Феномен, при котором движение практически полностью останавливается без всякой видимой причины, называется фантомной пробкой. Это спорадическое, непредсказуемое явление, которое как будто живет своей собственной жизнью. Несмотря на это, учёные научились моделировать эти заторы и понимать механизмы их формирования. Для появления фантомной пробки на дороге должно быть много автомобилей. Естественно, они могли бы двигаться равномерно и спокойно, если бы каждый водитель поддерживал постоянную скорость и дистанцию. Но это практически недостижимый идеал.
Любая оплошность, даже самая незначительная, запускает время от времени цепочку событий, которая в конечном итоге заканчивается пробкой. Скажем, один из водителей слегка притормаживает. Его коллега, движущийся следом, делает это чуть сильнее, порождая волну, которая перекидывается с автомобиля на автомобиль. Этот эффект может ощущаться на расстоянии в несколько километров. При низкой плотности трафика помарки участников движения сглаживаются маневрами других водителей. Но как только концентрация становится выше определённого значения, как правило, при расстоянии между автомобилями менее 35 метров друг от друга, поведение системы резко меняется. Она начинает проявлять динамическую нестабильность, что означает усиление незначительных возмущений. Этот феномен довольно распространен в природе - он, в частности, стоит за образованием дождевых капель, песчаных дюн, облаков и многого другого.
Нестабильность - это петля положительной обратной связи. После превышения критической плотности любая дополнительная машина уменьшает количество автомобилей, проходящих через ту или иную точку дороги за определенный промежуток времени. Это означает, что локальное скопление дольше задерживается на участке. Это ещё больше увеличивает плотность транспортных средств, и в конечном итоге может вызвать полную остановку движения. Вырвавшись из пробки, водители, как правило, заметно ускоряются, после чего вынуждены снова тормозить, создавая еще один контур обратной связи - сильнее, чем прежний.
Это практически всегда связано с незнанием обстановки - того, что находится по ходу движения. Решение проблемы видится в первую очередь в появлении на дорогах беспилотных автомобилей, бортовые системы которых способны в реальном времени отслеживать ситуацию по данным спутников или датчиков дорожного движения. Эти машины поддерживают постоянную скорость движения, наиболее соответствующую средней скорости общего потока. Такой автомобиль мог бы увереннее вести себя в условиях волны торможения и уменьшать её силу. Для этого, кстати, не требуется большой концентрации «беспилотников» в движущемся потоке. Не так давно был проведен эксперимент, в ходе которого было доказано, что всего 5% таких машин достаточно для ослабления и даже предотвращения фантомных пробок.
Дорожные пробки - это не только загубленные нервные клетки стоящих в них людей. Это довольно часто ДТП со смертельными исходами и практически всегда загрязнение окружающей среды в результате бесполезной работы тысяч автомобильных двигателей. Если новые технологии помогут избавиться от них, это будет просто великолепно. Пока же постарайтесь вести себя менее агрессивно на дороге, если за вами водится такой грешок. Это, как показывает практика, одна из главных причин тех трудностей и опасностей, которые поджидают нас в пути, в том числе и пробок.
