В исследовании, опубликованном в Journal of Physics: Complexity, использовалась скорость движения такси в Нью-Йорке, чтобы продемонстрировать, как дорожная инфраструктура и поведение водителя могут создавать сложные дорожные сети, которые различаются в разных городах.
«Услуги по вызову и совместному использованию поездок и, в конечном итоге, автономные транспортные средства нарушают структуру движения в городах», – сказал Ричард Сауэрс, профессор математики и инженерии промышленных и корпоративных систем в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн и ведущий автор. исследования. «Мы определили необходимость в инструменте, который мог бы помочь городским планировщикам понять, как и почему это происходит."
Команда подошла к этому вопросу, разработав компьютерный алгоритм для захвата топологии – или взаимосвязи между различными маршрутами между локациями – дорожных сетей. «Дороги образуют сложные сети, и область анализа топологических данных, казалось, предлагает правильные инструменты для изучения путей передвижения, которые выбирают пассажиры», – сказал Сауэрс.
«Мы обнаружили, что наиболее серьезные узкие места на Манхэттене возникают в результате структурной планировки города», – сказал соавтор исследования Дэниел Кармоди, недавно получивший степень доктора философии.D. по математике в U. я. "Например, тот факт, что мост входит в Манхэттен на широте, где движение уже ограничено из-за Центрального парка, значительно замедляет движение в этом районе."
Исследователи провели сравнительный анализ моделей трафика в Чэнду, Китай, чтобы проверить, одинаково ли хорошо работает алгоритм в районах с разной планировкой. Манхэттен имеет длинную и тонкую структуру, а Чэнду круглый. Исследователи заявили, что существуют значительные различия в способах движения трафика между этими двумя разными конфигурациями.
«Узкие места в Чэнду, кажется, возникают из-за функции зданий в определенном районе», – сказал Кармоди. "Например, в центральный деловой район Чэнду трудно добираться и выезжать из него только из-за большого объема трафика. Кольцевые дороги или более быстрые улицы вокруг густонаселенных районов возникли в этом районе по кругу, что неудивительно, потому что эта особенность была намеренно встроена в город."
На Манхэттене мосты и туннели, образующие точки входа и выхода, вызывают замедление движения транспорта. Однако в нижнем Манхэттене, где водители, похоже, соблюдают более низкие ограничения скорости, движение движется более плавно, образуя новую кольцевую дорогу с южной оконечностью Центрального парка, выступающей в качестве барьера между нижним и центральным Манхэттеном.
«Нас удивило появление новой кольцевой дороги в таком густонаселенном районе Манхэттена», – сказал Кармоди. "Это указывает на то, что, в отличие от Чэнду, кольцевые дороги, кажется, возникают из-за поведения водителя, даже если они не являются частью структурного плана транспортной сети."
По словам Сауэрса, исследователи предполагают, что эта технология даст городским планировщикам средства для количественной оценки схем движения, что приведет к лучшему смягчению последствий. «По мере развития транспортных средств будут возникать новые проблемы, и мы надеемся, что наши инструменты дадут планировщикам новые способы измерения того, что происходит с городским движением."