Проблемой крупных городов являются «внезапные» пробки, которые часто возникают в самых неожиданных местах даже при отсутствии аварий, сужений дорог или прочих «объективных» причин для появления заторов.

Ученые выяснили, что от «внезапных» пробок можно избавиться, если водители будут выдерживать дистанцию по отношению ко всем соседним машинам.

«Человек привык в прямом и переносном смысле смотреть вперед — для нас крайне неестественно думать о том, что происходит позади или по сторонам. Однако если мы будем мыслить «всесторонне», то сможем ускорить движение на дорогах, не строя новые автомагистрали и не меняя инфраструктуру», — заявил Лян Ван из Массачусетского технологического института.

Ван и его коллега Бертольд Хорн нашли простой способ решить значительную часть этих проблем, создав остроумную математическую модель автострады, по которой движется плотный поток машин.

Ученые представили себе автомобили в виде набора грузов, связанных друг с другом пружинами и гасителями колебаний. Подобный простой подход, как объясняют математики, позволяет моделировать ситуацию, в которой одна из машин начинает резко сбрасывать скорость, что заставляет остальные автомобили тормозить, чтобы избежать столкновения.

В результате этого возникает своеобразная волна, которая движется через другие машины и постепенно гаснет. Если таких волн образуется немного, поток движется с более-менее равномерной скоростью, а при превышении некоторой критической отметки возникнет пробка, машины начнут двигаться рывками.

Как показывают расчеты ученых, подобные «пробочные волны» дольше всего существуют и дальше распространяются по потоку, если автомобили распределены по нему неравномерно — часть из них «наступает на пятки» впереди идущим, а другие отстают от первой машины. Соответственно, как пишет ПМ, если бы водители выдерживали дистанцию по отношению к каждому соседнему автомобилю, то потенциальные очаги пробок исчезали бы максимально быстро.

Конечно, человек не может постоянно смотреть во все стороны — подобную задачу способны решить набор датчиков и простейший бортовой компьютер, который будет измерять расстояние до соседних машин и выдерживать дистанцию даже тогда, когда это не может сделать сам водитель. Установка таких приборов на автомобили, как считают Хорн и Ван, обошлась бы властям мегаполисов дешевле, чем строительство новых дорог и развязок.

Исследование опубликовано в журнале IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems.