Kako nas nadlegujejo avtomobili, povzročajo zastoje in kolapse

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Gradnja avtocest poslabšuje razmere na cestah. Nove poti vodijo v prometni kolaps. Navigatorji pospešujejo zastoje. Zakaj navidez pravi ukrepi še zaostrujejo problem prometnih zamaškov?

Pristojni veselo poročajo, kaj je bilo storjeno za izboljšanje razmer na cestah, premikanje po mestu pa jemlje vse več časa. Vozniki menijo, da so prometni zastoji posledica koruptivne zarote ali popolne nesposobnosti uradnikov, saj je vsak, ki ima avto, prepričan, da pozna odgovore na večna ruska vprašanja.

KDO JE KRIV?

CESTE

Temeljna značilnost ceste, ki določa, ali bodo na njej nastajali zastoji, je pretočnost. In njegova meja je približno 1500 avtomobilov na uro na pas. Niti kakovost asfalta, niti odbijači niti oznake ne morejo povečati tega kazalca, ker morajo avtomobili držati razdaljo nekaj sekund in imajo fizično velikost. »Poleg tega je prepustnost ceste na splošno določena s pretočnostjo njene najožje točke,« ugotavlja matematik, višji predavatelj na Oddelku za tehnologije modeliranja kompleksnih sistemov na Višji ekonomski šoli Yuri Dorn. - Recimo, če se lepa petpasovnica dolga 1000 km na enem mestu zoži na dva pasova, bo njena skupna zmogljivost kot dvopasovnica. In še huje: zaradi dejstva, da se avtomobili upočasnjujejo in se spreminjajo iz petih vrstic v dve, bo končna prepustnost nižja."

Ceste imajo druge značilnosti, ki so v nasprotju z zdravim razumom. Torej, s povečanjem hitrosti gibanja se lahko zmogljivost ceste zmanjša. "Število avtomobilov, ki gredo skozi prerez ulice na enoto časa, hitrost avtomobilov in gostota prometa v transportni mehaniki so povezani s preprosto formulo N = vq," pojasnjuje Evgeny Nurminsky, strokovnjak za matematično modeliranje prometnih tokov, profesor Oddelka za matematične metode v ekonomiji na Fakulteti za naravoslovje Daljnovzhodne zvezne univerze. … - N je intenzivnost prometa, avto/h; v - hitrost vozila, km / h; q - gostota pretoka, avto / km. Če spremenimo en parameter, s seboj potegnemo še ostale. Če se avtomobili premikajo s hitrostjo 200 km / h, bo gostota prometa zelo nizka, saj bodo morali vozniki vzdrževati veliko razdaljo. V skladu s tem bo tok avtomobilov, ki je enak zmnožku gostote in hitrosti, manjši, kot bi bil pri hitrosti 60 km / h."

PLUTA SEBE

Medtem ko lahko povečanje hitrosti povzroči upad prometa na cesti, se enak učinek doseže z zmanjšanjem hitrosti. Avtomobilski promet se močno zmanjša, ko avtomobili vozijo počasneje od 20 km/h. »Pri tako nizki hitrosti se največjih možnih 1500 avtomobilov na uro ne bo rešilo iz gneče: za to se premikajo prepočasi. Če bo odšlo le 1000 avtomobilov, se bo v eni uri v prometnem zamašku zbralo 500 avtomobilov. Če upoštevamo fizično velikost avtomobila (približno pet metrov) in razdaljo do sosednjih avtomobilov, je prometni zastoj dolg 2,5 km, "je vodilni analitik Yandexa. Prometni zastoji "Leonid Mednikov. In novi avtomobili se nenehno pripeljejo do mesta zastojev, tako da se morda ne raztopi zelo dolgo.

TEHNIKA

Kaj Yandex. Prometni zastoji"

Najbolj priljubljena storitev v Rusiji, ki prikazuje zastoje v realnem času, je Yandex. Prometni zastoji . Vozniki mu očitajo, da je »zvijal« podatke in napačno prikazal situacijo. Vodilni analitik storitve Leonid Mednikov je odgovoril na glavne pritožbe uporabnikov.

