahvaljujući navigatorima, mnogi ljudi uče o obilaznim cestama. “Naravno, za one vozače koji su se prije slobodno vozili na nezgodnim rutama situacija se pogoršala, ali je ukupno vrijeme putovanja na svim cestama palo. Međutim, ukupno, pa čak i pojedinačna vremena putovanja često se mogu povećati”, zaključuje Dorn.

MOSKVA

U Rusiji postoje prometne gužve u bilo kojem velikom gradu, ali glavni grad najviše pati od njih. “U Moskvi je koncentriran veliki broj aktivnosti, uključujući i sasvim specifične: financijski sektor, znanost i poslovanje. Osoba koja radi, recimo, u nekom institutu, mora ići tamo. A za prodavača ili osobu s drugom nespecijaliziranom profesijom, veza s mjestom nije toliko relevantna”, kaže Dorn. Osim toga, golem udio poslova koncentriran je u centru, dok ljudi žive bliže periferiji. Kao rezultat toga nastaju tokovi njihala, koji zauzimaju iste ceste, na kojima su prometne gužve veći dio dana.

Visoka cijena stanovanja u centru i ruska navika da svoj stan smatraju velikom vrijednošću sprječavaju ljude da se približe poslu. Potiho je nestala i ideja vlasti glavnog grada da "presele" dužnosnike na periferiju. No, premještaj neće riješiti problem: ako se ured u kojem službenik radi iz centra, recimo, premjesti u Mitino, a službenik živi u Čertanovu, on će i dalje ići na posao preko pola Moskve.

ŠTO URADITI?

NEMOJTE POKUŠAVATI UKLONITI ODVOJENE Utikače

Glavni postulat transportne znanosti isti je kao u medicini: prometne gužve se moraju riješiti prije nego što se pojave. Radnje koje sprječavaju stvaranje gužvi bit će plodotvorne, a ne pokušaji uklanjanja najštetnijih prometnih gužvi od točke do točke.“Moguće je ispraviti situaciju na lokalno neučinkovitim mjestima, ponekad je dovoljno poduzeti neke jednostavne mjere – na primjer, maknuti lijevo skretanje i polukružno skrenuti 500 metara nakon raskrižja. Prometna gužva će otići odavde, ali uopće neće nestati, već će se jednostavno preseliti na drugo mjesto “, objašnjava Nurminsky.

MATEMATIKA

PARADOKS BRESA

Izgradnja nove ceste koja povezuje postojeće mogla bi pogoršati stanje u cijeloj prometnoj mreži. Budući da su ceste međusobno povezane, pojava još jedne dionice staze, na kojoj sada uvijek ima automobila, povećava vrijeme putovanja na svim rutama. Situacija se može popraviti zatvaranjem ove "braesovske ceste". Međutim, nemoguće ga je otkriti: prometne gužve se ne nakupljaju na njemu, već na drugim rutama.

POSTULAT LEWIS-MOHRIDGE

Što se više cesta gradi, pojavljuje se više automobila. Neki ljudi radije prijeđu s javnog prijevoza na osobni.

DOWNS-THOMSON PARADOX

Prosječna brzina privatnog vozila ovisi o brzini kojom javni korisnici dolaze do odredišta. Što je javni prijevoz manje razvijen, to više ljudi preferira privatni automobil.

PARADOKS SVINJSKIH NOĆNIH DUPOVA

Dodavanje alternativnih cesta, gdje ljudi racionalno („sebično”) biraju rutu, dovodi do stabilne ravnoteže: svatko vozi svoja vozila, a autobusi ostaju prazni. Štoviše, vrijeme putovanja je isto.

NE GRADITE CESTE I NEMOJTE UVODITI NOVE RUTE

Ne ide ni naizgled očita odluka da se izgradi što više cesta kako bi se povećao kapacitet prometne mreže. "Budući da ima puno slobodnih cesta, još nekoliko milijuna ljudi će prijeći na automobile, a sve nove rute će također stati", kaže Dorn. Bude li beskrajno zadovoljena rastuća potražnja za cestama, prije ili kasnije sav slobodni prostor u gradu bit će zatrpan autocestama, gdje su automobili parkirani danonoćno.

Beskorisno je i nasumično uvođenje novih ruta javnog prijevoza. "Tipičan primjer je uvođenje novih stanica podzemne željeznice na periferiji", kaže Dorn. “S obzirom da su kapaciteti ključnih čvorišta u centru i broj vlakova koji se mogu voziti na jednoj pruzi ograničeni, takve mjere jednostavno dovode do “nastajanja” prometnih gužvi u metrou.”

UMETNI SVJETLA

Autoceste bez prometa, koje vole mnogi vozači, također pogoršavaju prometni kolaps. “Semafori razrjeđuju tok i ne dopuštaju da se zgusne”, objašnjava Nurminsky. - U idealnom slučaju, zadatak semafora je održavanje optimalne gustoće prometa pri kojoj je protočnost prometa maksimalna. U gradu se to postiže brzinom od oko 60 km/h."

NAPRAVITE PLAĆENE CESTE

U uvjetima koji su tipični za većinu velikih gradova, kada je više ljudi koji žele putovati cestama nego što ih može primiti, rutiranje postaje najučinkovitija mjera, odnosno umjetno smanjenje atraktivnosti pojedinih staza. Na primjer, uvođenjem tarife. “Kada je granica propusnosti prekoračena, definitivno ćete gubiti neke resurse da nadoknadite razliku između više i manje učinkovite rute. Obično su ti resursi vrijeme i živci izgubljeni u prometu. Ceste s naplatom cestarine omogućuju onima koji tu razliku žele nadoknaditi ne vremenom, već novcem “, objašnjava Yuri Dorn.

Cijene tjeraju ljude da mijenjaju svoje navike: na primjer, traže posao koji im omogućuje djelomični rad kod kuće ili odgađaju vrijeme odlaska. “Naravno, ljudima je manje ugodno nego što bi bilo s praznim cestama. No, u gradovima već dugo nema praznih cesta: potrebno je usporediti trenutnu situaciju sa situacijom kada je grad u prometnoj gužvi. Za one koji su zaobišli ili otišli kasnije, ništa se nije promijenilo: troškovi ostaju isti. Ali za one koji su odlučili platiti, situacija se popravila. Istodobno se općenito povećava učinkovitost cesta, jer se ne mjeri odsutnošću prometnih gužvi, već ukupnim vremenom koje su svi putnici proveli na cesti”, napominje Dorn.

UČITE O ZNANOSTI

"Problemi zagušenja na cestama mogu se riješiti samo na sveobuhvatan način, izračunom dugoročnih učinaka svih uvedenih mjera pomoću složenih matematičkih modela", kaže Jevgenij Nurminski. "Znanost je promišljena dama, da bi dala točan odgovor, potrebno joj je vrijeme, a dužnosnici žele da se sve obavi jučer." Zbog toga se kolosalan novac često troši na projekte koji daju nula učinka ili čak pogoršavaju situaciju na cestama.

Problem je dodatno kompliciran činjenicom da Rusiji jako nedostaju podaci na temelju kojih je moguće kreirati adekvatne transportne modele. “U SAD-u je, primjerice, taj problem riješen zakonom: ako investitor želi dobiti subvencije za izgradnju cesta ili zgrada, mora dostaviti studiju izvodljivosti, u kojoj će se prema određenim metodama izračunati svi parametri izgradnje. Zbog toga se na općinskim razinama pojavilo puno prometnih i analitičkih odjela koji pripremaju sve potrebne informacije. To je stvorilo moćnu narudžbu za stručnjake za transport, a sada gotovo svako veliko američko sveučilište ima odjel za istraživanje prometa”, kaže Nurminsky.

MEHANIZAM

Sve je logično

Često se čini da se čep stvorio bez razloga. Ali postoji objašnjenje za tajanstvenu gužvu.

PLUTO IZ NIŠTA

Na ovoj dionici puta u pravilu se dogodila nesreća koja je davno odvezena. Dok su automobili bili na mjestu, kapacitet ceste je pao sa, recimo, 1500 na 1000 vozila na sat. Nakon što počinitelji nesreće napuste mjesto događaja, gužva ostaje dok ne prođu svi nagomilani automobili. Ako se u sat vremena skupi 500 automobila, onda će "bez razloga" napustiti prometnu gužvu još 20 minuta, a sve to vrijeme novi automobili će se dizati na rep gužve.

SUKOBI U LOŠEM VREMENU

Čak i u nedostatku nesreća, gužve na cestama rastu: vozači teže držati sigurnu udaljenost, gustoća vozila i kapacitet ceste opadaju.

Ometači s druge strane nesreće

Takve gužve nastaju zbog znatiželje vozača. Čak i ako vozač lagano zakoči, svi automobili koji voze iza njega također su prisiljeni usporiti. Kapacitet opada i ovaj val usporavanja širi se nizvodno. Automobili koji se mijenjaju iz jednog reda u drugi daju isti učinak: prisiljavaju nekoliko traka na usporavanje odjednom.

PROMIJENI RAZMIŠLJANJE

Nemoguće je uništiti prometne gužve u ruskim gradovima bez promjene društvenih stereotipa. “Rješavanje problema kako ljudi svakodnevno dolaze do centra i natrag je uzaludno. Morate motivirati ljude da odaberu druga mjesta na koja će otići”, kaže Dorn. No, dok su poslovi, posebice u Moskvi, koncentrirani u centru, gdje su stanovi monstruozno skupi, a “bijelo” tržište najma praktički ne postoji, ne postoje pravi alati koji bi mogli povećati mobilnost građana.

“Rješavanje problema prometne gužve i život prihvatljivim svima zahtijeva dugoročni plan grada koji uzima u obzir više od prometne situacije”, kaže Dorn. - Logika ovog plana će diktirati kako izgraditi prometni sustav. A beskrajnim prilagođavanjem trenutnim potrebama vozača, za 10 godina problem se može pogoršati, a riješiti ga će postati nerealno."