Математическая формула высчитывает образование автомобильных пробок

Модель, разработанная американскими математиками, может предсказать автомобильные пробки, что, в свою очередь, возможно, приведет к улучшению конструирования дорог.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали формулу "фантом" - пробок на основе уравнений, описывающих действие детонационной волны, появление которой провоцируют взрывы.

"Фантом" - пробки – это те, которые происходят без всяких видимых причин, в отсутствии аварий или дорожных работ. При высокой плотности транспортного потока, даже малые неполадки, такие как слишком долгое и медленное торможение какой-либо машины, провоцируют машины, которые находятся позади, реагировать более решительно. В конце концов, многие водители начинают возмущаться, что за короткий промежуток времени приводит к образованию полноценной пробки.

В прошлом году эксперимент японских ученых на одной из кольцевых дорог показал, как быстро происходят такого вида пробки. В эксперименте приняли участие несколько автомобилей, которые ехали по данной дороге, при этом поддерживая соответствующую дистанцию от впереди находящихся машин. В результате специалисты выявили, что даже малые задержки в движении очень быстро привели к образованию полномасштабной пробки.

Аслан Касимов (Aslan Kasimov), преподаватель математического факультета Массачусетского технологического института, а также группа исследователей, обнаружили, что подобного вида пробки ведут себя как детонационные волны, в которых есть так называемая "звуковая точка", своего рода препятствие, которое разделяет транспортный поток на верхнюю и нижнюю области.

При этом, водители в нижней области не могут сказать, что причины для возникновения пробки не было. "Уравнения, аналогичные тем, которые используются для описания механики жидкостей, также используются и для понимания работы автомобильных пробок, как самостоятельных волн. Переменные, такие как скорость движения и плотность транспортного потока, используются для расчета условий, при которых формируются подобного вида пробки, а также скорость их ростаЭ, - говорят исследователи.

Формула, тем не менее, не будет способствовать моментальному рассасыванию пробок, водителям просто придется переждать их. Но это позволит соответствующим структурам предсказать наиболее вероятное место их возникновения. Полученные знания помогут им определить безопасные пределы скорости, а также выявить потенциально аварийно-опасные места в те периоды, когда интенсивность движения самая высокая.

В дальнейшем, это позволит инженерам – проектировщикам дорог создавать такие дороги, трафик на которых будет более безопасным.