Obremenitev mesta se določi na podlagi ocene stanja na glavnih ulicah in avtocestah, katerih seznam se malo spreminja. Te ceste tvorijo "transportni okvir", ki vam omogoča potovanje po mestu. Storitev vzdržuje ocenjevalno lestvico, tako da 10 točk odraža resnično "mrtev" promet. Če ocene ostanejo nespremenjene, bo ob splošnem poslabšanju razmer v mestu (žal!) storitev vedno dala 10 točk in vozniki ne bodo mogli ustrezno napovedati, kako dolgo bo potovanje trajalo.

Prej so bile ceste s hitrostjo višjo od 30 km/h prikazane zeleno, manj kot 15 km/h rdeče, vse na sredini je bilo prikazano rumeno. Zdaj pa storitev uporablja relativno barvno gradacijo: ne odraža prometnih zastojev na splošno, ampak v primerjavi z običajno situacijo za to mesto. Zato je lahko promet na "rumenem" odseku moskovske obvoznice v resnici hitrejši kot na "zelenem" odseku stranske ulice s semaforji in križišči.

Storitev prikazuje predvideno situacijo na podlagi preteklih podatkov na določenem mestu. Toda pot se še vedno gradi brez upoštevanja teh informacij. Zato, ko ste odšli tik pred večerno konico, lahko sredi poti zaidete v gost prometni zastoj, ki je nastal v nekaj minutah. "Upoštevanje napovedi razvoja situacije je doslej edina stvar, v kateri so ljudje pred navigatorjem," pravi Leonid Mednikov.

STRUKTURA MESTA

Ena najučinkovitejših struktur mesta, ki omogoča najboljšo razporeditev prometnih tokov, je kvadratno-gnezdena struktura. Toda večina mest v Rusiji ima obročno strukturo s polmernimi cestami. Takšna mesta so nastala na mestu trdnjav, ki so se postopoma širila. Takšna struktura je bila idealna za zaščito pred bojevitimi sosedi, vendar so prometni tokovi v obročnih mestih razporejeni čim slabše: tako osrednje obvoznice kot izvozne avtoceste, po katerih ljudje zjutraj pridejo do središča in ga zvečer zapustijo., se izkaže za preobremenjeno. »Poleg tega v megalopolisih z obročno strukturo vozniki doživljajo ogromne prekoračitve, včasih tudi desetine kilometrov na potovanje,« dodaja Yuri Dorn.

Znanstveniki pravijo, da imajo mesta v obliki obroča pogosto nizko povezljivost. Se pravi, da je malo načinov za priti iz enega kraja v drugega, avtomobili pa se kopičijo na ključnih cestah, ki drugače ne morejo mimo.

Oblasti skušajo razbremeniti vedno stoječe avtoceste, ki povezujejo različna mestna okrožja, širijo ceste, vendar to ni učinkovito. Številne odhodne moskovske avtoceste se na primer zatikajo v preobremenjeno središče na enem koncu, na drugem pa v gosto poseljene spalne vreče. »Izhod/vstop na takšne avtoceste ustvarja prometne zastoje, ki se z rastjo mesta znajdejo globoko v notranjosti.

Poleg tega so takšne avtoceste presekale obstoječe prometne poti, ugotavlja Nurminsky. "Če želite nevtralizirati škodljiv učinek, morate zgraditi veliko vozlišč in obvozov, kar zavrača prvotno idejo in je zelo drago."

PLAČILO

Vidni kot

Prometne tokove lahko opišemo z različnimi stopnjami "približevanja", za to pa se uporablja matematični aparat z različnih področij znanosti. Lokalne odločitve voznikov so modelirane s pomočjo teorije celičnih avtomatov. Za opis obnašanja prometnih tokov na nivoju posameznih cest se uporablja hidrodinamični aparat – znanost o obnašanju tekočin. Teorija iger in teorija optimizacije se uporabljata za napovedovanje obremenitve prometnega omrežja in porazdelitve tokov po progah.

VOZNIKI

Kdor vozi avto, ve, da je nanosekunda čas, po katerem začne voznik od zadaj po prižiganju zelene luči trobiti. Vozniki, ki se imajo za razumne, so v takih trenutkih zelo jezni, saj menijo, da kratka zamuda ne bo vplivala na prometne razmere. In se motijo."Počasna vožnja lahko povzroči zastoje," pravi Nurminsky. - Prometni zastoj je nelinearen sistem z močnimi pozitivnimi povratnimi informacijami, to pomeni, da se kot odziv na dohodne signale obnaša popolnoma drugače od pričakovanega. Na primer, med vožnjo ste govorili po telefonu in ste upočasnili. Zdi se, da je v redu, toda vsi vozniki za vami so prisiljeni upočasniti - in nastane prometni zastoj, ki se lahko raztopi za eno uro."

