|
|
Пишет lepestriny (![[info]](http://lj.rossia.org/img/userinfo.gif){kind=small} lepestriny)@ 2010-11-11 16:09:00 |
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
О программе борьбы с пробками с помощью развития уличной сети и системы оповещения об объездах.
Допустим, вам надо побыстрее добраться из пункта А в пункт В. Разумеется, вы постараетесь воспользоваться свежей информацией о самых коротких путях, о ситуации на дорогах. Возможно, вы даже зайдете на «Яндекс.Пробки» или загляните за этой информацией в навороченный GPS-навигатор. Однако это не поможет: ученые доказали, что все эти данные, наоборот, замедляют движение.
Корейско-американская группа – Хейджин Йон (Hyejin Youn), Хавунг Еонг (Hawoong Jeong) и Макйл Гастнер (Michael Gastner) – утверждает, что самые серьезные задержки создают как раз такие «продвинутые» водители, непрерывно выбирающие «оптимальную» стратегию езды – и то и дело ее меняющие. Этот эффект они назвали «издержки анархии» (The Price of Anarchy, POA) – неизбежная цена, которую мы вынуждены платить за то, что на дороге каждый водитель отвечает лишь сам за себя, и общая координация и руководство отсутствуют.
Высокое значение РОА говорит о том, что граждане, всеми способами старающиеся найти для себя наилучший маршрут, заметно снижают скорость движения в целом. Ученые изучали трафик в трех больших городах – Лондоне, Бостоне и Нью-Йорке – и обнаружили, что водители в них тратят, соответственно, 24%, 30% и 28% времени в пути из-за того, что пытаются выйти на «оптимальный» маршрут вместо того, чтобы ехать, как все.
«Распространено мнение о том, что эффективность можно повысить, обладая большей информацией, - сказал один из участников исследования, - но оказывается, что чем большему числу водителей становится доступной информация о загруженности дороги и о кратчайших маршрутах подъезда, давая им возможность выбирать путь самостоятельно, – тем менее быстрым оказывается движение в целом».
Это – проявление известного математического парадокса Браеса. Суть его в том, что введение в сеть (будь то компьютерная или транспортная) дополнительных возможностей при независимом распределении нагрузки на нее в некоторых случаях снижает ее общую производительность. В данном случае именно то, что каждый водитель – благодаря, скажем, информации с GPS-навигатора – имеет возможность выбирать пути объезда, управление нагрузкой на сеть независимое, не регулируется единым центром. А значит, и случается то, что описано в известном парадоксе. Попробуем объяснить его суть «на пальцах».
Взгляните на иллюстрацию.
Допустим, есть 4 тыс. автомобилей должны попасть из пункта А в пункт В, и для этого они могут двигаться маршрутом А-1-В, либо А-2-В. Пропускная способность дорог 1-В и А-2 неограниченна; автомобиль тратит на проезд по ним 45 минут. Пропускная способность А-1 и 2-В равна 100 машин в минуту; соответственно, на прохождение их тратится N/100, где N – количество машин. Итак, 4 тыс. автомобилей, если каждый водитель имеет возможность принять самостоятельное решение, распределятся по обоим путям примерно поровну: половина поедет по маршруту А-1-В, вторая половина – А-2-В. Так что время на поездку и для тех, и для других будет равно 2000/100+45 = 65 минут.
А теперь представим, что чиновники мэрии, не посоветовавшись с образованными людьми, взялись «улучшить» ситуацию и проложили дополнительную одностороннюю трассу между пунктами 1 и 2 – широкую и красивую, путь по которой занимает каких-то 5 минут. Казалось бы: у водителей есть дополнительный выбор. Но взглянем на ситуацию внимательней.
