Наука: Парадоксальные пробки

[kei]

Источник: http://www.popmech.ru/part/?articleid=4737&rubricid=3 (там с картинками и ссылками)
Парадоксальные пробки
Издержки анархии

Автомобильные пробки – бич современных мегаполисов. И, как это ни парадоксально звучит, современные средства навигации, которые позволяют водителю делать более осведомленный выбор маршрута, ситуацию лишь усугубляют.

Допустим, вам надо побыстрее добраться из пункта А в пункт В. Разумеется, вы постараетесь воспользоваться свежей информацией о самых коротких путях, о ситуации на дорогах. Возможно, вы даже зайдете на «Яндекс.Пробки» или загляните за этой информацией в навороченный GPS-навигатор. Однако это не поможет: ученые доказали, что все эти данные, наоборот, замедляют движение.

Корейско-американская группа – Хейджин Йон (Hyejin Youn), Хавунг Еонг (Hawoong Jeong) и Макйл Гастнер (Michael Gastner) – утверждает, что самые серьезные задержки создают как раз такие «продвинутые» водители, непрерывно выбирающие «оптимальную» стратегию езды – и то и дело ее меняющие. Этот эффект они назвали «издержки анархии» (The Price of Anarchy, POA) – неизбежная цена, которую мы вынуждены платить за то, что на дороге каждый водитель отвечает лишь сам за себя, и общая координация и руководство отсутствуют.

Высокое значение РОА говорит о том, что граждане, всеми способами старающиеся найти для себя наилучший маршрут, заметно снижают скорость движения в целом. Ученые изучали трафик в трех больших городах – Лондоне, Бостоне и Нью-Йорке – и обнаружили, что водители в них тратят, соответственно, 24%, 30% и 28% времени в пути из-за того, что пытаются выйти на «оптимальный» маршрут вместо того, чтобы ехать, как все.

«Распространено мнение о том, что эффективность можно повысить, обладая большей информацией, - сказал один из участников исследования, - но оказывается, что чем большему числу водителей становится доступной информация о загруженности дороги и о кратчайших маршрутах подъезда, давая им возможность выбирать путь самостоятельно, – тем менее быстрым оказывается движение в целом».

Это – проявление известного математического парадокса Браеса. Суть его в том, что введение в сеть (будь то компьютерная или транспортная) дополнительных возможностей при независимом распределении нагрузки на нее в некоторых случаях снижает ее общую производительность. В данном случае именно то, что каждый водитель – благодаря, скажем, информации с GPS-навигатора – имеет возможность выбирать пути объезда, управление нагрузкой на сеть независимое, не регулируется единым центром. А значит, и случается то, что описано в известном парадоксе. Попробуем объяснить его суть «на пальцах».

Взгляните на иллюстрацию слева. Допустим, есть 4 тыс. автомобилей должны попасть из пункта А в пункт В, и для этого они могут двигаться маршрутом А-1-В, либо А-2-В. Пропускная способность дорог 1-В и А-2 неограниченна; автомобиль тратит на проезд по ним 45 минут. Пропускная способность А-1 и 2-В равна 100 машин в минуту; соответственно, на прохождение их тратится N/100, где N – количество машин. Итак, 4 тыс. автомобилей, если каждый водитель имеет возможность принять самостоятельное решение, распределятся по обоим путям примерно поровну: половина поедет по маршруту А-1-В, вторая половина – А-2-В. Так что время на поездку и для тех, и для других будет равно 2000/100+45 = 65 минут.

А теперь представим, что чиновники мэрии, не посоветовавшись с образованными людьми, взялись «улучшить» ситуацию и проложили дополнительную одностороннюю трассу между пунктами 1 и 2 – широкую и красивую, путь по которой занимает каких-то 5 минут. Казалось бы: у водителей есть дополнительный выбор. Но взглянем на ситуацию внимательней.

Дорога А-1 займет даже в самом плохом случае займет 4000/100 = 40 минут. А на развилке 1 начинается интересное. Осведомленный водитель знает, что дорога 1-В занимает в любом случае 45 минут, притом что на 1-2 тратится строго 5 минут, а на 2-В – 40 минут в самом худшем варианте (опять же, 4000/100). Это значит, что даже если все отправятся маршрутом 1-2-В, они потратят на те же 45 минут, что и напрямик, по 1-В. Умный водитель склонен предположить, что какое-то число машин поедет все-таки прямо, по 1-В, а значит, на 2-В нагрузка будет меньше, и время на 1-2-В понадобится меньше. Если все водители станут действовать полностью независимо, они все до единого поступят так. И общее время движения от А до В составит 40 + 5 + 40 = 85 минут, то есть на 20 минут больше! При этом и остальные тоже будут добираться дольше из-за возросшей нагрузки на А-1 и 2-В. Более того, математически показано, что разрешить подобную ситуацию незадачливому мэру можно будет только одним способом – снова закрыв красивую и широкую трассу 1-2.

Итак, все, что для нужно для того, чтобы еще более усложнить и без того непростую жизнь автомобилиста в современном городе – это большое количество машин, разветвленная сеть дорог и… возможность независимо и осведомленно делать выбор о своем маршруте.

