Az autópályán haladunk,
mikor hirtelen féklámpák végtelen sora jelenik meg előttünk.
Nincs baleset, sem piros lámpa,
nem változott meg a sebességkorlát, és nem szűkült össze az út.
De akkor mi a csudáért van ilyen nagy forgalom?
Ha a forgalom szinte megáll minden látható ok nélkül,
azt nevezzük fantom forgalmi dugónak.
A fantom forgalmi dugó egy kialakulóban lévő jelenség,
mely mintha önálló életet élne, és nagyobb részei összességénél.
Ennek ellenére le tudjuk modellezni ezeket a dugókat,
még az őket formáló elveket is értjük,
és közelebb vagyunk, mint gondolnánk,
az effajta dugók elkerüléséhez a jövőben.
Fantom forgalmi dugó kialakulásához sok autónak kell lennie az úton.
Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy túl sok autó van ahhoz,
hogy egy adott útszakaszon simán haladjanak,
legalábbis ha minden autós tartja ugyanazt a sebességet
és a másoktól való távolságot.
Ebben a sűrű, de haladó forgalomban
egyetlen apró zavaró hatás elegendő ahhoz, hogy elindítsa azt az eseménysorozatot,
mely forgalmi dugóhoz vezet.
Tegyük fel, hogy egy járművezető kicsit lefékez.
Ezután minden őt követő járművezető kicsit nagyobbat fékez,
és ezzel féklámpák hullámát hozza létre,
mely az úton közlekedő autókon keresztül terjed hátrafelé.
Ezek a megállás-indulás hullámok mérföldeken át tarthatnak az autópályán.
Ha az autók sűrűsége alacsony az úton,
a forgalom egyenletesen halad, mivel az apró zavaró hatásokat,
például az egyes autók sávváltását vagy kanyarban lelassítását
a többi járművezető kiigazítja.
De amint az autók száma meghaladja a kritikus sűrűséget –
általában mikor az autók egymástól kevesebb mint 35 méterre vannak –
a rendszer működése drasztikusan megváltozik.
Dinamikus instabilitást kezd mutatni: az apró zavaró hatások felerősödnek.
A dinamikus instabilitás nemcsak a fantom forgalmi dugókra jellemző –
az esőcseppekért, a homokdűnékért, felhőalakzatokért és sok másért is felel.
Az instabilitás egy pozitív visszajelzési hurok.
A kritikus sűrűség felett
minden újabb jármű csökkenti
az út egy adott szakaszán másodpercenként áthaladó autók számát.
Ez pedig azt jelenti, hogy hosszabb idő, míg egy torlódás eltűnik egy útszakaszról,
így még jobban növekszik a járműsűrűség,
míg végül teljesen megáll.
A vezetők általában nem tudják, hogy jóval a dugó előtt kellene fékezniük,
így végül nagyobbat fékeznek, hogy elkerüljék az ütközést.
Emiatt erősödik a fékezéshullám járműről járműre.
Sőt, a vezetők általában túl hamar gyorsítanak a lassulás után,
tehát próbálnak gyorsabban vezetni,
mint azt a forgalom átlagos menete engedné.
Emiatt újra fékezniük kell: végül újabb visszajelzéshurok alakul ki,
amely még több megállás-elindulást eredményez.
A járművezetők mindkét esetben rontanak a helyzeten,
egész egyszerűen azért, mert nem igazán látják, mi van előttük.
Az önvezető autók, melyek rendelkeznek az előttük lévő forgalom adataival
más autóktól vagy az utakon elhelyezett érzékelőkből,
valós időben ellensúlyozhatják a fantom forgalmi dugókat.
Ezek a járművek biztonságosan egyenletes tempót tartanának,
amely megegyezik a teljes forgalom átlagos sebességével,
így megelőznék a forgalmi hullámok kialakulását.
A már kialakult forgalmi hullámokra
az automatizált jármű felkészülhetne,
hamarabb és fokozatosabban fékezne, mint egy valódi járművezető,
és ezzel csökkentené a hullám erejét.
És ehhez nem kellene olyan sok önvezető autó.
Egy friss tanulmány szerint húsz valódi járművezetőnként egy önvezető autó
már elegendő a forgalmi hullámok enyhítéséhez és megakadályozásához.
A forgalmi dugók nemcsak mindennapos kellemetlenségek,
hanem a halálesetek, az elpazarolt erőforrások
és a bolygónkat fenyegető szennyezés legfőbb okozói is.
De az új technológia segíthet csökkenteni ezeket a mintázatokat,
biztonságosabbá teheti az utakat,
napi ingázásunk hatékonyabbá válhat, a levegő pedig tisztábbá.
És mikor legközelebb egy dugóban ülünk,
ne feledjük, hogy a többi autós nem feltétlenül vezet rosszindulatúan,
egyszerűen nem látják, mi történik előttük az úton és eszerint vezetnek.