Hvordan vi blir trakassert av biler, forårsaker trafikkork og kollaps

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Bygging av motorveier forverrer situasjonen på veiene. Nye ruter fører til trafikkkollaps. Navigatører akselererer overbelastning. Hvorfor tilsynelatende riktige tiltak forverre problemet med trafikkork?

Myndighetene rapporterer muntert om hva som er gjort for å bedre situasjonen på veiene, og å flytte rundt i byen tar mer og mer tid. Bilister anser trafikkork som et resultat av en korrupt konspirasjon eller tjenestemenns totale inkompetanse, fordi alle som har bil er sikre på at han vet svarene på evige russespørsmål.

HVEM ER SKYLDIG?

VEIER

En grunnleggende egenskap ved en vei som avgjør om det vil oppstå trafikkork på den, er gjennomstrømning. Og grensen er omtrent 1500 biler per time per stripe. Verken kvaliteten på asfalten, støtfangerne eller markeringene er i stand til å øke denne indikatoren, fordi bilene må holde en avstand på flere sekunder og de har en fysisk størrelse. "Dessuten er gjennomstrømningen til en vei generelt bestemt av gjennomstrømningen til det smaleste punktet," bemerker matematiker, universitetslektor ved Institutt for komplekse systemmodelleringsteknologier ved Higher School of Economics Yuri Dorn. – La oss si at hvis en vakker femfelts motorvei 1000 km lang på ett sted smalner til to felt, vil dens totale kapasitet bli som en tofelts vei. Og enda verre: på grunn av det faktum at bilene bremser ned, endres fra fem rader til to, vil den endelige gjennomstrømningen være lavere."

Veier har andre funksjoner som ser ut til å motsi sunn fornuft. Så, med en økning i bevegelseshastigheten, kan veiens kapasitet reduseres. "Antall biler som passerer gjennom tverrsnittet av gaten per tidsenhet, hastigheten til bilene og trafikktettheten i transportmekanikk er forbundet med en enkel formel N = vq," forklarer Evgeny Nurminsky, en ekspert på matematisk modellering av trafikkstrømmer, professor ved Institutt for matematiske metoder i økonomi ved School of Natural Sciences ved Far Eastern Federal University. … - N er trafikkintensiteten, auto / t; v - kjøretøyets hastighet, km / t; q - strømningstetthet, auto / km. Ved å endre én parameter trekker vi resten med oss. Hvis biler beveger seg med en hastighet på 200 km/t, vil trafikktettheten være svært lav, fordi sjåførene må holde lang avstand. Følgelig vil strømmen av biler, som er lik produktet av tetthet og hastighet, være mindre enn den ville vært ved en hastighet på 60 km / t."

KORKEN SELV

Mens en hastighetsøkning kan føre til at trafikken på veien reduseres, oppnås samme effekt ved en hastighetsnedgang. Biltrafikken synker dramatisk når bilene kjører saktere enn 20 km/t. «Ved en så lav hastighet vil de maksimalt mulige 1500 bilene i timen ikke komme seg ut av køen: de beveger seg for sakte til det. Hvis bare 1000 biler går, vil 500 biler settes sammen i en trafikkork på en time. Tatt i betraktning den fysiske størrelsen på bilen (omtrent fem meter) og avstanden til nabobiler, er en trafikkork 2,5 km lang, "en ledende analytiker av Yandex. Trafikkork "Leonid Mednikov. Og nye biler kjører stadig opp til overbelastningsstedet, så det kan hende at det ikke løser seg på veldig lenge.

TEKNIKK

Hva Yandex. Trafikkork"

Den mest populære tjenesten i Russland som viser overbelastning i sanntid er Yandex. Trafikkork". Sjåførene anklager ham for å "vridd" dataene og for å feilrepresentere situasjonen. Ledende analytiker av tjenesten Leonid Mednikov svarte på de viktigste klagene fra brukere.

