Bagaimana kita diganggu oleh mobil, menyebabkan kemacetan lalu lintas dan runtuh

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Pembangunan jalan raya memperburuk situasi di jalan. Rute baru menyebabkan kemacetan lalu lintas. Navigator mempercepat kemacetan. Mengapa tampaknya tindakan yang tepat memperburuk masalah kemacetan lalu lintas?

Pihak berwenang dengan gembira melaporkan apa yang telah dilakukan untuk memperbaiki situasi di jalan, dan bergerak di sekitar kota membutuhkan lebih banyak waktu. Pengemudi menganggap kemacetan lalu lintas sebagai hasil dari konspirasi korup atau ketidakmampuan total pejabat, karena setiap orang yang memiliki mobil yakin bahwa dia tahu jawaban atas pertanyaan abadi Rusia.

SIAPA YANG BERSALAH?

JALAN

Karakteristik mendasar dari suatu jalan yang menentukan apakah akan terjadi kemacetan lalu lintas di atasnya adalah throughput. Dan batasnya sekitar 1.500 mobil per jam per strip. Baik kualitas aspal, bemper, maupun marka tidak dapat meningkatkan indikator ini, karena mobil harus menjaga jarak beberapa detik dan memiliki ukuran fisik. “Selain itu, throughput jalan umumnya ditentukan oleh throughput titik tersempitnya,” catat ahli matematika, dosen senior di Departemen Teknologi Pemodelan Sistem Kompleks di Sekolah Tinggi Ekonomi Yuri Dorn. - Katakanlah, jika jalan raya lima lajur yang indah sepanjang 1000 km di satu tempat menyempit menjadi dua lajur, kapasitas totalnya akan seperti jalan dua lajur. Dan lebih buruk lagi: karena fakta bahwa mobil melambat, berubah dari lima baris menjadi dua, hasil akhir akan lebih rendah."

Jalan memiliki fitur lain yang tampaknya bertentangan dengan akal sehat. Jadi, dengan peningkatan kecepatan pergerakan, kapasitas jalan bisa berkurang. “Jumlah mobil yang melewati penampang jalan per satuan waktu, kecepatan mobil, dan kepadatan lalu lintas dalam mekanika transportasi dihubungkan dengan rumus sederhana N = vq,” jelas Evgeny Nurminsky, pakar pemodelan matematika dari arus lalu lintas, profesor Departemen Metode Matematika di bidang Ekonomi di Sekolah Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Federal Timur Jauh. … - N adalah intensitas lalu lintas, otomatis / jam; v - kecepatan kendaraan, km / jam; q - kepadatan aliran, otomatis / km. Dengan mengubah satu parameter, kami menarik sisanya bersama kami. Jika mobil bergerak dengan kecepatan 200 km / jam, kepadatan lalu lintas akan sangat rendah, karena pengemudi harus menjaga jarak jauh. Dengan demikian, aliran mobil, yang sama dengan produk kepadatan dan kecepatan, akan lebih kecil daripada kecepatan 60 km / jam."

GORK DIRI SENDIRI

Sementara peningkatan kecepatan dapat menyebabkan penurunan lalu lintas di jalan, efek yang sama dicapai dengan penurunan kecepatan. Lalu lintas mobil turun drastis saat mobil melaju lebih lambat dari 20 km/jam. “Pada kecepatan rendah seperti itu, kemungkinan maksimum 1.500 mobil per jam tidak akan keluar dari kemacetan: mereka bergerak terlalu lambat untuk itu. Jika hanya 1000 mobil yang pergi, 500 mobil akan berkumpul dalam kemacetan lalu lintas dalam satu jam. Mempertimbangkan ukuran fisik mobil (sekitar lima meter) dan jarak ke mobil tetangga, kemacetan lalu lintas sepanjang 2,5 km, "kata analis terkemuka Yandex. Kemacetan lalu lintas "Leonid Mednikov. Dan mobil-mobil baru terus-menerus melaju ke tempat kemacetan, sehingga mungkin tidak larut untuk waktu yang lama.

