Будущее без пробок и… Светофоров!
В то время как дорожные службы стран бывшего Могучего и Нерушимого всецело заняты ежевесенним обновлением дорожного покрытия взамен традиционно растаявшего, их заморские коллеги в сотрудничестве с учеными мужами стремятся искоренить столь пагубное явление как пробки. И вообще всячески оптимизировать транспортные потоки растущих как на дрожжах мегаполисов. Так, помимо уже рассмотренного нами проекта Smart City Challenge, в США выделяется финансирование на десятки схожих академических программ. Не остался в стороне и Массачусетский Технологический Институт. И в MIT решили зайти так далеко, как это вообще возможно, математически обосновав пользу для пропускной способности современных магистралей от полного отказа от светофоров. Разумеется, не в ущерб безопасности дорожного движения! Подробности под катом.
Для начала давай разберемся в том, какой директивой руководствуется общепринятая система регулирования дорожного движения. Ключевой принцип дня сегодняшнего сводится к правилу ИЛИ. Дорожные развязки и перекрестки исключают единовременное взаимно пересекающееся движение автотранспорта. В целях безопасности, в один момент времени может двигаться лишь один из двух пересекающихся потоков. Второй тем временем вынужден простаивать, ожидая своей очереди. При всё возрастающем количестве автомобилей и интенсивной загруженности транспортных артерий города, это приводит к неизбежному формированию таких пагубных явлений, как дорожные пробки или “тянучка” даже в том случае, если на путях следования нет каких-либо аварийных ситуаций или ремонтных работ. И все полосы пригодны для движения транспортных средств.
Проблема дня сегодняшнего
Кроме того, вес автомобилей, включая крупнотоннажные грузовики и тягачи, в скоплениях на таких регулируемых светофорами перекрестках создает дополнительную, избыточную нагрузку на дорожное покрытие. Так, износ асфальта на дорогах общего пользования становится еще более неравномерным. И определенные участки полотна требуют либо частого капитального ремонта, либо в разы больших затрат при изначальном проектировании и строительстве. Все вышеперечисленные факторы крайне негативно сказываются на экономике отдельно взятых городов. Не говоря уже о нервной системе их жителей.
Решение
С другой стороны, наши сегодняшние ПДД, равно как и вся система управления транспортными потоками, созданы в рамках концепции ручного управления автомобилями. Корнем являлся постулат о нахождении за рулем такого транспортного средства человека. Но за окном уже середина 2-й декады 21-го века. Работы над роботизированным, автономным управлением для автомобилей идут семимильными шагами. А некоторые штаты светоча мировой демократии уже в инициативном порядке разрешили движение таких робомобилей по своим дорогам. Все это ставит нас перед очевидным фактом – в рамках 3-го десятилетия нынешнего века мир ожидает настоящая транспортная революция. Весьма оперативный и необратимый переход от машин с ручным управлением к автономным роботам, вычислительные мощности и скорость реакции которых на порядки превосходит возможности среднестатистического человека. Так должны ли мы руководствоваться морально устаревшими концепциями регулирования дорожного движения применительно к столь передовым технологиям? Ученые MIT справедливо полагают, что нет!
Наглядное научное пояснение идеи
Опубликованный исследовательской группой доклад содержит исчерпывающее математическое обоснование пользы полного отказа от светофоров. Регулирующие функции предлагается возложить на сами автомобили, чьи бортовые компьютеры будут взаимодействовать друг с другом в реальном времени по протоколу Vehicle2Vehicle, или сокращенно V2V. Так, все без исключения автомобили будут продолжать движение с различной регулируемой скоростью, практически без полной остановки, даже при взаимном пересечении транспортных потоков, оперируя данными, полученными от собственных сенсоров и посредством V2V. А это означает – никаких пробок, тянучек и прочего пагубного наследия 20-го века. Равномерная нагрузка на дорожное полотно. Минимальный риск аварий и прочие блага цифровой эпохи.
Однако, как и любая прежде всего теоретическая концепция, идея группы MIT лишена каких-либо инженерных деталей и руководства по практической реализации. В частности, пока неясно, каким образом в нее могут быть интегрированы пешеходы. Ведь система светофоров учитывает и их. Как интегрировать наземные пешеходные переходы в систему, не подразумевающую коллективную остановку роботизированного автортанспорта? Ответ на этот, равно как и на многие другие вопросы, ученые-теоретике предлагают дать инженерам-практикам. Тем не менее, пользу от их наработок трудно переоценить. А с воплещением достижений прогресса в жизнь мы сможем ознакомиться уже весьма скоро.
Отсутствие пробок/тянучек – это отсутствие пресекающихся/сужающихся потоков. Никакой иной алгоритм не приведет к беспроблемным проездам. Система с саморегулировкой хороша до определенного количества машин. При некоторой величине одна из полос движения в любом случае будет вынуждена тормозить/останавливаться, чтобы дать преимущество другому потоку.
Тормозить/замедляться – да. Полная остановка – исключительный случай. При чем столь кратковременный, что борьба с такими секундными остановками становится экономически нецелесообразной.
