Пропускную способность дорожных сетей научились прогнозировать

World Bank Photo Collection/Flickr

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха показали, что структуру городских дорог и маршрутов общественного транспорта можно использовать для прогнозирования их пропускной способности с поразительной точностью. Статья об этом появилась в журнале Scientific Reports.

Рано утром большая часть владельцев машин направляется с окраин в центр города на работу. Останавливаясь на светофорах, они образуют пробки, которые становятся тем больше, чем ниже пропускная способность дорог. Количество транспортных средств, которые может обслуживать дорожная сеть, отличается в каждом городе, и ранее ученые не знали, какие факторы влияют на пропускную способность.

В новой работе исследователи изучили миллиарды наблюдений машин стационарных датчиков движения транспорта в 41 городе по всему миру, включая Токио и Лос-Анджелес, а также в многочисленных европейских центрах, таких как Париж, Лондон, Цюрих, Базель, Берн и Люцерн. Как только авторы работы упростили огромные наборы данных и привели их в удобную для использования форму, они смогли рассчитать индивидуальную пропускную способность каждого города. Ученые сосредоточились на автомобилях, специально исключив другие виды транспорта.

Затем они сравнили пропускную способность городов и искали характеристики, которые могли бы объяснить различия между ними. В результате они обнаружили, что некоторые топологические особенности, связанные с дорожной системой и маршрутами автобусов, могут объяснить около 90% различий в пропускной способности, которые наблюдаются в различных городах.

В итоге ученые выявили два главных фактора, определяющих пропускную способность городских дорог: плотность дорожной сети (измеряется в километрах полос движения на единицу площади) и избыточность сети — количество альтернативных маршрутов для проезда из одной точки в другую. Также существенное влияние оказала частота расположения светофоров и плотность автобусных маршрутов и трамвайных линий, которые конкурируют с автомобильным движением как за пространство, так и за право проезда.

Результаты работы позволили ученым прогнозировать пропускную способность транспортных сетей различных городов, основываясь на их инфраструктуре. Это поможет лучше планировать структуру новых городов или районов при их строительстве. Например, строительство (или удаление) дорожных полос изменяет плотность сети, в то время как ключевой мост, который становится непригодным для использования из-за ремонтных работ, уменьшает количество альтернативных маршрутов. И если транспортные компании организуют регулярное движение общественного транспорта, на дорогах будет больше автобусов.

Тем не менее авторы также отмечают ограничения исследования. Они объясняют, что выборка из 41 города была небольшой, и что большинство из этих городов были в Европе. Кроме того, ученые подробно не исследовали то, как контролировались светофоры на перекрестках. Наконец, исследование было сосредоточено только на инфраструктуре. Особенности поведения автомобилистов (например, их поведение при изменении ситуации на дорогах) игнорировались.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.