Toda glavni razlog za povečanje prometnih zastojev je ravno povečana racionalnost voznikov. Tudi če ima voznik zaradi preprostosti izbiro med dvema cestama - seveda se bo nagibal k najhitrejši poti. Enako bodo storili tudi drugi vozniki, ki nameravajo voziti v isto smer. Posledično je hitrejša cesta bolj verjetno, da bo napolnjena z avtomobili, njena zmogljivost ni več dovolj - in nastane zastoj. Vozniki, ki so kasneje odšli, ko vidijo, da je na njihovi najljubši poti zastoj, se odpravijo po daljši, a lažji cesti, saj sta zdaj potovalni časi na obeh progah enaki. Če bi se nekateri vozniki sprva odločili za daljšo pot, na kratki poti ne bi bilo zastojev.

Situacija, ko postane čas potovanja na vseh dejansko uporabljenih poteh enak, se v transportnem modeliranju imenuje Nash - Wardropovo ravnotežje. V tem stanju noben voznikov poskus spreminjanja poti ne skrajša časa potovanja. Poleg tega, kot so nedavno pokazali znanstveniki iz Koreje in ZDA, metanje voznikov na obvozne ceste, da bi prihranili nekaj minut, opazno poslabša splošno situacijo. Ko je veliko avtomobilov, situacija na cesti neizogibno pride v Nash-Wardropovo ravnotežje. S širjenjem navigatorjev, ki prikazujejo prometne zastoje, se je »plazinje« vanj pospešilo: vozniki, ki odhajajo pozneje, zdaj takoj uberejo obvoz. Toda, kot pojasnjuje Jurij Dorn, navigatorji razmer ne poslabšajo. Pospešujejo nastajanje zastojev, a je v vsakem manj avtomobilov - navsezadnje se nekateri vozniki takoj odpravijo po alternativni poti. Poleg tega nekateri vozniki prestavljajo čas odhoda, da zgladijo največje obremenitve. Končno, zahvaljujoč navigatorjem, se veliko ljudi nauči o obvoznih cestah. »Seveda se je za tiste voznike, ki so se prej svobodno vozili po zapletenih poteh, stanje poslabšalo, a je skupni čas potovanja na vseh cestah padel. Vendar se lahko skupni in celo posamezni časi potovanja pogosto povečajo, «sklene Dorn.

MOSKVA

V Rusiji so prometni zastoji v katerem koli velikem mestu, vendar glavno mesto najbolj trpi zaradi njih. »V Moskvi je skoncentrirano ogromno dejavnosti, vključno s precej specifičnimi: finančni sektor, znanost in poslovanje. Človek, ki dela recimo v nekem inštitutu, mora tja. In za prodajalca ali osebo z drugim nespecializiranim poklicem povezava do kraja ni tako pomembna, «pravi Dorn. Poleg tega je velik delež delovnih mest koncentriran v središču, medtem ko ljudje živijo bližje obrobju. Posledično nastanejo nihalni tokovi, ki zasedajo iste ceste, na katerih so večji del dneva zastoji.

Visoki stroški stanovanja v središču in ruska navada, da imajo lastno stanovanje veliko vrednost, preprečujejo, da bi se ljudje približali delu. Potiho je izginila tudi ideja prestolnih oblasti, da bi uradnike "preselili" na obrobje. Vendar premestitev ne bo rešila težave: če se urad, kjer uradnik dela, prenese iz centra, recimo, v Mitino, uradnik pa živi v Čertanovem, bo še vedno šel v službo skozi polovico Moskve.

KAJ STORITI?

