Борьба с пробками: возможно ли от них избавиться, и причем тут диджитализация

В чем же причины возникновения пробок? Прежде всего, это нерациональная конструкция дорог, например, нерегулируемые перекрестки или резкие сужения, перекрестки с круговым движением, некорректная работа светофоров, а также ошибки самих водителей и строительство новых дорог.

Чем грозят многочасовые городские заторы? Мы тратим больше времени в пути, увеличивается расход топлива, износ машин, растет число ДТП. Улицы становятся шумными и некомфортными.

Как ни удивительно, но чем больше дорог прокладывается в городе, и чем больше они расширяются, тем больше становится пробок. Почему так происходит? Все просто: строительство дорог провоцирует людей покупать машины или пересаживаться из общественного транспорта на личный.

Например, в Москве зарегистрировано более 4,5 млн автомобилей, и если всего лишь 600 000 из них поедут по дорогам столицы, то 9-балльная пробка обеспечена. Если мы построим дополнительную дорогу, то количество тех, кто решит воспользоваться автомобилем, возрастет, и, как результат, весь город опять будет стоять.

Этот феномен можно объяснить парадоксом немецкого математика Дитриха Браеса, который он сформулировал в конце прошлого века. Парадокс Браеса гласит, что добавление дополнительных мощностей в единую сеть способно уменьшить ее производительность в том случае, если маршрут будут выбирать сами участники движения. Например, если ввести в эксплуатацию дополнительные дороги или полосы, то водители будут выбирать те пути, которые в моменте выглядят менее загруженными. Однако это может привести к противоположному результату: трафик станет еще более плотным.

Как показывает практика, расширение городской дорожной сети если и приводит к улучшению ситуации, то ненадолго. Растущее количество транспорта требует новых дорог, развязок, большего числа парковок. Город становится неудобным для жизни.

Одно из очевидных решений — модернизация транспортной системы, которая представлена личными автомобилями и общественным транспортом, со смещением акцента в сторону последнего. Для этого общественный транспорт должен стать комфортным, экономически выгодным и обеспечивать необходимую скорость, которая превосходит скорость передвижения на личном автомобиле. Здесь ситуация прямо противоположная: чем больше людей будут пользоваться автобусами и трамваями, тем чаще они будут ходить и тем больше людей смогут попасть в нужное время в нужное место.

Кроме того, главная тенденция последнего десятилетия, которая призвана в числе прочего помочь справиться с пробками, — это диджитализация дорожно-строительной отрасли. Именно цифровые технологии призваны вывести решение главной проблемы мегаполисов на новый уровень. В России сделать дороги интеллектуальными, а значит и менее загруженными, призван федеральный проект «Безопасные и качественные дороги».

В Москве с 2011 началось построение умной транспортной системы. Это стало логичным ответом на существующие транспортные проблемы, в числе которых — загруженность дорог и пробки, ДТП, работа общественного транспорта, недостаточная информированность участников дорожного движения о ситуации на дорогах.

Сегодня работа интеллектуальной транспортной системы регулируется Постановлением Правительства Москвы от 30.08.2017 № 597-ПП. Умная технология связывает воедино все элементы, из которых складывается дорожное движение: светофоры, информационные табло, датчики, которые собирают информацию об автомобилях и загруженности дорог, системы фотовидеофиксации на участках с высоким процентом ДТП.

Управляет интеллектуальной транспортной системой Москвы ситуационный центр, который считается одним из самых современных в Европе.

Важное средство борьбы с пробками — умные перекрестки. В Москве за 2020 год появилось около 500 умных перекрестков. Для этого 230 светофоров было обновлено и более 2000 светофоров перенастроено.

Умный перекресток способен пропускать транспорт в среднем оперативнее на 26%. Как ему это удается? Все составляющие умного перекрестка объединены в интеллектуальную транспортную систему. Прежде всего, это слаженная работа детекторов, светофоров и систем фотовидеофиксации.

Что такое умные светофоры и как они подстраиваются под движение? Умные светофоры связаны с компьютером, благодаря чему они могут принимать решения и синхронизироваться с другими светофорами.