TEKNIK

Apa Yandex. Macet"

Layanan paling populer di Rusia yang menampilkan kemacetan secara real time adalah Yandex. Macet". Para pengemudi menuduhnya "memutar-mutar" data dan salah mengartikan situasi. Analis layanan terkemuka Leonid Mednikov menjawab keluhan utama pengguna.

Beban kerja kota ditentukan berdasarkan penilaian situasi di jalan-jalan utama dan jalan raya, yang daftarnya sedikit berubah. Jalan-jalan ini membentuk "kerangka transportasi" yang memungkinkan Anda bepergian ke seluruh kota. Layanan mempertahankan skala peringkat sehingga 10 poin mencerminkan lalu lintas yang benar-benar "mati". Jika peringkat tetap tidak berubah, maka dengan memburuknya situasi secara umum di kota (sayangnya!), Layanan akan selalu memberikan 10 poin dan pengemudi tidak akan dapat memprediksi secara memadai berapa lama perjalanan akan berlangsung.

Sebelumnya, jalan dengan kecepatan lebih dari 30 km / jam ditampilkan dalam warna hijau, kurang dari 15 km / jam dalam warna merah, semua yang ada di tengah ditampilkan dengan warna kuning. Tapi sekarang layanan menggunakan gradasi warna relatif: itu mencerminkan kemacetan lalu lintas tidak secara umum, tetapi dibandingkan dengan situasi biasa untuk tempat ini. Oleh karena itu, lalu lintas di bagian "kuning" dari Jalan Lingkar Moskow mungkin sebenarnya lebih cepat daripada di bagian "hijau" dari jalan samping dengan lampu lalu lintas dan penyeberangan.

Layanan menunjukkan situasi yang diprediksi berdasarkan data masa lalu di situs tertentu. Namun rute masih dibangun tanpa memperhitungkan informasi ini. Karena itu, setelah berangkat tepat sebelum jam sibuk malam, di tengah jalan Anda dapat mengalami kemacetan lalu lintas yang padat, yang terbentuk dalam beberapa menit. "Dengan mempertimbangkan perkiraan perkembangan situasi sejauh ini adalah satu-satunya hal di mana orang berada di depan navigator," kata Leonid Mednikov.

STRUKTUR KOTA

Salah satu struktur kota yang paling efisien, yang memungkinkan distribusi arus lalu lintas terbaik, adalah struktur bersarang persegi. Tetapi sebagian besar kota di Rusia memiliki struktur cincin dengan jalan radius. Kota-kota seperti itu dibentuk di lokasi benteng, secara bertahap berkembang. Struktur seperti itu ideal untuk perlindungan dari tetangga yang berperang, tetapi arus lalu lintas di kota-kota lingkar didistribusikan seburuk mungkin: baik jalan raya lingkar pusat dan jalan keluar, di mana orang-orang sampai ke pusat di pagi hari dan meninggalkannya di malam hari, ternyata kelebihan beban. “Selain itu, di megalopolis dengan struktur ring, pengemudi mengalami overrun yang sangat besar, terkadang puluhan kilometer per perjalanan,” tambah Yuri Dorn.

Para ilmuwan mengatakan bahwa kota-kota berbentuk cincin seringkali memiliki konektivitas yang rendah. Artinya, ada beberapa cara untuk pergi dari satu tempat ke tempat lain, dan mobil menumpuk di jalan-jalan utama yang tidak bisa lewat.

Mencoba membongkar jalan raya yang selalu berdiri yang menghubungkan berbagai distrik kota, pihak berwenang memperluas jalan, tetapi ini tidak efektif. Sebagai contoh, banyak jalan raya keluar Moskow menuju pusat yang padat di satu ujung, dan di ujung lainnya menjadi kantong tidur yang padat penduduk. “Keluar / pintu masuk ke jalan raya seperti itu menciptakan titik kemacetan lalu lintas, yang dengan pertumbuhan kota, menemukan diri mereka jauh di dalam.

