Нарушители для трафика полезны

— 26.01.09 13:06 —

ТЕКСТ: Артём Тунцов

ФОТО: PIXLAND/EAST NEWS

Водители, в нарушение правил виляющие из стороны в сторону, снижают вероятность образования пробок. На дорогах с большим количеством полос небольшое число таких водителей-«нонконформистов», готовых выехать на встречную полосу, полезно для трафика. Эти выводы в ещё большей степени применимы к потоку пешеходов.

Как показал численный эксперимент, «неправильное» поведение способствует разбиению крупных колонн автомобилей или пешеходов и тем самым уменьшает вероятность образования большой пробки.

Сын Ги Бэк из университета шведского города Умео и его коллеги из Швеции и Южной Кореи смоделировали движение по 50- и 100-полосным дорогам на компьютере. Участниками этого движения являются «агенты» двух типов: «конформисты», подчиняющиеся правилам сворачивать вправо при встрече с препятствием, и «нонконформисты», которые с равной вероятностью могут свернуть вправо и влево.

В исходном состоянии агенты перемешаны по дороге и одновременно начинают двигаться в произвольном направлении. В каком-то смысле такая модель больше подходит не для движения автомобилей по дороге, а для разбредания пешеходов после уличного концерта на День города – все они перемешаны, и каждый сам решает, хочет ли он пойти домой или отправиться в очередную пивную.

Агентам разрешено двигаться из клетки в клетку, пока они не упрутся в стоячего коллегу или в коллегу, движущегося в противоположном направлении. В первом случае они могут обогнуть препятствие (справа или слева, в зависимости от своего конформизма) и встают, если полоса занята. Во втором случае происходит столкновение и оба встречных агента останавливаются.

Как показали численные расчёты, за счёт столкновений, блокирующих некоторые линии, довольно быстро формируется «двустороннее» движение, при котором большинство участников движутся по правой стороне. Таким образом, если агенты способны «обучаться» на примере своих собратьев, то заранее задавать правила, по которым совершается обгон, не обязательно – в конформистском обществе они возникнут сами по себе.

Далее Сын Ги Бэк и его коллеги вычислили среднюю скорость потока агентов в зависимости от плотности исходного потока и доли «нонконформистов». Как выяснилось, когда все выполняют правила и сворачивают вправо, риск пробки меньше, чем в случае, когда никаких правил нет и все обходят препятствия в ту сторону, в которую им хочется.

Тем не менее глобального минимума вероятность образования пробки и остановки движения достигает при ненулевой доле агентов, не соблюдающих общепризнанные правила!

Конкретное значение оптимальной доли нарушителей составляет примерно 30% и зависит от исходной плотности. Провокационная статья шведских и корейских учёных пока не опубликована ни в одном рецензируемом журнале, но доступна в архиве электронных препринтов Корнельского университета.

По мнению авторов работы, источник благотворного действия нарушителей на дорожное движение – их способность «разбивать» длинные колонны конформистов, остановка которых напрочь парализует движение. Нонконформисты как своими виляниями, так и авариями, которые они создают, разбивают такие колонны, и оттого вероятность пробки уменьшается, а средняя скорость потока растёт.

Впрочем, не стоит думать, что на реальной дороге от автомобилистов-нарушителей есть польза. В условиях задачи очень важно, что исходной ситуацией является случайное скопление агентов, которые начинают двигаться в произвольных направлениях. На автострадах ситуация, очевидно, иная, а цена аварии существенно выше и часто не измеряется числом.

А вот пробираясь сквозь толпу, можете взять результаты Сын Ги Бэка и его коллег на заметку. Даже в спокойных странах, где население остепенилось до такой степени, что обходит встречных лишь с правой стороны, иногда имеет смысл не быть конформистом. Если, конечно, таких нонконформистов не становится существенно больше 50%, как в некоторых не настолько остепенившихся странах.