Как организовать движение?

Надоели дорожные пробки? К счастью, над проблемой работают ученые…

Когда дело касается дорожного движения, эксперты сходятся в одном: нам нужно брать пример с муравьев. Когда они впервые выползли из-под листка и промаршировали нос-в-хвост вдоль по веточке, они приняли единственную неоспоримую истину о дорожном движении: мы вместе. Каждый муравей подстраивает свою скорость на пользу колонии, а не исходя из собственного удовольствия. Никаких резких торможений. Никаких обгонов. Никакого мата, когда муравей А внезапно подрезает муравья Б или слишком упорно наседает сзади.

Мы, люди, всего сотню лет пытаемся понять, как нам двигаться вместе в одном направлении, причем на скоростях, нам не свойственных… и в ограниченном пространстве (даже если каждый использует только по праву принадлежащую ему часть дороги, он затрагивает интересы общества, уменьшая общий ресурс, дорожное пространство). В пути нас преследуют разочарования: почему одна полоса едет быстрее другой? Почему красный горит дольше, чем зеленый? И почему, черт побери, все остановились, хотя ничего не происходит?

Люди десятилетиями ломают головы над тем, как нам двигаться всем вместе без запинок. Есть инженеры дорожного движения, профессоры и даже психологи – исследованию этой проблемы люди посвящают жизнь. И все же мы не понимаем до конца, почему возникают пробки и что с ними делать. Конечно, помогают новые дороги и движение по обочинам в часы пик. И скоро мы увидим, что более продуманное использование светофоров эффективно разгоняет дорожные пробки. Но нет одного простого решения.

В основе всего лежит понятие “поток”. Есть формула, по которой его можно посчитать. Q = KV, где Q – транспортный поток, K – плотность потока и V – скорость потока. Еще можно использовать метафоры вроде “как вода из дырявого ведра” или “в час по чайной ложке”. Многие собирали огромные объемы информации и строили алгоритмы, чтобы предсказать, где соберется пробка и как ее избежать.

Но как замечает Том Вандербильт в своей превосходной, с воображением названной книге “Трафик”, “даже самые сложные модели не охватывают всех странностей человеческой натуры”. В качестве иллюстрации приведем классический пример. Вот вы едете по свободному шоссе, внезапно машин становится больше, и в конце концов вы утыкаетесь в пробку. Через десять минут все снова поехало, и вы выиски­ваете медлительного идиота или сломавшийся Peugeot. Увы, ни того, ни другого, и простой совершенно нечем объяснить. По крайней мере, нам так кажется.

В одном эксперименте японский профессор по дорожному движению попросил нескольких водителей ездить друг за другом по кругу на постоянной скорости 50 км/ч на неизменной дистанции друг от друга. Всего через несколько минут строй начал разрушаться, когда слегка притормозившая машина послала волну по всей цепочке, и в конце концов вся колонна поползла с пешеходной скоростью.

Теперь представьте себе этот круг, вытянутый по прямой на шоссе. Небольшие колебания в скорости могут быть вызваны водителем, замешкавшимся на секунду, например, чтобы настроить магнитолу или поднять из-под ног чипс. Автомобиль, который едет сзади, вынужден замедлиться, и автомобиль за тем автомобилем – тоже. Волна идет по дороге на скорости около 19 км/ч, и пока тот парень хрустит находкой, сзади уже все стоят.

Вандербильт объясняет это так: “Заминки в плотном движении, в которые вы попадаете, могут быть эхом того, что кто-то впереди вас задолго до этого момента сделал нечто совсем простое – например, перестроился”. Иначе говоря, не ты въезжаешь в пробку, а пробка докатывается до тебя.

Есть и другие факторы. Например, погода, которая может вызывать оптические иллюзии. Есть психологические и физические элементы. У всех разное настроение, разная степень энергичности, одни видят лучше, другие – хуже, у кого-то старый автомобиль, а у кого-то новый, в котором 150 км/ч кажутся сотней. Некоторые просто считают, что они должны всегда ехать впереди. Теперь видите, как обстоит дело?

И это лишь маленькая часть проблемы. Иногда просто слишком много людей едут одной дорогой, поэтому поток перенасыщается. Дорога буквально тонет в машинах. И это мы еще не считали дорожные работы и перекрытые дороги, и все остальное, что мешает получать удовольствие от поездок.