NE POSKUSUJTE ODSTRANITI LOČENIH VTIČKOV

Glavni postulat prometne znanosti je enak kot v medicini: prometne zastoje je treba rešiti, preden se pojavijo. Ukrepi, ki preprečujejo nastajanje zastojev, bodo plodni, ne pa poskusi odpravljanja najbolj škodljivih prometnih zastojev po posameznih točkah.»Na lokalno neučinkovitih mestih je mogoče popraviti situacijo, včasih je dovolj, da sprejmemo nekaj preprostih ukrepov - na primer odstranimo levi zavoj in zavijemo 500 metrov po križišču. Prometni zastoj bo odšel od tu, vendar sploh ne bo izginil, ampak se bo preprosto premaknil na drugo mesto, «pojasnjuje Nurminsky.

MATEMATIKA

PARADOKS BRESA

Gradnja nove ceste, ki povezuje obstoječe, bi lahko poslabšala stanje v celotnem prometnem omrežju. Ker so ceste med seboj povezane, pojav drugega odseka proge, na katerem so zdaj vedno avtomobili, poveča čas potovanja na vseh poteh. Stanje se lahko izboljša z zaprtjem te "Braesovske ceste". Vendar ga je nemogoče zaznati: prometni zastoji se ne kopičijo na njem, ampak na drugih poteh.

POSTULAT LEWIS-MOHRIDGE

Več ko je zgrajenih cest, več avtomobilov se pojavi. Nekateri ljudje raje preidejo z javnega prevoza na osebni.

DOWNS-THOMSON PARADOX

Povprečna hitrost osebnega vozila je odvisna od hitrosti, s katero javni uporabniki pridejo do cilja. Manj razvit kot je javni prevoz, več ljudi raje uporablja osebni avtomobil.

PARADOKS PUŠČARSKIH NOČNIH DUPOV

Dodajanje alternativnih cest, kjer ljudje pot izbirajo racionalno (»sebično«), vodi do stabilnega ravnovesja: vsak se vozi s svojimi vozili, avtobusi pa ostajajo prazni. Poleg tega je čas potovanja enak.

NE GRADITE CESTE IN NE UVAJAJTE NOVIH POTI

Tudi na videz očitna odločitev, da se zaradi povečanja zmogljivosti prometnega omrežja zgradi čim več cest, ne deluje. "Ker je veliko prostih cest, bo več milijonov ljudi presedlalo na avtomobile, ustavile pa se bodo tudi vse nove poti," pravi Dorn. Če bo naraščajoče povpraševanje po cestah neskončno zadovoljeno, bo slej ko prej ves prosti prostor v mestu zazidan z avtocestami, kjer bodo avtomobili parkirani 24 ur na dan.

Naključno uvajanje novih poti javnega prevoza je tudi neuporabno. "Tipičen primer je uvedba novih podzemnih postaj na obrobju," pravi Dorn. "Glede na to, da so zmogljivosti ključnih križišč v središču in število vlakov, ki se lahko vozijo na eni progi, omejeni, takšni ukrepi preprosto vodijo v "nastajanje "prometnih zastojev v metroju."

VSTAVITE LUČI

Prometne ceste, ki jih imajo radi številni avtomobilisti, prav tako zaostrujejo prometni kolaps. "Semaforji redčijo tok in ne dovolijo, da bi se zgostil," pojasnjuje Nurminsky. - V idealnem primeru je naloga semaforja vzdrževati optimalno gostoto prometa, pri kateri je prometni tok največji. V mestu se to doseže pri hitrosti približno 60 km / h."

NAREDITE PLAČANE CESTE

V razmerah, ki so značilne za večino velikih mest, ko je več ljudi, ki želijo potovati po cestah, kot jih lahko sprejme, postane usmerjanje najučinkovitejši ukrep, torej umetno zmanjševanje privlačnosti določenih poti. Na primer z uvedbo voznine. »Ko je omejitev pasovne širine presežena, boste zagotovo zapravili nekaj sredstev, da bi nadomestili razliko med bolj in manj učinkovito potjo. Običajno so ti viri čas in živci, izgubljeni v prometu. Cestninske ceste omogočajo tistim, ki želijo to razliko nadomestiti ne s časom, ampak z denarjem, «pojasnjuje Jurij Dorn.

