Премия Рунета-2020
Россия
Москва
+14°
Boom metrics
Наука28 июня 2022 3:58

Ученые нашли простой и доступный способ избавить мегаполисы от пробок. Но им никто не будет пользоваться

У косяков рыб и птичьих стай подсмотрели решение, которое может вдвое увеличить пропускную способность дорог
Часто автомобильные пробки возникают из ничего.

Часто автомобильные пробки возникают из ничего.

Фото: Михаил ФРОЛОВ

Часто автомобильные пробки возникают из ничего. Вы долго и нудно толкаетесь в веренице машин, а потом обнаруживаете, что впереди не было ни ДТП, ни ремонтных работ, ни сужения полосы - но стоявший поток через какое-то время просто взял и поехал. Чего, спрашивается, стояли? Ученые называют это фантомными пробками. Они возникают из-за того, что во время движения водители слишком сильно прижимаются к автомобилю идущему впереди и у них нет возможности плавно реагировать на внезапные изменения скорости. Фантомная пробка возникает следующим образом:

1. В плотном потоке кто-то перестраивается в вашу полосу.

2. Вы, сбавляете скорость, чтобы его пропустить.

3. Автомобиль, следующий за вами, тормозит еще больше.

4. Возмущение потока, вызванное вашим торможением, распространяется дальше с нарастающей силой. Чем дальше распространяется эта волна, тем хуже дорожная ситуация и примерно через 45 секунд движение останавливается - затор готов!

Думай, как рыба!

Бертольд Хорн, профессор компьютерных наук Массачусетского технологического института, считает, что фантомные пробки это специфическое - эмерджентное - свойство плотного потока транспортных средств. Это то, качество системы, которое не свойственно отдельным элементам - оно проявляется, когда участники объединяются вместе. Однако в природе существуют аналогичные системы, которые успешно справляются со сложной задачей взаимной координации множества индивидуумов - это косяки рыб или стаи птиц. И под водой и в воздухе сотни и тысячи участников “движа” совершают резкие повороты и удивительные перестроения, но каким-то образом умудряются избегать столкновений и хаоса.

- Птицы, рыбы и летучие мыши используют метод двустороннего управления расстоянием для перемещения в составе плотных групп, - утверждает Бертольд Хорн.

Этот метод заключается в том, чтобы контролировать не только достаточное расстояние до впереди плывущего (или летящего) товарища, но и сохранять дистанцию от того, кто следует сзади. Эту гипотезу ученые проверили с помощью математической модели. По мнению исследователей, сегодня пропускная способность шоссе это 1800 автомобилей на полосу в час. Математическое моделирование показало, что при двустороннем контроле пропускная способность может вырасти вдвое!

Тварь я дрожащая или перестроится право имею?

Кажется, есть решение, которое одним махом покончит с пробками, они всем изрядно надоели. Например, Москва (по данным Международной компании INRIX за 2018 год) занимает второе место в мире по загруженности автомобильных дорог, москвичи проводят в заторах 91 час в год - печальнее картина только в Лос-Анджелесе (102 часа). Но не спешите радоваться. Дело в том, что идея, которую предлагают ученые, противоречит культуре вождения, которую водители впитывают с первыми нравоучениями автоинструктора. “Не оставляй слишком много места впереди, прижмись поближе, - говаривал мне инструктор Валера, - иначе этот козел справа влезет в твою полосу”. Двадцать лет автомобильного стажа дают мне право утверждать, что каждый из нас брал уроки вождения у Валеры. Никогда в жизни водители не договорятся между собой, чтобы в образовавшиеся свободные карманы никто не влезал. Вряд ли царь природы будет брать пример с косяков селедки и стай скворцов. Мы выше этого!

По мнению Бертольда Хорна привычка ездить “на выхлопной трубе” впереди идущего автомобиля действительно трудно искоренима. В перспективе реализовать идею двустороннего контроля можно будет в беспилотных автомобилях, там своенравный человеческий фактор можно будет победить с помощью искусственного интеллекта. Однако не обязательно ждать светлого будущего. Поддерживать одинаковое расстояние между автомобилями можно с помощью систем адаптивного круиз-контроля, которыми часто оборудованы современные автомобили (если задать правильную дистанцию, то машина будет тормозить при приближении к переднему авто). С помощью таких систем фантомные пробки можно победить в течении ближайших десяти лет, полагает ученый. Но в его оптимизм не очень-то верится.