Трафик. Психология поведения на дорогах.

Если пересып'aть рис постепенно, меньшими порциями — или пропускать меньшее количество автомобилей, — места будет больше, а зерна будут меньше взаимодействовать друг с другом {36} . Объекты перемещаются быстрее. Водителю, застрявшему в пробке, часто трудно заставить себя следовать принципу «тише едешь — дальше будешь». В 1999 году сенатор из Миннесоты, считавший, что светофоры, регулирующие въезд транспорта на шоссе в Миннеаполисе и Сент-Поле, приносят больше вреда, чем пользы, начал кампанию «Свободная езда», целью которой была, кроме всего прочего, отмена этих светофоров. Предложение не прошло, но в соответствии с другим законопроектом они были отключены временно — на два месяца. Водители могли въезжать на шоссе, когда хотели. И что же произошло? Ситуация ухудшилась. Скорость снизилась, время прохождения этого участка автострады увеличилось. Исследование показало, что на определенных отрезках пропускная способность уменьшилась вдвое {37} . Светофоры включили снова.

{36}

Германский физик и исследователь вопросов трафика Дирк Хелбинг наблюдал сходное явление при выходе большого количества людей из переполненных комнат. «Паникующие пешеходы зачастую подходят друг к другу настолько быстро, что их физическое соприкосновение ведет к повышению давления и усилению эффекта трения». Причем это может происходить даже в случаях, когда двери достаточно широки. Почему? «Это связано с поведением пешеходов, которые стараются максимально расширить свое пространство, руководствуясь желанием обогнать друг друга». Проведенные Хелбингом эксперименты, в ходе которых он асимметрично расставлял колонны напротив выходов из дверей, помогали «сократить общее давление в дверях». Так же как и в случае с рисом, когда поток организован, начинает работать принцип «тише едешь — дальше будешь». См.: Helbing D.Traffic and Related Self-Driven Many-Particle Systems // Reviews of Modern Physics, Vol. 73, N 4 (2001), с. 1067–1141.

{37}

См.: Levinson D., Zhang L.Ramp Meters on Trial: Evidence from the Twin Cities Metering Holiday. Department of Civil Engineering, University of Minnesota, 30 мая 2002 г.; см. также: Cambridge Systematics, «Twin Cities Ramp Meter Evaluation», подготовлено для Департамента транспорта Миннесоты, 1 февраля 2001 г.

Дорожное движение часто подтверждает правильность поговорки «тише едешь — дальше будешь». Классический пример — круговая развязка. Многие ошибочно считают, что она замедляет движение. Грамотно спроектированные круговые развязки могут уменьшить задержки на 65% по сравнению с перекрестками со светофорами или знаками. Несо­мненно, водитель, которому горит зеленый свет, проскочит перекресток намного быстрее, чем по кругу. Но примерно половину времени будет гореть красный, а даже если и зеленый, то перед светофором может собраться очередь из машин. Добавьте те автомобили, которые должны повернуть налево, блокируя движение едущих прямо. Я уже не говорю о «времени очищения», когда на всехсветофорах должен гореть красный свет. Водители, конечно, замедляются, когда едут по круговой развязке, но в нормальных условиях им не приходится останавливаться {38} .

{38}

Champa J.Roundabout Intersections: How Slower Can Be Faster // California Department of Transportation Journal, Vol. 2 (май-июнь 2002 г.), с. 42–47.

В 60-х в Голландском туннеле — одной из главных транспортных артерий для въезда в Нью-Йорк и выезда из него — провели следующий эксперимент. Когда автомобилям разрешали въезжать туда без ограничений, двухполосная дорога пропускала 1176 автомобилей в час, едущих на оптимальной скорости 30 км/ч. Но в рамках эксперимента дорожная полиция снизила количество машин, въезжающих в туннель, до 44 за 2 минуты. Как только это количество машин въезжало в туннель, полицейские останавливали поток на въезде на 10 секунд, после чего снова открывали проезд. Что из этого вышло? В час туннель пропускал 1320 транспортных средств {39} . (Чуть позже я кратко объясню почему.)

{39}

Herman R., Gardels K.Vehicular Traffic-Flow // Scientific American, Vol. 209, N 8 (декабрь 1963 г.).

