Kas tai yra iliuzinės eismo spūstys ir kaip jas sukuria patys vairuotojai: į ją pakliuvęs profesorius viską atkūrė laboratorijoje ir aiškina, kaip tai vyksta (Video)

„Kartoji sau, kad tikriausiai įvyko avarija arba remontuojamas kelias, – pasakoja Masačusetso technologijų instituto (MIT) kompiuterijos profesorius Bertholdas Hornas. – Bet paskui pajudi iš vietos ir nuvažiavus gana nemažą atstumą paaiškėja, kad nieko panašaus nėra ir nebuvo.“

Gali būti, kad atlikus naują mokslinį tyrimą atrastas būdas įveikti šiuos erzinančius eismo atvejus. Pasirodo, tereikia kelyje palaikyti vienodus atstumus tarp transporto priemonių, o ne minti priekyje važiuojančiam vairuotojui ant kulnų.

Vienodi atstumai

B. Hornas sako, kad iliuzinės eismo spūstys yra palyginti nauja greitkeliu plūstančio transporto priemonių srauto savybė. Tokia spūstis prasideda tuomet, kai vienas tankiame sraute riedantis automobilis bent truputį sulėtina greitį. Dėl to už jo važiuojantis vairuotojas spusteli stabdžio pedalą kiek stipriau ir ši banga vis stiprėdama nusirita per visą eismo juostą.

Toli užnugaryje riedančios transporto priemonės yra priverstos visiškai sustoti, kad neatsitrenktų į priekyje lėčiau važiuojančius automobilius. Kaip aiškina B. Hornas, taip visas eismas sustoja be jokios apčiuopiamos priežasties.

Daug metų bandęs išspręsti iliuzinių eismo spūsčių problemą mokslininkas rado sprendimą. Pasirodo, jas veiksmingai slopina vienodi atstumai tarp sraute dalyvaujančių automobilių, jei kiekvienas vairuotojas stengtųsi išlaikyti vienodus tarpus tarp priešakyje ir užpakalyje riedančių transporto priemonių. B. Hornas teigia, kad pastoviai palaikant pakankamai didelį atstumą vairuotojams nebūtina taip smarkiai spausti stabdžio pedalą, todėl poveikio banga stiprėja lėčiau. Iš esmės kiekvienam vairuotojui reikėtų nuolat koreguoti greitį, kad automobilis visada būtų vienodu atstumu nuo priekyje ir užpakalyje važiuojančių transporto priemonių.

B. Hornas šį metodą vadina dvišale kontrole. Jo nuomone, ją galima įdiegti palyginti paprastai pakoregavus daugelyje automobilių jau esančias prisitaikančias pastovaus greičio palaikymo sistemas. Tokie pokyčiai padėtų išspręsti iliuzines eismo spūstis artimiausius kelerius metus, o gal net kelis dešimtmečius, kol keliuose prigis kiti sprendimai, pavyzdžiui, savaeigių automobilių tinklas.

Nelipti ant kulnų

Eismo spūstis sukelia keletas veiksnių, kaip antai prastai suprojektuoti arba perkrauti keliai, vietiniai veiksniai, tokie kaip šviesoforų programos, ir įvairūs įvykiai, pavyzdžiui, transporto priemonių susidūrimai bei remonto darbai.

B. Hornas sako, kad iliuzinės eismo spūstys tik sustiprina visas šias problemas. Naująjį tyrimą atlikę mokslininkai apskaičiavo, kad pašalinus šį reiškinį kasmet būtų sutaupoma maždaug 121 mlrd. JAV dolerių. Kaip B. Hornas pareiškė internetinei mokslo žinių svetainei „Live Science“, būtent tiek šiuo metu eismo spūstys kainuoja JAV ekonomikai.

Naujasis tyrimas, kurį B. Hornas drauge su podaktarinių studijų kolega Liangu Wangu 2017 m. gruodžio 6 d. paskelbė žurnale „IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems“, atskleidžia, kaip dvišalė kontrolė gali padėti įveikti minėtąją problemą.

Mokslininkai perkėlė realaus pasaulio eismą į kompiuterinius modelius, kurie atskleidžia, kaip atrodytų įprastas JAV greitkelis, jei automobiliuose būtų įdiegta minėtoji sistema. B. Hornas sako, kad ji pakeistų daugelio vairuotojų įprotį lipti priešakyje važiuojančiai transporto priemonei ant kulnų.

„Šiandien įprastomis sąlygomis per valandą viena juosta pravažiuoja 1800 automobilių, – sako B. Hornas. – Su dvišale kontrole šį skaičių būtų galima padvigubinti. Dažniausiai eismo pralaidumas didinamas tiesiant papildomas eismo juostas ir naujus greitkelius, bet tiesti naujus kelius labai brangu. Jei pavyktų pagrindiniuose keliuose padidinti pralaidumą bent 50 proc., tai jau būtų didelis pasiekimas.“

Gyvūnų patirtis

Kaip dvišalė kontrolė mažina eismo spūstis, B. Hornas ir L. Wangas pademonstravo ir automatizuotu imituokliu, kurį sukūrė padedami Meino valstijos aukštųjų mokyklų inžinerijos studentų. Didinant atstumą tarp transporto priemonių automobilių lėtėjimo efektas silpsta, todėl eismas nevirsta iliuzine spūstimi.

Šio projekto vaizdo įraše matyti virtinė trasa lekiančių savaeigių robotų. Be dvišalės kontrolės jie anksčiau ar vėliau susigrūda į iliuzinę spūstį. Įjungus dvišalę kontrolę (patalpoje sužybsėjus šviesomis) kiekvienas savaeigis robotas bando išlaikyti vienodą atstumą tarp priekyje bei užpakalyje važiuojančių robotų ir iliuzinių spūsčių nebelieka.

Tirdamas iliuzines eismo spūstis B. Hornas išsiaiškino, kad žuvų guotai ir paukščių bei šikšnosparnių pulkai panašias atstumo palaikymo strategijas naudoja tam, kad nesusidurtų vieni su kitais plaukiodami arba skraidydami itin tankiomis grupėmis. Tiriant milijonus šikšnosparnių, kurie temstant plūsteli iš urvų Pietryčių Azijoje, paaiškėjo, kad kiekvienas šių gyvūnų taiko tam tikrą dvišalę kontrolę, kad tikimybė susidurti su kitais šikšnosparniais tankiame būryje kuo labiau sumažėtų.

Kitaip nei šikšnosparniams, paukščiams ir žuvims, žmonėms sunkiau įvertinti už nugaros esančius atstumus. Kad įveikti šį trūkumą, bendradarbiaudamas su japonų automobilių gamintoja „Toyota“ B. Hornas bando įdiegti dvišalę kontrolę koreguodamas dabartines prisitaikančias pastovaus greičio palaikymo sistemas, kuriose į priekį nukreipti jutikliai nustato atstumą iki priešakinio automobilio. Dvišalės kontrolės sistemoje būtų dar ir atgal nukreipti jutikliai, nustatantys atstumą iki automobilio, riedančio iš paskos.

Vis dėlto, kol šios sistemos bus standartizuotos, vairuotojai gali mažinti iliuzines spūstis paprasčiausiai laikydamiesi didesnių atstumų. „Lipti kitam vairuotojui ant kulnų nėra jokios prasmės“, – sako B. Hornas.