[Explorer]

Чессно сказать какая-то фигня... Как минимум без рисунков ничего не понятно.

[Ренаульт]

Ну...в принципе,понятно.Это схоже с водителем,пытающегося пробраться вечером от КПД до обороны по Республике и видя на ней пробку,пытается маневрировать через не менее забитые Котовского,Фабричную,Советскую и пр.Едет этот водитель и думает:-Эх,лучше бы уж по Республике ехал...

[dimah]

Ренаульт, +1 видя пробку на 50 лет, уезжаю на Харьковскую и всякие другие улочки, а в итоге по 50 лет оказывается было бы быстрее, но не всегда. Бывает что круто срезаю если свиливаю с полтинника. Зависит от загруженности второстепенных дорог. Короче, как повезет

[Змейка]

Удалено

[lexxma]

Я не думаю что это сильно относится к нашему городу, особенно для живущих в микрашах обьезжай не обьезжай моста только два

[kei]

lexxma, порвал всю теорию))))
Змейка, ну незнаю, тут вопрос не в размере города все же, а в количестве машин на метр квадратный)))

[GSY]

lexxma, моста то два, а маршрутов подъезда к ним больше) каждое утро вижу множество хитроделаных водителей в микрорайонах=)

[lexxma]

GSY, что есть то есть не спорю много всяких хитрых челов

[MrTramp]

lexxma, я бы сказал, что моста 3, а если хорошо приглядеться, то почти 4...

[zerkon]

- ну да, не вылазили бы на перекресток. если затор.
- небыли рассеянными и не врезались в друг друга (особенно на мостах)
- были бы вежливыми - пропускали при перестроении...
- умели бы парковаться ...
- и т.д.

* это никогда не перестанет иметь место в нашей повседневной жизни...
крути не крути, машин много, дураков еще больше, дураки и на машинах это вообще -Аншлаг ...
* ребят, только терпеть ... или ходить пешком...

[sashan72]

по моему мнению данную формулу которую приводит автор статьи нельзя рассматривать, ведь если предположить что автомобили двигающиеся в одном направлении и начинающие свой маршрут, а также заканчивая его все вместе и в одном месте! приведет к тому- что пробки быть конечно не может по определению!
но автор заблуждается, предполагая что водители все без исключения будут выезжать с однго двора и приезжать к одному офису. только развитая сеть с многоуровневыми развязками на основных пересечениях и хордами непрерывного движения с одного конца города в другой позволят разгрузить транспортные потоки. нынешняя ситуация которую мы видим: установка никому ненужных светофоров, с глупым распределением фаз приводит к карапокалипсу

[guzelichka]

я бы сказал, что моста 3, а если хорошо приглядеться, то почти 4...

интересно.. а можно по подробнее...

Добавлено спустя 11 минут 15 секунд:

sashan72

В целом я с вами согласна, но вот

установка никому ненужных светофоров

вы меня извините... это на ваш взгяд не нужных, но каждый новый сфетофор или знак - это чья то поломаная жизнь....
пример: летом этого года в районе Лесобазы, на пешеходном переходе была сбита женщина, сейчас вместо знака стоит сфетофор...

[sodium]

guzelichka, можно и поподробнее. Полным полно светофоров, которые уже более полугода работают в режиме "мигающий жёлтый". Т.е. они попросту ничего не регулируют, но "кушают" электроэнергию. Это при том, что когда-то в интервью чиновники ГИБДД на вопросы об установках светофоров отвечали, типа: "каждый светофорный объект стОит пару десятков миллионов рублей..."
Это к вопросу о "никому не нужных"...
А про распределение фаз, думаю, и спорить не стОит...

[sashan72]

guzelichka,
про трехглазых на лесобазе я с вами никогда не соглашусь!!!!
там этот светофор необходимо было делать "по вызову" с кнопкой!
раз в день кто-нибудь переползет и всё! вобщем в безграмотности установки этих светофоров на дамбовской убедились все!
на остановке геологоразведчиков фаза выезда со второстепенной дороги по времени такая же как на дамбовской... дибилизм...
но это не та ветка....

[guzelichka]

sashan72, По поводу

в безграмотности установки этих светофоров

кнопка с вызовом - это выход, но факт остается фактом, если бы все без исключения соблюдали ПДД, то наверное было бы меньше сфетофоров, это лично мое мнение...

[sashan72]

guzelichka,
несоблюдение правил вообще не ставится под сомнение. соблюдение ПДД должно восприниматься как должное.
ну а тыкать их трехглазых на каждом шагу ну эт вы сами понимаете что...

[guzelichka]

sashan72, Соблюдение ПДД- оно и воспринимается как должное, у меня и у Вас, а также и у других одноклубников... Но мы не одни в этом мире, есть которые даже их не знают.. так вот я хотела сказать, что именно из за таких происходит ДТП с наездом на пешехода, и как следствие этого власти вынуждены, наверное, поставить сфетофор...
Если кто то знает другие причины, установки сфетофоров, на ваш взгляд не ненужных, поделитесь.... не думаю, что их установили просто так???...