А вдруг тебе, дорогая кадабра, почитать вечером нечего... А ведь где-то там в комментах @azmorf дал ссылку на отличную статью о процессах, стоящих за образованием пробок и заторов. А я ее взяла и перевела. Перевод адаптированно-смысловой, за академичностью и дословностью не гналась. Что делать с замечаниями, вы знаете.

Пара слов о терминологии. Автор очень любит волны и использует выражения:
traffic wave - представьте плотный ряд машин, один из автомобилей сбрасывает скорость. Последующие за ним также вынуждены замедляться. В переводе фигурирует как «волна трафика».
stop wave - аналогичная ситуация, но автомобили в ряду вынуждены снижать скорость до полной остановки. В переводе «стоп-волна».
wave of evaporation - «волна рассасывания пробки» (очень примерно). Процесс постепенного растворения пробки за счет тех автомобилей, что получают возможность трогаться и уезжают.

О происхождении пробок...

(by William Beaty)

Я живу в Сиэттле, и два раза в день я трачу 45 минут на поездку от дома до работы и обратно (в те дни, когда мне везет. Иногда тот же путь занимает более 2 часов). Поэтому у меня хватает времени для наблюдения за поведением водителей и особенностями этого поведения.

От скуки я фантазирую и представляю пробку как поток жидкости, в котором огромными молекулами плывут автомобили. Через много-много месяцев я понял, что это не просто фантазия. Почему я раньше не замечал, насколько поток машин похож на текущую жидкость? Как только мое восприятие обострилось, я обратил внимание на ряд интересных вещей. В итоге, я начал использовать свою машину, чтобы изменить поведение потока. Наблюдение ведь всегда ведет к экспериментам, правда? Оказалось, что можно делать удивительные вещи в качестве исследователя динамики трафика. Но сперва об особенностях явления.

Вам когда-нибудь доводилось ехать по трассе в тот момент, когда поток машин вдруг сбрасывал скорость и начинал ползти? И вот вы пробираетесь сантиметр за сантиметром, ожидая увидеть ДТП, вызвавшее пробку, проклинаете чудаков, создавших такую проблему... Но вдруг все машины уносятся вперед на большой скорости. Пробка закончилась, нет ДТП, нет ДПС, ничего. Что за ерунда?! Пробка без причины? В зеркале заднего вида вы замечаете бедных водителей, все еще запертых в пробке. Но почему? Если бы все водители ускорились одновременно, пробка рассосалась бы. Почему они никогда этого не делают? Что замедляет поток в первую очередь?

Пережив множество таких «невидимых происшествий», я пришел к следующему объяснению. Чтобы лучше понять, о чем речь, представьте, что вы в вертолете и смотрите на пробку с высоты.


Рис. 1. Машины выстраиваются в линию из-за происшествия

На рис. 1 я изобразил однополосную дорогу, происшествие и ряд машин, застрявших перед препятствием. Сзади (слева на картинке) продолжают подъезжать автомобили и также попадать в затор. Предположим, что поврежденный автомобиль (красный) — это временное препятствие (например, он заглох). Что произойдет, когда красный начнет двигаться и поток сможет ехать?


Рис. 2. Волна трафика, наползая сзади, уплотняет поток

Обратимся к рис. 2. В верхнем ряду (рис. 2А) поток вдруг получил возможность двигаться. Но не все автомобили могут ехать, т.к. большая часть из них заперта стоящими машинами. Рис. 2В показывает движение через какое-то время, а рис. 2С — еще позже. Обратите внимание на оранжевый автомобиль с рис. 2А, который может ехать только на рис. 2D. В то же время красный автомобиль с рис. 2А попадает в затор и «поглощается» пробкой.

Пробки и волны — что общего?

