Проблемы эгоистов: дорожные пробки и парадокс Браеса
Строительство более широких дорог может ухудшить ситуацию с дорожным движением. Обычно этот контринтуитивный и контрпродуктивный результат объясняют следующим образом: чем больше дороги, тем более крупные торговые центры они привлекают, что в свою очередь привлекает больше автомобилей. Но это ещё не вся история. В 1960-х Дитрих Браес обнаружил теоретическую конфигурацию дорог, в которой строительство новой соединительной дороги может замедлить движение каждого, даже если количество машин остаётся постоянным. И наоборот, закрытие одной дороги в сети Браеса позволит всем добираться домой быстрее. Такое явление настолько странно, что заслуживает собственного определения — «Парадокс Браеса».
Несколько лет назад Джоел Коэн сказал мне, что парадокс Браеса может стать хорошей темой для моей колонки в «Computing Science». Я засомневался. Опубликовано уже немало обсуждений этого парадокса, в том числе потрясающие статьи самого Коэна, а также книга Тима Рафгардена (обзор которой я написал для American Scientist). Я не считал, что смогу добавить что-то новое к дискуссии.
Однако недавно я начал рассматривать задачу визуализации парадокса Браеса — представлении его таким образом, чтобы мы могли наблюдать отдельные автомобили, едущие через дорожную сеть, а не просто вычислять средние скорости и время в пути. Возможность поэкспериментировать с моделью — понажимать рычаги и кнопки, попробовать разные алгоритмы маршрутизации — может привести к более чёткому пониманию того, почему хорошо информированные и имеющие собственный интерес водители могут выбирать маршрут, который в результате тормозит всех.
Теперь у меня есть работающая модель чего-то, напоминающего парадокс Браеса, написанная на JavaScript. Рекомендую попробовать прокатиться по ней. Также есть сопровождающая её колонка «Computing Science» в American Scientist, которая выложена на веб-сайте журнала в HTML и PDF. Если вам интересен исходный код, то он есть на Github. Здесь я хочу немного рассказать о реализации модели и о том, чему она меня научила.
Адаптация математической модели Браеса к более механистической и визуальной среде оказалась сложнее, чем я ожидал. Исходная формулировка довольно абстрактна и не особо физична; она ближе к теории графов, чем к проектированию автотрасс. На представленны ниже схемах широкие синие дороги, помеченные как A и B, никогда не оказываются перегруженными; вне зависимости от пропускаемого ими трафика время движения по ним всегда равно одному часу. На узких красных дорогах a и b время перемещения равно нулю, когда они пусты, но движение увеличивается с повышением нагрузки; если все машины соберутся на одной красной дороге, время движения по ней тоже становится равным одному часу. Золотой маршрут X волшебным образом обеспечивает мгновенную транспортировку любому количеству автомобилей.
Наличие парадокса зависит от существования дороги X. Без золотого соединения (левая схема) трафик равномерно распределяется между маршрутами Ab и aB, и на всю поездку все автомобили тратят 90 минут. При открытии соединения X (правая схема) все водители предпочитают маршрут aXb, и все проводят на дороге полные два часа.
Необходимым предположением для этого парадокса является то, что все стремятся к эгоистичному построению маршрута, выбирая тот путь, который обеспечивает самое быстрое перемещение, и игнорируя все другие факторы, кроме времени движения. Иронично то, что, упорствуя в том, чтобы ни у кого другого не было бы поездки короче, водители создают плотную пробку на маршруте aXb, в то время как AXB остаётся пустым. Почему? Если какой-нибудь водитель решит переместиться на AXB, то его отсутствие незначительно снизит нагрузку на aXb, что даст этому маршруту незначительное преимущество в скорости. Следуя эгоистичным устремлениям, сместившийся на другой путь водитель должен вернуться на aXb. Получается патовая ситуация.
Машины, двигающиеся с бесконечной скоростью, и дороги с бесконечной пропускной способностью вполне уместны в математической модели, но вызывают проблемы в симуляции, которая должна имитировать настоящее движение по шоссе. В поисках более реалистичной модели я пришёл к показанному ниже расположению дорог, вдохновлённому схемой из статьи Клода М. Пинчина 1997 года (Braess Paradox: maximum penalty in a minimal critical network. Transportation Research A 31(5):379–388).
