Το χάος και η κυκλοφοριακή συμφόρηση

Η γέννηση και η ανάπτυξη μιας κυκλοφοριακής συμφόρησης έχει σχέση με τη θεωρία των ρευστών αλλά και την θεωρία του αιτιοκρατικού χάους. Η τελευταία είναι, μεταξύ των άλλων, μια θεωρία που μας επιτρέπει να υπολογίσουμε την ακριβή στιγμή κατά την οποία ένα σύνθετο σύστημα θα ταλαντευτεί από τη μια κατάσταση σε μια άλλη. Δηλαδή, είμαστε σε θέση να υπολογίσουμε τη συγκεκριμένη στιγμή που θα δημιουργηθεί είτε το φαινόμενο του ντόμινο είτε το φαινόμενο της πεταλούδας.

To φαινόμενο του ντόμινο προκαλεί μια σειρά γεγονότων, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με δεσμούς αιτίας-αποτελέσματος, όπως ένα ντόμινο που πέφτει και παρασύρει διαδοχικά τα υπόλοιπα κατά την πτώση του, εφόσον αυτά βρίσκονται σε συγκεκριμένη διάταξη. Όσον αφορά το φαινόμενο της πεταλούδας, η αλληλουχία των γεγονότων μεταξύ τους είναι σαφώς λιγότερο προφανής και ξεκάθαρη. Υποθέτει πως ένα φτερούγισμα πεταλούδας σε κάποιο σημείο της ατμόσφαιρας μπορεί, θεωρητικά, να προκαλέσει το ξέσπασμα μιας θύελλας στην άλλη άκρη του πλανήτη.

Κυκλοφοριακή συμφόρηση λόγω ντόμινο

Στην περίπτωση του ντόμινο οι κυκλοφοριακές συμφορήσεις δημιουργούνται είτε λόγω ατυχήματος είτε λόγω εργασιών, φωτεινών σηματοδοτών κτλ. Πρόκειται για την εφαρμογή της μηχανικής των ρευστών στη μελέτη των κυκλοφοριακών συμφορήσεων.

Δεξιά: Οι τρεις λωρίδες γίνονται μία κι έτσι αρχίζει η κυκλοφοριακή συμφόρηση. Είναι το φαινόμενο του ντόμινο.

τα αυτοκίνητα Ένας δρόμος στην ουσία είναι ένας σωλήνας και όπως στο σωλήνα το υγρό έχει πάντοτε μια μέγιστη ικανότητα ροής, έτσι και στον δρόμο η κυκλοφορία των οχημάτων έχει μια μέγιστη ικανότητα διέλευσης από αυτόν. Για παράδειγμα, σε ταχείς λεωφόρους 3 λωρίδων κυκλοφορίας η μέγιστη χωρητικότητα αγγίζει τα 6.500 οχήματα ανά ώρα. Η κυκλοφορία δηλαδή δεν μπορεί να ρέει κανονικά αν υπάρχουν πάνω από 6.500 οχήματα/ώρα, διότι υπερβαίνει τη μέγιστη χωρητικότητα του σωλήνα-δρόμου. Και αν η διατομή του σωλήνα αυτού μικραίνει για διάφορους λόγους, το σύστημα ρέπει προς τη συμφόρηση.

Ποιές είναι όμως οι αιτίες που στενεύει ένας δρόμος;

• Ένα ατύχημα ή εργασίες συντήρησης: Η διατομή του σωλήνα-δρόμου στενεύει και η κυκλοφορία πλέον διαταράσσεται όταν είναι πάνω από κάποιο όριο. Αν απομείνουν μόνο δύο λωρίδες, το μποτιλιάρισμα θα δημιουργηθεί στα περίπου 4.000 οχήματα ανά ώρα (από 6.500).
• Η έξοδος του δρόμου είναι μπλοκαρισμένη από ουρές ακινητοποιημένων αυτοκινήτων, εξ' αιτίας των φαναριών και της κίνησης στο γειτονικό δίκτυο: έχουμε, όπως προηγουμένως, σμίκρυνση της διατομής του δρόμου.
• Τα αυτοκίνητα κινούνται στη Λωρίδα Έκτακτης Ανάγκης, προκειμένου να εξοικονομήσουν κάποια δευτερόλεπτα και έπειτα επιστρέφουν στη δεξιά λωρίδα: σ' αυτή την περίπτωση, δημιουργούνται τέσσερις λωρίδες κυκλοφορίας, που κάποια στιγμή θα πρέπει να ξαναγίνουν τρεις. Τελικά δεν βοηθάει στην κυκλοφορία η κατάληψη της 4ης λωρίδας Έκτακτης Ανάγκης γιατί αυξάνουν τα μποτιλιαρίσματα μόλις οι οδηγοί επανέλθουν στην δεξιά κανονική λωρίδα.

