Why the @#$% is there so much traffic? - Benjamin Seibold

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Anna Pecot

You’re cruising down the highway when all of a sudden

Едете вы себе по автомагистрали

и вдруг видите перед собой бесконечные ряды тормозных огней.

endless rows of brake lights appear ahead.

There’s no accident, no stoplight,

Впереди нет ни аварии, ни красного сигнала светофора,

no change in speed limit or narrowing of the road.

ни дополнительных ограничений скорости или сужения дороги.

So why the @#$%! is there so much traffic?

Так с какой же радости там образовалась такая большая пробка?

When traffic comes to a near standstill for no apparent reason,

Ситуация, когда движение автомобилей замедляется без каких-либо видимых причин,

it’s called a phantom traffic jam.

называется фантомный затор.

A phantom traffic jam is an emergent phenomenon

Фантомный затор — это стихийное явление,

whose behavior takes on a life of its own, greater than the sum of its parts.

образующееся само по себе и превосходящее по масштабу

совокупность действий его участников.

But in spite of this, we can actually model these jams,

При этом фантомные заторы можно смоделировать,

even understand the principles that shape them—

и мы знаем, почему они возникают.

Более того, человечество сегодня оказалось намного ближе

and we’re closer than you might think

to preventing this kind of traffic in the future.

к предотвращению фантомных заторов, чем раньше.

For a phantom traffic jam to form, there must be a lot of cars on the road.

Фантомный затор образуется, когда на дороге оказывается много автомобилей.

Но случается он не потому, что поток автомобилей начинает превосходить

That doesn’t mean there are necessarily too many cars

to pass through a stretch of roadway smoothly,

пропускную способность определённого участка дороги —

at least not if every driver maintains the same consistent speed and spacing

даже при большом скоплении машин пробки не возникали бы,

если бы водители поддерживали одинаковую скорость и дистанцию.

from other drivers.

In this dense, but flowing, traffic,

В плотной, но тем не менее движущейся колонне автомобилей

it only takes a minor disturbance to set off the chain of events

достаточно малейшей помехи, чтобы запустить цепь событий,

that causes a traffic jam.

которые приведут к образованию затора.

Say one driver brakes slightly.

Предположим, кто-то из водителей немного притормозит.

Each successive driver then brakes a little more strongly,

Тогда каждый следующий за ним водитель затормозит чуть сильнее,

creating a wave of brake lights that propagates backward

и в результате на дороге образуется целая волна торможений.

through the cars on the road.

These stop-and-go waves can travel along a highway for miles.

Такие стоп-волны могут растянуться на много километров.

With a low density of cars on the road,

Если плотность движения низкая,

поток движется плавно, поскольку водители успевают подстроиться

traffic flows smoothly because small disturbances,

под незначительные помехи, созданные другими автомобилистами,

like individual cars changing lanes or slowing down at a curve,

например смену полосы движения или притормаживание на изгибах дорог.

are absorbed by other drivers’ adjustments.

But once the number of cars on the road exceeds a critical density,

Но как только число автомобилей превышает критическую плотность, —

generally when cars are spaced less than 35 meters apart,

как правило, это происходит,

когда расстояние между автомобилями становится меньше 35 метров,—

the system’s behavior changes dramatically.

движение транспорта в корне меняется.

It begins to display dynamic instability, meaning small disturbances are amplified.

При этом создаётся динамическая неустойчивость,

а именно усиливается воздействие даже самых незначительных помех.

Dynamic instability isn’t unique to phantom traffic jams—

Динамическая неустойчивость характерна не только для фантомных пробок,

it’s also responsible for raindrops, sand dunes, cloud patterns, and more.

она наблюдается также при формировании дождевых капель,

песчаных дюн, облаков и других явлений.

The instability is a positive feedback loop.

Неустойчивость представляет собой положительную обратную связь.

Above the critical density,

При превышении критической плотности

any additional vehicle reduces the number of cars per second

с каждым дополнительным автомобилем снижается число транспортных средств,

passing through a given point on the road.

