Kuidas meid ahistavad autod, tekitades ummikuid ja varisemisi

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Maanteede ehitamine halvendab olukorda maanteedel. Uued marsruudid põhjustavad liikluse kokkuvarisemist. Navigaatorid kiirendavad ummikuid. Miks näiliselt õiged meetmed süvendavad liiklusummikute probleemi?

Ametivõimud annavad rõõmsalt aru sellest, mida maanteede olukorra parandamiseks on tehtud ning linnas liikumine võtab aina rohkem aega. Autojuhid peavad liiklusummikuid korruptiivse vandenõu või ametnike totaalse saamatuse tagajärjeks, sest kõik, kellel on auto, on kindlad, et ta teab vastuseid igavestele venelaste küsimustele.

KES ON SÜDI?

TEED

Tee põhiomadus, mis määrab, kas sellel tekivad liiklusummikud, on läbilaskvus. Ja selle piirang on umbes 1500 autot tunnis riba kohta. Ei asfaldi kvaliteet, kaitserauad ega märgistus ei suuda seda näitajat tõsta, sest autod peavad hoidma mitmesekundilist distantsi ja neil on füüsiline suurus. "Pealegi määrab maantee läbilaskevõime üldiselt selle kitsaima punkti läbilaskevõime," märgib matemaatik, Majanduskõrgkooli keerukate süsteemide modelleerimistehnoloogiate osakonna vanemõppejõud Juri Dorn. - Ütleme nii, et kui ilus viierealine 1000 km pikkune maantee ühes kohas kitseneb kaherealiseks, on selle kogumaht nagu kaherealine. Ja veelgi hullem: tänu sellele, et autod aeglustavad, muutudes viielt realt kaheks, on lõplik läbilaskevõime väiksem.

Teedel on muid jooni, mis näivad olevat terve mõistusega vastuolus. Seega võib liikumiskiiruse suurenemisega tee läbilaskevõime väheneda. "Tänava ristlõiget ajaühikus läbivate autode arv, autode kiirus ja liiklustihedus transpordimehaanikas on omavahel seotud lihtsa valemiga N = vq," selgitab linna matemaatilise modelleerimise ekspert Jevgeni Nurminski. liiklusvood, Kaug-Ida föderaalülikooli loodusteaduste kooli majanduse matemaatiliste meetodite osakonna professor. … - N on liikluse intensiivsus, auto / h; v - sõiduki kiirus, km / h; q - voolutihedus, auto / km. Ühte parameetrit muutes tõmbame ülejäänud endaga kaasa. Kui autod liiguvad kiirusega 200 km/h, on liiklustihedus väga madal, sest juhid peavad hoidma pikka vahemaad. Sellest lähtuvalt on autode voog, mis võrdub tiheduse ja kiiruse korrutisega, väiksem kui kiirusel 60 km / h.

KORK ISE

Kui kiiruse suurendamine võib kaasa tuua liikluse vähenemise teel, siis sama efekti saavutab kiiruse vähenemine. Autoliiklus väheneb dramaatiliselt, kui autod liiguvad aeglasemalt kui 20 km/h. «Nii madalal kiirusel ei tule ummikust välja maksimaalne võimalik 1500 autot tunnis: selleks liiguvad nad liiga aeglaselt. Kui lahkub vaid 1000 autot, komplekteeritakse tunniga ummikus 500 autot. Võttes arvesse auto füüsilist suurust (umbes viis meetrit) ja kaugust naaberautodest, on liiklusummik 2,5 km pikkune, ütles Yandexi juhtiv analüütik. Liiklusummikud Leonid Mednikov. Ja uued autod sõidavad pidevalt ummiku kohale, nii et see ei pruugi väga pikka aega lahustuda.

TEHNIKA

Mis Yandex. Liiklusummikud"

Venemaa populaarseim teenus, mis kuvab ummikuid reaalajas, on Yandex. Liiklusummikud". Autojuhid süüdistavad teda andmete "väänamises" ja olukorra valesti esitamises. Teenuse juhtiv analüütik Leonid Mednikov vastas kasutajate peamistele kaebustele.

