Jak nás obtěžují auta, způsobují dopravní zácpy a kolapsy

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Výstavba dálnic zhoršuje situaci na silnicích. Nové trasy vedou k dopravnímu kolapsu. Navigátoři urychlují přetížení. Proč zdánlivě správná opatření zhoršují problém s dopravními zácpami?

Úřady vesele informují o tom, co se pro zlepšení situace na silnicích udělalo, a pohyb po městě zabere stále více času. Motoristé považují dopravní zácpy za důsledek korupčního spiknutí nebo totální neschopnosti úředníků, protože každý, kdo má auto, si je jistý, že zná odpovědi na věčné ruské otázky.

KDO JE VINY?

SILNICE

Základní charakteristikou silnice, která určuje, zda na ní vzniknou dopravní zácpy, je propustnost. A jeho limit je asi 1500 aut za hodinu na pás. Ani kvalita asfaltu, ani nárazníky, ani značení nedokážou tento ukazatel zvýšit, protože auta musí dodržovat odstup několika sekund a mají fyzickou velikost. „Propustnost silnice je navíc obecně určena propustností jejího nejužšího bodu,“poznamenává matematik, docent na katedře technologií modelování komplexních systémů na Vyšší ekonomické škole Yuri Dorn. - Řekněme, že když se krásná pětiproudá dálnice o délce 1000 km v jednom místě zúží na dva pruhy, bude její celková kapacita jako u dvouproudé silnice. A ještě horší: vzhledem k tomu, že auta zpomalují a mění se z pěti řad na dvě, bude konečná průchodnost nižší."

Silnice mají další rysy, které se zdají být v rozporu se zdravým rozumem. Takže se zvýšením rychlosti pohybu se může snížit kapacita silnice. „Počet aut projíždějících průřezem ulice za jednotku času, rychlost aut a hustotu provozu v mechanice dopravy spojuje jednoduchý vzorec N = vq,“vysvětluje Evgeny Nurminsky, odborník na matematické modelování. dopravních toků, profesor katedry matematických metod v ekonomii na School of Natural Sciences na Far Eastern Federal University. … - N je intenzita dopravy, auto / h; v - rychlost vozidla, km / h; q - hustota průtoku, auto / km. Změnou jednoho parametru táhneme zbytek s sebou. Pokud se auta pohybují rychlostí 200 km/h, hustota provozu bude velmi nízká, protože řidiči budou muset udržovat velkou vzdálenost. Podle toho bude tok aut, který se rovná součinu hustoty a rychlosti, menší, než by byl při rychlosti 60 km/h.

KORKU SÁM

Zatímco zvýšení rychlosti může vést k poklesu provozu na silnici, stejného efektu je dosaženo snížením rychlosti. Automobilová doprava dramaticky klesá, když auta jedou pomaleji než 20 km/h. „Při tak nízké rychlosti se ze zácpy nedostane maximálních 1500 aut za hodinu: na to se pohybují příliš pomalu. Pokud odjede jen 1000 aut, smontuje se 500 aut v zácpě za hodinu. Vezmeme-li v úvahu fyzickou velikost vozu (asi pět metrů) a vzdálenost od sousedních vozů, je dopravní zácpa dlouhá 2,5 km, “přední analytik společnosti Yandex. Dopravní zácpy Leonid Mednikov. A k místu zácpy neustále najíždějí nová auta, takže se nemusí rozpustit po velmi dlouhou dobu.

TECHNIKA

Co Yandex. Dopravní zácpy"

Nejoblíbenější službou v Rusku, která zobrazuje přetížení v reálném čase, je Yandex. Dopravní zácpy . Řidiči ho viní z „překroucení“údajů a zkreslení situace. Přední analytik služby Leonid Mednikov odpověděl na hlavní stížnosti uživatelů.