Казалось бы, после того как препятствие устранено, пробка должна рассосаться. Однако этого не происходит, и причина очевидна: если я еду за машиной, которая остановилась, я так же вынужден остановиться, как и автомобиль за мной. Все водители в пробке находятся в одинаковых условиях. Машины продолжают стоять, даже если препятствия больше нет, потому что если они хотят ехать, они все должны тронуться одновременно. А это невозможно: каждый водитель ждет, когда начнет движение автомобиль перед ним. Пока я стою в пробке, я не двигаюсь, потому что я упираюсь в машину передо мной. Мы все думаем так, поэтому никто не двигается.

Когда машина передо мной уезжает, я все равно не могу мгновенно ускориться. Я вынужден ждать возможности тронуться. Если я резко нажму газ, я окажусь слишком близко к автомобилю впереди, а это не безопасно, и так каждый стартующий автомобиль выжидает своей очереди. Поэтому пробка начинает рассасываться волной от начала (от препятствия), распространяясь справа налево.

На рис. 2А автомобили отъезжают один за другим. На рис. 2В «волна рассасывания пробки» сдвигается от места происшествия, а на рис. 2С и 2D — находится уже далеко от первоначального места затора. Но обратите внимание на интересную вещь: несмотря на то что автомобили сами по себе двигаются слева направо, «волна рассасывания пробки» двигается в обратном направлении. Она двигается налево, постепенно «разрушая» в пробку.

И вторая важная вещь. В то время как часть машин остается запертой, еще больше автомобилей прибывает с конца пробки. И даже после того как препятствие устранено, пробка продолжает уплотняться подъезжающими автомобилями. Это делает ее похожей на твердое вещество, которое испаряется с одного края и при этом нарастает, как кристалл, с другого. Автомобили двигаются слева направо, но посмотрите на группки остановившихся машин: затор медленно ползет в направлении, противоположном двигающимся автомобилям. Препятствие уже убрано, но «волна» останавливающихся машин продолжает распространяться. Это очень похоже на ударную волну, которая распространяется через «автомобильной материал». Это движение сгустка в кровеносном сосуде. Это бегущая волна трафика.

Не ДТП тому причиной...

Этот тип «волн» распространен в условиях плотного трафика. Чтобы вызвать их, не нужны происшествия, их создают ошибки водителей при подрезании друг друга, при слиянии рядов или просто из-за вливания потоков со въездов. Инженеры по организации дорожного движения говорят, что такие волны могут быть вызваны «инцидентами» на трассах: один зевака (англ. rubbernecker, люди, которые снижают скорость автомобиля, чтобы попялиться на какое-то происшествие), внезапно остановившись, чтобы посмотреть на что-то необычное, может создать пробку. И даже лично вы, снижая скорость и вклиниваясь в поток, чтобы попасть к нужному съезду, можете создать такую пробку.

А иногда у них вообще нет причин. [Лирика mode on] Они как рябь на песке, как песчаные дюны: появляются без особой на то причины; как волны в океане от легкого бриза, или как волнение развевающегося флага. [Лирика mode off] Они внезапно возникают на переполненных автомобилями дорогах. В нелинейной динамике это называется «возникающим явлением» (emergent phenomenon).

Как долго существует «волна трафика» после устранения препятствия? Срок ее жизни зависит от плотности потоков и от количества машин, и, разумеется, такая пробка может сохраняться часами. Если объем трафика небольшой, то затор может рассосаться довольно быстро. Но если движение остается плотным, то «волна трафика» может не исчезать вообще. А если условия располагают (уплотнение пробки сзади происходит быстрее, чем рассасывание впереди), даже небольшая волна может перерасти в цунами (как если бы вы бросили крошечный кристаллик в перенасыщенный раствор). Когда трафик плотный и нестабильный, один единственный водитель может вызвать образование огромной кристаллоподобной пробки, похожей на лед-девять из книги «Колыбель для кошки» Воннегута.