Linna töökoormuse määramisel lähtutakse hinnangust olukorrale peatänavatel ja maanteedel, mille loetelu muutub vähe. Need teed moodustavad "transpordiraami", mis võimaldab reisida kogu linnas. Teenus säilitab hindamisskaala, nii et 10 punkti kajastavad tõeliselt "surnud" liiklust. Kui hinnangud jäävad muutumatuks, siis linna olukorra üldise halvenemisega (paraku!) annab teenus alati 10 punkti ja juhid ei suuda adekvaatselt ennustada, kui kaua reis aega võtab.

Varem näidati teid, mille kiirus oli suurem kui 30 km/h, roheliselt, alla 15 km/h punasega, kõik keskel oli kollase värviga. Kuid nüüd kasutab teenus suhtelist värvigradatsiooni: see kajastab liiklusummikuid mitte üldiselt, vaid võrreldes selle koha tavapärase olukorraga. Seetõttu võib liiklus Moskva ringtee “kollasel” lõigul olla tegelikult kiirem kui fooride ja ülekäiguradadega kõrvaltänava “rohelisel” lõigul.

Teenus näitab prognoositavat olukorda konkreetse saidi varasemate andmete põhjal. Kuid trassi ehitatakse endiselt ilma seda teavet arvesse võtmata. Seetõttu võib vahetult enne õhtust tipptundi lahkununa sattuda keset teed tihedasse ummikusse, mis tekkis mõne minutiga. "Olukorra arenguprognoosiga arvestamine on seni ainus asi, milles inimesed navigaatorist ees on," ütleb Leonid Mednikov.

LINNA STRUKTUUR

Üks linna tõhusamaid struktuure, mis võimaldab liiklusvoogusid kõige paremini jaotada, on ruudukujuline pesakujuline struktuur. Kuid enamikul Venemaa linnadel on raadiusega teedega ringstruktuur. Sellised linnad moodustati kindluste kohas, järk-järgult laienedes. Selline ehitis sobis ideaalselt kaitseks sõdivate naabrite eest, kuid ringlinnades on liiklusvood jaotatud võimalikult halvasti: nii kesksed ringmagistraalid kui ka mahasõidukiirteed, mida mööda inimesed hommikul keskusesse jõuavad ja õhtul sealt lahkuvad., osutuvad ülekoormatuks. "Lisaks kogevad rõngastruktuuriga megapolides juhid kolossaalseid ülesõite, mõnikord kümneid kilomeetreid reisi kohta," lisab Juri Dorn.

Teadlaste sõnul on rõngakujulistel linnadel sageli madal ühenduvus. See tähendab, et ühest kohast teise pääsemiseks on vähe võimalusi ja autod kogunevad võtmeteedele, mis muidu läbi ei saa.

Püüdes maha laadida linna eri osi ühendavaid alatasa seisvaid kiirteid, laiendavad võimud teid, kuid see pole efektiivne. Näiteks paljud Moskvast väljuvad kiirteed jooksevad ühest otsast ummistunud keskusesse ja teisest otsast tihedalt asustatud magamiskottidesse. “Sellistele kiirteedele väljasõit/sissesõit tekitab liiklusummikuid, mis linna kasvades leiavad end sügavalt seest.

Lisaks lõikavad sellised kiirteed olemasolevaid transporditeid läbi, märgib Nurminsky. "Kahjuliku mõju neutraliseerimiseks tuleb rajada palju ristmikke ja ümbersõiduteid, mis kummutavad esialgse idee ja on väga kulukad."

MAKSE

Nägemisnurk

Liiklusvooge saab kirjeldada erineva "lähendamisega" ja selleks kasutatakse erinevate teadusvaldkondade matemaatilist aparaati. Juhtide lokaalsed otsused modelleeritakse rakuautomaatide teooria abil. Liiklusvoogude käitumise kirjeldamiseks üksikute teede tasandil kasutatakse hüdrodünaamika aparaati - vedelike käitumise teadust. Mänguteooriat ja optimeerimisteooriat kasutatakse transpordivõrgu koormuse ja voogude jaotumise prognoosimiseks marsruutidel.

JUHTID

Igaüks, kes sõidab autoga, teab, et nanosekund on aeg, mille möödudes hakkab tagant sõitev juht pärast rohelise fooritule põlema panemist häälitsema. End mõistlikuks pidavad autojuhid on sellistel hetkedel väga nördinud, arvates, et väike hilinemine liiklusolukorda ei mõjuta. Ja nad eksivad."Aeglane sõit võib tekitada ummikuid," ütleb Nurminsky. - Liiklusummik on mittelineaarne süsteem, millel on tugev positiivne tagasiside, st vastusena sissetulevatele signaalidele käitub see täiesti erinevalt sellest, mida ootate. Näiteks olite sõidu ajal telefoniga ja aeglustasite kiirust. Tundub, et see on okei, kuid kõik teie taga sõitvad juhid on sunnitud kiirust aeglustama - ja tekib liiklusummik, mis võib tunniks ajaks lahustuda.

