Kaip mus persekioja automobiliai, kelia kamščius ir griūva

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Greitkelių tiesimas blogina situaciją keliuose. Dėl naujų maršrutų eismas žlunga. Navigatoriai pagreitina spūstis. Kodėl iš pažiūros tinkamos priemonės padidina kamščių problemą?

Valdžia linksmai praneša apie tai, kas nuveikta siekiant pagerinti situaciją keliuose, o judėjimas mieste užima vis daugiau laiko. Automobilių spūstis vairuotojai laiko korumpuoto sąmokslo ar visiškos pareigūnų nekompetencijos išdava, nes kiekvienas, turintis automobilį, yra tikras, kad žino atsakymus į amžinus rusiškus klausimus.

KAS KALTAS?

KELIAI

Pagrindinė kelio savybė, lemianti, ar jame susidarys kamščiai, yra pralaidumas. O jo limitas – apie 1500 automobilių per valandą vienoje juostoje. Nei asfalto kokybė, nei bamperiai, nei žymėjimai šio rodiklio padidinti nepajėgia, nes automobiliai turi išlaikyti kelių sekundžių atstumą ir turi fizinį dydį. „Be to, kelio pralaidumą paprastai lemia siauriausios jo vietos pralaidumas“, – pažymi matematikas, Aukštosios ekonomikos mokyklos Sudėtingų sistemų modeliavimo technologijų katedros vyresnysis dėstytojas Jurijus Dornas. – Tarkime, jei gražus penkių eismo juostų greitkelis 1000 km ilgio vienoje vietoje susiaurės iki dviejų eismo juostų, jo bendra talpa bus kaip dviejų eismo juostų. Ir dar blogiau: dėl to, kad automobiliai lėtėja, keičiant iš penkių eilių į dvi, galutinis pralaidumas bus mažesnis.

Keliai turi ir kitų savybių, kurios tarsi prieštarauja sveikam protui. Taigi, didėjant judėjimo greičiui, gali sumažėti kelio pralaidumas. „Automobilių, pravažiuojančių gatvės skerspjūvį per laiko vienetą, skaičius, automobilių greitis ir eismo intensyvumas transporto mechanikoje yra susieti paprasta formule N = vq“, – aiškina matematinio modeliavimo ekspertas Jevgenijus Nurminskis. eismo srautai, Tolimųjų Rytų federalinio universiteto Gamtos mokslų mokyklos Ekonomikos matematinių metodų katedros profesorius. - N yra eismo intensyvumas, auto / h; v - transporto priemonės greitis, km/h; q - srauto tankis, auto / km. Pakeitę vieną parametrą, kitus traukiame kartu su savimi. Jei automobiliai judės 200 km/h greičiu, eismo intensyvumas bus labai mažas, nes vairuotojai turės išlaikyti ilgą atstumą. Atitinkamai, automobilių srautas, lygus tankio ir greičio sandaugai, bus mažesnis nei būtų važiuojant 60 km/h greičiu.

PATS KAMŠTAS

Nors padidinus greitį gali sumažėti eismas kelyje, toks pat efektas pasiekiamas sumažėjus greičiui. Automobilių eismas smarkiai sumažėja, kai automobiliai važiuoja lėčiau nei 20 km/val. „Tokiu mažu greičiu iš spūsties neišlips maksimaliai 1500 automobilių per valandą: tam jie važiuoja per lėtai. Jei išvažiuos tik 1000 automobilių, per valandą spūstyje bus surinkta 500 automobilių. Atsižvelgiant į fizinį automobilio dydį (apie penkis metrus) ir atstumą iki gretimų automobilių, kamštis yra 2,5 km ilgio“, – teigia „Yandex“analitikas. Eismo spūstys „Leonidas Mednikovas. O į spūsties vietą nuolat važiuoja nauji automobiliai, todėl ji gali labai ilgai neištirpti.

TECHNIKA

Kas Yandex. Eismo kamščiai"

Populiariausia paslauga Rusijoje, kuri rodo spūstis realiu laiku, yra „Yandex. Eismo kamščiai . Vairuotojai jį kaltina duomenų „išsukimu“ir klaidingu situacijos pateikimu. Pagrindinis paslaugos analitikas Leonidas Mednikovas atsakė į pagrindinius vartotojų skundus.

Miesto darbo krūvis nustatomas įvertinus situaciją pagrindinėse gatvėse ir magistralėse, kurių sąrašas mažai keičiasi. Šie keliai sudaro „transporto rėmą“, leidžiantį keliauti po visą miestą. Paslauga palaiko vertinimo skalę, kad 10 balų atspindėtų tikrai „mirusį“srautą. Jei reitingai nesikeis, tada apskritai pablogėjus situacijai mieste (deja!), tarnyba visada skirs 10 balų ir vairuotojai negalės tinkamai numatyti, kiek užtruks kelionė.