Byens arbeidsmengde bestemmes basert på vurderingen av situasjonen på hovedgatene og motorveiene, listen over hvilke endres lite. Disse veiene danner en «transportramme» som gjør at du kan ferdes gjennom hele byen. Tjenesten opprettholder en vurderingsskala slik at 10 poeng reflekterer virkelig "død" trafikk. Hvis vurderingene forblir uendret, vil tjenesten alltid gi 10 poeng med en generell forverring av situasjonen i byen (akk!), og sjåførene vil ikke kunne forutsi hvor lang tid turen vil ta.

Tidligere ble veier med en hastighet høyere enn 30 km/t vist i grønt, mindre enn 15 km/t i rødt, alt i midten ble vist i gult. Men nå bruker tjenesten en relativ fargegradering: den gjenspeiler trafikkbelastningen ikke generelt, men sammenlignet med den vanlige situasjonen for dette stedet. Derfor kan trafikken på den "gule" delen av Moskva-ringveien faktisk være raskere enn på den "grønne" delen av en sidegate med trafikklys og kryss.

Tjenesten viser den forutsagte situasjonen basert på tidligere data på et spesifikt nettsted. Men ruta bygges fortsatt uten å ta hensyn til denne informasjonen. Derfor, etter å ha gått rett før kveldsrushet, kan du midt på veien komme inn i en tett trafikkork, som dannet seg i løpet av få minutter. "Å ta hensyn til prognosen for utviklingen av situasjonen er så langt det eneste der folk er foran navigatøren," sier Leonid Mednikov.

BYENS STRUKTUR

En av de mest effektive strukturene i byen, som tillater den beste fordelingen av trafikkstrømmene, er den firkantede strukturen. Men de fleste byer i Russland har en ringstruktur med radiusveier. Slike byer ble dannet på stedet for festninger, og utvidet seg gradvis. En slik struktur var ideell for beskyttelse mot krigførende naboer, men trafikkstrømmene i ringbyer er fordelt så dårlig som mulig: både de sentrale ringmotorveiene og avkjørselsmotorveiene, langs hvilke folk kommer til sentrum om morgenen og forlater det om kvelden, viser seg å være overbelastet. "I tillegg, i megalopoliser med en ringstruktur, opplever sjåførene kolossale overskridelser, noen ganger titalls kilometer per tur," legger Yuri Dorn til.

Forskere sier at ringformede byer ofte har lav tilkobling. Det vil si at det er få måter å komme seg fra et sted til et annet, og biler hoper seg opp på nøkkelveier som ikke kan passere ellers.

For å prøve å losse de stadig stående motorveiene som forbinder forskjellige distrikter i byen, utvider myndighetene veiene, men dette er ikke effektivt. For eksempel kjører mange av Moskvas utgående motorveier inn i et trafikkert sentrum i den ene enden, og i den andre enden inn i tettbefolkede soveposer. «Avkjøring/innkjøring til slike motorveier skaper trafikkstopppunkter, som, med veksten av byen, befinner seg dypt inne.

I tillegg kutter slike motorveier de eksisterende transportrutene, bemerker Nurminsky. "For å nøytralisere den skadelige effekten, må du bygge mange utvekslinger og omveier, noe som tilbakeviser den opprinnelige ideen og er svært kostbart."

INNBETALING

Synsvinkel

Trafikkstrømmer kan beskrives med ulik grad av «tilnærming», og til dette benyttes et matematisk apparat fra ulike vitenskapsfelt. Lokale avgjørelser fra sjåfører er modellert ved å bruke teorien om mobilautomater. For å beskrive oppførselen til trafikkstrømmer på nivået til individuelle veier, brukes hydrodynamikkapparatet - vitenskapen om oppførselen til væsker. Spillteori og optimaliseringsteori brukes til å forutsi belastningen på transportnettet og fordelingen av strømmer langs ruter.

