Dịch bởi Võ Đức Huy
Có những vụ kẹt xe chẳng do một nguyên nhân rõ ràng nào cả - không tai nạn, không có phương tiện bị chết máy, không có công trình đang thi công. Thật khó để thoát ra những đống lộn xộn này một khi bạn bị kẹt vào đó, nhưng một nghiên cứu mới đã tìm ra cách để giảm phần lớn những chuyện rắc rối đó.
Những vụ nghẽn đường “ảo” (phantom jams) xuất hiện khi có một lượng lớn phương tiện trên đường. Với mật độ cao như thế, những trục trặc nhỏ (một tài xế thắng gấp, hay chạy quá sát một xe khác) có thể được khuyếch đại nhanh chóng thành một vụ kẹt xe toàn diện dài liên miên.
Một nhóm các nhà toán học ở MIT đã phát triển một mô hình diễn tả những điều kiện và diễn biến của những vụ kẹt xe như vậy, từ đó có thể giúp các nhà thiết kế giao thông giảm thiểu nguy cơ tắc đường.
“Jamitons”-chúng xuất hiện và lan rộng như thế nào?
Yếu điểm của nghiên cứu mới, theo giảng viên khoa Toán trường MIT, ông Aslan Kasimov, là phát hiện các phương trình toán học của những vụ kẹt xe, mà các nhà nghiên cứu gọi là “jamitons”, giống cách đáng kinh ngạc với những phương trình dùng để mô tả những làn sóng xung kích của các vụ nổ. Nhận thức trên giúp các nhà nghiên cứu giải quyết các phương trình kẹt xe theo những lý thuyết đã được phát triển từ thập niên 1950.
Những phương trình này, tương tự với những mô tả của cơ học chất lưu (fluid mechanics), mô hình hóa kẹt xe dưới dạng sóng tự duy trì (self-sustaining wave). Những biến số như tốc độ lưu thông và mật độ giao thông được dùng để tính toán những điều kiện cho một vụ kẹt xe xuất hiện và cả việc nó lan nhanh đến đâu.
“Một khi tắc đường, hầu như người ta không thể thoát ra-người tham gia giao thông chỉ còn cách chờ cho nó qua đi”, Morris Flynn, tác giả chính của bài báo về công trình này trên Physical Review E ấn bản điện tử ngày 26 tháng năm, cho biết.
Dù vậy, theo Flynn, giảng viên toán của MIT trước đây và Đại học Alberta hiện nay, mô hình này có thể giúp các kỹ sư thiết kế những con đường với sức chứa đủ lớn để giảm mật độ xe cộ đến mức có thể triệt tiêu gần hết khả năng kẹt xe.
Mô hình cũng giúp xác định giới hạn tốc độ an toàn và chỉ ra những chặng đường có thể có đông xe, và tai nạn.
Nghiên cứu của Nhật Bản
Flynn và Kasimov làm việc với các giảng viên toán Jean-Christophe Nave và Benjamin Seibold của MIT cùng giáo sư toán ứng dụng Rodolfo Rosales trong nghiên cứu này.
Nhóm nghiên cứu giải bài toán vào năm ngoái, sau khi một nhóm ở Nhật Bản biểu diễn thực nghiệm sự hình thành của jamiton trên một đường vòng tròn. Người lái xe được yêu cầu di chuyển 30 km/h và giữ khoảng cách không đổi với những xe khác. Trục trặc xảy ra và tắc đường “ảo” (phantom jam) hình thành nhanh chóng.
Phương tiện càng dày đặc, đường sá càng mau tắc nghẽn.
“Chúng tôi muốn mô tả điều này bằng một mô hình toán học tương tự như của dòng chảy”, Kasimov, người có sở trường nghiên cứu các sóng xung kích, cho biết. Ông và các đồng tác giả tìm ra rằng, tương tự các sóng xung kích, kẹt xe có một “sonic point” chia luồng giao thông thành hai thành phần: dòng trên và dòng dưới.
Kẹt trong một lỗ đen thông tin
Giống như chân trời sự cố của lỗ đen (hình cầu mà trong đó không một vật thể, ánh sáng hay thông tin nào có thể thoát ra), sonic point ngăn chặn truyền thông giữa hai thành phần làm cho, chẳng hạn, thông tin về những điều kiện lưu thông tự do ngay trước mặt khối kẹt xe không đến được những lái xe đằng sau sonic point.
Kết quả là, những lái xe bị kẹt trong giao thông dày đặc có thể không có ý tưởng gì về việc vụ kẹt xe không có nguyên nhân bên ngoài, như một vụ tai nạn hay một “lô cốt”. Điều đó nghĩa là họ không biết điều kiện giao thông sẽ cải thiện sớm và di chuyển cho phù hợp.
“Bạn bị mắc vào kẹt xe cho đến khi nó bất thình lình biến mất”, Morris nói.
Về kế hoạch nghiên cứu trong tương lai, nhóm sẽ tìm hiểu những khía cạnh chi tiết hơn của sự hình thành kẹt xe, bao gồm ảnh hưởng của số làn đường lên những vụ kẹt xe “ảo”.
0 comments:
Đăng nhận xét