В МФТИ опровергли общепринятую теорию образования пробок на дорогах

Исследователи из Московского физико-технического института (МФТИ) и Университета Дуйсбурга-Эссена раскрыли механизмы формирования транспортных заторов. Новый подход закладывает основу для кардинального улучшения алгоритмов для беспилотного транспорта и принципиально новых методов управления дорожным трафиком, рассказали "Газете.Ru" в МФТИ. Согласно общепринятой теории, пробки возникают из-за "перетормаживания" водителей: один резко затормозил, следующий отреагировал с задержкой и затормозил еще сильнее, что вызывает цепную реакцию и приводит к затору. Однако российско-немецкий коллектив ученых показал, что ключевую роль здесь играет противоположный процесс — "переускорение". "Переускорение — это поведение водителя или автопилота, при котором он стремится сильнее ускориться, чтобы вернуться к свободному движению, выбравшись из локального замедления потока. Наша модель демонстрирует, что именно конкуренция между двумя тенденциями — желанием ускориться и необходимостью адаптироваться к скорости впереди идущей машины — определяет, возникнет ли затор или поток останется свободным", — рассказал профессор кафедры общей физики МФТИ Сергей Кленов. Исследование основано на теории трех фаз транспортного потока, разработанной профессором Борисом Кернером. Как выяснили в МФТИ, самую важную роль играет именно "переускорение". Авторы показывают, что вероятность "переускорения" резко падает в синхронизированном потоке, что и объясняет метастабильную природу заторов: маленькое замедление может либо рассосаться, либо, превысив критический порог, стать зародышем огромного затора. В результате исследования ученые обнаружили новый механизм "переускорения": помимо очевидного желания водителя ускориться, оно может возникать как побочный эффект от безопасного ускорения при выезде с полосы разгона или перестроении.

Особенности "переускорения" каждого отдельного транспортного средства проявляются как в потоках с водителями, так и в потоках на 100% состоящих из автомобилей с адаптивным круиз-контролем (ACC). Это означает, что данная модель должна быть учтена при разработке алгоритмов для беспилотных автомобилей и интеллектуальных транспортных систем. Понимание механизмов "переускорения" поможет создавать более эффективные и безопасные системы управления смешанным дорожным трафиком будущего, который будет включать как автомобили, управляемые водителем, так и беспилотные.