SJÅFØRER

Alle som kjører bil vet at et nanosekund er tiden etter at føreren bakfra begynner å tute etter å ha slått på det grønne lyskrysset. Bilister som anser seg som rimelige er svært irriterte i slike øyeblikk, og tror at en kort forsinkelse ikke vil påvirke trafikksituasjonen. Og de tar feil."Å kjøre sakte kan provosere overbelastning," sier Nurminsky. – Trafikkkork er et ikke-lineært system med sterk positiv tilbakemelding, det vil si at det som svar på innkommende signaler oppfører seg helt annerledes enn det man forventer. Du var for eksempel i telefonen mens du kjørte og sakket ned farten. Det ser ut til å være greit, men alle sjåførene bak deg er tvunget til å bremse ned - og det er en trafikkork som kan løse seg opp i en time."

Men hovedårsaken til økningen i trafikkork er nettopp sjåførenes økte rasjonalitet. Selv om bilisten for enkelhets skyld kan velge mellom to veier - vil han selvfølgelig lene seg mot den raskeste ruten. Andre sjåfører som har tenkt å kjøre i samme retning vil gjøre det samme. Som et resultat er det mer sannsynlig at en raskere vei fylles opp med biler, kapasiteten er ikke lenger nok - og det dannes en trafikkork. Bilister som dro senere, da de så at det var trafikkork på favorittruten deres, tar en lengre, men lettere vei, for nå er reisetidene på begge rutene like. Dersom noen av sjåførene i utgangspunktet foretrakk en lengre rute, ville det ikke vært trafikkork på den korte ruten.

Situasjonen når reisetiden på alle faktisk brukte ruter blir den samme kalles Nash - Wardrop-likevekten i transportmodellering. I denne tilstanden kan ingen forsøk fra sjåføren på å endre ruten redusere reisetiden. Dessuten, som nylig vist av forskere fra Korea og USA, forverrer det den generelle situasjonen merkbart å kaste bilister på omkjøringsveier for å spare noen minutter. Når det er mange biler, kommer veisituasjonen uunngåelig til en Nash-Wardrop-likevekt. Med spredningen av navigatører som viser trafikkork, har "krypet" inn i den akselerert: sjåfører som drar senere, tar umiddelbart en omvei. Men, som Yuri Dorn forklarer, forverrer ikke navigatører situasjonen. De fremskynder dannelsen av trafikkork, men det er færre biler i hver - noen av sjåførene går tross alt en alternativ rute umiddelbart. I tillegg endrer noen bilister avgangstider for å jevne ut topplast. Til slutt, takket være navigatører, lærer mange mennesker om omkjøringsveier. "Selvfølgelig, for de sjåførene som tidligere kjørte fritt på vanskelige ruter, ble situasjonen verre, men den totale reisetiden på alle veier falt. Imidlertid kan den totale og til og med individuelle reisetiden ofte øke, avslutter Dorn.

MOSKVA

I Russland er det trafikkork i enhver stor by, men hovedstaden lider mest av dem. Et stort antall aktiviteter er konsentrert i Moskva, inkludert ganske spesifikke: finanssektoren, vitenskap og næringsliv. En person som jobber, for eksempel på et eller annet institutt, må gå dit. Og for en selger eller en person med et annet ikke-spesialisert yrke, er ikke koblingen til et sted så relevant, sier Dorn. I tillegg er den overveldende andelen arbeidsplasser konsentrert i sentrum, mens folk bor nærmere utkanten. Som et resultat dannes det pendelstrømmer som okkuperer de samme veiene, hvor det er trafikkork mesteparten av dagen.

De høye boligkostnadene i sentrum og russevanen med å vurdere egen leilighet som en stor verdi hindrer folk i å flytte nærmere jobb. Ideen til hovedstadens myndigheter om å "flytte" tjenestemenn til utkanten har også stille forsvunnet. Overføringen vil imidlertid ikke løse problemet: Hvis kontoret der tjenestemannen jobber blir overført fra sentrum, for eksempel til Mitino, men tjenestemannen bor i Chertanovo, vil han fortsatt gå på jobb gjennom halve Moskva.

HVA Å GJØRE?