Selain itu, jalan raya tersebut memotong jalur transportasi yang ada, catat Nurminsky. "Untuk menetralisir efek berbahaya, Anda perlu membangun banyak simpang susun dan jalan memutar, yang menyangkal ide asli dan sangat mahal."

PEMBAYARAN

Sudut pandang

Arus lalu lintas dapat digambarkan dengan berbagai tingkat "perkiraan", dan untuk ini, peralatan matematika dari berbagai bidang ilmu digunakan. Keputusan pengemudi lokal dimodelkan menggunakan teori automata seluler. Untuk menggambarkan perilaku arus lalu lintas pada tingkat masing-masing jalan, peralatan hidrodinamika digunakan - ilmu tentang perilaku fluida. Teori permainan dan teori optimasi digunakan untuk memprediksi beban pada jaringan transportasi dan distribusi arus di sepanjang rute.

PENGEMUDI

Siapa pun yang mengendarai mobil tahu bahwa nanodetik adalah waktu di mana pengemudi dari belakang mulai membunyikan klakson setelah menyalakan lampu lalu lintas hijau. Pengemudi yang menganggap diri mereka masuk akal sangat kesal pada saat-saat seperti itu, percaya bahwa penundaan singkat tidak akan mempengaruhi situasi lalu lintas. Dan mereka salah.“Kelambatan mengemudi dapat memicu kemacetan,” kata Nurminsky. - Kemacetan lalu lintas adalah sistem non-linier dengan umpan balik positif yang kuat, yaitu, sebagai respons terhadap sinyal yang masuk, ia berperilaku sangat berbeda dari yang Anda harapkan. Misalnya, Anda sedang menelepon saat mengemudi dan melambat. Tampaknya baik-baik saja, tetapi semua pengemudi di belakang Anda dipaksa untuk memperlambat - dan ada kemacetan lalu lintas yang dapat larut selama satu jam."

Namun penyebab utama peningkatan kemacetan justru meningkatnya rasionalitas pengemudi. Bahkan jika untuk kesederhanaan pengendara memiliki dua pilihan jalan - tentu saja, ia akan condong ke arah rute tercepat. Pengemudi lain yang berniat mengemudi ke arah yang sama akan melakukan hal yang sama. Akibatnya, jalan yang lebih cepat lebih cenderung dipenuhi mobil, kapasitasnya tidak lagi cukup - dan kemacetan lalu lintas terbentuk. Pengendara yang berangkat belakangan, melihat kemacetan di jalur favoritnya, mengambil jalan yang lebih panjang namun lebih mudah, karena kini waktu tempuh di kedua jalur itu sama. Jika beberapa pengemudi awalnya lebih suka rute yang lebih panjang, tidak akan ada kemacetan lalu lintas di rute pendek.

Situasi ketika waktu tempuh pada semua rute yang benar-benar digunakan menjadi sama disebut keseimbangan Nash - Wardrop dalam pemodelan transportasi. Dalam keadaan ini, tidak ada upaya pengemudi untuk mengubah rute yang dapat mengurangi waktu tempuh. Selain itu, seperti yang baru-baru ini ditunjukkan oleh para ilmuwan dari Korea dan Amerika Serikat, melemparkan pengendara di jalan pintas untuk menghemat beberapa menit secara nyata memperburuk situasi secara keseluruhan. Ketika ada banyak mobil, situasi jalan pasti akan mencapai keseimbangan Nash-Wardrop. Dengan menjamurnya navigator yang menunjukkan kemacetan lalu lintas, "merayap" ke dalamnya semakin cepat: pengemudi yang pergi nanti sekarang segera mengambil jalan memutar. Tapi, seperti yang dijelaskan Yuri Dorn, navigator tidak memperburuk situasi. Mereka mempercepat pembentukan kemacetan lalu lintas, tetapi ada lebih sedikit mobil di masing-masing - lagipula, beberapa pengemudi segera melewati rute alternatif. Selain itu, beberapa pengendara mengubah waktu keberangkatan untuk memperlancar beban puncak. Akhirnya, berkat navigator, banyak orang belajar tentang jalan pintas. “Tentu saja, bagi pengemudi yang sebelumnya berkendara bebas di rute yang sulit, situasinya menjadi lebih buruk, tetapi total waktu tempuh di semua jalan berkurang. Namun, waktu perjalanan total dan bahkan individu seringkali dapat meningkat,”simpul Dorn.

