В России раскрыли механизм образования дорожных пробок

Общепринятая теория утверждает, что автомобильные пробки образуются из-за эффекта «перетормаживания» водителей. Новое исследование демонстрирует, что основную роль играет обратный процесс — явление «переускорения».
Автор Hi-Tech Mail
Вероятность «переускорения» резко падает в синхронизированном потоке, что и объясняет метастабильную природу заторов: маленькое замедление может или рассосаться, или, превысив критический порог, стать причиной возникновения огромного затора.
Вероятность «переускорения» резко падает в синхронизированном потоке, что и объясняет метастабильную природу заторов: маленькое замедление может или рассосаться, или, превысив критический порог, стать причиной возникновения огромного затора.Источник: Unsplash

Специалисты МФТИ вместе с зарубежными коллегами выявили микромеханизмы образования дорожных пробок. Их работа станет фундаментом для радикального усовершенствования алгоритмов автономного вождения и принципиально новых подходов к управлению транспортным движением, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.

Традиционная точка зрения гласит, что дорожные заторы появляются из-за феномена «перетормаживания». Один автомобиль резко останавливается, второй замедляется с задержкой и снижает скорость еще больше, провоцируя цепную реакцию, ведущую к возникновению затора. Российско-немецкий коллектив ученых доказал, что главную роль в образовании пробок играет противоположный фактор — «переускорение».

«Переускорение — это поведение водителя или автопилота, при котором он стремится сильнее ускориться, чтобы вернуться к свободному движению, выбравшись из локального замедления потока. Наша модель демонстрирует, что именно конкуренция между двумя тенденциями — желанием ускориться и необходимостью адаптироваться к скорости впереди идущей машины — определяет, возникнет ли затор или поток останется свободным», — комментирует соавтор статьи, профессор кафедры общей физики МФТИ Сергей Кленов.

Эмпирический пример спонтанного F->S перехода с последующим образованием сложной структуры заторного движения. Усредненные данные скорости транспортного потока, измеренной детекторами на трехполосной автостраде А5-Север в Германии 23 марта 2001 года.
Эмпирический пример спонтанного F->S перехода с последующим образованием сложной структуры заторного движения. Усредненные данные скорости транспортного потока, измеренной детекторами на трехполосной автостраде А5-Север в Германии 23 марта 2001 года.Источник: Kerner B.S. The Physics of Traffic. Springer, 2004

Помимо намеренного стремления увеличить скорость, феномен «переускорения» возникает естественным образом при маневрах выезда с полосы разгона или перестройки. Такой механизм может действовать, даже не будучи явно заложенным в алгоритмы управления. Различные типы «переускорения» — например, при перестроении и обычном ускорении на своей полосе — способны взаимно усиливать друг друга, совместно поддерживая свободный поток и отодвигая момент возникновения затора.

Механизм «переускорения» наблюдается как в потоке обычных машин, управляемых людьми, так и в чисто автономных системах адаптивного круиз-контроля (ACC). Следовательно, разработчикам программного обеспечения для беспилотников и интеллектуальных транспортных решений важно учитывать данный аспект. Авторы подчеркнули, что изучение процессов «переускорения» станет важным инструментом для проектирования эффективных и надежных систем управления будущим комбинированным транспортом, включающим одновременно обычные автомобили и автоматизированные машины.

Тем временем Минтранс подготовил новый закон о беспилотниках на дороге. Рассказали о нем в другом материале Hi-Tech Mail.