При достижении определенного количества транспорта полная остановка неизбежна к сожалению. Или очень медленное движение. Автоматическая система хорошо работает на ЖД транспорте – там траффик другой, но и там есть диспетчера и человеческий фактор. Внедрить описанную выше систему в гражданском автотранспорте может и можно, но точно не в ближайшие 20-30 лет. Как мне кажется к тому времени проще будет разводить потоки по уровням.
Как показывает математическая модель из опубликованного доклада, технических сложностей во внедрении автоматической регуляции применительно к автотранспорту нет. Производительности бортовых компьютеров современных авто хватает для такого рода задач за глаза. Ну а указанный в исследовании более чем двухкратный прирост пропускной способности современных дорог после перехода на авто-регуляцию мягко говоря оправдывает усилия. Строительство многоуровневых магистралей и прочие ухищрения предполагают трилионные инвестиции по всему миру. И практически обосновать целесообразность отказа от авторегуляции в пользу столь монументальных и сомнительных проектов не решится, думаю, никто.
Андрей, с Вами дискутировать бесполезное дело. Вы никогда не слышите собеседника. Ок, авторегуляция так авторегуляция. Дай бог доживем. На всякий случай небольшая задачка: Т-образный перекресток Хрещатик-Б.Хмельницкого. Сверху едет поток машин бампер в бампер и по Хрещатику едет аналогичный поток машин от пл.Незалежности. Как автоматическая система, без остановки потока разведет их?
Отличный ответ. Цитаты из нашего диалога, указывающие на то, что я не слшу собеседника, в студию пожалуйста. Очень интересно на них посмотреть. Или по вашему мнению, услышать собеседника означает сразу же поменять свою аргументирванную(!) точку зрения? :) Увы, ни одного сколь-нибудь сильного аргумента в ваших комментариях нет. Равно как и признаков “неслышанья” – в моих.
T-, X- и т.д. образные перекрестки регулируются автоматической системой исключительно по одному и тому же паттерну. Путем создания временных “слотов”-промежутков в потоке машин. Учтем, что движение с пониженной скоростью не тождественно отсутствию движения.
P.S.: следующий переход на личности вместо аргументированной беседы рискует обернуться для вас, уважаемый читатель, штрафными санкциями.
Еще раз повторяю – при определенном количестве машин никакая система не справится с потоком без “движения с пониженной скоростью”. Опять же при определенном к-ве машин это будет остановка.
Повторюсь еще раз – мы имеем дело с математическим доказательством того, что такая автоматизированная система в любом(!) случае обеспечивает двухкратное увеличение пропускной способности одной и той же магистрали по сравнению с светофорным регулированием. Остальное не имеет ни малейшего значения. Это к вопросу о том, кто и как слышит собеседника. Относительно же тона беседы – буду искренне благодарен, уважаемый читатель, если вы не будете вести себя подобно колхозному быдлу и вынуждать меня убирать из ваших очень важных для нас комментариев неприкрытый флейм и оскорбления. Право слово, не стоит испытывать терпение редакции. Ну а отсутствие вежливо запрашиваемых мною цитат-доказательств изложенных выше обвинений/претензий дает мне полное право уличить вас во лжи. Спасибо за интерес к теме.
Господи, ну как так-то? Вы сами пишите “двухкратное увеличение пропускной способности”. Двухкратное, то есть в два раза. А дальше что? В третий раз повторяю – при ОПРЕДЕЛЕННОМ количестве машин система не справится. Никакая. И будь у них хоть суперкомпьютер внутри – не справится. Очень много зависит от правильно построенных развязок и соблюдений ПДД водителями. Автоматический мозг повысит пропускную способность перекрестков, но не исключит полностью пробки и заторы. На грамотно построенных развязках скорее всего исключит процентах в 90 случаев, но не на перекрестках. Компьютерный мозг, который не будет судорожно перестраиваться из ряда в ряд, подрезать и т.д. естественно существенно увеличит эту пропускную способность.
PS. А чем Вам не нравится “колхозное быдло”? Тем более стирая мои комментарии – Вы можете писать что угодно. :) А там не наездов. не нецензурной лексики не было.
То есть обвинение в неслушаньи собеседника и упоминания ежа и пятой точки мне должны очень нравиться? Ну и приведите пожалуйста пример дописанного(!) мною комментария. Будет просто здорово. Николай, вы завираетесь. Не стоит этого делать.
Теперь по теме – будет просто замечательно, если вы, дорогой читатель, для начала прочтете тот самый материал от MIT, ссылка на который приведена в статье. Мне уже просто смешно от того, как вы измышлизмами и не аргументированный ничем пассажами пытаетесь оспорить математические выкладки исследовательской группы одного из наиболее авторитетных мировых научных учреждений. Схожу-ка я за попкорном.
Приятного аппетита. Я тоже подожду пока эту систему внедрят. Только вопрос – доживу ли.
Хм… Ну действительно, сложение и прочие простейшие действия с двумя и более двухмерными массивами (матрицами) – страшная штука. Инновация, требующая полувека и триллиарда долларов. А применение к столбцам и строкам результирующей массива одного из алгоритмов быстрой сортировки в качестве метода приоритезации трафика – это вообще космические технологии. Треющие терафлопсовой производительности БК. Пусть я несколько утрирую, но именно на вышеперечисленных разделах линейной алгебры и основ алгоритмизации основан матаппарат такой автоматической системы. Если практическая реализация ставится вами под сомнение, то это презабавнейший случай