В далеком будущем, возможно, мы будем ездить пассажирами в колонне автомобилей-роботов, которая движется как слаженный косяк рыб. Но, боюсь, даже тогда будут возникать пробки. Однако есть ­надежда, что наше понимание законов трафика улучшится, и мы почувствуем себя раскрепощенно. Получить удовольствие от вождения все еще возможно. Нужно лишь знать хорошие места…



Штаб TfL

Если тем, кто управляет движением на многополосных автострадах, есть где развернуться, у их городских коллег все сложнее. Они вынуждены работать с узкими улицами, древними, как сточные трубы викторианской эпохи под ними. Некоторые улицы разгружают линии метро и автобусные маршруты, но подумайте: наши улицы – единственная часть транспортной системы, которая работает круглосуточно, без выходных, из года в год, не вставая на забастовки.

В штабе команды Transport for London на юге Лондона главный операционный директор Гаррет Эммерсон следит за тем, чтобы движение текло в состоянии дзэн… как вода в японском саду. По крайней мере, так должно быть.

В распоряжении его команды 5000 камер и 6000 светофоров. Наблюдение ведется из комнаты управления, залитой мягким белым светом от тесно наставленных мониторов. Здесь же диспетчеры автобусного движения (а водители автобусов работают “глазами” на улицах) и дорожное отделение лондонской полиции (при любом происшествии копы первыми окажутся на месте).

Но именно светофоры – ключ ко всему. “Представьте себе канализационную сеть, – говорит Гаррет. – Вы же не хотите, чтобы все хлынуло в одну трубу и полилось в один отстойник. Тут очень важно вовремя открыть правильные шлюзы”.

Итак, светофоры – это шлюзы. Более половины управляются автоматически, системой SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique). Используя магнитоизмерительные детекторы, зарытые в полотне, она считывает, насколько хорошо двигаются автомобили в определенном месте и окружающей территории. Потом обрабатывает эту информацию и на базе посекундного анализа изменяет фазы работы светофора. И пробка на данной дороге рассасывается.

А как работают камеры? “Видеть все необходимо, чтобы знать, что происходит и где нужно разрулить пробку”, – говорит Гаррет. Но нельзя же следить сразу за тысячами камер, вот почему так важно использовать магнитометры.

Они не только работают в реальном времени, но и подключены к пяти гигантским серверам, хранящим огромные объемы информации, собранной с дороги за много лет. Эта информация используется в моделях, прогнозирующих движение (помните формулу транспортного потока?). По этим моделям вырабаты­ваются новые, все лучшие фазы работы светофора в какое-то конкретное время – например, в понедельник утром, в час пик.

Конечно, даже самые умные алгоритмы не могут предсказать совершенно случайные события, которые в дорожном движении прогнозируются еще труднее, чем погода. Потому что, хотя метеорологи увидят грозу, идущую с Атлантического океана, до того, как она разразится, они никак не могут узнать, что такси Большого Дэйва сломается в Юстонском туннеле.

В этом случае и когда возникает пиковое движение (до сих пор необъяснимо и неожиданно), человеку пора брать управление на себя. Сначала нужно рассмотреть, в чем проблема с помощью камер, управляемых джойстиком. Потом решить, нужно ли что-то убрать с дороги, будь то битый грузовик или заплутавший гусь. Потом начинается магия: светофоры переводятся на ручное управление, чтобы расчистить образовавшийся хвост. “В сущности, на дорогах, ведущих от этого места, будет больше зеленого”, – говорит Гэррет. Казалось бы, все просто. Но это не так.

Все это делают умные люди, которые наблюдают за строчками кодированной информации в виде серии цифр, бегущими на экранах. Это фазы работы светофоров и информация от сенсоров о потоке автомобилей. Иногда они вбивают новые числа или буквы, что изменяет продолжительность зеленого или красного света. Напоминает одновременно “Матрицу” и старые табло с результатами футбольных матчей.

“Иногда люди говорят «там все встало наглухо», – рассказывает Гаррет. – Но это не так, потому что в дорожной сетке всегда есть пространство. Просто людям и компьютеру нужно найти это пространство. И с каждым днем, с каждой поездкой возможно все больше и больше. Благодаря SCOOT и тем сенсорам у нас появляется все более экспертное понимание того, как все работает. Но, в конечном счете, лучше всего помогает информация от водителей”. И тут, как вы поймете из следующей части, вступают бортовые гаджеты…



Пробкам – бой

Пока не пришло время глобального общения автомобилей друг с другом, самый надежный способ избежать пробок – запастись приличной навигацией. Большинство производителей навигации включают информацию о пробках, такая же фишка есть и в смарт­фонах. Но как они узнают, где прячутся пробки? И как их объехать?