Дорога А-1 займет даже в самом плохом случае займет 4000/100 = 40 минут. А на развилке 1 начинается интересное. Осведомленный водитель знает, что дорога 1-В занимает в любом случае 45 минут, притом что на 1-2 тратится строго 5 минут, а на 2-В – 40 минут в самом худшем варианте (опять же, 4000/100). Это значит, что даже если все отправятся маршрутом 1-2-В, они потратят на те же 45 минут, что и напрямик, по 1-В. Умный водитель склонен предположить, что какое-то число машин поедет все-таки прямо, по 1-В, а значит, на 2-В нагрузка будет меньше, и время на 1-2-В понадобится меньше. Если все водители станут действовать полностью независимо, они все до единого поступят так. И общее время движения от А до В составит 40 + 5 + 40 = 85 минут, то есть на 20 минут больше! При этом и остальные тоже будут добираться дольше из-за возросшей нагрузки на А-1 и 2-В. Более того, математически показано, что разрешить подобную ситуацию незадачливому мэру можно будет только одним способом – снова закрыв красивую и широкую трассу 1-2.
Итак, все, что для нужно для того, чтобы еще более усложнить и без того непростую жизнь автомобилиста в современном городе – это большое количество машин, разветвленная сеть дорог и… возможность независимо и осведомленно делать выбор о своем маршруте.
http://www.popmech.ru/article/4441-para
Еще по теме -
"Автомобиль и пробки - братья навек" - http://lepestriny.livejournal.com/383244.h
Пародокс Доунса-Томсона (англ. Downs-Thomson paradox) был выявлен в 1960-х годах Энтони Доунсом[1] и Дж. М. Томсоном[2]. Суть данного парадокса сводится к тому, что средневзвешенная скорость движения личного автотранспорта по дорожной сети напрямую зависит от скорости, с которой добираются от исходной до конечной точки пользователи внеуличного общественного транспорта (имеется в виду железная дорога, метро, автобусы и трамваи, движущиеся по выделенной полосе и т. д.)
В отдельный парадокс Пигу-Найта-Доунса (Pigou-Knight-Downs paradox) выделяют следствие из парадокса Доунса-Томсона о том, что при наличии общественного транспорта, увеличение пропускной способности дорог общего пользования приводит не к улучшению, а к ухудшению дорожной обстановки[3]. Схожий эффект был показан Дитрихом Браесом в так называемом Парадоксе Браеса: согласно ему, добавление альтернативных путей к транспортной сети при независимом («эгоистическом») распределении нагрузки на ее элементы может уменьшать эффективность ее работы [3][4].
Происходит парадокс Доунса-Томсона из-за перехода пассажиров с общественного транспорта на личный под воздействием отложенного спроса. Отток пассажиров с общественного транспорта уменьшает прибыль его операторов и вынуждает их к увеличению интервалов, что заставляет пересаживаться на личный автотранспорт и других пассажиров. Однако при этом ухудшается и дорожная ситуация: поверив в улучшение пропускной способности дороги в часы пик, на неё начинают выезжать водители, которые ранее старались пользоваться дорогой вне пиковых часов. Оба этих фактора нарушают транспортное равновесие, приводят к взрывному росту потока автотранспорта на расширенной дороге, возникновению еще больших заторов и ухудшению обслуживания на общественном транспорте[1][5][3].
Парадокс Доунса-Томсона не универсален и применим лишь в случаях, когда существует развитая система общественного транспорта, и когда существующая дорожная сеть уже не справляется с автомобильным потоком[6]. Существуют экспериментальные лабораторные[7] и математические[5] доказательства парадокса.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Парадокс_Д
Постулат Льюиса-Могриджа был сформулирован в 1990 году. Он основан на наблюдении, что чем больше дорог строится, тем больше образуется транспорта, чтобы заполнить их. Скоростные преимущества новой дороги сходят на нет в течение нескольких месяцев, если не недель. Иногда новые дороги действительно снижают остроту проблемы заторов на некоторых участках, но в большинстве случаев эти заторы просто перемещаются на другие транспортные узлы. Постулат толкует процесс увеличения трафика до тех пор, пока он не займет всё свободное место на дороге (Мартин Могридж, 1990). Данный перифраз Могриджа является прямой отсылкой к «Закону неминуемой перегрузки», вынужденно введенному в транспортной литературе Энтони Доусоном.