Vytížení města je stanoveno na základě vyhodnocení situace na hlavních ulicích a dálnicích, jejichž výčet se jen málo mění. Tyto silnice tvoří „přepravní rám“, který umožňuje cestovat po celém městě. Služba udržuje hodnotící stupnici, takže 10 bodů odráží skutečně „mrtvý“provoz. Pokud se hodnocení nezmění, pak při celkovém zhoršení situace ve městě (bohužel!) služba vždy udělí 10 bodů a řidiči nebudou schopni adekvátně předvídat, jak dlouho bude cesta trvat.

Dříve byly silnice s rychlostí vyšší než 30 km/h zobrazeny zeleně, méně než 15 km/h červeně, vše uprostřed bylo zobrazeno žlutě. Nyní však služba používá relativní barevnou gradaci: odráží dopravní zácpu ne obecně, ale ve srovnání s obvyklou situací pro toto místo. Provoz na „žluté“části moskevského okruhu proto může být ve skutečnosti rychlejší než na „zelené“části boční ulice se semafory a přechody.

Služba zobrazuje předpokládanou situaci na základě minulých dat na konkrétní stránce. Trasa se ale stále buduje bez zohlednění těchto informací. Po odjezdu těsně před večerní špičkou se tedy uprostřed cesty můžete dostat do husté dopravní zácpy, která se vytvořila během několika minut. „Zohlednění prognózy vývoje situace je zatím to jediné, v čem jsou lidé před navigátorem,“říká Leonid Mednikov.

STRUKTURA MĚSTA

Jednou z nejúčinnějších struktur města, která umožňuje nejlepší rozložení dopravních proudů, je struktura čtvercového hnízdění. Ale většina měst v Rusku má kruhovou strukturu s poloměrem silnic. Taková města vznikala na místě pevností a postupně se rozšiřovala. Taková struktura byla ideální pro ochranu před válčícími sousedy, ale dopravní toky v okružních městech jsou rozmístěny tak špatně, jak je to jen možné: jak centrální okružní dálnice, tak výjezdové dálnice, po kterých se lidé ráno dostanou do centra a večer z něj odjedou., ukáže se přetížené. „V megalopolisech s prstencovou strukturou navíc řidiči zažívají kolosální přejezdy, někdy i desítky kilometrů na cestu,“dodává Yuri Dorn.

Vědci říkají, že města ve tvaru prstence mají často nízkou konektivitu. To znamená, že existuje jen málo způsobů, jak se dostat z jednoho místa na druhé, a auta se hromadí na klíčových silnicích, které jinak nemohou projet.

Ve snaze odlehčit stále stojící dálnice spojující různé části města rozšiřují úřady silnice, ale to není efektivní. Například mnoho moskevských dálnic vede na jednom konci do ucpaného centra a na druhém konci do hustě obydlených spacáků. „Výjezd/vjezd na takové dálnice vytváří dopravní zácpy, které se s růstem města ocitají hluboko uvnitř.

Navíc takové dálnice přerušují stávající dopravní cesty, poznamenává Nurminsky. "Abyste neutralizovali škodlivý účinek, musíte vybudovat mnoho přestupních uzlů a objížděk, což vyvrací původní myšlenku a je velmi nákladné."

ZPŮSOB PLATBY

Úhel pohledu

Dopravní proudy lze popsat s různou mírou „přiblížení“a k tomu se používá matematický aparát z různých oblastí vědy. Lokální rozhodování řidičů je modelováno pomocí teorie celulárních automatů. K popisu chování dopravních proudů na úrovni jednotlivých komunikací slouží aparát hydrodynamiky - nauka o chování kapalin. Teorie her a teorie optimalizace se používají k predikci zatížení dopravní sítě a rozložení toků podél tras.

ŘIDIČI

Kdo řídí auto, ví, že nanosekunda je doba, po které začne řidič zezadu troubit po rozsvícení zeleného semaforu. Motoristé, kteří se považují za rozumné, jsou v takových chvílích velmi rozmrzelí v domnění, že malé zdržení neovlivní dopravní situaci. A mýlí se."Pomalost jízdy může vyvolat dopravní zácpy," říká Nurminsky. - Dopravní zácpa je nelineární systém se silnou pozitivní zpětnou vazbou, to znamená, že se v reakci na příchozí signály chová úplně jinak, než očekáváte. Například jste během jízdy telefonovali a zpomalili. Zdá se, že je to v pořádku, ale všichni řidiči za vámi jsou nuceni zpomalit - a je tu dopravní zácpa, která se může rozpustit na hodinu."

Ale hlavním důvodem nárůstu dopravních zácp je právě zvýšená racionalita řidičů. I když má motorista pro zjednodušení na výběr ze dvou cest – samozřejmě se přikloní k té nejrychlejší trase. Ostatní řidiči, kteří hodlají jet stejným směrem, udělají totéž. V důsledku toho se rychlejší silnice spíše zaplní auty, její kapacita už nestačí – a tvoří se zácpa. Motoristé, kteří odjeli později, když viděli, že na jejich oblíbené trase je dopravní zácpa, jedou delší, ale jednodušší cestou, protože nyní jsou jízdní doby na obou trasách stejné. Pokud by některý z řidičů zpočátku preferoval delší trasu, nevznikla by na krátké trase žádná zácpa.

Situace, kdy se cestovní doba na všech skutečně používaných trasách shodne, se v dopravním modelování nazývá rovnováha Nash - Wardrop. V tomto stavu nemůže žádný pokus řidiče o změnu trasy zkrátit dobu jízdy. Navíc, jak nedávno ukázali vědci z Koreje a Spojených států, vyhazování motoristů na obchvaty, aby ušetřili pár minut, znatelně zhoršuje celkovou situaci. Když je tam hodně aut, situace na silnici se nevyhnutelně dostává do Nash-Wardropovy rovnováhy. S rozšířením navigátorů, které ukazují dopravní zácpy, se „vplížení“do nich zrychlilo: řidiči, kteří nyní odjíždějí později, okamžitě vyjedou na objížďku. Jak ale vysvětluje Jurij Dorn, navigátoři situaci nezhoršují. Urychlují vznik dopravních zácp, ale v každé je méně aut – vždyť část řidičů hned jede po náhradní trase. Někteří motoristé navíc posouvají časy odjezdů, aby vyrovnali špičkové zatížení. Konečně se díky navigátorům mnoho lidí dozvídá o objízdných komunikacích. „Samozřejmě u řidičů, kteří dříve jezdili volně po záludných trasách, se situace zhoršila, ale celková doba jízdy na všech silnicích se zkrátila. Celková a dokonce i individuální doba cestování se však často může prodloužit,“uzavírá Dorn.

MOSKVA

V Rusku jsou dopravní zácpy v každém velkém městě, ale nejvíce jimi trpí hlavní město. „V Moskvě je soustředěno velké množství aktivit, včetně zcela specifických: finanční sektor, věda a podnikání. Člověk, který pracuje řekněme v nějakém ústavu, tam musí. A pro prodejce nebo osobu s jinou nespecializovanou profesí není odkaz na místo tak relevantní, “říká Dorn. Převážná část pracovních míst je navíc soustředěna v centru, zatímco lidé bydlí blíže periferii. V důsledku toho se tvoří kyvadlové proudy, které zabírají stejné silnice, na kterých jsou většinu dne dopravní zácpy.

Vysoké náklady na bydlení v centru a ruský zvyk považovat vlastní byt za velkou hodnotu brání lidem stěhovat se blíže k práci. Myšlenka úřadů hlavního města „přesídlit“úředníky na periferii se také tiše rozplynula. Přesunem se ale problém nevyřeší: když se kancelář, kde úředník pracuje, přemístí z centra řekněme do Mitina, ale úředník bydlí v Čertanovu, stejně bude jezdit do práce přes půl Moskvy.

CO DĚLAT?