MOSKOW

Di Rusia, ada kemacetan lalu lintas di kota besar mana pun, tetapi ibu kota paling menderita karenanya. “Sejumlah besar kegiatan terkonsentrasi di Moskow, termasuk yang cukup spesifik: sektor keuangan, sains, dan bisnis. Seseorang yang bekerja, katakanlah, di suatu institut, harus pergi ke sana. Dan untuk tenaga penjual atau orang dengan profesi non-spesialisasi lainnya, tautan ke suatu tempat tidak begitu relevan,”kata Dorn. Selain itu, sebagian besar pekerjaan terkonsentrasi di pusat, sementara orang-orang tinggal lebih dekat ke pinggiran. Akibatnya, aliran pendulum terbentuk, menempati jalan yang sama, di mana kemacetan terjadi hampir sepanjang hari.

Tingginya biaya perumahan di pusat kota dan kebiasaan orang Rusia yang menganggap apartemen mereka sendiri sebagai nilai yang besar mencegah orang pindah lebih dekat ke tempat kerja. Gagasan otoritas ibu kota untuk "merelokasi" pejabat ke pinggiran juga diam-diam memudar. Namun, transfer tidak akan menyelesaikan masalah: jika kantor tempat pejabat itu bekerja dipindahkan dari pusat, katakanlah, ke Mitino, tetapi pejabat itu tinggal di Chertanovo, ia masih akan bekerja melalui setengah dari Moskow.

APA YANG HARUS DILAKUKAN?

JANGAN MENCOBA UNTUK MELEPAS colokan TERPISAH

Postulat utama ilmu transportasi sama dengan kedokteran: kemacetan lalu lintas harus diatasi sebelum muncul. Tindakan yang mencegah terjadinya kemacetan akan membuahkan hasil, daripada upaya untuk menghilangkan kemacetan lalu lintas yang paling berbahaya secara poin demi poin.“Dimungkinkan untuk memperbaiki situasi di tempat-tempat yang tidak efektif secara lokal, kadang-kadang cukup untuk mengambil beberapa tindakan sederhana - misalnya, lepaskan belokan kiri dan putar balik 500 meter setelah persimpangan. Kemacetan akan hilang dari sini, tetapi tidak akan hilang sama sekali, tetapi hanya akan pindah ke tempat lain,”jelas Nurminsky.

MATEMATIKA

PARADOKS BRESA

Pembangunan jalan baru yang menghubungkan jalan yang sudah ada dapat memperburuk situasi di seluruh jaringan transportasi. Karena jalan saling berhubungan, tampilan bagian lain dari trek, di mana selalu ada mobil sekarang, meningkatkan waktu tempuh di semua rute. Situasi dapat diperbaiki dengan menutup "jalan Braesov" ini. Namun, tidak mungkin untuk mendeteksinya: kemacetan lalu lintas tidak menumpuk di sana, tetapi di rute lain.

POSTULAT LEWIS-MOHRIDGE

Semakin banyak jalan yang dibangun, semakin banyak mobil yang muncul. Beberapa orang lebih suka beralih dari angkutan umum ke pribadi.

PARADOKS BAWAH-THOMSON

Kecepatan rata-rata kendaraan pribadi tergantung pada kecepatan pengguna umum sampai di tempat tujuan. Semakin berkembangnya angkutan umum, semakin banyak orang yang memilih mobil pribadi.

