Все мы стояли в пробках, если хоть раз ездили в большом городе, и задавались вышеобозначенным вопросом: "Почему сегодня в Москве пробки? В чем причины пробок?" Эти вопросы уже стали одиозными для любого городского автолюбителя, и причина здесь не только в устройстве самих дорог, которые всегда далеки от совершенства. Часто она заключается в низкой степени реакции водителей, и это было подтверждено европейскими учеными. Информация не потеряла своей актуальности до сих пор. Взгляните на симулятор дорожного движения:
Играя с настройками этого приложения вы можете видеть, как низкая скорость реагирования водителей приводит к пробкам совсем на пустом месте. Причем параметры этого приложения четко сверены с действительностью. Ниже мы приводим текст описания ситуаций, которые возникают при различных условиях.
Закрытая система (кольцо)
Динамика основывается на средней плотности потока машин, это основной показатель в закрытой системе. Следующие показатели зависят от числа и распределения грузовиков, и могут варьироваться от опыта к опыту:
Плотность потока < 8 машин на километр полосы: Свободное движение.
Плотность потока 8-15 мшн/км/пол: Образуются очереди машин за грузовиками.
Плотность потока 15-25 мшн/км/пол: Плотный поток, но без очередей, или стоп-волн.
Плотность потока 25-55 мшн/км/пол: Стоп-волны.
Плотность потока >50 мшн/км/пол: Несколько регионов со стоящим трафиком разделены регионами, где поток движется медленно.
"Открытая система с примыкающей"
Сценарий симулятора дорожного движения демонстрирует, как примыкающая действует в роли бутылочного горлышка, провоцируя снижение скорости потока на основной дороге выше по отношению к премыкающей, и как затор рассасывается ниже примыкающей.
С базовыми настройками на основной дороге появляются стоп-волны.
При уменьшении основного потока до 2000 маш/ч, свободный трафик может держаться до 20 минут, но рано или поздно падает.
При 1600 маш/ч снижений потока не возникает, но небольшая заминка у примыкающей неизбежена.
Затор неизбежно возникает у примыкающей при потоке с примыкающей в 800 маш/ч и основном потоке в 1600 маш/ч.
Играя с фактором политики и порогом ускорения можно настраивать агрессивность машин, при выезде с примыкающей.
Симулятор дорожного движения перегруженного трафика через "бутылочное горлышко"
Мы сымитировали открытую систему с закрытой полосой, например, при дорожных работах (белые квадраты). Настроив процент грузовиков во входящем потоке можно наблюдать положительное влияние однородности потока. Низкая вероятность затора при 100% грузовиков, и стремительно возрастающая при, примерно, 50%, хотя, теоретически, возможность затора возрастает со временем.
Динамика затора сходна со сценарием "примыкающей". Исходя из того, что ограничение скорости способствует увеличению однородности потока, "со вздохом" приходится признать, что ограничение скорости может быть полезным при плотном трафике, и наличие "бутылочного горлышка".
Воздействие подъема на дороге
Подъемы и спуски, это яркий пример "потоко-сохраняющих бутылочных горлышек". Мы считаем, что это влияние уменьшения максимальной ("желаемой") скорости, особенно в отношении грузовиков. Заметим, что ограничение скоростного режима однородного потока имеет тот же самый негативный эффект.
ПДД не отменишь (красный свет)
Эта симуляция показывает снижение скорости машин вплоть до полной остановки (из-за светофора, или закрытия дороги), и постепенное ускорение после включения зеленого света. Картина потока исходящего потока очень сходна с картиной стоп-волн.
Причина пробки также - результат смешения потоков принужденной сменой полос
Основа этого сценария - принуждение к смене полос, путем выставленных препятствий. Хотя математическая модель имеет продолжительный характер, и определенные характеристики, симметрия, тем не менее, становится нерегулярной, и порядок машин смешивается, с течением времени. Все машины идентичны, но для наглядности мы выкрасили половину в зеленый цвет.
Надеемся, вопрос "Почему на дорогах пробки?" стал для Вас понятнее и реальнее за счет демонстрации симулятора дорожного движения.