NEPOKOUŠEJTE SE VYJÍMAT SAMOSTATNÉ ZÁSTRČKY

Hlavní postulát dopravní vědy je stejný jako v medicíně: dopravní zácpy se musí řešit dříve, než se objeví. Opatření, která zabrání vzniku kongescí, budou plodná spíše než pokusy o odstranění nejškodlivějších dopravních zácp bod po bodu.„Na lokálně neefektivních místech je možné situaci napravit, někdy stačí udělat jednoduchá opatření – například odstranit levou odbočku a 500 metrů za křižovatkou odbočit. Dopravní zácpa odtud zmizí, ale vůbec nezmizí, ale jednoduše se přesune na jiné místo, “vysvětluje Nurminsky.

MATEMATIKA

PARADOX BRESY

Výstavba nové silnice spojující stávající by mohla zhoršit situaci v celé dopravní síti. Vzhledem k tomu, že silnice jsou propojeny, vzhled dalšího úseku trati, na kterém jsou nyní vždy auta, prodlužuje cestovní dobu na všech trasách. Situaci lze zlepšit uzavřením této „Braesovské silnice“. Je však nemožné to odhalit: dopravní zácpy se nehromadí na něm, ale na jiných trasách.

POSTULÁT LEWIS-MOHRIDGE

Čím více silnic je postaveno, tím více aut se objevuje. Někteří lidé preferují přestup z veřejné dopravy na osobní.

DOWNS-THOMSONOV PARADOX

Průměrná rychlost soukromého vozidla závisí na rychlosti, kterou se veřejní uživatelé dostanou do cíle. Čím méně je veřejná doprava rozvinutá, tím více lidí preferuje soukromý automobil.

PARADOX PIGU-NIGHT-DOWNS

Přidání alternativních silnic, kde lidé volí trasu racionálně („sobecky“), vede ke stabilní rovnováze: každý jede vlastními vozidly a autobusy zůstávají prázdné. Navíc doba jízdy je stejná.

NESTAVUJTE SILNICE A NEZAVÁDEJTE NOVÉ TRASY

Nefunguje ani zdánlivě samozřejmé rozhodnutí vybudovat co nejvíce silnic, aby se zvýšila kapacita dopravní sítě. „Vzhledem k tomu, že existuje spousta volných silnic, několik milionů lidí přejde na auta a všechny nové trasy se také zastaví,“říká Dorn. Pokud bude donekonečna uspokojována rostoucí poptávka po silnicích, dříve nebo později bude veškerý volný prostor ve městě zastavěn dálnicemi, kde auta parkují nepřetržitě.

Nahodilé zavádění nových tras MHD je také zbytečné. „Typickým příkladem je zavedení nových stanic metra na předměstí,“říká Dorn. "Vzhledem k tomu, že kapacita klíčových uzlů v centru a počet vlaků, které lze na jedné lince jezdit, jsou omezené, vedou taková opatření jednoduše k "házení" dopravních zácp v metru."

VLOŽTE SVĚTLA

Dopravní kolaps prohlubují i mnoha motoristy milované dálnice bez provozu. „Semafory ztenčují tok a nedovolují, aby houstl,“vysvětluje Nurminsky. - V ideálním případě je úkolem semaforu udržovat optimální hustotu provozu, při které je maximální proudění. Ve městě je toho dosaženo při rychlosti asi 60 km/h.

UDĚLEJTE PLACENÉ CESTY

V podmínkách, které jsou typické pro většinu velkých měst, kdy po silnicích chce cestovat více lidí, než mohou pojmout, se nejúčinnějším opatřením stává routing, tedy umělé snižování atraktivity určitých cest. Například zavedením jízdného. „Když dojde k překročení limitu šířky pásma, budete určitě plýtvat zdroji, abyste vyrovnali rozdíl mezi více a méně efektivní cestou. Obvykle jsou těmito zdroji čas a nervy ztracené v provozu. Zpoplatněné silnice umožňují těm, kteří chtějí tento rozdíl kompenzovat ne časem, ale penězi, “vysvětluje Yuri Dorn.