Поэтому в следующий раз, когда на пути домой или из дома вы попадете в такой затор, не думайте, что это «очередная дурацкая пробка». Думайте о ней как о волне, подхватившей и унесшей ваш автомобиль. Думайте о ней как о живом организме, созданном из молекул-автомобилей. Надейтесь, что скоро он вытолкнет вас из себя. Представляйте, что смотрите сверху, и воображайте себе эту волну, расходящуюся за вами, как только вы продвигаетесь вперед.

Простой способ избавиться от пробок при слиянии рядов

Слева: обычные водители, встающие плотно друг к другу каждый раз, когда поток притормаживает. Перестроение возможно только в конце пробки. Обратите внимание на низкую скорость. Справа: водители с необычным поведением. Они позволяют другим встраиваться в ряд перед ними, поддерживая большую дистанцию, даже если поток притормаживает. Слияние потоков происходит легко. Видите, насколько быстрее они едут? Пробки возникают в местах, где две полосы сливаются в одну. Потоки не могут соединиться, если между машинами нет места для перестроения, поэтому, если водители будут держать большую дистанцию между автомобилями, это поможет бороться с таким типом пробок. Чтобы упростить такие пробки, нужно: - Поддерживать большую дистанцию между вашим и впередиидущим автомобилем. - Подначивать одну, две или даже три машины перестроиться в ряд перед вами. - Если поток останавливается, держать дистанцию в две длины автомобиля перед собой. - Никогда не наказывать водителей, занимающих место перед вами. - Другие гениальные идеи.

Самое удивительное — нет необходимости каждому поступать таким образом. Даже если всего пара водителей держит большую дистанцию в плотном потоке, перестроение возможно, и ситуация с левой картинки может быть предупреждена.

Разумеется, невозможно решить все проблемы, просто оставив большую дистанцию перед автомобилем. Когда на дороге слишком много машин, скорость потока снижается. Но мелкие пробки могли бы исчезнуть, если бы существовали определенные водительские привычки, а поток, двигающийся по принципу встали-поехали-встали, выровнял бы скорость. Т.к. часть пробок обусловлена сужением дороги, то многие из них можно было бы убрать действиями всего одного водителя.

Эксперименты и открытия

Мой первый «эксперимент»

Однажды в час пик я пробирался по трассе I-520 (Сиэттл) через несколько волн трафика и стоп-волн. И я решил попробовать что-нибудь изменить. В тот знаменательный день, когда я впервые начал убирать волны трафика, я просто решил ехать очень медленно. Вместо того чтобы постоянно ускоряться, а затем оттормаживаться, как делали все остальные, я двигался со средней скоростью потока. Я позволил открыться большому пространству передо мной и спланировал движение так, чтобы подъезжать к следующему месту торможения ровно в тот момент, когда стоп-сигнал передо мной гас. Конечно, видеть перед собой такую большую дистанцию — странно, но я знал, что двигаюсь не медленнее остальных. Иногда я очень правильно выбирал скорость и мне не приходилось нажимать тормоз, но случалось, что я двигался слишком быстро или слишком медленно. Было очень много «волн» в тот вечер, и я вполне смог поработать над своими навыками спокойного вождения.

Я продолжал двигаться так в течение полутора часов, пока не доехал до города. Наконец я бросил взгляд в зеркало заднего вида и увидел там кое-что интересное.

Варкалось. Смеркалось, горели фары, и я ехал по длинному склону вниз к мосту. Я видел километры трассы позади. В другом ряду я заметил около пяти стоп-волн. Но в полосе за мной поток был равномерно распределен на протяжении многих километров. Я не осознавал этого, но, двигаясь со средней скоростью, моя машина «разбивала» стоп-волны. Передо мной все постоянно нервно трогались-вставали, но сзади меня водители были вынуждены держать скорость 60 км/ч или около того. Одна моя крошечная машинка уничтожила километры и километры суматошного трогания-вставания. Один атом смазки оказал влияние на весь турбулентный поток частиц в «трубе».