Топология схемы та же, что и в исходной сети Браеса, но отличается геометрия, а значит и связь между переполнением и скоростью тоже. Цель по-прежнему заключается в том, чтобы добраться от начала до конца или от Origin до Destination. Отрезки дороги A и B по-прежнему широки и не подвержены дорожным пробкам. Дороги a и b более прямые и короткие, но в то же время более узкие. При нулевом трафике скорость машины на a и b такая же, как на A и B, но с увеличением нагрузки скорость падает. Аналогом «золотой дороги» является короткий мост в центре карты, обладающий теми же свойствами скорости, что и A с B. В исходной конфигурации мост заблокирован, но его можно открыть нажатием мыши. На показанном выше скриншоте работающей модели мост открыт и по нему идёт движение.
Автомобили, представленные цветными точками, входят в систему в пункте Origin. В момент входа каждая машина выбирает один из возможных маршрутов. Если мост закрыт, есть всего два варианта: Ab и aB. Когда мост открыт, водители также могут выбрать короткую дорогу ab или более длинную AB. Затем машины движутся по выбранным маршрутам, подчиняясь ограничениям скорости на каждом отрезке, пока не достигают пункта Destination.
Эта схема в некоторых важных аспектах отличается от исходной формулировки Браеса. Демонстрирует ли она парадокс? Другими словами, увеличивается ли время движения, когда мост открыт и водители могут двигаться по маршрутам ab и AB? Ответом для широкого интервала значений параметров будет «да», и это видно из следующих результатов:
В таблицах показано количество машин, выбравших каждый из маршрутов и среднее время, потраченное ими на дорогу. (Время измерено в единицах самой быстрой из возможных поездок: по кратчайшему пути ab с нулевым трафиком.) Заметьте, что открытие моста замедлило скорость на всех четырёх маршрутах. Даже несмотря на то, что по маршрутам Ab и aB проходило на 37% меньше трафика, машинам на этих маршрутах требовалось на 9-15% больше времени для завершения поездки. Маршруты ab и AB были ещё медленнее.
Но числа не раскрывают ситуацию полностью — это было первое, что я понял после запуска симуляции. В случае с закрытым мостом, когда общий трафик разделяется на два приблизительно равных потока, можно предположить, что новые машины попеременно выбирают Ab или aB, так что, система достигает статистически равновесного состояния с равным количеством автомобилей на каждом из двух маршрутов в любой момент времени. Но происходит совершенно другое! Лучше всего убедиться в этом, запустив симуляцию, но и представленный ниже график тоже даёт нам общее понимание модели.
Вместо перехода в равновесное состояние система колеблется с периодом примерно в 500 временных отрезков, что примерно равно половине времени, которое требуется среднему автомобилю для перемещения из Origin в Destination. Две кривые сдвинуты по фазе почти ровно на 180 градусов.
Несложно понять, откуда появляются такие колебания. Когда каждый автомобиль попадает в дорожную сеть, он выбирает маршрут с кратчайшим ожидаемым временем поездки на основании состояния в текущий момент. Основным решающим фактором ожидаемого времени поездки является количество машин, занимающих отрезки a и b, на которых скорость уменьшается при заполнении дорог. Но когда машины выбирают менее популярный маршрут, они также повышают занятость этого маршрута, что делает его менее желательным для следующих за ними автомобилей. Кроме того, на маршруте Ab существует значительная задержка перед тем, как машины достигают отрезка, на который влияет переполнение. Задержка и асимметрия сети создаёт неустойчивость — контур обратной связи, в котором неизбежны выбросы и избыточная коррекция.
Когда соединительный мост открыт, паттерн становится более сложным, но колебания по-прежнему очень заметны:
Похоже, что существуют две перемежающиеся фазы — в одной доминируют Ab и ab (в этой цветовой схеме — красно-зелёная рождественская фаза), в другой побеждают ab и AB (жёлто-зелёная «бойскаутская» фаза). Период волн менее регулярен, но в основном он длиннее.
Я не первый наблюдаю такие колебания; например, они упоминаются Даниелем Бушемой и коллегами в статье, описывающей симуляцию похожих на браесовские дорожных сетей в NetLogo. Однако в целом таким колебаниям и неустойчивостям уделяют мало внимания в литературе.
Асимметрия схемы очень важна для создания и колебаний, и парадоксального замедления при открытии центрального соединительного узла. Вы можете убедиться в этом самостоятельно, запустив симметричную версию модели. Она оказывается довольно скучной.