PARADOKS BABI-MALAM-BAWAH

Menambahkan jalan alternatif, di mana orang memilih rute secara rasional (“egois”), mengarah pada keseimbangan yang stabil: setiap orang mengendarai kendaraannya sendiri, dan bus tetap kosong. Apalagi waktu tempuhnya sama.

JANGAN MEMBANGUN JALAN DAN JANGAN MEMPERKENALKAN RUTE BARU

Keputusan yang tampaknya jelas untuk membangun sebanyak mungkin jalan untuk meningkatkan kapasitas jaringan transportasi juga tidak berhasil. “Melihat ada banyak jalan bebas hambatan, beberapa juta orang akan beralih ke mobil, dan semua rute baru juga akan berhenti,” kata Dorn. Jika permintaan jalan yang terus meningkat dipenuhi tanpa henti, cepat atau lambat semua ruang kosong di kota akan dibangun dengan jalan raya, tempat mobil diparkir sepanjang waktu.

Memperkenalkan rute angkutan umum baru secara sembarangan juga tidak ada gunanya. “Contoh tipikal adalah pengenalan stasiun kereta bawah tanah baru di pinggiran kota,” kata Dorn. “Mengingat bahwa kapasitas persimpangan utama di tengah dan jumlah kereta yang dapat berjalan dalam satu jalur terbatas, tindakan seperti itu hanya menyebabkan” menimbulkan”kemacetan lalu lintas di metro.”

MASUKKAN LAMPU

Jalan raya bebas lalu lintas, yang disukai banyak pengendara, juga memperburuk kemacetan lalu lintas. “Lampu lalu lintas menipiskan aliran dan tidak membiarkannya menebal,” jelas Nurminsky. - Idealnya, tugas lampu lalu lintas adalah menjaga kepadatan lalu lintas yang optimal di mana arus lalu lintas maksimum. Di kota, ini dicapai dengan kecepatan sekitar 60 km / jam."

BUAT JALAN BERBAYAR

Dalam kondisi yang khas untuk sebagian besar kota besar, ketika ada lebih banyak orang yang ingin bepergian di jalan daripada yang dapat mereka tampung, perutean menjadi ukuran paling efektif, yaitu, secara artifisial mengurangi daya tarik jalur tertentu. Misalnya dengan memperkenalkan tarif. “Ketika batas bandwidth terlampaui, Anda pasti akan membuang-buang sumber daya untuk menebus perbedaan antara rute yang lebih efisien dan kurang efisien. Biasanya sumber daya ini adalah waktu dan saraf yang hilang dalam lalu lintas. Jalan tol memungkinkan mereka yang ingin mengkompensasi perbedaan ini bukan dengan waktu, tetapi dengan uang,”jelas Yuri Dorn.

Harga yang mahal memaksa orang untuk mengubah kebiasaan mereka: misalnya, mencari pekerjaan yang memungkinkan mereka bekerja sebagian di rumah atau menunda waktu keberangkatan. “Tentu saja, orang kurang nyaman dibandingkan dengan jalan yang kosong. Tetapi tidak ada jalan kosong di kota untuk waktu yang lama: Anda perlu membandingkan situasi saat ini dengan situasi ketika kota dalam kemacetan lalu lintas. Bagi mereka yang mengambil jalan memutar atau pergi nanti, tidak ada yang berubah: biayanya tetap sama. Tetapi bagi mereka yang memutuskan untuk membayar, situasinya telah membaik. Pada saat yang sama, efisiensi jalan secara umum meningkat, karena tidak diukur dengan tidak adanya kemacetan lalu lintas, tetapi dengan total waktu yang dihabiskan semua pelancong di jalan,”catat Dorn.