IKKE FORSØK Å FJERNE SEPARATE STOPPER

Hovedpostulatet til transportvitenskap er det samme som i medisin: trafikkork må håndteres før de dukker opp. Tiltak som forhindrer kødannelser i å dannes vil være fruktbare, snarere enn forsøk på å eliminere de mest skadelige trafikkorkene på punkt-for-punkt-basis. Det er mulig å rette opp situasjonen på lokalt ineffektive steder, noen ganger er det nok å ta noen enkle tiltak - for eksempel fjerne venstresvingen og foreta en U-sving 500 meter etter krysset. Trafikkorken vil forsvinne herfra, men den vil ikke forsvinne i det hele tatt, men vil ganske enkelt flytte til et annet sted, forklarer Nurminsky.

MATEMATIKK

PARADOKS AV BRESA

Bygging av ny vei som forbinder eksisterende kan forverre situasjonen i hele transportnettet. Siden veiene henger sammen, vil utseendet til en annen del av banen, som det alltid er biler på nå, øke reisetiden på alle ruter. Situasjonen kan forbedres ved å stenge denne "Braesov-veien". Imidlertid er det umulig å oppdage det: trafikkork samler seg ikke på den, men på andre ruter.

POSTULAT LEWIS-MOHRIDGE

Jo flere veier som bygges, jo flere biler dukker opp. Noen foretrekker å bytte fra offentlig transport til personlig.

DOWNS-THOMSON PARADOKS

Gjennomsnittshastigheten til et privat kjøretøy avhenger av hastigheten offentlige brukere kommer til bestemmelsesstedet med. Jo mindre utviklet kollektivtransporten er, jo flere foretrekker privatbil.

PARADOKS AV PIGU-NATT-NED

Å legge til alternative veier, der folk velger rute rasjonelt ("egoistisk"), fører til en stabil balanse: alle kjører sine egne kjøretøy, og bussene forblir tomme. Dessuten er reisetiden den samme.

IKKE BYG VEIER OG IKKE INTRODUSERER NYE RUTER

Den tilsynelatende åpenbare beslutningen om å bygge flest mulig veier for å øke kapasiteten i transportnettet fungerer heller ikke. "Ser vi at det er mange ledige veier, vil flere millioner flere mennesker gå over til bil, og alle nye ruter vil også stoppe," sier Dorn. Hvis den økende etterspørselen etter veier tilfredsstilles i det uendelige, vil før eller siden all ledig plass i byen bygges opp med motorveier, hvor bilene står parkert hele døgnet.

Å introdusere nye kollektivruter på måfå er også nytteløst. "Et typisk eksempel er introduksjonen av nye T-banestasjoner i utkanten," sier Dorn. "Tatt i betraktning at kapasiteten til sentrale knutepunkt i sentrum og antall tog som kan kjøres på én linje er begrenset, fører slike tiltak ganske enkelt til at "kaster "kork i T-banen."

SETTE INN LYSENE

De trafikkfrie motorveiene, elsket av mange bilister, forverrer også trafikkkollapsen. "Trafikklys tynner ut strømmen og lar den ikke tykne," forklarer Nurminsky. – Ideelt sett er oppgaven til et trafikklys å opprettholde en optimal trafikktetthet der trafikkflyten er maksimal. I byen oppnås dette med en hastighet på omtrent 60 km / t."

LAG BETALTE VEIER

Under forhold som er typiske for de fleste store byer, når det er flere som ønsker å ferdes på veiene enn de kan ta imot, blir ruting det mest effektive tiltaket, det vil si å kunstig redusere attraktiviteten til enkelte stier. For eksempel ved å innføre en takst. "Når båndbreddegrensen overskrides, vil du definitivt kaste bort litt ressurser for å gjøre opp for forskjellen mellom den mer og mindre effektive ruten. Vanligvis er disse ressursene tid og nerver som går tapt i trafikken. Bompengeveier lar de som ønsker å kompensere for denne forskjellen ikke med tid, men med penger, "forklarer Yuri Dorn.

