Застряли в пробке? Математики вычислили самый быстрый способ из нее выбраться

Миллионы владельцев автомобилей по всему миру ежедневно проводят много времени в пробках. Они отнимают у водителей время, топливо и терпение. Математик Ранда Херзалла из Уорикского университета, Великобритания, рассказывает, каким образом можно добраться к месту назначения быстрее, если люди оказались в пробке, пишет Independent.

Многие люди считают, что для возникновения пробки на дороге нужна причина, например, авария или дорожные работы. Но часто пробки вообще не имеют очевидной причины. Они известны как "фантомные пробки". Это волны, которые движутся назад сквозь поток машин, хотя все автомобили движутся вперед.

Как показали исследования, крошечные различия во времени торможения разных автомобилей перерастают в волну, которая непрерывно двигается назад во время движения потока машин.

Дело в том, что один водитель может затормозить немного сильнее, чем необходимо. Водитель машины, которая едет сзади реагирует на это немного позже и тормозит немного сильнее. Следующий водитель делает то же самое.

Таким образом, первоначальное крошечное нарушение движения нарастает, распространяясь назад, пока водители в сотнях метров позади не будут вынуждены полностью остановиться, хотя никто не может понять, что изначально вызвало пробку.

Есть одно популярное уравнение в теории дорожного движения — q = ρv, где q — транспортный поток (количество автомобилей, проезжающих через точку каждый час), ρ — плотность движения (количество автомобилей на дороге), а v — их средняя скорость.

Это уравнение объясняет одно интересное явление. Добавление большего количества транспортных средств увеличивает общий транспортный поток, поскольку по дороге проезжает больше автомобилей. Но как только дорога становится слишком перегруженной, все вынуждены снижать скорость. В конечном итоге, это снижение скорости перевешивает увеличение количества транспортных средств, так что общий транспортный поток уменьшается. Уравнение показывает, что существует оптимальная плотность движения, которая максимизирует количество транспортных средств, проезжающих по дороге каждый час. После этого момента увеличение количества автомобилей снижает эффективность дорожного движения и увеличивает время, необходимое всем для достижения пункта назначения.

Математические модели, первоначально разработанные для инженерных систем, помогают по-новому взглянуть на дорожное движение. Как показало еще одно исследование, достаточно изменить поведение во время движения в пробке, чтобы ускорить прибытие к месту назначения.

Математик Ранда Херзалла дает три совета по вождению, подкрепленные математическими доказательствами. Если все будут их применять, это должно сократить время, проведенное в пробках.

• Соблюдайте безопасную дистанцию;
• Плавно разгоняйтесь и тормозите;
• Сопротивляйтесь искушению постоянно перестраиваться на другую полосу, ведь это не решит, а только усугубит проблему.

Прикладная математика показывает, что самый быстрый путь к месту назначения — это не более агрессивное вождение, а поддержание стабильности всей системы. В данном случае транспортного потока.

Другие новости науки

• Tesla устроила гонки на трассе: водитель автомобиля спокойно спал за рулем.
• Неизвестная сила меняет Плутон: впервые на планете нашли загадочное движение.