BELAJAR ILMU

“Masalah kemacetan jalan hanya dapat diselesaikan secara komprehensif, dengan menghitung efek jangka panjang dari semua tindakan yang diperkenalkan menggunakan model matematika yang kompleks,” kata Yevgeny Nurminsky. "Sains adalah wanita yang bijaksana, untuk memberikan jawaban yang benar, perlu waktu, dan para pejabat ingin semuanya selesai kemarin." Karena itu, uang kolosal sering dihabiskan untuk proyek-proyek yang tidak berdampak atau bahkan memperburuk situasi di jalan.

Masalahnya semakin diperumit oleh fakta bahwa Rusia sangat kekurangan data yang memungkinkan untuk membuat model transportasi yang memadai. “Di AS, misalnya, masalah ini diselesaikan dengan undang-undang: jika pengembang ingin menerima subsidi untuk pembangunan jalan atau bangunan, ia harus mengajukan studi kelayakan, di mana semua parameter konstruksi akan dihitung menurut metode tertentu. Akibatnya, banyak departemen transportasi dan analitis muncul di tingkat kota, yang menyiapkan semua informasi yang diperlukan. Ini menciptakan pesanan yang kuat untuk spesialis transportasi, dan sekarang hampir setiap universitas besar Amerika memiliki divisi penelitian transportasi,”kata Nurminsky.

MEKANISME

Semuanya logis

Seringkali sepertinya steker terbentuk tanpa alasan. Tapi ada penjelasan untuk kemacetan misterius itu.

gabus keluar dari apa-apa

Biasanya, kecelakaan terjadi di bagian jalan ini, yang sudah lama hilang. Sementara mobil berada di tempat, kapasitas jalan turun dari, katakanlah, 1.500 menjadi 1.000 kendaraan per jam. Setelah pelaku kecelakaan meninggalkan tempat kejadian, kemacetan tetap terjadi sampai semua mobil yang terkumpul lewat. Jika 500 mobil telah berkumpul dalam satu jam, maka mereka akan meninggalkan kemacetan "tanpa alasan" selama 20 menit lagi, dan selama ini mobil baru akan bangun di belakang kemacetan lalu lintas.

KONFLIK DALAM CUACA BURUK

Bahkan tanpa adanya kecelakaan, kemacetan jalan meningkat: pengemudi cenderung menjaga jarak aman, kepadatan kendaraan dan kapasitas jalan menurun.

Jammers di sisi lain dari sebuah kecelakaan

Kemacetan seperti itu terbentuk karena rasa penasaran pengendara. Bahkan jika pengemudi mengerem sedikit, semua mobil yang melaju di belakangnya juga dipaksa untuk melambat. Kapasitas turun dan gelombang perlambatan ini merambat ke hilir. Mobil yang berpindah dari satu baris ke baris lainnya memberikan efek yang sama: mereka memaksa beberapa jalur untuk melambat sekaligus.

BERUBAH PIKIRAN

Mustahil untuk menghancurkan kemacetan lalu lintas di kota-kota Rusia tanpa mengubah stereotip sosial. “Memecahkan masalah bagaimana orang pergi ke pusat dan kembali setiap hari adalah sia-sia. Anda perlu memotivasi orang untuk memilih tempat lain untuk dikunjungi,”kata Dorn. Tetapi sementara pekerjaan, terutama di Moskow, terkonsentrasi di pusat, di mana perumahan sangat mahal, dan praktis tidak ada pasar sewa "kulit putih", tidak ada alat nyata yang dapat meningkatkan mobilitas warga.

“Memecahkan masalah kemacetan lalu lintas dan membuat kehidupan dapat diterima oleh semua orang membutuhkan rencana kota jangka panjang yang mempertimbangkan lebih dari sekadar situasi lalu lintas,” kata Dorn. - Logika rencana ini akan menentukan bagaimana membangun sistem transportasi. Dan dengan terus-menerus menyesuaikan dengan kebutuhan pengendara saat ini, dalam 10 tahun masalah dapat diperparah, dan menjadi tidak realistis untuk menyelesaikannya.”