Anksčiau keliai, kurių greitis didesnis nei 30 km/h, buvo rodomi žaliai, mažiau nei 15 km/h – raudonai, viskas, kas yra viduryje, buvo rodoma geltonai. Tačiau dabar paslauga naudoja santykinę spalvų gradaciją: ji atspindi eismo spūstis ne apskritai, o lyginant su įprasta šios vietos situacija. Todėl eismas „geltonojoje“Maskvos žiedinio kelio atkarpoje iš tikrųjų gali būti greitesnis nei „žaliojoje“šalutinės gatvės atkarpoje su šviesoforais ir perėjomis.

Paslauga rodo numatomą situaciją pagal ankstesnius konkrečios svetainės duomenis. Tačiau trasa vis dar tiesiama neatsižvelgiant į šią informaciją. Todėl išvažiavę prieš pat vakarinį piką, vidury kelio galite patekti į tankią spūstį, kuri susidarė per kelias minutes. „Atsižvelgimas į situacijos raidos prognozę kol kas yra vienintelis dalykas, kuriuo žmonės lenkia šturmaną“, – sako Leonidas Mednikovas.

MIESTO STRUKTŪRA

Vienas iš efektyviausių miesto struktūrų, leidžiantis geriausiai paskirstyti transporto srautus, yra kvadratinė-lizdinė struktūra. Tačiau dauguma Rusijos miestų turi žiedinę struktūrą su spindulio keliais. Tokie miestai formavosi tvirtovių vietoje, palaipsniui plečiasi. Tokia konstrukcija idealiai tiko apsisaugoti nuo kariaujančių kaimynų, tačiau žiediniuose miestuose transporto srautai pasiskirsto kuo prasčiau: ir centriniai žiediniai greitkeliai, ir išvažiuojamieji greitkeliai, kuriais žmonės ryte patenka į centrą, o vakare iš jo išvažiuoja., pasirodo esąs perkrautas. „Be to, megapoliuose su žiedine struktūra vairuotojai patiria milžiniškus viršijimus, kartais dešimtis kilometrų per kelionę“, – priduria Jurijus Dornas.

Mokslininkai teigia, kad žiedo formos miestai dažnai turi silpną ryšį. Tai reiškia, kad keliauti iš vienos vietos į kitą yra nedaug, o automobiliai kaupiasi pagrindiniuose keliuose, kurie kitaip negali pravažiuoti.

Siekdama iškrauti nuolat stovinčius skirtingus miesto rajonus jungiančius greitkelius, valdžia plečia kelius, tačiau tai nėra efektyvu. Pavyzdžiui, daugelis Maskvos išvažiuojamųjų greitkelių viename gale patenka į perpildytą centrą, o kitame – į tankiai apgyvendintus miegmaišius. „Išvažiavimas/įvažiavimas į tokius greitkelius sukuria spūsčių taškus, kurie miestui augant atsiduria giliai viduje.

Be to, tokie greitkeliai nutraukia esamus transporto maršrutus, pastebi Nurminskis. „Norint neutralizuoti žalingą poveikį, reikia nutiesti daug sankryžų ir aplinkkelių, o tai paneigia pirminę idėją ir kainuoja labai brangiai.

MOKĖJIMAS

Matymo kampas

Eismo srautus galima apibūdinti skirtingais „approksimacijos“laipsniais, o tam naudojamas įvairių mokslo sričių matematinis aparatas. Vietiniai vairuotojų sprendimai modeliuojami naudojant korinio automato teoriją. Eismo srautų elgsenai atskirų kelių lygmeniu apibūdinti naudojamas hidrodinamikos aparatas – skysčių elgsenos mokslas. Žaidimo teorija ir optimizavimo teorija naudojamos transporto tinklo apkrovai ir srautų pasiskirstymui maršrutais prognozuoti.

VAIRUOTOJAI

Kiekvienas, kuris vairuoja automobilį, žino, kad nanosekundė yra laikas, po kurio vairuotojas iš užpakalio pradeda dumbėti įjungus žalią šviesoforo signalą. Save protingais laikantys vairuotojai tokiais momentais labai erzina, manydami, kad trumpas vėlavimas neturės įtakos eismo situacijai. Ir jie klysta.„Lėtas vairavimas gali sukelti spūstis“, - sako Nurminskis. - Eismo kamštis yra nelinijinė sistema, turinti stiprų teigiamą grįžtamąjį ryšį, tai yra, reaguodama į gaunamus signalus, ji elgiasi visiškai kitaip, nei tikitės. Pavyzdžiui, važiuodami telefonu kalbėjote ir sumažinote greitį. Atrodo, viskas gerai, bet visi iš paskos važiuojantys vairuotojai priversti sulėtinti greitį – ir susidaro spūstis, kuri gali ištirpti valandai.