Заслуживает комментария ещё один баг/фича динамической модели. В исходной сети Браеса соединения A и B имеют неограниченную вместимость; фактически, модель обещает, что время прохождения этих дорог будет постоянной, вне зависимости от трафика. В динамической модели с дискретными машинами с ненулевыми размерами это обещание сложно сдержать. Допустим, машины следуют по маршруту Ab и отрезок b совершенно забит. В точке соединения, где A переходит в b, машинам некуда деться, так что они возвращаются обратно в отрезок A, который из-за этого не может гарантировать постоянную скорость.
При реализации динамической модели я обнаружил, что существует множество вариантов решений, в выборе которых мне мало поможет математическая формулировка исходной системы Браеса. Одним из них стала проблема «обратного проникания очереди». Позволить ли машинам скапливаться на дороге или дать им невидимые буферы, в которых они могут спокойно ждать своей очереди, чтобы продолжить путешествие? А как насчёт машин, появляющихся в узле начала, когда для них нет места на дорогах? Нужно ли ставить их в очередь, отбрасывать их, позволять ли им блокировать машины, направляющиеся по другой дороге? Ещё один скользкий момент касается приоритетов и честности. Два узла рядом с серединой дорожной схемы имеют два входа и два выхода. Если в обеих очередях на входе стоят машины, ожидая прохода через узел, то какая двинется первой? Если не отнестись внимательно к выбору стратегии обработки таких пробок, то один маршрут будет постоянно заблокирован другим.
Изучив код на JavaScript, вы можете понять, какие решения выбрал я. Не буду утверждать, что мои ответы совершенно правильны. Но более важно то, что после множества экпериментов и исследований альтернативных решений я выяснил, что большинство подробностей не так уж и важно. Эффект Браеса оказывается достаточно стабильным, он проявляется во многих версиях модели с немного отличающимися предположениями и алгоритмами. Такая стабильность подсказывает нам, что стоит более внимательно искать на настоящих трассах свидетельства парадоксальных паттернов трафика.
Автомобилистам везде раздолье. Почему так быть не должно
Почему расширение дорог не только не решает проблему пробок, но и приводит к увеличению смертности, ухудшению экологической и экономической ситуации в городе, обсудили активисты и представители столичной мэрии на диалоговой площадке «Шааркана».
Чем шире дороги, тем больше машин
Руководитель инициативы Peshсom Рада Валентина кызы отметила, что сегодня в Бишкеке насчитывается более 400 тысяч машин. И это без учета маятниковой миграции.
Сколько автомобилей ежедневно въезжают в столицу, никто не может сказать. Учет просто не ведет ни одно ведомство.
«Есть исследование по количеству людей, которые приезжают на маршрутных такси, — около 60 тысяч человек. Они живут в области, но учатся или работают в столице, приезжают в нее по делам», — отметила она.
Постоянный ремонт и расширение дорог стимулируют и без того высокий спрос на использование автомобилей. А их переизбыток приводит не только к пробкам на дорогах: 95 процентов времени машины просто занимают пространство. Сейчас это примерно 1/7 площади столицы. «Но машине нужно как минимум два места для парковки: возле дома и работы. Соответственно, эта площадь увеличивается вдвое. Расширение дорог приводит к тому, что с обеих сторон обочины занимают припаркованные машины. А так как на многих улицах вообще нет тротуаров, пешеходам приходится идти по проезжей части, рискуя своей жизнью», — добавила она.
«Расширение дорог почти в три раза увеличивает количество ДТП из-за ограничения видимости, превышения скоростного режима и других факторов», — отметила аналитик по транспорту Нуржан Чунуева.
В 2020 году зарегистрировано 2 тысячи 183 ДТП, в которых погибли 72 человека, а травмы получили 2 тысячи 860.
Однако, по ее словам, в Бишкеке на средства китайского гранта расширяют улицы с 2016 года, несмотря на многочисленные протесты экспертов.
«Европейские города отказались от расширения дорог еще в 1980-х годах. В Швеции была разработана программа «Ноль смертей» (Vision Zero). И в 2018 году в Стокгольме погиб только один человек. Согласно программе, проектировщики улиц несут такую же ответственность за ДТП, как и водители. В Америке, где раньше расширяли улицы, теперь их сужают», — добавила Нуржан Чунуева.
