Matematycy z MIT zlikwidują sztuczne korki?

Znamy to wszyscy - ruch się nagle zatrzymuje, wszyscy stoimy w korku, nudzimy się i coraz bardziej irytujemy. I nagle wszyscy ruszają - korek znika i zupełnie nie wiadomo dlaczego właściwie powstał. Nie ma śladu po wypadku ani żadnym innym wydarzeniu, które mogło spowodować przestój. To tzw. sztuczne korki - matematycy z MIT (Massachusetts Institute of Technology) zamierzają znaleźć ich przyczynę oraz opracować skuteczne metody zapobiegania im.

Podstawowy powód tworzenia się takich korków jest prosty - to ogromna liczba samochodów poruszających się po drogach. Gdy jest ich zbyt dużo, nawet najmniejsze zakłócenie ruchu - np. ktoś kto jedzie zbyt wolno, zbyt blisko trzyma się poprzedzającego pojazdu lub zbyt późno ruszy spod świateł - może spowodować samoistne powstanie sztucznego zatoru.

Matematycy z MIT stworzyli model, opisujący, jak formują się te uciążliwe blokady. Dzięki temu inżynierowie będą mogli lepiej projektować drogi - tak, by zapobiegać tworzeniu się sztucznych korków.

"Matematyka takich korków jest zadziwiająco podobna do równań opisujących falę uderzeniową rozchodzącą po eksplozji" - mówi Aslan Kasimov, wykładowca z wydziału Matematyki MIT. Dzięki tej obserwacji naukowcy byli w stanie rozwiązać równania dotyczące zasad ruch miejskiego (a właściwie - zakłóceń w nich, czyli właśnie korków) stworzone jeszcze w latach 50. Specjaliści z MIT mają już nawet nazwę dla takich zatorów - jamiton. To połączenie dwóch słów - jam, czyli korek oraz soliton (za Wikipedią: to samopodtrzymująca się odosobniona fala wywołana przez efekty nieliniowe występujące w materiale prowadzącym falę).

Równania opracowane przez MIT okazały się zadziwiająco podobne do tych opisujących mechanikę płynów - dlatego też możliwe okazało się modelowanie korków w podobny sposób, jak samopodtrzymujących się fal. "Chcieliśmy opisać to za pomocą modelu matematycznego podobnego do modelu przepływu płynów" - tłumaczy Kasimov.

Naukowcy wpadli na to rozwiązanie po zapoznaniu się z wynikami eksperymentu przeprowadzonego przez Japończyków - przedstawia on zasady tworzenia się jamitonów na drodze w kształcie okręgu. Biorący w nim udział kierowcy mieli jechać w równym tempie (ok. 30 km/h) i zachowywać stałą odległość od poprzedzającego pojazdu. Mimo tych instrukcji po krótkim czasie w ruchu zaczęły pojawiać się zakłócenia, a z czasem także sztuczne korki. Im większe było natężenie ruchu, tym więcej było anomalii.

Naukowcy z MIT określili, jakie parametry ruchu (prędkość, natężenie itp.) najbardziej sprzyjają formowaniu się korków. Okazało się też, że nie ma szybkiego sposobu na ich rozładowanie - gdy jamiton powstanie, kierowcy mogą tylko czekać na wyczyszczenie się jezdni. Ale dzięki zgromadzonym informacjom możliwe ma być lepsze projektowanie dróg - chodzi przede wszystkim o dopasowanie ich przepustowości, tak by prawdopodobieństwo powstawania sztucznych korków było minimalne.

Zespół MIT zamierza bardziej szczegółowo zająć się warunkami formowania się jamitonów - m.in. tym, jak liczba pasów ruchu wpływa na ich występowanie. A oto klip wideo przedstawiający jak powstaje jamiton.



Toshiba: samochód rozpozna twarz kierowcy

Czytaj więcej na technologie.gazeta.pl