Πώς Δημιουργείται Μποτιλιάρισμα – Δείτε τον Εξομοιωτή

Ποιος από εμάς δεν έχει κολλήσει σε μποτιλιάρισμα στην Εθνική, ακόμα και σε σημεία που δεν υπάρχουν φανάρια ή διασταυρώσεις? Για να μελετήσει πώς δημιουργείται το μποτιλιάρισμα, o Γερμανός ακαδημαϊκός Martin Treiber δημιούργησε έναν φαινομενικά απλό online εξομοιωτή, που μας βοηθάει να καταλάβουμε καλύτερα πώς και γιατί προξενείται το μποτιλιάρισμα.

Ποιος είναι ο Martin Treiber

Ο Dr. Martin Treiber είναι καθηγητής στο Institute for Traffic Econometrics, Modeling, and Statistics του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Δρέσδης (Technische Universität Dresden).

Στις ακαδημαϊκές του δημοσιεύσεις θα βρούμε περισσότερα από 100 άρθρα στο θέμα της κίνησης. Επίσης, σε συνεργασία με τον επίσης Γερμανό Arne Kestling εξέδωσαν δύο βιβλία.

Ο Kestling, που έχει σπουδάσει φυσικός, εργάζεται πλέον στην ομάδα live traffic της Γερμανικής TomTom.

Εξομοιώνοντας ένα μποτιλιάρισμα

Ο εξομοιωτής για το μποτιλιάρισμα φιλοξενείται στη σελίδα http://www.traffic-simulation.de.

Με την είσοδό μας στη σελίδα βλέπουμε ένα πολύ απλό κυκλικό δρόμο με τρεις λωρίδες κυκλοφορίας. Ο αριθμός των οχημάτων είναι σταθερός, και ένα μικρό ποσοστό τους είναι φορτηγά.

Αρχικά, η κυκλοφορία είναι ομαλή, και θα περίμενε κανείς πως χωρίς φανάρια και διαβάσεις, δεν θα άλλαζε σημαντικά.

Μέσα στο πρώτο λεπτό, όμως, έχουν ήδη αρχίσει να εμφανίζονται επιβραδύνσεις, με χρώμα κίτρινο και πορτοκαλί.

Αυτές οφείλονται κυρίως στο γεγονός πως δεν επιταχύνουν και επιβραδύνουν όλοι οι οδηγοί με τον ίδιο ρυθμό. Φυσικά, και οι αλλαγές λωρίδας παίζουν το ρόλο τους.

Συνεχίζοντας την εξομοίωση, στα δύο λεπτά πλέον βλέπουμε κανονικό μποτιλιάρισμα. Αρκετά αυτοκίνητα μένουν σταματημένα για τουλάχιστον μερικά δευτερόλεπτα.

Αξίζει να σημειωθεί πως αυτό το σενάριο είχε δημιουργηθεί σε πραγματικές συνθήκες το 2008 από Ιάπωνες επιστήμονες του πανεπιστημίου της Nagoya.

22 εθελοντές οδηγούσαν ισάριθμα οχήματα κυκλικά, ενώ η οδηγία ήταν να διατηρήσουν σταθερά ταχύτητα 19 μιλίων την ώρα, περίπου 30,6 km/h.

Τα αποτελέσματα ήταν πρακτικά τα ίδια με αυτά που παρατηρούμε και στην εξομοίωση. Μικρές διακυμάνσεις στην επιτάχυνση και την επιβράδυνση μπορούν να δημιουργήσουν μποτιλιάρισμα από το πουθενά.

Επιπλέον σενάρια

Από το μενού πάνω δεξιά μπορούμε να φορτώσουμε και τα υπόλοιπα σενάρια εξομοίωσης.

Το προεπιλεγμένο ονομάζεται Ringroad (δρόμος-δακτύλιος). Στη συνέχεια έχουμε το Onramp, για το μποτιλιάρισμα σε σημεία που υπάρχει είσοδος σε αυτοκινητόδρομο.

Το Offramp προσομοιώνει αντίστοιχα την έξοδο από τον αυτοκινητόδρομο.

Στο RoadWorks βλέπουμε τι επίδραση έχει το να είναι κλειστή η μία λωρίδα κυκλοφορίας λόγω έργων.

Το Uphill προσθέτει μια κλίση 12% σε μέρος του αυτοκινητοδρόμου.

Τέλος, το routing περιλαμβάνει ένα συνδυασμό των προηγουμένων, με εισόδους, εξόδους, και εμπόδια. Πρόκειται για την πιο περίπλοκη εξομοίωση για το μποτιλιάρισμα.