Она добавила, что такую программу начали внедрять в Казахстане и Беларуси.
У расширения дорог есть и другие негативные последствия для экономики и экологии города. «Из-за снижения количества зеленых насаждений повышается температура как на улице, так и в помещениях. Людям приходится пользоваться кондиционерами. Снижается туристическая привлекательность, потому что города должны быть удобными для пешеходов. Бизнес-объекты вдоль трасс имеют меньше посетителей, потому что пешеходы, видя витрины, заходят в магазины, а автомобилисты проезжают мимо. Падают цены на недвижимость. Думаю, никто бы не хотел жить в доме вдоль магистральной улицы», — отметила Нуржан Чунуева.
А о пешеходах в последнюю очередь
Аналитик считает, что в столице надо развивать альтернативный, городской транспорт. Последний должен стать дешевле, быстрее и удобнее личного.
Задача транспортной системы — перемещение людей, а не автомобилей, задача умного города — не победить пробки, а пересадить людей из машин на другие виды транспорта.
Рада Валентина кызы
Однако сегодня система общественного транспорта оставляет желать лучшего. Около 88 процентов пассажиров в Бишкеке перевозят маршрутки. «Но они не покрывают потребности горожан. На окраинах города есть много мест, где вообще нет никакого транспорта, в то время как центральные улицы перегружены», — отметила Рада Валентина кызы.
Не уделяет мэрия должного внимания и сопутствующей инфраструктуре. Многие остановки проектируются и строятся без учета того, как к ним будут подходить пассажиры: арыки, лестницы, отсутствие подводящих аллей. Все это становится непреодолимым препятствием для маломобильных людей: родителей с детскими колясками, людей с инвалидностью, пожилых. Да и сами остановочные неуютны.
Отсутствие ровного асфальта, ливневых решеток, обклеенные рекламой грязные стены — это далеко не все неудобства, с которыми сталкиваются пассажиры.
«На наших остановках нет никаких щитов с навигацией. Сейчас можно в телефоне посмотреть, какой маршрут куда идет. Но ведь может не быть смартфона, как человеку ориентироваться? Вот в этих случаях и помогают такие схемы», — добавила Рада Валентина кызы.
Пешеходы у городских властей вообще давно в роли Золушки. На протяжении многих лет тротуары практически не ремонтировали, во многих местах нет соединения между отдельными участками, нередко они упираются в какие-то постройки, заборы, тупики, не освещены. Где-то на них вообще делают парковки или автомойки. Качество новых тротуаров тоже оставляет желать лучшего — лужи на них привычное явление, хотя рядом на отремонтированной проезжей части сухо.
Нерегулируемые пешеходные переходы через восьмиполосную дорогу, отсутствие островков безопасности, надземные и подземные переходы также усложняют жизнь горожанам, которые передвигаются по городу пешком или на велосипедах, самокатах и других видах транспорта.
Тротуары построят, автобусы завезут
«Маршрутки, можно сказать, уже вчерашний день. Но тем не менее мы благодарны, что в свое время они помогли с транспортным вопросом», — сказал он.
Первый вице-мэр также отметил, что муниципалитет поменял концепцию ремонта дорожно-транспортной инфраструктуры.
При формирования титульного списка, то есть схем и планов строительства дорог и тротуаров на следующий год, упор будем делать на тротуары.
Максатбек Сазыкулов
«Это была большая проблема. На них был минимальный заказ. Надеюсь, начнем исправлять ситуацию», — отметил он.
Бишкекчане тоже надеются, что городские власти наконец-то сделают столицу удобной для всех жителей, а не только для владельцев машин. И даже знают, как им в этом помочь, — достаточно просто забрать все служебные машины у чиновников мэрии и заставить их передвигаться пешком или в общественном транспорте. Такие предложения прозвучали на «Шааркане».
Сейчас дорогу расширим – и всё поедет!
Многие наши чиновники, гаишники и просто водители уверены, что проблему пробок можно решить путём строительства развязок и банального расширения дорог. Но в долгосрочной перспективе это никогда не срабатывает. Эффект может быть кратковременным, но затем включается теория спровоцированного спроса: с увеличением пространства для автомобилей растёт и количество самих автомобилей.
Машины занимают добавленные полосы, и пробки только увеличиваются. Таким образом, любую дорогу можно расширять до бесконечности, но пробки никуда не исчезнут. То же можно сказать и о строительстве всяких развязок и хорд.