Ехать без резких изменений скорости и без соревнований с другими водителями за сантиметры трассы — это всегда отличная идея. Но раньше я думал, что причины такого поведения скорее философские, чем привязанные к практической необходимости (то есть, это не более чем попытка быть спокойным и приятным человеком). Но эксперимент выше показал иное. Один водитель, прекращая соревнование и приобретая несколько необычных привычек, может повлиять на определенные паттерны движения. Этот «приятный» несоревнующийся водитель может убрать стоп-волны. Я подозреваю, что обратное тоже верно: обычный соревнующийся водитель их создает.

Предположим, что мы постоянно проталкиваемся вперед, мечемся между рядами, отхватывая сантиметры трассы и постоянно сокращаем расстояние между машинами, чтобы нас, не дай бог, не подрезали. Если возникает небольшой намек на движение, мы рвемся вперед, а затем оттормаживаемся, оставляя за собой большую волну. Такие повторяющиеся действия приводят к росту волны. Иронично, но агрессивные и рвущиеся вперед водители невольно увеличивают волны трафика, которые они так ненавидят.

Больше, больше экспериментов. Moaaaar

Иногда я езжу по трассе 520, где волны трафика появляются с завидным постоянством. Я стал намеренно в них попадать. И скоро я понял, что те же самые процессы могут влиять на маленькие пробки. Волна трафика — это серия небольших пробок с перерывами между ними. Каждая маленькая пробка рассасывается, если позади нее появляется достаточное количество свободного пространства. То есть, если новые машины не «подпитывают» пробку сзади, а автомобили в ее начале продолжают уезжать, пробка исчезнет. Если же пробка достаточно маленькая или пространство сзади достаточно большое, она может быть аннигилирована одним автомобилем, что я и проделывал много раз.

Минутка воспоминаний. Раньше, проехав затор, вызванный всякими зеваками и чудаками, я сразу давил тапку в пол, я думал, что если каждый сделает это, то пробки не будет. Но на деле это не приносило пользы, т.к. автомобиль передо мной не ускорялся также быстро. Я не мог заставить водителей передо мной втопить, поэтому я никак не мог добиться рассасывания затора.
Именно! Я могу контролировать людей позади меня, вынудив их притормозить, но я не могу заставить людей передо мной ускориться. Я могу убрать небольшие затруднения в движении потока, снизив скорость задолго до пробки, но я ничего не могу сделать, чтобы пробка быстрее рассасывалась с другого конца. Поэтому ускорение при выезде из пробки ничего не даст, если только каждый водитель не втопит. При этом способа скорректировать поведение каждого, разумеется, нет. Но одна машина, замедляясь загодя, может повлиять на поведение всех позади себя. А это может «отъесть» приличный кусок от объема останавливающегося потока. И если водитель начнет держать большую дистанцию до того, как достигнет затора, снижение скорости может быть предотвращено так же, как стоп-волны.



По вечерам на трассе I-5 я всегда замечал пробку в правой полосе на съезде к Линвуду. Плотно едущие автомобили были вынуждены красться со скоростью 3 км/ч очень долгое время. Я решил попасть в эту пробку, перед этим позволив открыться действительно огромному пространству передо мной. В то время, когда я непосредственно встал в пробку, дистанция впереди была около 300 метров. Безусловно, это пространство предотвратило «подкармливание» пробки, пока она рассасывалась впереди как обычно. Когда я подъехал к затору, пробка была вполовину меньше изначального размера. Потрясающе. А ведь это была не маленькая волна трафика, но один водитель смог сделать проще и ее.

Конечно, мои действия не только уменьшили размер пробки. Чтобы создать дистанцию, я двигался со скоростью километров на 15 меньшей, чем скорость плотного потока. Я ехал так несколько минут, и это вызвало замедление ряда позади меня. Пробка в целом превратилось в растянутый в пространстве ровно движущийся поток. Вместо того чтобы двигаться со скоростью 80 км/ч, а потом ползти сквозь пробку, машины двигались со скоростью 60 км/ч какое-то время перед пробкой, а затем попадали в намного более простой затор. Противная часть пути со скоростью 3 км/ч превратилась в растянутую область с пониженной средней скоростью. Если сделать все по уму, я смог бы убрать пробку вообще, превратив ее в несколько областей снижения скорости для всех сзади (и если бы я мог начать действовать минут за 30 до самой пробки, возможно, мне пришлось бы снижать скорость лишь на 5 км/ч).