Светофоры могут работать в разных режимах. В час пик они действуют согласно тому, как запрограммированы. Чтобы контролировать трафик, светофоры могут работать в связке. Также светофоры могут принимать решение на основании данных, которые к ним поступают. Перекресток обнаруживает приближение транспортного средства благодаря специальным детекторам, которые находятся под дорожным полотном. Они передают сигнал светофорам, таким образом трамваи и автобусы получают приоритет. Светофоры могут передавать информацию в центр управления, а специалисты центра уже помогут им сориентироваться в ситуации и принять верное решение.

На участках с высоким процентом аварий устанавливаются комплексы фотовидеофиксации. Сейчас их в Москве примерно 2000. Видеофиксация нужна для отслеживания в режиме реального времени обстановки на дороге. Причем комплексы могут устанавливаться и в транспортных средствах. Интересно, что единого решения, что эффективнее, пока нет.

Таким образом общественный транспорт быстрее проезжает перекресток, а владельцы личных автомобилей не стоят просто так. Время ожидания на переходе для пешеходов также сокращается. В итоге все участники дорожного движения выигрывают. Например, в 2018 году умный перекресток на пересечении Симферопольского и Чонгарского бульваров в Москве уменьшил время прохождения трамвая на 24%, троллейбуса — на 45%, а пешеходы стали ждать перехода дороги на 16% меньше.

А что стоит за умными перекрестками? Дорожное строительство уже невозможно без диджитал-технологий. Перед тем как строить дорогу, разрабатывается ее цифровой двойник. Модель дороги используется не только во время строительства, но и на протяжении всего ее жизненного цикла. Умная дорога учитывает трафик, окружающую среду, изменения состояния дорожного полотна по мере воздействия на него различных факторов.

Цифровые двойники создаются при помощи новейших BIM-технологий. Building Information Modeling — это информационное моделирование, которое позволяет улучшить любой проект как с точки зрения рентабельности, так и с точки зрения эффективного использования ресурсов и временных затрат на принятие решений и контроль. Согласно Постановлению Правительства ФР от 05.03.2021 № 331, в нашей стране в скором времени будет осуществлен повсеместный переход к BIM-технологиям.

Наиболее полно интеллектуальные транспортные системы представлены в Москве, ведь пробки и прочие транспортные проблемы — во многом столичная «привилегия». Однако ситуация меняется, и в будущем без умных технологий невозможно будет представить современный город, а столица лишится статуса самого загруженного мегаполиса.

Совсем недавно инженеры из Китая представили новый вид общественного транспорта, который способен решить проблему пробок на дорогах. Это китайский автобус со встроенным тоннелем, — другие участники движения смогут свободно проезжать под ним, не занимая полосу для других автомобилей.

Конструкция автобуса-тоннеля представляет собой пассажирский салон, установленный на двух опорах. Опоры имеют проемы, изготовленные из светопроницаемого материала, чтобы не создавать препятствий для движения под конструкцией. Электрические моторы делают этот вид транспорта экологически чистым.

Остановки для нового транспорта должны быть построены на приподнятых платформах. Конструкторы уверены, что такой вид транспорта мог бы стать отличной альтернативой метро, так как стоимость производства и постройки остановок по длине маршрута обошлись бы в десять раз дешевле, чем сооружение линии метро.

Однако китайцы пока не решились на воплощение своего проекта по борьбе с пробками в жизнь. Возможно, это связано с техническими сложностями и необходимостью привлечения больших инвестиций. Тем не менее, идея нового вида транспорта может стать революционным решением для городской инфраструктуры.

Российские ученые из Брянского государственного технического университета также предложили новый вид общественного транспорта — канатную дорогу, адаптированную к городским условиям. Подобные дороги уже существуют в некоторых странах (Испания, Канада, Бразилия), но никто не внедрял их масштабно в качестве отдельного вида общественного транспорта и не пользовался им как методом борьбы с пробками.

Концепция, представленная брянскими учеными, включает 25 станций, расположенных на пяти линиях воздушного метро. Общая протяженность системы составляет порядка 46 км. Один вагончик, предназначенный для перевозки пассажиров, рассчитан на 30-40 посадочных мест. Каждая станция такого метро сможет принимать до трех тысяч пассажиров в час.