Kousavé ceny nutí lidi změnit své návyky: například hledat práci, která jim umožní částečně pracovat doma nebo odložit čas odjezdu. „Lidé se samozřejmě cítí méně pohodlně, než by byli s prázdnými silnicemi. Ve městech ale už dávno nejsou prázdné silnice: je potřeba porovnat současnou situaci se situací, kdy je město v dopravní zácpě. Pro ty, kteří jeli oklikou nebo odjeli později, se nic nezměnilo: náklady zůstávají stejné. Pro ty, kteří se rozhodli zaplatit, se ale situace zlepšila. Zároveň se obecně zvyšuje efektivita silnic, protože se neměří absencí dopravních zácp, ale celkovým časem, který všichni cestující strávili na silnici, “poznamenává Dorn.

UČTE SE VĚDĚ

„Problémy kongescí na silnicích lze vyřešit pouze komplexním způsobem, a to výpočtem dlouhodobých účinků všech zavedených opatření pomocí složitých matematických modelů,“říká Jevgenij Nurminskij. "Věda je přemýšlivá dáma, dát správnou odpověď potřebuje čas a úředníci chtějí, aby bylo vše hotovo včera." Kvůli tomu se často utrácejí obrovské peníze na projekty, které mají nulový efekt nebo dokonce zhoršují situaci na silnicích.

Problém dále komplikuje fakt, že Rusku velmi chybí data, na jejichž základě je možné vytvářet adekvátní dopravní modely. „Například v USA tento problém vyřešil zákon: pokud chce developer získat dotace na výstavbu silnic nebo budov, musí předložit studii proveditelnosti, ve které budou podle určitých metod vypočítány všechny parametry stavby. Díky tomu se na magistrátu objevilo mnoho dopravních a analytických odborů, které připravují všechny potřebné informace. To vytvořilo silnou objednávku pro dopravní specialisty a nyní má téměř každá velká americká univerzita divizi dopravního výzkumu, “říká Nurminsky.

MECHANISMUS

Všechno je logické

Často se zdá, že se zátka vytvořila bez důvodu. Záhadná zácpa má ale vysvětlení.

KORKU Z NIČEHO

Na tomto úseku cesty se zpravidla stala nehoda, která byla dávno odvezena. Zatímco auta byla na místě, kapacita silnice klesla z řekněme 1500 na 1000 vozidel za hodinu. Poté, co viníci nehody opustí místo, dopravní zácpa zůstává, dokud neprojedou všechna nahromaděná auta. Pokud se za hodinu shromáždí 500 aut, pak "bezdůvodně" opustí zácpu dalších 20 minut a po celou tu dobu se nová auta postaví na konec zácpy.

KONFLIKTY VE ŠPATNÉM POČASÍ

I když nedojde k nehodám, dopravní zácpy narůstají: řidiči mají tendenci dodržovat bezpečnou vzdálenost, hustota vozidel a kapacita silnic klesá.

Rušičky na druhé straně nehody

Takové zácpy se tvoří kvůli zvědavosti motoristů. I když řidič mírně přibrzdí, všechna auta jedoucí za ním jsou také nucena zpomalit. Kapacita klesá a tato zpomalovací vlna se šíří po proudu. Auta přejíždějící z jedné řady do druhé mají stejný efekt: nutí několik jízdních pruhů ke zpomalení najednou.

ZMĚNIT MYŠLENÍ

Je nemožné zničit dopravní zácpy v ruských městech bez změny společenských stereotypů. „Řešit problém, jak se lidé každý den dostanou do centra a zpět, je marné. Musíte lidi motivovat, aby si vybrali jiná místa, kam jít, “říká Dorn. Zatímco se však pracovní místa, zejména v Moskvě, soustřeďují v centru, kde je bydlení monstrózně drahé a prakticky neexistuje „bílý“nájemní trh, neexistují žádné skutečné nástroje, které by mohly zvýšit mobilitu občanů.

„Řešení problému s dopravními zácpami a zajištění života přijatelného pro všechny vyžaduje dlouhodobý plán města, který zohledňuje více než jen dopravní situaci,“říká Dorn. - Logika tohoto plánu bude diktovat, jak vybudovat dopravní systém. A nekonečným přizpůsobováním se aktuálním potřebám motoristů se za 10 let může problém prohloubit a bude nereálné ho řešit.“