Kuid ummikute kasvu peamine põhjus on just juhtide suurenenud ratsionaalsus. Isegi kui autojuhil on lihtsuse mõttes valida kahe tee vahel - loomulikult kaldub ta kiireima tee poole. Teised juhid, kes kavatsevad sõita samas suunas, teevad sama. Seetõttu täitub kiirem tee tõenäolisemalt autodega, selle läbilaskevõimest enam ei piisa – ja tekib liiklusummik. Hiljem lahkunud autojuhid, kes näevad, et nende lemmikmarsruudil on ummik, lähevad pikemale, kuid kergemale teele, sest nüüd on mõlemal liinil sõiduajad võrdsed. Kui osa juhte eelistaks esialgu pikemat marsruuti, siis lühikesel marsruudil ummikut ei tekiks.

Olukorda, kus kõikidel reaalselt kasutatavatel marsruutidel sõiduaeg muutub samaks, nimetatakse transpordi modelleerimisel Nash - Wardrop tasakaaluks. Selles olekus ei saa ükski juhi katse marsruuti muuta sõiduaega vähendada. Veelgi enam, nagu hiljuti näitasid Korea ja USA teadlased, halvendab autojuhtide mõne minuti säästmiseks möödasõiduteedele viskamine üldist olukorda märgatavalt. Kui autosid on palju, jõuab teeolukord paratamatult Nash-Wardropi tasakaaluni. Liiklusummikuid näitavate navigaatorite levikuga on sellesse “pugemine” kiirenenud: hiljem lahkuvad juhid teevad nüüd kohe ümbersõidu. Kuid nagu Juri Dorn selgitab, ei halvenda navigaatorid olukorda. Need kiirendavad ummikute teket, kuid autosid on kummaski vähem - osa juhte läheb ju kohe alternatiivset marsruuti mööda. Lisaks nihutavad mõned autojuhid tippkoormuse tasandamiseks väljumisaegu. Lõpuks, tänu navigaatoritele saavad paljud inimesed teada möödasõiduteedest. «Muidugi läks neil juhtidel, kes varem keerulistel marsruutidel vabalt sõitsid, olukord hullemaks, kuid kogu sõiduaeg kõigil teedel langes. Siiski võivad kogu- ja isegi üksikud reisiajad sageli pikeneda,”lõpetab Dorn.

MOSKVA

Venemaal on ummikuid igas suurlinnas, kuid kõige rohkem kannatab nende all pealinn. «Moskvasse on koondunud tohutult palju tegevusi, sealhulgas üsna spetsiifilisi: finantssektor, teadus ja äri. Inimene, kes töötab näiteks mõnes instituudis, peab sinna minema. Ja müüja või muu spetsialiseerimata elukutsega inimese jaoks pole link kohaga nii asjakohane,”räägib Dorn. Lisaks on valdav osa töökohtadest koondunud keskusesse, samas kui inimesed elavad äärealadele lähemal. Selle tulemusena moodustuvad pendlivoolud, mis hõivavad samu teid, millel on suurema osa päevast liiklusummikud.

Töökohale lähemale kolimast takistab kõrge eluaseme hind kesklinnas ja venelaste harjumus pidada oma korterit suureks väärtuseks. Vaikselt on hääbunud ka pealinna võimude idee "kolida" ametnikke äärealadele. Üleviimine aga probleemi ei lahenda: kui büroo, kus ametnik töötab, viiakse keskusest üle, ütleme, Mitinosse, aga ametnik elab Tšertanovos, läheb ta tööle ikkagi läbi poole Moskva.

MIDA TEHA?