TomTom (который мы используем для примера), как и большинство других систем, берет информацию из трех главных источников: 1) отдельные и штатные навигаторы; 2) диспетчерские коммерческих автопарков и 3) смартфоны со включенным GPS.

“Все они посылают замеренную скорость в наше облако по GPS, – говорит Ник Кон, старший эксперт компании. – Мы загружаем все это в большую машину, которая фильтрует и чистит информацию, отделяя ­надежную. И каждые 30 секунд обновляет картинку дорожной сети”.

Даже самые умные алгоритмы не могут предсказать простой случайности

Информация посылается напрямую на навигатор. Тот пропускает информацию через свой маршрутизатор. В приоритете всегда самый быстрый путь, но не всегда закоулками. Сначала он предлагает наиболее высокий класс дороги из возможных. Но если этот путь займет на полчаса больше, он предложит дорогу классом ниже и так далее.

Но не значит ли это, что пробка просто перемещается из одного места в другое? “Мы не видим ваш путь в облаке, – говорит Ник, – потому что он проложен штатной навигацией, с индивидуальными пунктами А и Б. Но, скажем, много людей едут по этому же направлению. Например, на футбольный матч. И все по одному шоссе. Сначала, на первой минуте, все они получат одинаковый маршрут, но потом, на второй минуте, программа увидит проблему, и люди, которые дальше запрашивают это направление, будут направляться другой дорогой”.

Так информация пойдет обратной волной, позволяя тем, кто едет сзади, свернуть до того, как они упрутся в затор.

Но есть и другая значимая информация. Дорожные работы, запланированные перекрытия дорог и сообщения о ЧП от местных властей. Как все это обработать? “Для таких событий, как лондонский марафон, мы собираем информацию, откуда только можем, и специальная команда вносит ее вручную”, – говорит Ник. Вот радость-то для Гаррета в TfL…

Как и гигантская база Гаррета, TomTom тоже проводит исследования. В основе каждого движка – годы измерений, занесенных на карты. Данные о скорости, начиная с 2007 года, разобранные по времени дня, дням недели. Сведения о пробках и о том, сколько времени уходит на то, чтобы их разрулить. Поэтому даже если ты не подписы­ваешься на услуги “пробки в реальном времени”, у навигации все равно есть представление о том, чего избегать.

Но чтобы избежать заторов, стоит потратить несколько фунтов на информацию в реальном времени. Исследования показали, что если всего 10% водителей будут правильно и своевременно информированы, пробок может стать значительно меньше. Но все зависит от того, есть ли объездные пути. С лондонским часом пик вряд ли что-то можно поделать, но в городах, где машин меньше, объез­дом можно скостить часть времени.

“В результате мы можем выжать больше из нашей нынешней сети дорог, – считает Ник. – Есть пути, которыми люди не пользуются”.

Хорошая новость, особенно для тех, кто любит водить. И мы говорим не только о том, чтобы уменьшить время в пути. Технологию легко адаптировать для того, чтобы водителям рассылались напоминалки, что их любимые дороги свободны. “В каком-то смысле мы уже так делаем, давая информацию в реальном времени, – говорит Ник. – Вся нужная информация существует. У нас нет отдельного продукта для свободных, интересных дорог. Но мы могли бы сделать что-нибудь хорошее, основываясь на том, что интересно водителю”.

Если это случится, опция “самый быстрый путь” приобретет совершенно новое, буквальное значение. Только муравьям не говорите, ладно?

ТЕКСТ: ДЭН РИД / РЕПОРТАЖ: СЭМ ШРИМПТОН

TopGear: Практика

Зачем ставят широкие колеса и эффективны ли они в городе?

Почему ездить со сколами на лобовом стекле опасно?

Нужно ли прогревать двигатель в жару?

Как поднять мощность двигателя без чип-тюнинга и без доработок в конструкции?

Одинаково ли накажут за пересечение одинарной или двойной линий дорожной разметки?

В каких случаях можно опережать по обочине?

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика