ПРЕДЕЛЫ ПРИМЕНИМОСТИ ТРАДИЦИОННЫХ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С ЗАТОРАМИ

По всему миру стремительными темпами идёт процесс автомобилизации, и Россия в этом плане не исключение. С 1990 года и по настоящий момент количество легковых автомобилей в расчёте на тысячу жителей выросло практически в шесть раз (с 50 до 293 соответственно [1]). За этот же промежуток времени – если откинуть хитрости российской статистики - протяжённость автомобильных дорог общего пользования возросла всего лишь на 45 % (с 400 тыс. км. до 582 тыс. км [2]). Таким образом, в настоящий момент в стране темпы строительства дорожного полотна и его ввода в эксплуатацию в восемь раз ниже, чем в 1980-х в РСФСР, и совершенно не соответствуют общественным потребностям.

Количество и протяжённость дорог в оптимизации и нормализации транспортных систем играет важную, но не ключевую роль. В качестве наглядного примера можно привести Китай. В среднем за пять-шесть лет в Поднебесной строится такое количество дорог, что сопоставимо по километражу со всей дорожной сетью России, однако качество и скорость езды по-прежнему оставляет желать лучшего. Достаточно вспомнить новость о 260-километровой пробке на трассе Пекин-Тибет [3].

В России проблема с заторами обстоит не менее, а то и более остро. И при этом ни в одном нормативно-правовом документе, даже в Правилах дорожного движения, не содержится прямого определения данного понятия (равно как и понятия “пробка”) [4]. Это может показаться странным, но лучше понять природу пробок поможет классификация фаз движения транспортного потока учёного-физика немецкого происхождения Бориса Кернера [5]. Итак, фаз движения в его представлении существует всего четыре:

● Свободный поток: безопасная дистанция между автомобилями, возможность свободного обгона и перестроения в случае необходимости;

● Синхронизированный поток: процессы разгона и торможения необходимо осуществлять с оглядкой на других участников движения;

● Движение “стоп-старт”: если максимально упростить схему движения автомобиля, то она будет похожа на пунктирную линию, а транспортный поток метафорически уподобляется потоку замерзающей воды

● Пробка: скопление транспортных средств, движущихся со скоростью, гораздо меньшей нормальной для данного участка дороги, или не движущихся вовсе.

На самом же деле, причин возникновения пробок гораздо больше, их можно даже попытаться систематизировать и классифицировать, однако эта работа не будет иметь какой-либо научной значимости, потому как все эти причины весьма сильно разнятся по своей природе. Поэтому просто обозначим их.

1. Стремительная автомобилизация населения. За последние пятнадцать лет численность мирового автопарка увеличилась вдвое, при этом основной рост пришёлся на развивающиеся страны, к числу которых и относится Российская Федерация. В развитых странах эпоха автомобильного “бума” подходит к логическому завершению, и даже наблюдается процесс деавтомибилизации - население не желает терять время в многочасовых пробках, оплачивать постоянно дорожающий бензин и обслуживать личный транспорт, пересаживаясь на велосипеды или общественный транспорт. Тем не менее, согласно прогнозу Всемирного банка развития, к 2050 году в мире будет насчитываться свыше двух миллиардов автомобилей, а 60 % продаж будет приходится на страны Азиатско-Тихоокеанского региона, Россию, Ближний Восток и Африку [6].

2. Недостаточные темпы строительства новых дорог. Сколь феноменально велики мировые темпы автомобилизации, столь же катастрофично малы темпы строительства новых дорог. Даже китайских и индийских темпов, превышающих среднемировые показатели в десятки раз, недостаточно, что уж говорить о России, где в эксплуатацию вводится в 7-8 раз меньше новых дорог, чем это было в 70-80-е годы в РСФСР, когда личный автомобиль считался настоящей роскошью. Сейчас для понимания ситуации достаточно взглянуть на рейтинг стран Европы по уровню обеспеченности автомобильными дорогами из расчёта одного километра полотна на тысячу километров площади страны:

Рисунок 1. Рейтинг стран Европы по уровню обеспеченности автомобильными дорогами

3. Неправильно сформированная имеющаяся дорожная инфраструктура. Многие города, впоследствие ставшие крупными мегаполисами, банально не были приспособлены к тому, что кареты и трамвайные конки по мере технологического прогресса заменятся на автомобили, число которых будет исчисляться миллионами единиц. На закате двадцатого века транспортные системы практически всех крупных городов были перегружены, а в двадцать первом веке ситуация и вовсе стала критической. Средняя скорость автомобиля в крупном городе составляет 10-15 километров в час.

4. Дорожно-транспортные происшествия. Возрастающее количество ДТП на дорогах - это причина пробок, которая одновременно является и следствием первых трёх причин. Логично, что чем больше машин и места для них, тем больше и дорожно-транспортных происшествий. К тому же многие современные водители не готовы мириться с затруднениями в движении, поэтому систематически нарушают правила, а манера их вождения попадает под категорию “Опасная езда”. Всего одно ДТП на каком-либо участке дороге снижает транспортную проводимость не менее, чем на 40 % [7].

5. Ремонтные работы в рабочее время. В отличие от предыдущих пунктов ремонтные работы в рабочее время - это ситуация, характерная именно для России и постсоветского пространства. Не надо объяснять, насколько затрудняет транспортную ситуацию наличие на дороге рабочих и строительной техники.

6. Светофоры. Несомненно, регуляторной альтернативы светофорам нет и не будет в ближайшее время, однако на дорожную ситуацию в худшую сторону влияют сразу два связанных с ними фактора - их переизбыток на один километр дорожного полотна и отсутствие адаптивности к дорожной ситуации.

7. Автомобили, припаркованные на обочине или в неположенном месте. Если вынести за скобки беспечных и наглых автовладельцев, то данная причина идентично дорожно-транспортным-происшествиям также является ещё и следствием. Следствием проблемы отсутствия или недостатка бесплатных и даже платных мест парковки, в связи с чем водители и вынуждены оставлять свои автомобили где попало.

Существуют и другие проблемы, однако прямо или косвенно они вытекают из выше перечисленных семи пунктов. Об одной из этих проблем мы поговорим немного позже, а пока стоит сказать, что существует не только множество причин заторов, но ещё и множество способов борьбы с ними. Все методы можно разделить на дорожно-строительные (строительство новых дорог; создание многоуровневой дорожной сети) и организационные (разделение потоков движения общественного пассажирского транспорта и всего остального; создание перехватывающих парковок; расширение полномочий “европротоколов”; проведение работ в щадящие с точки зрения загруженности часы; введение платного въезда в центральную часть города; взимание платы за проезд по определённому участку дороги в определённое, обычно пиковое время суток и т.д.).

Каждый из этих методов эффективен по-своему. Однако предел их положительного влияния на пропускную способность городской транспортной системы ограничен. Но самая суть заключается в другом - в крупных и средних городах, больше всего страдающих от заторов, эффективность данных методов достигла своего естественного предела. Транспортные службы таких городов продолжают проводить совещания и семинары о путях преодоления проблемы пробок, но это чистой воды имитация кипучей деятельности, которая не может привести к положительному итогу. Потому что традиционными методами проблему устранить невозможно.

По-настоящему критичными и проблемными местами, для которых характерно образование заторов, являются “узкие места” (или как их ещё называют “бутылочные горлышки”, хотя это далеко не всегда одно и то же). Их источником в крупных городах выступают пересечения нескольких дорог, или если по-простому - перекрёстки.

Почему нельзя просто расширить перекрёсток? Дело в том, что даже если существует возможность расширить данный участок дороги, то это никак не решит проблему - “узкое” место просто переместится на следующий перекресток, и общая пропускная способность дороги останется на прежнем, достаточно низком уровне.