Предлагаемый вид транспорта может быть особенно полезен в городах с неровной местностью, где строительство традиционных метрополитенов не всегда возможно или экономически целесообразно. Это также способствует тому, чтобы избавиться от пробок. Кроме того, канатная дорога станет привлекательным туристическим объектом, предоставляя возможность наблюдать за городскими достопримечательностями с высоты птичьего полета.

В 2013 году в Лос-Анджелесе запустили самую умную систему управления светофорами в мире. Ее разработали за несколько десятилетий и потратили на ее создание около 400 миллионов долларов: впоследствии она была установлена на всех перекрестках крупных магистралей, дорог и небольших улиц. Система использует электромагнитные датчики, которые постоянно анализируют ситуацию на дорогах и передают информацию в специальный центр. Программа автоматически высчитывает время для переключения светофора и подает соответствующую команду. Благодаря этому автомобилям практически не приходится стоять на светофорах, что значительно уменьшает время простоя, тем самым помогая бороться с пробками, и сокращает выбросы выхлопных газов.

Однако для эффективной работы системы водители должны обладать высоким уровнем дорожной культуры. В Калифорнии не принято при включении разрешающего сигнала немедленно стартовать. Участники дорожного движения, как правило, выдерживают паузу, пропуская пешеходов и все машины, которые не завершили маневр.

В Лос-Анджелесе на оживленных дорогах зеленый свет может гореть беспрерывно и меняться только на несколько секунд в момент наибольшего скопления пешеходов. Это позволяет улучшить безопасность на дорогах и снизить количество аварий. Кроме того, система управления светофорами позволяет сократить время в пути, что особенно важно для транспорта, который перевозит грузы или доставляет людей на работу и обратно.

Замена автомобильных эвакуаторов на блокираторы колес является очень важным методом снижения нагрузки на транспортный поток автодорог. Блокиратор колес — это специальное запирающее устройство, которое препятствует начать поездку на авто. Таким образом невозможно обеспечить вращение одного или нескольких колес машины.

В Екатеринбурге уже применяется установка блокираторов колес на автомобили как средство избавления от неправильно припаркованных машин. Метод также успешно используется в других странах. В России этот способ бороться с пробками пока не получил широкого применения.

Переход на блокираторы колес приносит довольно много пользы и почти не обладает минусами. Так, сами эвакуаторы не создают дополнительную загруженность на дороге и не провоцируют пробки, а владельцу автомобиля не приходится искать свою машину штрафовочным парковкам, коих бывает немало.

В 2010-х годах на автомагистрали Interstate 15 в Калифорнии была запущена необычная реверсивная полоса. Она позволяет добавлять до трех полос в нужном направлении при необходимости. Для этого не требуется переключать световые табло — достаточно просто переставить отбойники с одной полосы на другую, а этим занимается специальный автомобиль. Более того, такая система безопаснее для водителей и пассажиров. Сегодня этот метод борьбы с пробками проходит тестирование, но если она будет успешной, — ее начнут внедрять по всей Америке.

В конце 2012 года в центре Шанхая открыли необычное архитектурное сооружение — круглый надземный пешеходный мост, созданный для того, чтобы избавить одну из самых оживленных точек города от пешеходных переходов. Район Луцзяцзуй, являющийся крупной торговой зоной, ежедневно привлекает большой поток транспорта, и зачастую пешеходы испытывают трудности при перемещении по этому району. Чтобы избежать пересечения пешеходных и автомобильных потоков и избавиться от пробок, был построен гигантский мост.

Мост настолько широк, что по нему одновременно могут пройти 15 человек плечом к плечу. Более того, многочисленные эскалаторы обеспечивают легкое и быстрое перемещение большого потока людей. Кроме того, стоимость объекта значительно ниже, чем аналогичных по масштабам подземных переходов, что делает его более доступным для городских властей.

Этот мост — прекрасный пример того, как современная архитектура может помочь решить сложные городские проблемы, в том числе помочь в борьбе с пробками.

Материал подготовлен совместно с «Автобан Дижитал»