Тем не менее, миф "сейчас только полосу добавим – и всё поедет!" в России невероятно популярен. Но, что ещё смешнее, он популярен и в США. Да, в той самой стране, которая на протяжении всего XX века загоняла себя в капкан тотальной автомобилизации. Как и у нас, в этот миф верят не только простые американцы, но и люди, принимающие решения. Как и у нас, строить в США очень дорого и долго. На магистрали тратятся огромные бюджеты, усилия и время при крайне сомнительном эффекте, но это не смущает чиновников и обывателей.
"Городские проекты" перевели статью Bloomberg под названием "Неудержимая привлекательность расширения автомагистралей", из которой понятно, как власти наших и американских городов и регионов стали заложниками логической ошибки.
12 полос магистрали I-35 проходят прямо насквозь столицы Техаса Остина. И всё равно кажется, что этого мало: тут постоянно пробки, и кажется, что их становится только больше с ростом населения. Одно из недавних исследований показало, что это худшее бутылочное горлышко в Техасе.
Департамент транспорта Техаса утверждает, что знает, что нужно делать: расширять магистраль. Там предлагают добавить ещё 8 полос за 7,9 миллиардов долларов (575 миллиардов рублей).
Жители Остина скептично смотрят на такой план — он потребует сноса 150 домов и только усилит разрыв между районами, который там существует с 1940-х годов. И это в дополнение к увеличению количества выбросов. Дептранс же вообще даже не рассматривает экологически чистые альтернативы, например, инвестиции в общественный транспорт.
Многие городские чиновники считают, что помимо того вреда, который нанесёт расширение этой магистрали, не будет решена собственно главная проблема — загруженности дорог. Член Городского совета Остина Грегорио Касар написал в Дептранс письмо, в котором напомнил, что «опыт показывает, что добавление полос не решает проблем трафика».
Это и правда давно известный парадокс — экономист Энтони Доунс назвал его «спровоцированный спрос». В оригинальной статье 1962 года он звучал так: «загруженность городских магистралей в часы пик возрастает до уровня максимальной пропускной способности». То есть, машины в любом случае займут дополнительное предоставленное место, и пробка меньше не станет.
Закон Доунса применим не только к городам США, ситуация с пробками в которых за последние годы только ухудшилась, несмотря на вложенные на расширение дорог миллиарды. В Норвегии и Великобритании также не удалось таким способом снизить загруженность дорог. Мало кто из экономистов и урбанистов сейчас спорит с идеей о спровоцированном спросе.
Однако стоит почитать хотя бы заголовки в прессе (что США, что России) и становится понятно: ответственные за транспорт чиновники всё ещё мыслят иначе. Если определить «безумие» как «ожидание нового результата при повторении тех же самых действий», то это — крайняя стадия. Но всё же те, кто проектирует эти магистрали — не безумцы. Однако они работают в такой системе, которая поощряет постоянную стройку, несмотря на то, что снизить уровень загруженности дорог это не помогает.
Подкармливание монстра
Спровоцированный спрос уходит своими корнями в ещё доавтомобильную эпоху. Ещё в середине 19-го века британский экономист Уильям Джевонс сформулировал теорию, согласно которой увеличение эффективности добычи угля должно неминуемо вести к росту спроса на ископаемое топливо, потому что люди найдут новые способы его использовать. В дальнейшем эта теория получила название «Парадокс Джевонса».
Затем действие этого парадокса было заметно, например, в метро Филадельфии: в 20-е годы искали способ решить проблему его перегруженности, и тогда вариант строительства новых линий отмели именно по этой причине. Местный градостроитель Рассел ван Нест Блэк тогда утверждал, то если метро станет дешевле и быстрее, то это только привлечёт новых пассажиров.
Но в 1920-е росли и продажи автомобилей, что приводило к новому типу загруженности в городе. При этом недовольны были все — владельцы бизнеса переживали, что из-за загруженности улиц состоятельные жители пригородов не поедут в центр, а в автомобильной индустрии боялись, что пробки отвадят людей от покупки машин.
И в итоге две эти группы объединило общее решение проблемы — машинам в американских городах нужно было отдать больше места. Началось повальное расширение улиц за счёт тротуаров и общественных пространств, лишь бы уместить все автомобили. Уже тогда некоторые отмечали, что происходит то, что впоследствии назовут «спровоцированным спросом» — и так оно и вышло.