Из постулата Льюиса-Могриджа не является верным вывод о том, что строительство дорог неоправданно вообще, но разработчики и строители должны воспринимать всю транспортную систему единым целым. Это означает, что понимание принципов перемещения объектов на дороге должно быть на таком уровне, чтобы побуждение к перемещению стояло прежде самого факта перемещения.
Постулат Льюиса-Могриджа часто использовался для объяснения проблем, вызванных личным автотранспортом, в частности, чтобы объяснить переполнение дорог в городской черте и автомагистралей. Постулат так же может быть использован в качестве объяснения успеха системы оплаты за въезд в центральную часть Лондона.
Тем не менее, постулат не ограничивается только личным транспортом. Могридж, будучи британским транспортным аналитиком, так же пришёл к выводу о том, что все инвестиционные расходы на расширение дорожной сети в черте города неминуемо приводят в будущем к её пресыщению и снижению средневзвешенной скорости передвижения по всей системе, включая дороги и общественный транспорт. Эти связи скоростей и состояние общего равновесия так же известны под названием «парадокса Доусона-Томсона». Однако в интерпретации самого Энтони Доусона эти связи средневзвешенных скоростей личного и общественного транспорта «применимы только там, где, в условиях часа пик, пассажирское сообщение имеет обособленную полосу для движения (обычно, правую). Взять для примера центр Лондона, с 2001 года около 85 % всех участников утреннего часа пик в центре города используют общественный транспорт (который 77 % пути проводит на обособленной полосе) и только 11 % используют личные машины. Как только свобода проезда наземного общественного транспорта сравнялась с беспрепятственностью проезда в метро, так сразу время перемещения на обоих видах общественного транспорта примерно уравнялось.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Постулат_Л
За полезное напоминание о нетривиальных научных подходах - спасибо![[info]](http://lj.rossia.org/img/userinfo-lj.gif)
malyanstream@lj
Допустим, вам надо побыстрее добраться из пункта А в пункт В. Разумеется, вы постараетесь воспользоваться свежей информацией о самых коротких путях, о ситуации на дорогах. Возможно, вы даже зайдете на «Яндекс.Пробки» или загляните за этой информацией в навороченный GPS-навигатор. Однако это не поможет: ученые доказали, что все эти данные, наоборот, замедляют движение.
Корейско-американская группа – Хейджин Йон (Hyejin Youn), Хавунг Еонг (Hawoong Jeong) и Макйл Гастнер (Michael Gastner) – утверждает, что самые серьезные задержки создают как раз такие «продвинутые» водители, непрерывно выбирающие «оптимальную» стратегию езды – и то и дело ее меняющие. Этот эффект они назвали «издержки анархии» (The Price of Anarchy, POA) – неизбежная цена, которую мы вынуждены платить за то, что на дороге каждый водитель отвечает лишь сам за себя, и общая координация и руководство отсутствуют.
Высокое значение РОА говорит о том, что граждане, всеми способами старающиеся найти для себя наилучший маршрут, заметно снижают скорость движения в целом. Ученые изучали трафик в трех больших городах – Лондоне, Бостоне и Нью-Йорке – и обнаружили, что водители в них тратят, соответственно, 24%, 30% и 28% времени в пути из-за того, что пытаются выйти на «оптимальный» маршрут вместо того, чтобы ехать, как все.
«Распространено мнение о том, что эффективность можно повысить, обладая большей информацией, - сказал один из участников исследования, - но оказывается, что чем большему числу водителей становится доступной информация о загруженности дороги и о кратчайших маршрутах подъезда, давая им возможность выбирать путь самостоятельно, – тем менее быстрым оказывается движение в целом».
