Ритм Вселенной. Как из хаоса возникает порядок - [132]

Хелбинг и Хуберман вычислили долговременные картины дорожного трафика при самых разных условиях. Когда на дороге находилось лишь несколько легковых автомобилей, все они без проблем обгоняли медленно движущиеся грузовики, даже не прибавляя скорость, в то время как сами эти грузовики тащились на безопасной для себя максимальной скорости порядка 55 миль в час. При более высоких, но все еще весьма умеренных плотностях трафика находились и такие водители легковых автомобилей, которым не повезло: им приходилось достаточно долгое время плестись позади грузовиков, поскольку окружающая обстановка не позволяла им совершить обгон или перейти на другую полосу.

При достижении некой критической плотности трафика – приблизительно 35 транспортных средств на каждой полосе в расчете на каждую милю трассы – все легковые автомобили и грузовики самопроизвольно синхронизировались, продвигаясь по автомагистрали, подобно монолитному телу. Примечательно, что, повинуясь исключительно чувству конкуренции и не располагая каким-либо координирующим органом или центральным руководством, большая группа водителей-эгоистов вошла в состояние сотрудничества, которое оказалось оптимальным для всех них. (Адам Смит аплодирует стоя.) Это состояние оказалось оптимальным в том смысле, что плотность потока оказалась настолько высокой, насколько было возможно в подобной ситуации: количество легковых автомобилей и грузовиков, проходящих данный отрезок автомагистрали за час, было максимизировано. К тому же это был самый безопасный способ езды, поскольку у водителей не было возможностей менять полосы движения или обгонять друг друга (между тем именно такие маневры приводят в большинстве случаев к дорожным происшествиям). Хелбинг и Хуберман сверили результаты работы своей модели с данными, характеризующими движение на одной из голландских двухполосных автомагистралей, и обнаружили свидетельства того, что состояние, предсказанное их моделью, было реализовано на практике. При достижении критической плотности потока скорости автомобилей достигли самой высокой стабильности (которая измерялась флуктуациями скоростей автомобилей), а переходы с одной полосы на другую и обгоны – минимизировались. К сожалению – и это также было предсказано моделью Хелбинга и Хубермана, – такое идеальное состояние оказалось очень неустойчивым. Когда плотность потока оказывалась чуть больше критической, возникало дезорганизованное «жидкое» состояние, которое вновь создавало возможности для обгона, что, в свою очередь, приводило к неустойчивому, дерганому движению по принципу «двигайся-останавливайся».

Хелбинг и Хуберман предложили использовать на въездах на автомагистраль светофоры, управляемые компьютером, чтобы можно было все время поддерживать состояние, при котором движение по автомагистрали всего множества транспортных средств подобно монолитному телу. Этими светофорами должны управлять мгновенные данные, собираемые с проводных электронных датчиков, которые пересекаются транспортными средствами в процессе их движения по автомагистрали. Если эти датчики обнаруживают какой-то зазор после прохождения некоторым блоком машин границы въезда на автомагистраль, светофор должен сменить свой цвет на зеленый, чтобы позволить большему числу автомобилей въехать на автомагистраль и заполнить таким образом зазор с целью поддержания потока в состоянии синхронизма; когда же возникает угроза распада монолитного блока, в результате чего движение будет осуществляться по принципу «двигайся-останавливайся», светофор снова должен сменить свой цвет на красный. Такая стратегия отличалась бы от той, которая в настоящее время применяется, например, на автомагистрали Long Island Expressway, где сигналы светофора на въезде на эту автомагистраль меняются по заранее установленному расписанию. Этот новый подход, к сожалению, не решит проблему образования пробок в часы пик, но при средних плотностях трафика он мог бы помочь более безопасному и бесперебойному движению на автомагистрали.

Другая форма синхронизированного трафика[274] была открыта двумя годами ранее Борисом Кернером и Хубертом Реборном, физиками компании DaimlerChrysler в Штутгарте, где они анализировали данные, собранные с датчиков, встроенных в автобаны Германии. Для диапазона плотностей, простирающихся от беспрепятственного движения до практически неподвижных пробок, они обнаружили странное, очень перегруженное состояние, в котором все автомобили резко снижали скорость своего движения до одного и того же значения и оставались на своих полосах, продвигаясь вперед, подобно некой однородной и монолитной массе. Однако в отличие от синхронизированного состояния, обнаруженного Хелбингом и Хуберманом, это состояние не разделялось медленно движущимися грузовиками. Оно возникало само по себе и охватывало лишь легковые автомобили. Создавалось впечатление, что самопроизвольное замедление возникало вблизи въездов на автомагистрали, когда необычайно много легковых автомобилей втискивалось на уже переполненную дорогу в утренний час пик. Этот внезапный приток машин каким-то образом конденсировал соседний трафик примерно так же, как пылинка помогает водяному пару сконденсироваться в каплю.