Tačiau pagrindinė spūsčių didėjimo priežastis yra būtent padidėjęs vairuotojų racionalumas. Net jei dėl paprastumo vairuotojas gali rinktis iš dviejų kelių – žinoma, jis pasilenks į greičiausią maršrutą. Kiti vairuotojai, ketinantys važiuoti ta pačia kryptimi, elgsis taip pat. Dėl to greitesnis kelias dažniau prisipildo automobilių, jo talpos nebeužtenka – susidaro spūstis. Vėliau išvažiavę vairuotojai, pamatę, kad jų mėgstamame maršrute susidarė kamštis, važiuoja ilgesniu, bet lengvesniu keliu, nes dabar kelionės laikas abiem maršrutais yra vienodas. Jei dalis vairuotojų iš pradžių rinktųsi ilgesnį maršrutą, trumpame maršrute spūsčių nebūtų.

Situacija, kai kelionės laikas visais faktiškai naudojamais maršrutais tampa vienodas, transporto modeliavime vadinama Nash – Wardrop pusiausvyra. Esant tokiai būsenai, joks vairuotojo bandymas pakeisti maršrutą negali sutrumpinti kelionės laiko. Be to, kaip neseniai parodė Korėjos ir JAV mokslininkai, vairuotojų mėtymas į aplinkkelius, siekiant sutaupyti kelias minutes, pastebimai pablogina bendrą situaciją. Kai automobilių yra daug, situacija keliuose neišvengiamai pasiekia Nash-Wardrop pusiausvyrą. Daugėjant navigatorių, rodančių kamščius, „įlįsti“į jį paspartėjo: vėliau išvažiuojantys vairuotojai dabar iškart pasuka aplinkkelį. Tačiau, kaip aiškina Jurijus Dornas, šturmanai situacijos nepablogina. Jie pagreitina kamščių susidarymą, tačiau kiekvienoje mašinų mažiau – juk dalis vairuotojų iškart važiuoja alternatyviu maršrutu. Be to, kai kurie vairuotojai keičia išvykimo laikus, kad išlygintų didžiausią apkrovą. Galiausiai, navigatorių dėka daugelis žmonių sužino apie aplinkkelius. „Žinoma, tiems vairuotojams, kurie anksčiau laisvai važinėjo sudėtingais maršrutais, situacija pablogėjo, tačiau bendras kelionės laikas visais keliais sumažėjo. Tačiau bendras ir net individualus kelionės laikas dažnai gali pailgėti“, – apibendrina Dornas.

MASKVA

Rusijoje spūsčių susidaro bet kuriame dideliame mieste, tačiau labiausiai nuo jų kenčia sostinė. „Maskvoje sutelkta daugybė veiklų, tarp jų ir gana specifinių: finansų sektorius, mokslas ir verslas. Žmogus, kuris dirba, tarkime, kokiame nors institute, turi ten eiti. Ir pardavėjui ar asmeniui, turinčiam kitą nespecializuotą profesiją, nuoroda į vietą nėra tokia aktuali “, - sako Dornas. Be to, didžioji darbo vietų dalis sutelkta centre, o žmonės gyvena arčiau pakraščių. Dėl to susidaro švytuokliniai srautai, užimantys tuos pačius kelius, kuriuose didžiąją paros dalį susidaro spūstys.

Didelė būsto kaina centre ir rusų įprotis nuosavą butą laikyti didele vertybe trukdo žmonėms kraustytis arčiau darbo. Tyliai išblėso ir sostinės valdžios sumanymas pareigūnus „perkelti“į pakraščius. Tačiau perkėlimas problemos neišspręs: jei biuras, kuriame dirba valdininkas, bus perkeltas iš centro, tarkime, į Mitino, bet valdininkas gyvena Čertanovoje, jis vis tiek važiuos dirbti per pusę Maskvos.

KĄ DARYTI?