Это – проявление известного математического парадокса Браеса. Суть его в том, что введение в сеть (будь то компьютерная или транспортная) дополнительных возможностей при независимом распределении нагрузки на нее в некоторых случаях снижает ее общую производительность. В данном случае именно то, что каждый водитель – благодаря, скажем, информации с GPS-навигатора – имеет возможность выбирать пути объезда, управление нагрузкой на сеть независимое, не регулируется единым центром. А значит, и случается то, что описано в известном парадоксе. Попробуем объяснить его суть «на пальцах».
Взгляните на иллюстрацию.
Допустим, есть 4 тыс. автомобилей должны попасть из пункта А в пункт В, и для этого они могут двигаться маршрутом А-1-В, либо А-2-В. Пропускная способность дорог 1-В и А-2 неограниченна; автомобиль тратит на проезд по ним 45 минут. Пропускная способность А-1 и 2-В равна 100 машин в минуту; соответственно, на прохождение их тратится N/100, где N – количество машин. Итак, 4 тыс. автомобилей, если каждый водитель имеет возможность принять самостоятельное решение, распределятся по обоим путям примерно поровну: половина поедет по маршруту А-1-В, вторая половина – А-2-В. Так что время на поездку и для тех, и для других будет равно 2000/100+45 = 65 минут.
А теперь представим, что чиновники мэрии, не посоветовавшись с образованными людьми, взялись «улучшить» ситуацию и проложили дополнительную одностороннюю трассу между пунктами 1 и 2 – широкую и красивую, путь по которой занимает каких-то 5 минут. Казалось бы: у водителей есть дополнительный выбор. Но взглянем на ситуацию внимательней.
Дорога А-1 займет даже в самом плохом случае займет 4000/100 = 40 минут. А на развилке 1 начинается интересное. Осведомленный водитель знает, что дорога 1-В занимает в любом случае 45 минут, притом что на 1-2 тратится строго 5 минут, а на 2-В – 40 минут в самом худшем варианте (опять же, 4000/100). Это значит, что даже если все отправятся маршрутом 1-2-В, они потратят на те же 45 минут, что и напрямик, по 1-В. Умный водитель склонен предположить, что какое-то число машин поедет все-таки прямо, по 1-В, а значит, на 2-В нагрузка будет меньше, и время на 1-2-В понадобится меньше. Если все водители станут действовать полностью независимо, они все до единого поступят так. И общее время движения от А до В составит 40 + 5 + 40 = 85 минут, то есть на 20 минут больше! При этом и остальные тоже будут добираться дольше из-за возросшей нагрузки на А-1 и 2-В. Более того, математически показано, что разрешить подобную ситуацию незадачливому мэру можно будет только одним способом – снова закрыв красивую и широкую трассу 1-2.
Итак, все, что для нужно для того, чтобы еще более усложнить и без того непростую жизнь автомобилиста в современном городе – это большое количество машин, разветвленная сеть дорог и… возможность независимо и осведомленно делать выбор о своем маршруте.
http://www.popmech.ru/article/4441-para
Еще по теме -
"Автомобиль и пробки - братья навек" - http://lepestriny.livejournal.com/383244.h
Пародокс Доунса-Томсона (англ. Downs-Thomson paradox) был выявлен в 1960-х годах Энтони Доунсом[1] и Дж. М. Томсоном[2]. Суть данного парадокса сводится к тому, что средневзвешенная скорость движения личного автотранспорта по дорожной сети напрямую зависит от скорости, с которой добираются от исходной до конечной точки пользователи внеуличного общественного транспорта (имеется в виду железная дорога, метро, автобусы и трамваи, движущиеся по выделенной полосе и т. д.)