Bitende priser tvinger folk til å endre vanene sine: for eksempel å se etter en jobb som gjør at de delvis kan jobbe hjemme eller utsette tidspunktet for avreise. Selvfølgelig er folk mindre komfortable enn de ville vært med tomme veier. Men det er ingen tomme veier i byer på lenge: du må sammenligne dagens situasjon med situasjonen når byen er i en trafikkork. For de som tok en omvei eller dro senere, har ingenting endret seg: kostnadene forblir de samme. Men for de som bestemte seg for å betale, har situasjonen blitt bedre. Samtidig øker effektiviteten til veiene generelt, siden den ikke måles ved fravær av trafikkork, men av den totale tiden som alle reisende brukte på veien, bemerker Dorn.

LÆR OM VITENSKAP

"Problemene med trafikkbelastning kan bare løses på en omfattende måte, ved å beregne de langsiktige effektene av alle innførte tiltak ved å bruke komplekse matematiske modeller," sier Yevgeny Nurminsky. "Vitenskapen er en omtenksom dame, for å gi det riktige svaret, det trenger tid, og tjenestemenn vil at alt skal gjøres i går." På grunn av dette brukes ofte kolossale penger på prosjekter som gir null effekt eller til og med forverrer situasjonen på veiene.

Problemet kompliseres ytterligere av det faktum at Russland i stor grad mangler data som det er mulig å lage adekvate transportmodeller på. I USA, for eksempel, ble dette problemet løst ved lov: Hvis en utbygger ønsker å motta subsidier for bygging av veier eller bygninger, må han sende inn en mulighetsstudie, der alle konstruksjonsparametere vil bli beregnet i henhold til visse metoder. Som et resultat har det dukket opp mange transport- og analyseavdelinger på kommunenivå, som utarbeider all nødvendig informasjon. Dette skapte en kraftig ordre for transportspesialister, og nå har nesten alle store amerikanske universiteter en transportforskningsavdeling, sier Nurminsky.

MEKANISME

Alt er logisk

Det virker ofte som om pluggen har dannet seg uten grunn. Men det er en forklaring på den mystiske overbelastningen.

KORK UT AV INGENTING

Som regel skjedde det en ulykke på denne delen av veien, som ble tatt bort for lenge siden. Mens bilene var på plass, sank kapasiteten på veien fra for eksempel 1500 til 1000 kjøretøy i timen. Etter at gjerningsmennene til ulykken forlot stedet, blir trafikkorken stående til alle de oppsamlede bilene har passert. Hvis det har samlet seg 500 biler i løpet av en time, vil de forlate trafikkorken «uten grunn» i ytterligere 20 minutter, og hele denne tiden vil nye biler reise seg i enden av trafikkorken.

KONFLIKTER I DÅRLIG VÆR

Selv i fravær av ulykker øker trafikkbelastningen: sjåfører har en tendens til å holde trygg avstand, kjøretøyets tetthet og veikapasiteten synker.

Jammere på den andre siden av en ulykke

Slike overbelastninger dannes på grunn av bilistenes nysgjerrighet. Selv om sjåføren bremser litt, tvinges også alle biler som kjører bak ham til å bremse. Kapasiteten synker og denne retardasjonsbølgen forplanter seg nedstrøms. Biler som skifter fra en rad til en annen gir samme effekt: de tvinger flere kjørefelt til å bremse ned samtidig.

ENDRE TENKNING

Det er umulig å ødelegge trafikkork i russiske byer uten å endre sosiale stereotyper. «Å løse problemet med hvordan folk kommer seg til sentrum og tilbake hver dag er fåfengt. Du må motivere folk til å velge andre steder å gå, sier Dorn. Men mens arbeidsplasser, spesielt i Moskva, er konsentrert i sentrum, hvor boliger er uhyrlig dyre, og det praktisk talt ikke er noe "hvitt" leiemarked, er det ingen reelle verktøy som kan øke mobiliteten til innbyggerne.

– Å løse trafikkbelastningsproblemet og gjøre livet akseptabelt for alle krever en langsiktig byplan som tar hensyn til mer enn bare trafikksituasjonen, sier Dorn. – Logikken i denne planen vil diktere hvordan man bygger et transportsystem. Og ved uendelig å tilpasse seg de nåværende behovene til bilistene, kan problemet forverres om 10 år, og det vil bli urealistisk å løse det."