NEBANDYKITE IŠJUNGTI ATSKIRŲ KIŠTUKŲ

Pagrindinis transporto mokslo postulatas toks pat kaip ir medicinoje: su kamščiais reikia susitvarkyti dar jiems neatsirandant. Vaisingi bus veiksmai, užkertantys kelią spūsčių susidarymui, o ne bandymai po tašką pašalinti žalingiausias kamščius.„Pataisyti situaciją galima ir lokaliai neefektyviose vietose, kartais užtenka imtis keleto paprastų priemonių – pavyzdžiui, panaikinti kairįjį posūkį ir apsisukti 500 metrų po sankryžos. Kamštis iš čia išnyks, tačiau jis visai neišnyks, o tiesiog persikels į kitą vietą “, - aiškina Nurminsky.

MATEMATIKA

BRESOS PARADOKSAS

Nutiesus naują kelią, jungiantį esamus, situacija gali pablogėti visame transporto tinkle. Kadangi keliai yra sujungti, atsiradus kitai trasos atkarpai, kurioje dabar visada yra automobilių, pailgėja kelionės laikas visuose maršrutuose. Situaciją galima pagerinti uždarius šį „Brasovo kelią“. Tačiau aptikti jo neįmanoma: spūstys kaupiasi ne jame, o kituose maršrutuose.

POSTULATAS LEWIS-MOHRIDGE

Kuo daugiau nutiesta kelių, tuo daugiau atsiranda automobilių. Kai kurie žmonės nori persėsti iš viešojo transporto į asmeninį.

DOWNS-THOMSON PARADOKSAS

Vidutinis privačios transporto priemonės greitis priklauso nuo greičio, kuriuo viešieji naudotojai pasiekia savo tikslą. Kuo mažiau išvystytas viešasis transportas, tuo daugiau žmonių renkasi asmeninį automobilį.

PIGU-NAKTŲ PARADOKSAS

Pridėjus alternatyvius kelius, kur žmonės racionaliai („savanaudiškai“) pasirenka maršrutą, susidaro stabili pusiausvyra: kiekvienas važiuoja savo transportu, o autobusai lieka tušti. Be to, kelionės laikas yra toks pat.

NESTATYKITE KELIŲ IR NEĮVEDITE NAUJŲ MARŠRUtų

Neveikia ir iš pažiūros akivaizdus sprendimas tiesti kuo daugiau kelių, siekiant padidinti transporto tinklo pajėgumą. „Matydami, kad yra daug laisvų kelių, dar keli milijonai žmonių persės į automobilius, o visi nauji maršrutai taip pat sustos“, – sako Dornas. Jei augantis kelių poreikis bus be galo patenkintas, anksčiau ar vėliau visa laisva miesto erdvė bus užstatyta greitkeliais, kuriuose automobiliai stovi visą parą.

Atsitiktinai įvesti naujus viešojo transporto maršrutus taip pat nenaudinga. „Tipiškas pavyzdys yra naujų metro stočių įvedimas pakraštyje“, – sako Dornas. „Atsižvelgiant į tai, kad pagrindinių centro mazgų pajėgumas ir traukinių, galinčių važiuoti viena linija, skaičius yra ribotas, tokios priemonės tiesiog veda į „metro“kamščius“.

ĮDĖKITE ŠVIESUS

Eismo griūtį dar labiau apsunkina ir daugelio vairuotojų pamėgti be eismo greitkeliai. „Šviesoforai retina srautą ir neleidžia jam sutirštėti“, – aiškina Nurminsky. – Idealiu atveju šviesoforo užduotis yra palaikyti optimalų eismo intensyvumą, kuriame transporto srautas būtų maksimalus. Mieste tai pasiekiama maždaug 60 km/h greičiu.

DARYTI MOKAMUS KELIUS

Daugeliui didžiųjų miestų būdingomis sąlygomis, kai norinčiųjų keliauti keliais yra daugiau nei telpa, veiksmingiausia priemone tampa maršruto parinkimas, tai yra dirbtinai mažinamas tam tikrų takų patrauklumas. Pavyzdžiui, įvedus bilieto kainą. „Kai pralaidumo riba bus viršyta, jūs tikrai eikvosite šiek tiek išteklių, kad kompensuotumėte skirtumą tarp daugiau ir mažiau efektyvaus maršruto. Paprastai šie ištekliai yra laikas ir nervai, prarasti eisme. Mokami keliai leidžia norintiems kompensuoti šį skirtumą ne laiku, o pinigais“, – aiškina Jurijus Dornas.