Если смотревшие в будущее городские чиновники хотели инвестировать во что-то альтернативное, например, развивать общественный транспорт, то им трудно было найти финансирование — многие штаты выделяли доход от акцизов на топливо только на дороги. Зато появилось новое решение — скоростные магистрали, на которых водителям не приходилось ждать на перекрёстках. Планировщики межвоенного времени утверждали: «Если бы было возможно применить всё, что мы знаем об управлении трафиком, мы бы от всех пробок избавились».
Скоростная магистраль Ван-Вик открылась в нью-йоркском боро Куинс в 1950-м году. Роберт Мозес тогда утверждал: «Теперь-то всё поедет». Но всё получилось ровно наоборот. Местные жители стали стоять в пробках ещё больше — вместе с теми, кто приехал по новой магистрали.
К тому моменту всё больше градостроителей поняли тщетность попыток побороть пробки расширением и строительством дорог. Льюис Мамфорд в 1955 году писал: «В городе растёт тревожность насчёт пробок, и единственная перспектива, которая открывается перед нами — это что строить будут ещё больше и только хуже».
Но простые обыватели Мамфорда не читали, а транспортные бюджеты все уходили на обслуживание интересов компаний, связанных с дорожным строительством. Разумеется, тем было выгодно строить магистрали, а не развивать общественный транспорт или продвигать более плотную застройку, которая бы снизила потребность в езде на автомобиле.
В целом процесс везде одинаковый. Если расширить магистраль, водители, которым до этого надо было выезжать раньше, едут в пиковые часы. Даже больше: если они раньше ездили на общественном транспорте, они едут на машине. С увеличением доступного для автомобилей пространства снижаются времязатраты и растёт объём трафика. Какое-то время это будет работать, но затем всё вернётся на круги своя. Затем всё будет повторяться, и в особо упоротой логике это будет показателем того, что ошибку допустили изначально — что не расширили ещё больше.
По словам замдиректора по планированию Департамента транспорта штата Невада Сондры Розенберг, «строители заявляют, что новая полоса снизит загруженность, по факту получается ещё хуже, и люди напоминают, что вообще-то обещания были другими. И чаще всего решение, которое приходит на ум, — добавить ещё полос. Это как подкармливать монстра».
Отказ от расширения магистралей остаётся политически трудным делом. На этом завязан труд многих людей и многомиллиардные контракты. Автоиндустрия тоже получает выгоду от того, что для её продукции появляется больше места. Даже Илон Маск в 2019 году писал в Твиттере, что спровоцированный спрос — «одна из самых иррациональных теорий, о которых он слышал». Впрочем, он такой не один, и это естественная реакция. Спровоцированный спрос контринтуитивен. Кажется логичным, что ещё одна полоса — и всё поедет, это самое простое решение.
Именно поэтому спровоцированный спрос — серьёзный вызов для транспортников. «Каждый, у кого есть права, считает, что знает, как должно быть», — считает Розенберг. А у строителей, рабочих и автопроизводителей есть выгода в том, чтобы ничего не менялось.
В 1955 году Льюис Мамфорд писал: «Те, кто расширяет магистрали, даже не задумываются о том, каким будет результат (привода новых машин в уже загруженный город). Пользы не будет даже для тех, кто смотрит всего на 5 лет вперёд». Заканчивалось его эссе кратким посланием к читателям: «Думайте!».
Почему расширение дорог ведет к пробкам
Войти
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Закон пробок: чем шире дороги, тем больше заторов
Экономисты доказали прямую связь нагрузки на автомагистрали с их размером: чем шире дороги, тем больше на них пробок. Справиться с заторами можно только одним способом: ввести специальный «пробковый» сбор с автомобилистов
Пробки на дорогах — одна из самых насущных проблем, с которыми сталкиваются большие города. Казалось бы, самое очевидное ее решение — расширение дорог. Пробки возникают из-за того, что машин становится все больше, и им не хватает пространства для движения. Однако на практике этот способ не работает. Vox предлагает пересмотреть стереотипный подход к борьбе с заторами на дорогах.
Одним из примеров того, как сказывается расширение дорог на движении, стала недавно увеличенная автомагистраль I-405 в Лос-Анджелесе. Дорогу достраивали пять лет и вложили в нее больше миллиарда долларов. Однако проведенные после открытия обновленной автомагистрали исследования показали, что движение на ней стало еще медленнее, чем до расширения.
