Чому зявляються автомобільні пробки, вчені відповіли на питання

2

Повелитель пробок, як створити свою пробку на комп’ютері

Кожен водій хоч раз у своєму житті стикався з дратівливим явищем, появою ускладнень в русі на дорозі, пробками, які беруться ніби з нізвідки. Ось ти стоїш в щільному потоці і практично не рухаєшся з місця, досягаєш певної точки, і раптом машини попереду тебе розступаються ніби за помахом чарівної палички, поновлюється штатний рух по шосе. І саме цікаве при цьому, на цьому місці дороги немає ні аварій, не проводиться ремонтних робіт і навіть не перекрито рух через проїзду високопосадовців. Просто раптове, бесящее одним своїм існуванням уповільнення руху. Не знаєте з-за чого це відбувається? Вчені дізналися причину. І навіть створили віртуальний симулятор, за допомогою якого можна створювати свої міні пробки, не виходячи з-за комп’ютерного столу.

Задум створення онлайн експерименту належить доктору Мартіну Трайберу з Дрезденського технічного університету (Німеччина), який вивчає так звані «фантомні дорожні пробки». Він розробив інтерактивну модель для демонстрації того, як будуть взаємодіяти один з одним обурення трафіку і перешкоди на дорозі з твердим дорожнім потоком і різними типами трафіку. Кінцева мета — виявити найбільш результативні способи зменшення заторів без додавання додаткових смуг або розширення дорожньої мережі.

Дивіться також: 10 найгірших перехресть у світі

В даний час симулятор являє собою циклічну систему — «кільцеву дорогу» із змінними дев’ятьма параметрами і двома типами автомобілів, легковими авто та вантажівками. В залежності від швидкості руху, колір моделей змінюється з зеленого на коричневий. Найважливішим параметром в симуляторі є середня щільність потоку, поряд з середньою відстанню між автомобілями і середньою швидкістю.

Моделювання виглядає жахливо схоже з реально проведеним у 2008 році в Японії експериментом. Група японських учених з університету Нагоя зібрала на треку, що має форму ідеального кола,22 водія. Їм було дано вказівку рухатися з постійною швидкістю 30 км/ч. Незважаючи на всі зусилля водіїв, в їх русі спостерігалися невеликі коливання, гальмування і прискорення, маленькі неточності переростали у великі пробки і це чудово видно на треку. Результат: появи пробок.

Японська команда дослідників зробила висновок про те, що фантомні утруднення руху відбуваються із-за того, що на дорозі одночасно присутній дуже багато автомобілів. Ця проблема вызывана щільністю трафіку. Існує певний критичний поріг, при досягненні якого, навіть невелике відхилення від середньої швидкості руху призведе до ланцюгової реакції, яка в свою чергу призведе до заторів.

Схожа модель була розроблена Борисом Кернером з науково-дослідного інституту «Даймлер-Бенц» в Штутгарті, який виявив, що трафік має схильність до самоорганізації.

Існує три категорії стану: вільний трафік, «застряглий» і його проміжне стан, зване синхронізованим потоком, в якому щільно «запаковані» автомобілі, стають «сильно коррелируемыми», маючи на увазі під цим те, що вони рухаються в унісон. Це створює механізм зворотного зв’язку, в якому найменша зміна, скажімо один водій несподівано оттормозится, запустить механізм відповідних уповільнень по всій довжині ланцюжка машин позаду нього.

За даними математика Габора Ороса з університету Ексетера, навіть при схожих обставинах кінцевий результат може бути різним. Наприклад, автомобіль, скинувши швидкість з 120 км/год до 90 км/год, може породити пульсацію, яка згодом зникне, але в той же час, скинь він швидкість на 5-8 км/год більше, хвилеподібний рух, що поширився по потоку за ним, може привести до реальних пробок.

Інтерактивна модель Трайбер показує приблизно теж саме. В майбутньому буде додано більше можливостей налаштування, за допомогою яких вчений має намір довести симулятор до досконалості і врахувати всі відомі перешкоди для руху, знаки обмеження швидкості, перекриття смуги, аварії і т. д.