Пробка на дороге — это локализованное нарушение движения транспорта на улице, дороге или шоссе. В отличие от пробки , пробка — это результат определенного физического состояния, часто конструкции дороги, несвоевременного срабатывания светофоров или крутых поворотов. Они также могут быть вызваны временными ситуациями, такими как дорожно-транспортные происшествия.
Узкие места могут также возникать в других способах транспортировки. Узкие места пропускной способности являются наиболее уязвимыми точками в сети и очень часто являются объектом наступательных или оборонительных военных действий. Узкие места пропускной способности, имеющие стратегическое значение, такие как Панамский канал , где движение ограничено инфраструктурой, обычно называются узкими местами ; узкие места пропускной способности, имеющие тактическое значение, называются коридорами мобильности .
Заторы на дорогах могут быть вызваны самыми разными причинами:
Осмотр дороги — пример того, как психологические факторы могут спровоцировать образование узких мест; например, транспортные средства, надежно отведенные на обочину полицейской машиной, часто приводят к тому, что проезжающие мимо водители снижают скорость, чтобы «лучше рассмотреть» ситуацию.
Теорию транспортных потоков можно использовать для моделирования и представления узких мест.
Рассмотрим участок шоссе с двумя полосами в одном направлении. Предположим, что фундаментальная диаграмма смоделирована так, как показано здесь. Пиковая пропускная способность шоссе составляет Q автомобилей в час, что соответствует плотности k c автомобилей на милю. Обычно шоссе становится забитым при k j автомобилях на милю.
До достижения пропускной способности движение может идти со скоростью A транспортных средств в час или более высокой скоростью B транспортных средств в час. В любом случае скорость транспортных средств равна v f (или «свободному потоку»), поскольку проезжая часть не имеет пропускной способности.
Теперь предположим, что в определенном месте x 0 шоссе сужается до одной полосы. Максимальная пропускная способность теперь ограничена D ', или половиной Q , поскольку доступна только одна полоса из двух. Состояние D имеет ту же скорость потока, что и состояние D' , но его плотность транспортных средств выше.
Используя диаграмму времени-пространства, мы можем смоделировать событие узкого места. Предположим, что в момент времени t 0 транспорт начинает течь со скоростью B и v f . После момента времени t 1 транспортные средства прибывают с более низкой скоростью потока A .
До того, как первые транспортные средства достигнут местоположения x 0 , транспортный поток беспрепятственен. Однако ниже по течению от x 0 проезжая часть сужается, уменьшая пропускную способность вдвое — и ниже, чем в состоянии B . Из-за этого транспортные средства начнут выстраиваться в очередь выше по течению от x 0 . Это представлено состоянием высокой плотности D . Скорость транспортного средства в этом состоянии меньше v d , как взято из фундаментальной диаграммы. Ниже по течению от узкого места транспортные средства переходят в состояние D' , где они снова движутся со скоростью свободного потока v f .
Как только транспортные средства прибудут со скоростью A, начиная с момента времени t 1 , очередь начнет очищаться и в конечном итоге рассеется. Состояние A имеет скорость потока ниже пропускной способности одной полосы состояний D и D' .
На пространственно-временной диаграмме траектория движения автомобиля представлена пунктирной стрелкой. Диаграмма может легко отображать задержку автомобиля и длину очереди. Это просто вопрос горизонтальных и вертикальных измерений в области состояния D.
Для этого примера рассмотрим три полосы движения в одном направлении. Предположим, что грузовик начинает движение со скоростью v , медленнее, чем со скоростью свободного движения v f . Как показано на фундаментальной диаграмме ниже, скорость q u представляет собой уменьшенную пропускную способность (две трети от Q , т. е. 2 из 3 доступных полос) вокруг грузовика.
Состояние A представляет собой нормальный приближающийся транспортный поток, снова со скоростью v f . Состояние U с расходом q u соответствует очереди перед грузовиком. На фундаментальной диаграмме скорость транспортного средства v u меньше скорости v f . Но как только водители объехали грузовик, они могут снова ускориться и перейти в состояние D ниже по потоку . Пока это состояние движется со свободным потоком, плотность транспортных средств меньше, потому что меньше транспортных средств объезжают узкое место.
Предположим, что в момент времени t грузовик замедляется со скорости свободного потока до v . За грузовиком выстраивается очередь, представленная состоянием U. В области состояния U автомобили движутся медленнее, как указано в траектории образца. Поскольку состояние U ограничивает меньший поток, чем состояние A , очередь будет сжиматься позади грузовика и в конечном итоге вытеснит всю магистраль (наклон s отрицателен). Если бы состояние U имело более высокий поток, очередь все равно росла бы. Однако она не сжималась бы, поскольку наклон s был бы положительным. [1]