На улицах со светофорами инженеры так запрограммировали «зеленую волну», что она позволяла машинам передвигаться без задержек на оптимальной скорости. Если водитель ехал слишком быстро, он просто останавливался на следующем светофоре. Каждая остановка требует замедления и, что более важно, ускорения, на которое водитель тратит время и топливо. Очередь машин, остановившихся на красный свет, — концентрация «времени, утраченного на разгон», как говорят инженеры (по аналогии с циклом Марселя Пруста «В поисках утраченного времени»). Первые автомобили в очереди тратят попусту в среднем около двух секунд каждый. Этого можно было бы избежать, если бы они ехали со скоростью «потока насыщения». После смены красного света на зеленый первый водитель должен удостовериться в том, что перекресток пустой и можно ехать, — следовательно, он наиболее активно генерирует «утраченное время». Второй водитель — немного меньше, третий еще меньше и так далее (при условии, что все реагируют вовремя, а это не всегда так). Внедорожники замедляются в среднем на 20% дольше {40} , потому что они длиннее (приблизительно на 14%) обычных автомобилей и медленнее разгоняются.

{40}

Согласно одному исследованию, внедорожники снижают общую скорость трафика и еще одним путем — блокируя обзор следующих за ними водителей (которые пытаются увеличить дистанцию по мере того, как их обзор ухудшается и они теряют представление о возможных дорожных проблемах впереди). Это, разумеется, противоречит результатам другого исследования влияния внедорожников, упомянутого выше. Различие может быть связано с разными типами дорог, на которых проводилось исследование, или действием какого-то другого, оставшегося не выявленным фактора. Kockelman K. M., Shabih R. A.Effect of Vehicle Type on the Capacity of Signalized Intersections: The Case of Light-Duty Trucks // Journal of Transportation Engineering, Vol. 126, N 6 (1999), с. 506–512.

Часть утраченного времени можно было бы «вернуть», если бы водители подъезжали к светофору медленнее, на одной и той же скорости, которая не вынуждала бы их останавливаться. (Однако если бы они подъезжали слишком медленно, время было бы тоже потеряно, поскольку зеленый свет горел бы впустую: перекресток свободен, а никто не едет.) Б'oльшая часть потерянного времени в наше время — это «время, потраченное на очистку перекрестка», то есть промежуток между сигналами светофора, когда дорога на короткое время пустеет. Так происходит потому, что дорожные инженеры удлиняют время, когда у всех светофоров на перекрестке горит красный свет, то есть в одном направлении уже гориткрасный, а на перпендикулярном ему водители должны ждать еще около двух секунд, пока у них загорится зеленый. Это необходимо, потому что все больше и больше водителей не останавливается на красный свет {41} .

{41}

См., например: Helms M.Wait Just Two Seconds Before You Start // Free Press, 18 июня 2007 г.

А теперь представьте себе забитое машинами шоссе. Каждый раз, когда мы останавливаемся и снова набираем скорость в пробке, мы генерируем утраченное время. Не зная, что делают водители впереди нас, мы движемся крайне неравномерно. Отвлеклись на мгновение и не ускорились. Или слишком эмоционально отреагировали на стоп-сигналы и остановились резче, чем следовало, тем самым тоже потеряв время. Водители, разговаривающие по телефону {42} , теряют еще больше из-за замедленной реакции и низкой скорости. Чем ближе машины друг к другу, тем больше они взаимодействуют. Все становится нестабильным. «Способность системы поглощать любые задержки исчезает, — говорит Койфман. Он приводит в пример пять шаров. — Если вы положите их на расстоянии 30 см друг от друга и слегка толкнете один, то это никак не повлияет на остальные. Если вы положите их ближе друг к другу и толкнете один, он заденет другие. Чем плотнее транспортный поток, тем сильнее каждый из его участников воздействует на остальных».

{42}

Преподаватель Университета Юты Дэвид Страйер обнаружил в ходе одного эксперимента с симулятором дорожного движения, что участники, разговаривавшие по мобильному телефону, обычно ехали медленнее и реже перестраивались для того, чтобы избежать замедления движения на трассе (что может восприниматься как одна из разновидностей замедленной реакции). В целом, по расчетам Страйера, это увеличивает время движения на 5–10% (хотя при этом более медленное движение имеет свои плюсы с точки зрения безопасности и защиты окружающей среды). См. работу: Cooper J. M., Vladisavljevic I., Strayer D. L., Martin P. T.Drivers’ Lane-Changing Behavior While Conversing on Cell Phone in Variable-Density Simulated Highway Environment, представленную на 87-й встрече Коллегии по изучению транспорта в Вашингтоне, 2008 г.