ÄRGE PÜÜAKE ERALDI PIstikuid EEMALDADA

Transporditeaduse põhipostulaat on sama, mis meditsiinis: ummikutega tuleb tegeleda enne, kui need tekivad. Viljakad on tegevused, mis takistavad ummikute teket, mitte aga katsed punkthaaval likvideerida kõige kahjulikumad liiklusummikud.„Lokaalselt ebaefektiivsetes kohtades on võimalik olukorda parandada, mõnikord piisab mõnest lihtsast abinõust - näiteks eemaldada vasakpööre ja teha tagasipööre 500 meetrit pärast ristmikku. Liiklusummik kaob siit ära, kuid see ei kao üldse, vaid kolib lihtsalt teise kohta,”selgitab Nurminsky.

MATEMAATIKA

BRESA PARADOKS

Olemasolevaid ühendava uue tee ehitamine võib halvendada olukorda kogu transpordivõrgus. Kuna teed on omavahel ühendatud, pikendab järjekordse rajalõigu ilmumine, kus praegu on alati autosid, sõiduaega kõigil marsruutidel. Olukorda saab parandada selle "Braesovi tee" sulgemisega. Seda on aga võimatu tuvastada: ummikud ei kogune sellele, vaid teistele marsruutidele.

POSTULAATT LEWIS-MOHRIDGE

Mida rohkem teid ehitatakse, seda rohkem autosid ilmub. Mõned inimesed eelistavad ümber istuda ühistranspordilt isiklikule transpordile.

DOWNS-THOMSONI PARADOKS

Erasõiduki keskmine kiirus sõltub kiirusest, millega avalikud kasutajad sihtkohta jõuavad. Mida vähem arenenud on ühistransport, seda rohkem eelistavad inimesed isiklikku autot.

PIGUÖÖDE PARADOKS

Alternatiivsete teede lisamine, kus inimesed valivad marsruudi ratsionaalselt (“isekalt”), viib stabiilse tasakaaluni: igaüks sõidab oma sõidukitega ja bussid jäävad tühjaks. Pealegi on reisiaeg sama.

ÄRGE EHKE TEED JA ÄRGE TUTVAGE UUSI TRASSI

Ei tööta ka pealtnäha ilmselge otsus rajada transpordivõrgu läbilaskevõime suurendamiseks võimalikult palju teid. "Nähes, et vabu teid on palju, läheb autodele üle mitu miljonit inimest ja kõik uued marsruudid peatuvad ka," ütleb Dorn. Kui kasvavat nõudlust teede järele lõputult rahuldada, ehitatakse varem või hiljem kogu linna vaba ruum üles kiirteedega, kus autod ööpäevaringselt pargitakse.

Mõttetu on ka uute ühistranspordiliinide suvaline sisseseadmine. "Tüüpiline näide on uute metroojaamade kasutuselevõtt äärelinnas, " ütleb Dorn. "Arvestades, et kesklinna võtmesõlmede läbilaskevõime ja ühel liinil sõitvate rongide arv on piiratud, toovad sellised meetmed lihtsalt metroos ummikute" paiskamiseni."

SISESTAGE TULDID

Paljude autojuhtide poolt armastatud liiklusvabad kiirteed süvendavad samuti liikluskukkumist. "Foorid õhutavad voolu ja ei lase sellel tiheneda," selgitab Nurminsky. - Ideaalis on foori ülesandeks säilitada optimaalne liiklustihedus, mille juures liiklusvoog on maksimaalne. Linnas saavutatakse see kiirusega umbes 60 km / h.

TEE TASULISEID TEED

Enamikele suurlinnadele tüüpilistes tingimustes, kui teedel on rohkem inimesi, kes soovivad reisida, kui nad mahutavad, muutub kõige tõhusamaks meetmeks marsruutimine, st teatud radade atraktiivsuse kunstlik vähendamine. Näiteks piletihinna kehtestamisega. Kui ribalaiuse limiit on ületatud, raiskate kindlasti veidi ressurssi, et korvata erinevust tõhusama ja vähem tõhusa marsruudi vahel. Tavaliselt on need ressursid liikluses kaotatud aeg ja närvid. Tasulised teed võimaldavad neil, kes soovivad seda erinevust kompenseerida mitte aja, vaid rahaga,”selgitab Juri Dorn.

