Aktuální vydání magazínu Forbes

nwsltr1702sajt
zacpa

Díky matematice a samořídicím autům může odzvonit dopravním zácpám

Pošli to dál

Zaseknout se v kilometry dlouhých kolonách nepatří ke zrovna snovým způsobům trávení času. Když se tak ploužíme po silnici a kolem nás jen samé kamiony, karavany a podobně otrávení řidiči, zajisté mnozí z nás sní o budoucnosti, kdy budou dopravní zácpy jen dávnou vzpomínkou.

Doprava je komplexní systém sestávající z mnoha interagujících prvků zahrnujících auta, náklaďáky, cyklisty i chodce. Někdy spolu tyto prvky fungují bez problémů a zádrhelů, a jindy (což je k vzteku) se naopak soukolí dokonale zadře. Všechny takové scénáře mohou být prozkoumány – a snad i vylepšeny – pomocí matematického modelování, píše server The Conversation.

Matematické modely nám jsou schopny sdělit třeba to, že  pokud by se řidiči striktně drželi v limitech předepsané rychlosti, doprava jako celek by byla plynulá. Lidé ale namísto toho mají sklony k agresivnějšímu chování typu brzda-plyn a výsledkem je mnohem větší spotřeba paliva a taky delší čas strávený cestou.

Kooperativní styl řízení jde proti přirozenosti, třímají-li volant ruce člověka. Ale co kdyby po silnicích jezdila auta, která se řídí sama?

Čtěte také: Samořídicí auta mají problém: jsou tak dobrá, že matou lidi a bourají

Zahrnutí samořídicích vozidel do matematických modelů dopravy bude klíčové pro zlepšení celkové dopravní situace a přesnějšímu vyhodnocování různých podmínek, za nichž doprava dostoupí kritické hustoty, respektive „zácpové úrovně“. Pravděpodobnost dosažení této úrovně ovlivňují věci jako stav a design silnic, počet vozidel a synchronizace semaforů. A nejklíčovějším faktorem je samozřejmě to, kdo sedí  za volantem.

V metodice matematické analýzy může být hustá doprava považována za tok a modelována pomocí diferenciálních rovnic popisujících pohyb tekutin. Frontové modely zase pracují s jednotlivými vozidly na stanovené síti cest a uvažují jak čas, který stráví v pohybu, tak čekací doby na křižovatkách.

Další z modelů sestává z mřížky, ve které jsou podle určitých pravidel aktualizovány polohy vozidel mezi jednotlivými buňkami. Daná pravidla mohou aktualizace odvozovat na základě rychlosti, zrychlování a zpomalování v závislosti na jiných vozidlech či náhodných událostech. Toto náhodné zpomalování je zde zahrnuto pro zohlednění situací způsobených něčím jiným, než ostatními vozidly – například chodcem přecházejícím silnici nebo rozptýlením řidiče spolujezdcem.

Teoreticky se samořídicí auta budou vždy držet v předurčených rychlostních limitech, budou reagovat rychleji (tím pádem budou moci jezdit blíže k sobě) a budou se obecně chovat méně náhodně než lidé, kteří mají v některých situacích sklony k přehnaným reakcím. Navrch budou samořídicí vozy schopny volit optimální trasu, zohledňovat překážky a hustotu dopravy, a obecně se chovat racionálněji, protože budou schopny komunikovat s ostatními auty a rychle měnit směr, trasu či způsob jízdy.

Čtěte také: Rolls-Royce z budoucnosti. Eben, gauč a Eleanor, která plní přání

Samořídicí vozy mohou matematikům usnadnit práci. Systém sestávající ze samořídicích aut by mělo být snadnější namodelovat oproti lidem řízeným vozidlům, jednoduše proto, že je zde menší úroveň nejistoty. Takto by se dalo přesně předpovídat, jak budou na události skutečně reagovat jednotlivá vozidla.

Ve světě, kde by po silnicích jezdila jen bezpilotní auta, by měly nad dopravou plnou kontrolu počítače. Ale v této chvíli je nutno počítat s tím, že pro vyřešení situace bude zapotřebí porozumět tomu, jak budou navzájem interagovat bezpilotní a lidmi řízená vozidla.

Samozřejmě, nehledě na dokonalost modelování, kooperativní chování samořídicích aut není zdaleka zaručeno. Různí výrobci se mohou předhánět v tom, aby přišli s co nejlepším dopravním software, a zaručili tak, že zrovna jejich vůz se dostane z bodu A do bodu B nejrychleji. No a podobně jako u individuálních lidských řidičů pak může jejich chování negativně ovlivnit všechny ostatní.

Ale i kdybychom přesto připustili, že dokážeme implementovat taková pravidla, která zaručí plynulou dopravu pro všechny, stále se můžeme dostat do bodu, kdy bude na silnici jednoduše příliš mnoho aut a zácpa bude nevyhnutelná. Ale i zde existuje u samořídicích vozů potenciál, jak v takové situaci pomoci.

Někteří výrobci aut očekávají, že v budoucnu přestaneme auta chápat jako majetek a začneme je považovat za přepravní službu. Aplikací matematických technik a modelování pak můžeme takovou přepravní službu založenou na bezpilotních vozidlech optimalizovat a najít její nejefektivnější objem, což následně přispěje k celkovému snížení počtu aut na silnicích.

Takže ačkoli samořídicí auta jako taková sama dopravní zácpy zlikvidovat nedokážou, zahrnutí matematického modelování do budoucí dopravní politiky může pomoci k hladšímu a klidnějšímu cestování.

Čtěte také