Matematyczny wzór na płynny ruch na drodze

Matematyczny wzór na płynny ruch na drodze

Naukowcy z Bristol University wykorzystują system matematyczny do przewidywania ruchu na autostradach, który ma pomóc w rozładowaniu korków.

Projektowi partnerują: The Highways Agency, Transport Research Laboratory oraz Knowledge Transfer Network for Industrial Mathematics, a jego celem jest stworzenie systemu, który będzie tak przetwarzał informacje gromadzone w czasie rzeczywistym, by przewidywać powstanie korków.

Szacuje się, że z powodu zatłoczonych dróg, gospodarka brytyjska traci rocznie 20 miliardów funtów, a jakby tego było mało, do roku 2015 ruch ma się wzmóc o kolejne 30 procent. „Korki uliczne są zjawiskiem powszechnym, które wciąż narasta,” – stwierdził Eddie Wilson, główny twórca systemu. „Powinniśmy przynajmniej móc dać kierowcom informację, ile podróż zajmie im czasu. Można to zrealizować udostępniając informację o prędkościach z jakimi można poruszać się obecnie i za kilka godzin.”

„Dużym problemem jest wyjaśnienie powstawania tzw. ‘wąskich gardeł’. Jedziesz i wszystko wydaje się w porządku, aż tu nagle utykasz w korku powstałym bez wyraźnej przyczyny. Zatory są jak fale, które poruszają się w kierunku przeciwnym do kierunku jazdy i z tego powodu trudno jest dostrzec przyczyny dla których powstają akurat w tym miejscu, bo przyczyna może znajdować się wiele kilometrów dalej.” – dodał Wilson.

„By móc tworzyć prognozy, musimy zrozumieć jak te fale powstają i rozprzestrzeniają się. By to zbadać, sprowadzamy nasze obserwacje do poziomu mikroskopowego, czyli pojedynczego samochodu, oraz makroskopowego, traktując ruch uliczny jak ściśliwy gaz.” – wyjaśnił Wilson.

Projekt wykorzystuje już zgromadzone przez system Motorway Incident Detection and Automatic Signalling (Midas) dane. Wykorzystuje on pętle indukcyjne zatopione w asfalcie, zwykle oddalone od siebie o 500 metrów, do pomiaru prędkości, natężenia i charakterystyki ruchu. Informacja jest przesyłana do centrali, gdzie operator w oparciu o te dane ustawia tymczasowe ograniczenia prędkości wyświetlane na znakach ostrzegawczych.

Zespół z Bristol analizuje te dane w celu stworzenia modelu matematycznego ruchu ulicznego, a w dalszej perspektywie, stworzenia automatycznego systemu sterowania ruchem.

„Patrząc na dane pochodzące z systemu Midas, można odnieść wrażenie, że model gazu ściśliwego się nie sprawdza,” – przyznał Wilson.

„Jednakże, jeśli wykorzystać pętle, można określić wzorzec jazdy pojedynczych samochodów i mając takie wzory milionów pojazdów na autostradzie, można zbudować dokładne modele zachowania kierowców.” – dodał Wilson.

Wilson twierdzi, że w przyszłości możliwe będzie wejście po prostu na stronę, gdzie otrzymamy informacje o szacowanej długości podróży. „Chcemy z prognozy natężenia ruchu uczynić coś na kształt prognozy pogody,” – przyznał Wilson. „Kluczowa różnica tkwi w tym, że podczas przewidywania natężenie ruchu trzeba brać pod uwagę również złożoność ludzkich zachowań, podczas gdy pogoda rządzi się po prostu logicznymi prawami fizyki.”

(lk)