Hammustavad hinnad sunnivad inimesi oma harjumusi muutma: näiteks otsima tööd, mis võimaldaks osaliselt kodus töötada või lükkama lahkumise aega edasi. “Loomulikult on inimestel vähem mugav kui tühja teega. Kuid linnades pole ammu tühje teid: tuleb võrrelda praegust olukorda olukorraga, kui linn on liiklusummikus. Nende jaoks, kes tegid ümbersõidu või lahkusid hiljem, pole midagi muutunud: kulud jäävad samaks. Kuid nende jaoks, kes otsustasid maksta, on olukord paranenud. Samal ajal suureneb teede tõhusus üldiselt, kuna seda ei mõõdeta mitte liiklusummikute puudumisega, vaid kõigi reisijate teel veedetud koguaja järgi,”märkab Dorn.

ÕPPIDA TEADUSTE ALUST

"Teedummikute probleeme saab lahendada ainult kompleksselt, arvutades keerukate matemaatiliste mudelite abil välja kõigi kasutusele võetud meetmete pikaajalised mõjud," ütleb Jevgeni Nurminski. "Teadus on läbimõeldud daam, õige vastuse andmiseks on vaja aega ja ametnikud tahavad, et kõik saaks tehtud eile." Seetõttu kulutatakse sageli kolossaalset raha projektidele, mis annavad nullefekti või isegi halvendavad olukorda maanteedel.

Probleemi muudab veelgi keerulisemaks asjaolu, et Venemaal napib väga andmeid, mille põhjal oleks võimalik luua adekvaatseid transpordimudeleid. «Näiteks USA-s lahendati see probleem seadusega: kui arendaja soovib saada teede või hoonete ehitamiseks toetusi, peab ta esitama tasuvusuuringu, milles arvutatakse teatud meetodite järgi kõik ehituslikud parameetrid. Tänu sellele on omavalitsuste tasandil tekkinud palju transpordi- ja analüüsiosakondi, kes valmistavad ette kogu vajaliku info. See lõi transpordispetsialistidele võimsa tellimuse ja nüüd on peaaegu igal suuremal Ameerika ülikoolil transpordiuuringute osakond,”räägib Nurminsky.

MEHANISM

Kõik on loogiline

Sageli tundub, et pistik on tekkinud ilma põhjuseta. Kuid salapärasele ummikule on seletus.

KORK MITTE MISKI VÄLJA

Sellel teelõigul, mis ammu ära viidi, juhtus reeglina õnnetus. Kui autod olid paigas, langes tee läbilaskevõime näiteks 1500 sõidukilt 1000 sõidukile tunnis. Pärast õnnetuse süüdlaste sündmuskohalt lahkumist püsib ummik seni, kuni kõik kogunenud autod on mööda sõitnud. Kui tunni ajaga on kogunenud 500 autot, siis lahkuvad nad ummikust "põhjuseta" veel 20 minutiks ja kogu selle aja tõusevad ummiku sabas uued autod.

KONFLIKTID HALVA ILMAGA

Isegi õnnetuste puudumisel tekivad liiklusummikud: juhid hoiavad pigem ohutut pikivahet, sõidukite tihedus ja läbilaskevõime vähenevad.

Segarid õnnetuse teisel poolel

Sellised ummikud tekivad autojuhtide uudishimu tõttu. Isegi kui juht kergelt pidurdab, on kõik tema taga sõitvad autod samuti sunnitud hoo maha võtma. Võimsus langeb ja see aeglustuslaine levib allavoolu. Ühest reast teise vahetavad autod annavad sama efekti: sunnivad mitut sõidurada korraga hoogu maha võtma.

MUUDA MÕTLEMIST

Venemaa linnades on võimatu hävitada liiklusummikuid ilma sotsiaalseid stereotüüpe muutmata. «Probleemi lahendamine, kuidas inimesed jõuavad iga päev keskusesse ja tagasi, on mõttetu. Peate motiveerima inimesi valima teisi kohti, kuhu minna,”ütleb Dorn. Aga kui töökohad, eriti Moskvas, on koondunud kesklinna, kus elamispind on koletult kallis ja “valge” üüriturg praktiliselt puudub, pole reaalseid vahendeid, mis võiksid kodanike mobiilsust suurendada.

"Liiklusummikute probleemi lahendamine ja elu kõigile vastuvõetavaks muutmine eeldab pikaajalist linnaplaani, mis arvestab rohkem kui lihtsalt liiklusolukorda," ütleb Dorn. - Selle plaani loogika määrab, kuidas transpordisüsteemi ehitada. Ja kohanedes lõputult autojuhtide praeguste vajadustega, võib 10 aasta pärast probleem süveneda ja selle lahendamine muutub ebareaalseks.