Фундаментальный закон пробок
Согласно Мэттью Тёрнеру, специалисту по экономике из Университета Брауна, это связано с тем, что из-за улучшения пропускных способностей дорог люди начинают либо чаще ездить на машине, либо чаще пользоваться удобными дорогами. Это так называемый «фундаментальный закон дорожных заторов», открытый американским экономистом Энтони Даунсом еще в 1962 году: чем шире дорога, тем больше машин.
Долговечность «метода расширения дорог» связана с тем, что проверить его состоятельность очень сложно, поскольку невозможно контролируемое исследование, основанное на эксперименте с дорогами произвольно выбранных городов.
В 2011 году Тёрнер и экономист Пенсильванского университета Жиль Дюрантон использовали новый метод: ученые сравнили пропускную способность крупных автодорог с общим автопробегом. Исследование доказало прямую зависимость размера затора от размера дороги. Повышение пропускной способности автострад на 10%, ровно на столько же повышает количество пройденных по ним миль.
«ВЫ НЕ ПОПАЛИ В ПРОБКУ. ВЫ И ЕСТЬ ПРОБКА»
Чтобы найти еще больше подтверждений своей теории, ученые проверили соотношение изменений пропускной способности дорог и интенсивности дорожного движения в период 1983-2003. Результаты подтвердились. Соотношение сохранилось и при исследовании дорог внутри мегаполисов: дополнительные полосы приводили к увеличению количества пользователей.
Вы и есть пробка
Однако такие результаты могли привести к еще одному ложному выводу, что задача проектировщиков состоит в том, что бы предвидеть будущий запрос автомобилистов и построить необходимые для его удовлетворения дороги. Поэтому ученые продолжили исследования и применили свой метод по отношению к новым дорогам, построенными вне зависимости от актуальных запросов населения, в рамках проекта сети скоростных автомагистралей 1947 года. Теория ученых снова подтвердилась.
Результаты также подтвердились на примере данных Японии и Великобритании. Кроме того, исследователи обнаружили, что общественный транспорт тоже не помогает освободить дороги. Даже если некоторые люди предпочтут его автомобилям, на дороге со временем появляется еще больше машин. По мнению Тёрнера, вариант строительства альтернативных дорог, параллельных загруженным магистралям, предложенный другими учеными, не будет работать в американских городах и не отразится на общих заторах в движении.
Тёрнер объясняет мышление автомобилистов простым примером. Если за 10 миль есть магазин, где можно сэкономить 10 долларов, но при этом, учитывая пробки, добираться туда придется полчаса, мы скорее пойдем в ближайший, более дорогой магазин. Если же дорогу по пути туда расширят, и пробок станет меньше, мы все же сядем на машину и отправимся в более дешевое место. Чем больше людей сделают такие подсчеты, тем скорее новые дороги снова заполнятся пробками. В результате подтверждается простая истина, метко сформулированная на рекламном щите компании TomTom: «Вы не попали в пробку. Вы и есть пробка».
К этому добавляются еще два фактора. Во-первых, компании, чья работа тесно связана с логистикой, также начинают активно использовать расширенные дороги, добавляя к большому количеству машин грузовики. Во-вторых, некоторые люди предпочтут переехать в более доступное, благодаря новым дорогам, место жительства, и добавят на них свои машины.
Тёрнер уверен, что единственным способом сократить количество машин в этом случае будет взимание платы за использование дороги — введение дорожных пошлин в часы пик. Пока что этим способом воспользовались только два города — Лондон и Сингапур, — однако ученые настаивают, что это единственный эффективный метод. Если цена за использование дороги повысится, люди будут отказываться от некоторых поездок или планировать их в другое время, тогда в час пик дороги будут менее загруженными.
Чтобы удобные автомагистрали не были доступными только для обеспеченных людей, Тёрнер советует разработать такую систему дорожных пошлин, которая будет учитывать доход плательщика. А если вспомнить, какие суммы тратятся на расширение дорог, то цена за проезд в часы пик не покажется такой уж высокой. Кроме того, Тёрнер уверен, что плата за использование дороги только первое время будет раздражать горожан, а потом они просто подстроятся под это нововведение, а насущная проблема пробок, между тем, наконец-то перестанет их беспокоить.