Пробки на дорогах всегда были насущной проблемой мегаполисов. О путях их обхода и устранения писалось очень много, но проблемы не решаются. Правительства разных стран борются с этой напастью по-разному. Кто-то расширяет дорожную сеть, строит многоуровневые трассы, кто-то – вводит специальные расписания, а кто-то - учится у братьев наших меньших. Именно третий способ выбрало для себя правительство Германии, взявшись за борьбу с пробками - методом муравьев.
Ежегодно немецкое правительство тратит на инструменты по устранению пробок до 100 миллиардов евро. Многокилометровые пробки на автобанах – наболевшая проблема немецких автомобилистов. По самым оптимистичным оценкам специалистов, ежегодно в Германии образуется 160 000 дорожных заторов. С каждым годом это количество хоть и сокращается, но по своей протяженности пробки неуклонно растут.
По оценкам экспертов, ежегодно немецкие водители тратят в пробках до 320 тысяч часов, не говоря уже о бесцельном расходе топлива и чудовищно-высоком уровне выбросов CO2 в атмосферу. А ведь Европа – ярая болельщица за чистоту окружающей среды. Ежегодно автопроизводители тратят миллиарды на разработку гибридных технологий, уменьшающих показатель эмиссии. Специалисты Федерального промышленного объединения уверяют: ежегодный ущерб народнохозяйственной деятельноссти исчисляется сотней миллиардов евро.
Да, ситуация еще та. Но ведь не может же быть все таким безвыходным? Должно быть решение этой проблемы, и лежать оно должно непременно на поверхности. Так оно и вышло! Ученые Кельнского университета решили рассмотреть проблему пробок с точки зрения бионики. ‘В глобальных проблемах нужно использовать опыт матушки природы’, - решили немецкие ученые и принялись за изучение поведения муравьев.
Природная мудрость
Андреас Шадшнайдер (Andreas Schadschneider), профессор теоретической физики, взялся за изучение законов передвижения муравьев. Выяснилось, что характер их перемещения по проложенным тропинкам имеет много общего с сетью немецких автобанов. Согласно наблюдениям профессора, поведение муравья по концепции в корне отличается от человеческого поведения на дороге. ‘У муравьев передвижение неэгоистичное, в отличии от человека’, - отмечает профессор. - Для муравья главное - не самому быстрее переместиться за впередиидущим соплеменником, а создать благо для всей колонии. Поэтому в муравьиных тропинках никогда не бывает так, чтобы одна особь поджимала другую с диким желанием обогнать. Муравьи единообразны в своем поведении и перемещаются с одинаковой скоростью’. На автобанах же картина абсолютно противоположная.
Со своими коллегами профессор Шнайдер подробно изучил принципы и правила ‘дорожного движения’ муравьев, засняв каждый их маневр на видео. Каждое действие фиксировалось специальными счетчиками на фотоэлементах, что позволило собрать наиболее подробную базу о принципах их передвижения. Удивительно, что до некоторых пор науке было известно лишь то, что муравьи склонны прокладывать свои определенные тропинки, по которым впоследствии ходит все семейство. Но закономерности их передвижения, а также поведение при движении никогда учеными подробно не изучались.
Оказалось, что муравьям вообще не свойственен обгон, тогда как люди на дорогах используют этот маневр чаще всего. Быть может, в этом и есть наша ошибка? К тому же ученые не обнаружили ощутимой разницы в движении насекомых, а ведь именно различия в скорости движения способствует образованию заторов на автобанах. Ученые доказали, что это - основная причина пробок. Муравьи перемещаются цепочками в колонну по одному. Каждая особь движется в затылок другой, соблюдая ее скорость. Таким образом, общая динамика движения сохраняется, а если впереди ускоряются, то и вся колонна прибавляет шаг.
Если более быстрый муравей встретится с идущей колонной, то он не будет ее обогнонять, а просто пристроится сзади и будет идти в общем настроении, сохраняя при этом дистанцию по отношению к другим. Такая тактика имеет большой плюс – средняя скорость перемещения колонны не снижается даже в том случае, если плотность движения будет увеличиваться.
Также немаловажную роль играет коммуникация между насекомыми. Ее муравьи осуществляют с помощью феромонов. Именно феромонами муравьи покрывают проложенные дорожки. Чем явнее запах, тем больше муравьев пройдет по данной тропинке. Если же плотность движения приближается к предельному уровню, то муравьи провешивают обходную тропинку. Это похоже на нововведенную систему BMW, которая способна предупреждать все автомобили, оснащенные подобной технологией, о ситуации на том или ином дорожном участке.
Опыт муравьев, накопленный тысячилетиями, наглядно доказывает нам, что агрессивное вождение, свойственное немалому количеству водителей, далеко не всегда помогает быстрее добраться до конечной цели. Иными словами, концепция муравьев цитирует русскую поговорку: ‘тише едешь – дальше будешь’. Шадшнайдер это подтверждает: ‘гораздо эффективнее ехать медленнее, но в единой скорости с основным потоком, нежели теснить и поджимать других, вынуждая их уступать дорогу. Такая манера езды будет эффективна лишь в том случае, если ей будут придерживаться все участники движения. Но в таком случае общепринятые правила дорожного движения придется серьезно перекраивать'. Эгоисты, нередко встречающиеся на дорогах, являются так называемым выпадающим звеном системы. Именно из-за этого звена и возникают пробки.
Не будь эгоистом!
Дорожные эксперты уже не первый день твердят водителям о необходимости движения со скоростью потока. Однако справедливость этого утверждения так никто доказать и не мог - до некоторых пор. А если не доказано, то почему надо соблюдать? Сегодня же ученые убедились, что их рекомендации были верны – доказательство полностью их подтвердило.
Однако ключевая проблема (человеческий эгоизм) все-таки остается нерешенной. Впрочем, тут в помощь могут придти современные технологии. Ни для кого не секрет, что большинство автопроизводителей уже внедрили в свои автомобили систему, которая позволяет установить определенную скорость движения. Круиз-контроль встречается сегодня на любом современном автомобиле. Именно массовое использование этой системы позволит предотвратить большую часть пробок. Впрочем, еще каких-то 10-15 лет и новейшие системы, которые сейчас только разрабатываются ‘немецкой тройкой’, будут внедрены во все европейские автомобили.