Для наглядности приведём хрестоматийный пример, характеризующий опасность “узких” мест. Хотя он и из другой области, но в качестве иллюстрации проблемы подходит идеально. Речь идёт об одной европейской компании, в которой, несмотря на оборудованное по последнему слову техники производство и высококвалифицированный персонал, неуклонно рос процент бракованных изделий. Результатом двухнедельного аудита стало заключение, которое очень удивило руководство компании: “Необходимо изменить систему оплаты труда для склейщицы обуви.” [8]

Дело в том, что хорошо организованная конвейерная линия заканчивалась обычной женщиной, которая просто наносила клей на обувные подошвы, однако получала за это лишь “голый” оклад и не была заинтересована в поддержании высокого качества выпускаемой продукции. Привязка её заработной платы к проценту брака свела его количество к допустимой статистической погрешности.

Однако перекрёсток, как элемент транспортной системы, куда более сложный объект для анализа и последующей оптимизации. Именно поэтому для сохранения (или же создания) адекватной пропускной способности необходимо использовать математическое моделирование.

Последние годы по ряду объективных факторов, связанных с увеличением количества автомобильного транспорта на дорогах и повсеместного ухудшения транспортной ситуации не только в крупных, но и средних и даже маленьких городах, наблюдается перманентный рост спроса на системы поддержки принятия решений и математические транспортные модели.

Оптимизация транспортной среды имеет прямой эффект – увеличение пропускной способности дорог, однако не менее важное значение имеет косвенный эффект в виде сокращения логистических цепочек, повышения рентабельности пассажирских и грузовых перевозок, снижения времени холостого простоя в поездках на работу и много другого. Масштабируя применение моделирования на макроскопические системы, можно анализировать и прогнозировать рентабельность тех или иных маршрутов, вроде Северного Морского или Нового Шёлкового пути.

Моделирование городских транспортных систем может сыграть в процессе оптимизации если не ключевую, то очень важную роль. Однако подходить к этому надо комплексно и повсеместно, ибо локальное применение современных технологий способно увеличить пропускную способность перекрёстка или какого-либо другого участка дороги, однако в рамках крупного города для кардинального изменения ситуации этого наверняка будет недостаточно. Математическое моделирование способно изменить транспортную отрасль в лучшую сторону, и этим необходимо пользоваться.

Список литературы:

1. Чернышёва Евгения, Шкуренко Ольга. Дорогие дороги [Электронный ресурс] // “Коммерсант” - 24.05.2018 - URL: https://www.kommersant.ru/doc/3636374
2. Пара слов об истории развития автодорог России. Часть I [Электронный ресурс] // ИЦ “AfterShock” - 18.05.2018 - URL: https://aftershock.news/?q=node/645046&full
3. Самая большая пробка в мире [Электронный ресурс] // Портал “Узнай всё” - URL: https://uznayvse.ru/interesting-facts/samaya-bolshaya-probka-v-mire.html
4. Дорожный затор, или автомобильная пробка [Электронный ресурс] // Википедия - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дорожный_затор
5. Владимиров С.Н. Транспортные заторы в условиях мегаполиса [Электронный ресурс] // Известия МГТУ - URL: https://cyberleninka.ru/article/v/transportnye-zatory-v-usloviyah-megapolisa
6. Число автомобилей во всем мире к 2050 г вырастет в 2 раза [Электронный ресурс] // Агентство экономической информации “Прайм” - URL: https://1prime.ru/industry_and_energy/20171019/828038098.html
7. Классификация транспортных аварий и катастроф [Электронный ресурс] // Портал “StudFiles” - 08.03.2016 - URL: https://studfiles.net/preview/5779975/page:14/
8. Начисление заработной платы [Электронный ресурс] // Центр управления финансами - URL: http://center-yf.ru/data/Buhgalteru/Nachislenie-zarabotnoi-platy.php