способных за одну секунду проехать конкретный участок дороги.

This in turn means it takes longer for a local pileup

Это, в свою очередь, затрудняет прохождение проблемного участка,

to move out of a section of the road, increasing vehicle density even more,

отчего плотность потока только увеличивается,

which eventually adds up to stop-and-go traffic.

что в конечном итоге приводит к образованию ещё бóльших заторов.

Водители не всегда осознают,

Drivers tend not to realize they need to break far in advance of a traffic jam,

что при плотном движении снижать скорость следует заранее,

до того, как автомобиль оказался в зоне затора.

which means they end up having to brake harder to avoid a collision.

И в результате, чтобы избежать столкновения,

им приходится резко тормозить.

This strengthens the wave of braking from vehicle to vehicle.

Это усиливает волну торможений от автомобиля к автомобилю.

What’s more, drivers tend to accelerate too rapidly out of a slowdown,

Более того, выехав из пробки, водители, как правило, начинают резко ускоряться,

то есть едут быстрее, чем средняя скорость потока впереди них.

meaning they try to drive faster

than the average flow of traffic downstream of them.

Then, they have to brake again, eventually producing another feedback loop

И затем им снова приходится тормозить,

из-за чего снова возникает цепь обратной связи и образуются новые заторы.

that causes more stop-and-go traffic.

In both cases, drivers make traffic worse

В обоих случаях дорожную ситуацию ухудшают сами водители просто потому,

simply because they don’t have a good sense of the conditions ahead of them.

что у них нет чёткого представления о движении впереди идущего транспорта.

А вот беспилотники, оборудованные системой коммуникаций

Self driving cars equipped with data on traffic conditions ahead

с другими автомобилями и датчиками дорожного движения,

from connected vehicles or roadway sensors

смогут получать информацию об обстановке на дорогах

в режиме реального времени

might be able to counteract phantom traffic in real-time.

и таким образом предупреждать образование фантомных пробок.

These vehicles would maintain a uniform speed, safety permitting,

Беспилотники будут поддерживать постоянную и безопасную скорость,

равную средней скорости потока,

that matches the average speed of the overall flow,

preventing traffic waves from forming.

предотвращая тем самым образование тормозных волн.

In situations where there’s already a traffic wave,

Если же на пути беспилотника всё же образовалась стоп-волна,

the automated vehicle would be able to anticipate it,

полностью автоматизированный автомобиль сможет её предвидеть

braking sooner and more gradually than a human driver

и снизит скорость быстрее и более плавно, нежели человек,

and reducing the strength of the wave.

тем самым уменьшив интенсивность волны.

And it wouldn’t take that many self-driving cars—

Для достижения результата не обязательно участие многих беспилотников.

In a recent experiment, one autonomous vehicle for every 20 human drivers

Согласно недавнему эксперименту,

на 20 водителей достаточно всего одного беспилотника,

was enough to dampen and prevent traffic waves.

чтобы сдержать и предупредить образование стоп-волны.

Traffic jams are not only a daily annoyance–

Пробки не только создают неудобства в повседневной жизни —

they’re a major cause of fatalities,

они являются главной причиной смертности на дорогах,

wasted resources, and planet-threatening pollution.

ведут к нерациональному использованию ресурсов и угрожают экологии планеты.

But new technology may help reduce these patterns,

Но новые технологии способны уменьшить негативные последствия пробок,

rendering our roads safer,

сделав наши дороги безопаснее,

our daily commutes more efficient, and our air cleaner.

ежедневные поездки — эффективнее, а воздух вокруг нас — чище.

And the next time you’re stuck in traffic,

И когда вы в следующий раз попадёте в пробку,

it may help to remember that other drivers aren’t necessarily driving spitefully,

вспомните, что другие водители, возможно, едут медленно вовсе не назло вам, —

but are simply unaware of road conditions ahead— and drive accordingly.

они всего лишь подстраиваются под ситуацию на дороге,

не имея полного представления о движении впереди идущего транспорта.