Nizke cene prisilijo ljudi, da spremenijo svoje navade: na primer iščejo službo, ki jim omogoča delno delo doma, ali preloži čas odhoda. »Seveda je ljudem manj udobno, kot bi bilo s praznimi cestami. Toda v mestih že dolgo ni praznih cest: trenutno stanje morate primerjati s situacijo, ko je mesto v prometnem zastoju. Za tiste, ki so se obvozili ali odšli pozneje, se ni nič spremenilo: stroški ostajajo enaki. Toda za tiste, ki so se odločili za plačilo, se je situacija izboljšala. Hkrati se učinkovitost cest na splošno poveča, saj se ne meri z odsotnostjo prometnih zastojev, temveč s skupnim časom, ki so ga vsi potniki preživeli na cesti, «ugotavlja Dorn.

UČITE SE O ZNANOSTI

»Probleme prometnih zastojev je mogoče rešiti le na celovit način, z izračunom dolgoročnih učinkov vseh uvedenih ukrepov s pomočjo kompleksnih matematičnih modelov,« pravi Jevgenij Nurminsky. "Znanost je premišljena dama, za pravilen odgovor potrebuje čas, uradniki pa želijo, da se vse naredi včeraj." Zaradi tega se ogromno denarja pogosto porabi za projekte, ki nimajo učinka ali celo poslabšajo razmere na cestah.

Problem še dodatno otežuje dejstvo, da Rusiji močno primanjkuje podatkov, na podlagi katerih bi bilo mogoče ustvariti ustrezne transportne modele. »V ZDA so na primer ta problem rešili z zakonom: če želi razvijalec prejemati subvencije za gradnjo cest ali zgradb, mora predložiti študijo izvedljivosti, v kateri bodo vsi parametri gradnje izračunani po določenih metodah. Posledično se je na občinskih ravneh pojavilo veliko prometnih in analitičnih oddelkov, ki pripravljajo vse potrebne informacije. To je ustvarilo močno naročilo za strokovnjake za promet in zdaj ima skoraj vsaka večja ameriška univerza oddelek za prometne raziskave, «pravi Nurminsky.

MEHANIZEM

Vse je logično

Pogosto se zdi, da je čep nastal brez razloga. A za skrivnostno gnečo obstaja razlaga.

PLUTA IZ NIČ

Na tem odseku poti se je praviloma zgodila nesreča, ki je bila že zdavnaj odpeljana. Medtem ko so bili avtomobili na mestu, je zmogljivost ceste padla z recimo 1500 na 1000 vozil na uro. Potem ko povzročitelji nesreče zapustijo kraj dogodka, ostaja zastoj, dokler ne minejo vsi nabrani avtomobili. Če se je v eni uri zbralo 500 avtomobilov, bodo zastoj "brez razloga" zapustili še 20 minut, ves ta čas pa bodo novi avtomobili vstajali na rep zastoja.

KONFLIKTI V SLABU VREMENU

Tudi če ni nesreč, se cestne zastoje povečujejo: vozniki se nagibajo k ohranjanju varne razdalje, gostota vozil in zmogljivost cest se zmanjšujeta.

Motilci na drugi strani nesreče

Takšni zastoji nastanejo zaradi radovednosti voznikov. Tudi če voznik rahlo zavira, so tudi vsi avtomobili, ki vozijo za njim, prisiljeni upočasniti. Zmogljivost pade in ta upočasnjevalni val se širi navzdol. Avtomobili, ki prehajajo iz ene vrste v drugo, dajejo enak učinek: upočasnijo več pasov hkrati.

SPREMENI RAZMIŠLJANJE

Nemogoče je uničiti prometne zamaške v ruskih mestih, ne da bi spremenili družbene stereotipe. »Reševanje problema, kako ljudje vsak dan pridejo do centra in nazaj, je zaman. Ljudi morate motivirati, da izberejo druga mesta,« pravi Dorn. Toda medtem ko so delovna mesta, zlasti v Moskvi, skoncentrirana v središču, kjer so stanovanja pošastno draga in praktično ni "belega" najemnega trga, ni pravih orodij, ki bi lahko povečala mobilnost državljanov.

"Reševanje problema prometnih zastojev in sprejemljivost življenja za vse zahteva dolgoročni načrt mesta, ki upošteva več kot le prometno situacijo," pravi Dorn. - Logika tega načrta bo narekovala, kako zgraditi prometni sistem. In z neskončnim prilagajanjem trenutnim potrebam avtomobilistov se lahko v 10 letih težava še poslabša in jo bo postalo nerealno rešiti."