Kandžios kainos verčia keisti įpročius: pavyzdžiui, ieškoti darbo, leidžiančio iš dalies dirbti namuose arba atidėti išvykimo laiką. „Žinoma, žmonėms ne taip patogu, nei būtų tuščiais keliais. Tačiau tuščių kelių miestuose jau seniai nebūna: reikia palyginti esamą situaciją su situacija, kai miestas yra kamštyje. Tiems, kurie išvažiavo aplinkkeliu ar išvyko vėliau, niekas nepasikeitė: išlaidos išlieka tos pačios. Tačiau tų, kurie nusprendė mokėti, situacija pagerėjo. Tuo pačiu metu kelių efektyvumas apskritai didėja, nes jis matuojamas ne pagal kamščių nebuvimą, o pagal bendrą laiką, kurį visi keliautojai praleido kelyje “, - pažymi Dornas.

MOKYKITE MOKSLO

„Kelių spūsčių problemas galima išspręsti tik kompleksiškai, naudojant sudėtingus matematinius modelius apskaičiuojant visų įvestų priemonių ilgalaikį poveikį“, – sako Jevgenijus Nurminskis. „Mokslas yra mąstanti ponia, norint pateikti teisingą atsakymą, reikia laiko, o pareigūnai nori, kad viskas būtų padaryta vakar“. Dėl šios priežasties dažnai kolosalūs pinigai išleidžiami projektams, kurie neduoda jokio efekto ar net pablogina situaciją keliuose.

Problemą dar labiau apsunkina tai, kad Rusijai labai trūksta duomenų, kuriais remiantis būtų galima sukurti tinkamus transporto modelius. „Pavyzdžiui, JAV ši problema buvo išspręsta įstatymu: jei vystytojas nori gauti subsidijas kelių ar pastatų statybai, jis turi pateikti galimybių studiją, kurioje pagal tam tikrus metodus bus skaičiuojami visi statybos parametrai. Dėl to savivaldybių lygiuose atsirado daug transporto ir analitinių skyrių, kurie ruošia visą reikiamą informaciją. Tai sukūrė galingą užsakymą transporto specialistams, o dabar beveik kiekviename didesniame Amerikos universitete yra transporto tyrimų padalinys “, - sako Nurminsky.

MECHANIZMAS

Viskas logiška

Dažnai atrodo, kad kamštis susidarė be jokios priežasties. Tačiau paslaptingam spūstiui yra paaiškinimas.

KAMŠTIS IŠ NIEKO

Šioje kelio atkarpoje, kuri jau seniai buvo nuvežta, paprastai įvykdavo nelaimė. Kol automobiliai stovėjo vietoje, kelio pralaidumas sumažėjo, tarkime, nuo 1500 iki 1000 transporto priemonių per valandą. Avarijos kaltininkams pasišalinus iš įvykio vietos, spūstis išlieka tol, kol pravažiuoja visi susikaupę automobiliai. Jei per valandą susirinko 500 automobilių, tai jie dar 20 minučių išvažiuos iš spūsties „be jokios priežasties“, o visą tą laiką spūsties uodegoje kils nauji automobiliai.

KONFLIKTAI BLOGAIS ORAIS

Net ir neįvykus avarijoms, spūstys keliuose didėja: vairuotojai linkę laikytis saugaus atstumo, mažėja transporto priemonių tankumas ir pralaidumas.

Jammers kitoje avarijos pusėje

Tokios spūstys susidaro dėl vairuotojų smalsumo. Net jei vairuotojas nežymiai stabdo, visi iš paskos važiuojantys automobiliai taip pat priversti sulėtinti greitį. Pajėgumas sumažėja ir ši lėtėjimo banga sklinda pasroviui. Iš vienos eilės į kitą persirikiuojantys automobiliai duoda tą patį efektą: priverčia iš karto sulėtinti kelias eismo juostas.

PAKEISTI MĄSTYMĄ

Nekeičiant socialinių stereotipų neįmanoma sunaikinti kamščių Rusijos miestuose. „Spręsti problemą, kaip žmonės kasdien patenka į centrą ir atgal, yra bergždžia. Turite motyvuoti žmones rinktis kitas vietas, kur vykti “, - sako Dornas. Tačiau kol darbo vietos, ypač Maskvoje, sutelktos centre, kur būstas nepaprastai brangus, o „baltosios“nuomos rinkos praktiškai nėra, realių priemonių, kurios galėtų padidinti piliečių mobilumą, nėra.

„Spręsti transporto spūsčių problemą ir padaryti gyvenimą priimtinu visiems, reikalingas ilgalaikis miesto planas, kuriame atsižvelgiama ne tik į eismo situaciją“, – sako Dornas. – Šio plano logika padiktuos, kaip sukurti transporto sistemą. O be galo prisitaikant prie esamų vairuotojų poreikių, po 10 metų problema gali paaštrėti, o ją išspręsti taps nerealu.