В отдельный парадокс Пигу-Найта-Доунса (Pigou-Knight-Downs paradox) выделяют следствие из парадокса Доунса-Томсона о том, что при наличии общественного транспорта, увеличение пропускной способности дорог общего пользования приводит не к улучшению, а к ухудшению дорожной обстановки[3]. Схожий эффект был показан Дитрихом Браесом в так называемом Парадоксе Браеса: согласно ему, добавление альтернативных путей к транспортной сети при независимом («эгоистическом») распределении нагрузки на ее элементы может уменьшать эффективность ее работы [3][4].
Происходит парадокс Доунса-Томсона из-за перехода пассажиров с общественного транспорта на личный под воздействием отложенного спроса. Отток пассажиров с общественного транспорта уменьшает прибыль его операторов и вынуждает их к увеличению интервалов, что заставляет пересаживаться на личный автотранспорт и других пассажиров. Однако при этом ухудшается и дорожная ситуация: поверив в улучшение пропускной способности дороги в часы пик, на неё начинают выезжать водители, которые ранее старались пользоваться дорогой вне пиковых часов. Оба этих фактора нарушают транспортное равновесие, приводят к взрывному росту потока автотранспорта на расширенной дороге, возникновению еще больших заторов и ухудшению обслуживания на общественном транспорте[1][5][3].
Парадокс Доунса-Томсона не универсален и применим лишь в случаях, когда существует развитая система общественного транспорта, и когда существующая дорожная сеть уже не справляется с автомобильным потоком[6]. Существуют экспериментальные лабораторные[7] и математические[5] доказательства парадокса.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Парадокс_Д
Постулат Льюиса-Могриджа был сформулирован в 1990 году. Он основан на наблюдении, что чем больше дорог строится, тем больше образуется транспорта, чтобы заполнить их. Скоростные преимущества новой дороги сходят на нет в течение нескольких месяцев, если не недель. Иногда новые дороги действительно снижают остроту проблемы заторов на некоторых участках, но в большинстве случаев эти заторы просто перемещаются на другие транспортные узлы. Постулат толкует процесс увеличения трафика до тех пор, пока он не займет всё свободное место на дороге (Мартин Могридж, 1990). Данный перифраз Могриджа является прямой отсылкой к «Закону неминуемой перегрузки», вынужденно введенному в транспортной литературе Энтони Доусоном.
Из постулата Льюиса-Могриджа не является верным вывод о том, что строительство дорог неоправданно вообще, но разработчики и строители должны воспринимать всю транспортную систему единым целым. Это означает, что понимание принципов перемещения объектов на дороге должно быть на таком уровне, чтобы побуждение к перемещению стояло прежде самого факта перемещения.
Постулат Льюиса-Могриджа часто использовался для объяснения проблем, вызванных личным автотранспортом, в частности, чтобы объяснить переполнение дорог в городской черте и автомагистралей. Постулат так же может быть использован в качестве объяснения успеха системы оплаты за въезд в центральную часть Лондона.
Тем не менее, постулат не ограничивается только личным транспортом. Могридж, будучи британским транспортным аналитиком, так же пришёл к выводу о том, что все инвестиционные расходы на расширение дорожной сети в черте города неминуемо приводят в будущем к её пресыщению и снижению средневзвешенной скорости передвижения по всей системе, включая дороги и общественный транспорт. Эти связи скоростей и состояние общего равновесия так же известны под названием «парадокса Доусона-Томсона». Однако в интерпретации самого Энтони Доусона эти связи средневзвешенных скоростей личного и общественного транспорта «применимы только там, где, в условиях часа пик, пассажирское сообщение имеет обособленную полосу для движения (обычно, правую). Взять для примера центр Лондона, с 2001 года около 85 % всех участников утреннего часа пик в центре города используют общественный транспорт (который 77 % пути проводит на обособленной полосе) и только 11 % используют личные машины. Как только свобода проезда наземного общественного транспорта сравнялась с беспрепятственностью проезда в метро, так сразу время перемещения на обоих видах общественного транспорта примерно уравнялось.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Постулат_Л
За полезное напоминание о нетривиальных научных подходах - спасибо
malyanstream@lj