Οι προηγούμενες τρεις περιπτώσεις είναι καλά κατανοητές, αλλά δεν είναι οι χειρότερες όσον αφορά τη δημιουργία κυκλοφοριακής συμφόρησης.

Κυκλοφοριακή συμφόρηση χωρίς εμφανή αιτία

Η χειρότερη περίπτωση συμφόρησης είναι αυτή που το μποτιλιάρισμα φαινομενικά δεν οφείλεται σε τίποτα. Φτάνουμε σε μία συμφορημένη ζώνη χωρίς να έχουμε παρατηρήσει τίποτα αφύσικο. Τίποτα εμφανές, τουλάχιστον, γιατί αυτή η συμφόρηση αποτελεί συνέπεια του φαινομένου της πεταλούδας.

Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει αυτή την περίπτωση μποτιλιαρίσματος, τη λεγόμενη «χωρίς προφανή αιτία», και ανακάλυψαν ότι μπορεί να δημιουργηθεί όταν υπάρχει ακόμη και ένας μόνο οδηγός ο οποίος οδηγεί πολύ πιο αργά από τους άλλους για τον ένα ή τον άλλο λόγο. Αυτό εξαρτάται από την πυκνότητα της κυκλοφορίας, αλλά και από την οδηγική συμπεριφορά του καθενός.

Έτσι, αν ένας οδηγός μειώσει ξαφνικά την ταχύτητα με την οποία κινείται (είτε για να κοιτάξει κάτι που συμβαίνει αλλού είτε επειδή τον προσπερνούν απότομα από δεξιά ή αριστερά, ή γιατί φοβάται την ταχύτητα, είτε ακόμα επειδή μιλάει στο κινητό του), θα προξενήσει μια αλυσιδωτή αντίδραση πίσω του, με φορά αντίστροφη από αυτή της κυκλοφορίας: κάθε οδηγός θα φρενάρει λίγο περισσότερο από τον προπορευόμενο του. Παράγεται, λοιπόν, μια σταδιακή επιβράδυνση που θα αρχίσει να εξαπλώνεται πίσω από το πρώτο φρενάρισμα, θα συνεχίσει προκαλώντας μια ισχυρή επιβράδυνση κάποια χιλιόμετρα πιο πίσω και θα καταλήξει στην ακινητοποίηση των οχημάτων!

Στους εθνικούς δρόμους υπάρχουν δύο τύποι συμπεριφοράς που έχουν τις ρίζες τους στο «Αιτιοκρατικό Χάος»:

• Οι συχνές αλλαγές λωρίδων, από δεξιά ή από αριστερά, γιατί τα αργά οχήματα συχνά εγκαθίστανται στην αριστερή λωρίδα.
• Οι διαφοροποιήσεις στην ταχύτητα από οδηγό σε οδηγό, σε σχέση με τη μέση ταχύτητα κυκλοφορίας. Όσο πιο σημαντικές είναι αυτές οι αποκλίσεις τόσο μεγαλύτερο είναι το ρίσκο φρεναρίσματος (και ατυχήματος).

Δυστυχώς στην Ελλάδα τα μποτιλιαρίσματα χωρίς προφανή αιτία εμφανίζονται αμέσως, ακόμα και όταν η κυκλοφορία είναι κατά πολύ χαμηλότερη από το όριο των 6.500 οχημάτων ανά ώρα, όπως είναι στην Αττική Οδό. Είναι βέβαιο ότι αν τα αυτοκίνητα οδηγούνταν πιο σωστά (χωρίς άσκοπη αλλαγή λωρίδας ή χωρίς να μειώνουμε ταχύτητα ξαφνικά), το φαινόμενο του μποτιλιαρίσματος θα είχε σχεδόν εξαλειφθεί. Αλλά, ούτε και σε αυτό δεν είμαστε ευρωπαίοι. Ίσως να γίνει κι αυτό κάποια μέρα.

http://www.physics4u.gr/articles/2008/stau.html