Αλλάζοντας τις παραμέτρους

Το πιο ενδιαφέρον στοιχείο στον εξομοιωτή είναι πως μπορούμε σε κάθε σενάριο να αλλάξουμε έναν αριθμό από παραμέτρους, για να δούμε πώς επηρεάζουν το μποτιλιάρισμα.

Ενδεικτικές παράμετροι είναι η πυκνότητα της κίνησης, σε οχήματα ανά χιλιόμετρο ανά λωρίδα, το ποσοστό των φορτηγών, και η μέγιστη επιτάχυνση.

Σε επόμενη έκδοση αναμένεται να μπορούμε να αλλάξουμε και τον αριθμό των λωρίδων κυκλοφορίας.

Από το δεύτερο πάνελ ρυθμίσεων μπορούμε να επιταχύνουμε ή να επιβραδύνουμε το χρόνο. Η προεπιλογή στις περισσότερες εξομοιώσεις είναι μεταξύ x6 και x8 σε σχέση με τον πραγματικό χρόνο.

Στο ίδιο πάνελ μπορούμε να αλλάξουμε τη μέγιστη ταχύτητα, τη χρονική απόσταση μεταξύ των οχημάτων, την ελάχιστη απόσταση σε μέτρα, το ρυθμό επιβράδυνσης, και άλλες παραμέτρους ανάλογα με το σενάριο.

Τα μαθηματικά πίσω από το μποτιλιάρισμα

Κάθε ενέργεια και αποτέλεσμα στον εξομοιωτή στηρίζεται σε συγκεκριμένες μαθηματικές εξισώσεις.

Για παράδειγμα, για να υπολογιστεί η επίδραση της επιτάχυνσης και επιβράδυνσης κάθε οδηγού, χρησιμοποιούνται αυτοί οι τύποι:

Από τους συνδέσμους στα δεξιά του εξομοιωτή μπορούμε να βρούμε αναλυτικές πληροφορίες για κάθε σενάριο και εκδοχή.

Συνολικά, ο όλος εξομοιωτής συνδυάζει μικροσκοπικά και μακροσκοπικά μοντέλα για να υπολογίσει τόσο την κίνηση κάθε μεμονωμένου οχήματος όσο και την συνολική επίδραση όσον αφορά το μποτιλιάρισμα.

Που χρησιμεύει ο εξομοιωτής μποτιλιαρίσματος

Για τους περισσότερους από εμάς, η εφαρμογή αυτή είναι κάτι με το οποίο θα ξοδέψουμε μερικά λεπτά, για να περάσει η ώρα. Όμως ο όλος εξομοιωτής δεν δημιουργήθηκε απλά σαν ένα παιχνίδι.

Aν και αναπτύσσεται ένα εντελώς ανεξάρτητο παιχνίδι Traffic Jam Simulator στο Steam.

Έχει δημιουργηθεί σαν ένα σοβαρό εργαλείο για ανθρώπους που η διαχείριση του οδικού δικτύου είναι η δουλειά τους.

Στο σύνδεσμο “…But why?” ο Treiber περιγράφει μερικά σενάρια για το όφελος που έχει η δημιουργία traffic models

Ουσιαστικά, ακόμα και εκ πρώτης όψεως απλές αλλαγές, όπως η αλλαγή του ορίου ταχύτητας ή η απαγόρευση της προσπέρασης, μπορούν να έχουν δραματικές επιπτώσεις όσον αφορά το μποτιλιάρισμα και την αποφυγή του.

Επιπλέον, τα μοντέλα μπορούν να προβλέψουν πώς θα αλλάξει η κίνηση αν και όταν γίνουν πιο διαδεδομένα τα αυτόνομα αυτοκίνητα. Ευελπιστώντας πως θα έχουμε αποφασίσει υπό ποιες περιπτώσεις θα μας σκοτώνουν.

Ηθικά και Νομικά Προβλήματα με τα Αυτόνομα Αυτοκίνητα

Τα αυτόνομα αυτοκίνητα θα φέρουν επανάσταση στις μεταφορές. Όμως, απέχουμε ακόμα μέχρι η τεχνολογία να είναι 100% έτοιμη για γενική χρήση. Όχι τόσο σε τεχνικό επίπεδο,…

Ποια ήταν η εμπειρία σας με τον εξομοιωτή?

Σας βοήθησε ο εξομοιωτής να έχετε έστω και λίγο μεγαλύτερη κατανόηση του πώς και γιατί δημιουργείται το μποτιλιάρισμα? Παρατηρήσατε ομοιότητες στη δική σας οδική συμπεριφορά? Γράψτε μας στα σχόλια.