Когда первая машина в плотной группе замедляется или останавливается, в хвост группы идет «ударная волна». Первая машина замедляется или останавливается, затем замедляется и останавливается машина позади. Эта волна, скорость которой обычно составляет около 20 км/ч {43} , может теоретически прокатиться по всей цепочке плотно едущих автомобилей. Одна-единственная машина на дороге с двумя полосами, немного изменив скорость без особых причин (люди делают это так часто, что я называю это «синдром дефицита внимания к скорости»), может вызвать подобную волну среди едущих следом автомобилей. Кроме того, даже если средняя скорость машины довольно высока, ее колебания приведут к прогрессирующему хаосу {44} . В этом заключался секрет эксперимента в Голландском туннеле: количество машин, входящих в туннель, было ограничено 44, поэтому волна не распространялась за пределы одной группы. Эти группы были как шары, лежащие далеко друг от друга.

{43}

Bertini R. L., Leal M. T.Empirical Study of Traffic Features at a Freeway Lane Drop // Journal of Transportation Engineering, Vol. 131, N 6 (2005), с. 397–407.

{44}

См.: Ball P.Slow, Slow, Quick, Quick, Slow // Nature, 17 апреля 2000 г. Изначальное исследование описано в статье: Nagatani T.Traffic Jams Induced by Fluctuation of a Leading Car // Physical Review E, Vol. 61 (2000), с. 3534–3540.

Довольно часто мы попадаем в пробку, у которой, кажется, нет никакой видимой причины. Или выезжаем из одной пробки, разгоняемся и тут же попадаем в другую. Это явление называют «фантомными пробками». По словам Михаэля Шрекенберга (преподавателя физики Университета Дуйсбург-Эссен, прославившегося своими исследованиями в области дорожного движения настолько, что в немецкой прессе его стали называть «преподавателем пробок»), «фантомные пробки на самом деле не существуют». Причина есть всегда, даже если она не очевидна. То, что кажется отдельным происшествием, может вызвать волну, в результате которой образуется огромный затор. Шрекенберг считает, что называть все это «движением с остановками» неправильно: «Движение с остановками — это движение внутрипробки».

Мы верим в «фантомные пробки», поскольку дорожное движение — явление и пространственное, и временн'oе. Вы можете въехать на участок, где находится пробка. Или, может быть, пробка догонит вас. «В примере с ведром, — говорит Койфман, — водитель — молекула воды. Если уровень воды растет, то пробка приближается к нему». Мы путешествуем во времени. Когда мы достигаем места, где началась ударная волна, от нее остаются одни воспоминания. Может быть, это была авария, а сейчас уже все убрали и расчистили. «Но пробка сохраняется еще некоторое время, — утверждает Койфман. — Это как с водой в ведре. Если вы увеличите отверстие на дне, вода выльется, но не сразу».

Небольшая заминка в интенсивном движении может быть всего лишь отголоском действий кого-то, кто некоторое время назад просто перестроился в другой ряд. Такая машина «съедает» пропускную способность в новом ряду и вынуждает автомобили, едущие сзади, замедлиться; но при этом она освобождает пропускную способность в том ряду, который покинула, вызывая определенное ускорение. Возникает некое подобие «эффекта качелей» [54] . Именно поэтому, если вы выбираете какой-нибудь один автомобиль в соседнем ряду в качестве точки отсчета, вы будете часто проезжать мимо него, а он будет проезжать мимо вас. Это устойчивое равновесие, сжимающийся и разворачивающийся аккордеон транспортного потока, долгая цепная реакция, ка­са­ющаяся всех тех, кто думал, что сможет что-то выиграть.

54

«Эффект качелей» — аналогия сообщающихся сосудов в психологии. Прим. ред.

Поскольку на рассасывание пробки уходит слишком много времени, лучше всего вообще в нее не въезжать и не позволять ей догнать вас. Эта мысль несколько лет назад пришла в голову сотруднику физической лаборатории Университета Вашингтона Билла Битти — «физика-любителя дорожного движения», как он сам себя называет. Битти возвращался с ярмарки по 202-му шоссе. «Небольшая четырехполосная» дорога была переполнена машинами. Движение было «очень периодичным», как рассказывает Битти. «Сначала я разгонялся до 100 км/ч, а потом приходилось замедляться и останавливаться почти на 2 минуты».