«Анти-трафик»

Итак, основной вывод из вышесказанного (полагаю, довольно очевидный). Анти-трафик уничтожает трафик. Дистанция перед вами может «сожрать» пробку. Пока я плавно снижал скорость, чтобы позволить пустому пространству появится перед мной, я создавал импульс «анти-трафика». Когда мой анти-трафик-импульс сталкивался с плотным потоком, они аннигилировали также, как позитирон и электрон аннигилируют при встрече. Это нелинейная физика солитонов. Волны солитонов уничтожают одна другую, оставляя только дым позади.

Следующая мысль: если я возьму пару друзей, мы можем расположить автомобили в разрядку на большом расстоянии. Каждый из нас может создать большую каплю анти-трафика, и каждый успешный импульс анти-трафика может полностью убрать пробку на Линнвудском съезде. Когда поток редкий, мы не можем держать большое пространство перед нами, так как объехать медленного водителя очень легко. Но несколько отдельных водителей могут держать перед собой отдельные небольшие пространства, и любая пробка будет становиться жертвой заграждения из «анти-трафика».

Другой полученный мной урок: сперва планируй. Планируй очень задолго. Попав в пробку, я обнаружил, что не могу влиять на нее изнутри. Я рассчитывал, что дальний конец пробки рассосется быстрее. Но этого не случилось, потому что я не смог избавиться от медленного водителя передо мой. Но если бы я спланировал заранее и «принес» с собой пустое пространство, я мог бы использовать его, чтобы манипулировать пробкой. Как только я позволял себе увязнуть в заторе вместе со всеми остальными, я не мог сделать ничего. Чтобы как-то влиять, нужно действовать до того как я попаду в пробку, а не будучи запертым в ней.

Ой-ой-ой!

Хотя я делал все вышеперечисленное, однажды я все-таки поймал себя на том, что веду себя как обычно и создаю огромную волну трафика. Каков лицемер! Плохие привычки тяжело умирают.

Поток был плотным, я был в левой полосе. Я собирался пересечь несколько рядов, чтобы добраться до нужного съезда. Я перестроился правее, но в следующем ряду было плотное движение (движение, а не пробка). Никто не пускал меня в ряд. Таким образом я ехал довольно долго, затем начал ехать очень медленно, чтобы плавно встроиться в ряд. Я нашел лазейку, но мне нужно было сместиться еще правее. Прошло много времени, нужный съезд был все ближе. Ряд правее шел плотным потоком, и никто не пропускал меня. Я ехал все медленнее и медленнее и, паникуя, втиснулся в маленькую дыру между машинами, вынудив водителя сзади оттормозиться. Через какое-то время я понял, что своими действиями я создал огромную стоп-волну позади. Так же, как любой зевака, я внезапно снизил скорость движения. Но у меня было оправдание — мне нужно было попасть к съезду! Что еще хуже, мне пришлось практически остановиться, и вынудить еще два ряда машин также остановиться. Скорее всего, я оставил огромную волну трафика после этого места на трассе. Но это была не моя вина! Ага, коне-ечно.

Переживая по этому поводу, я понял, что все сталкиваются с одной и той же проблемой: неспособностью встроиться в плотный поток машин. Другие водители, вероятно, попадали в такую же ситуацию, усугубляя стоп-волну. Простой способ решения — сдаться, не перестраиваться и пропустить свой съезд. Я не должен был так прорываться к нему, я должен был проехать свой выезд, но не мешать. Однако за этим стоит намного большая проблема. Люди должны иметь возможность перестроиться. Почему поток был таким плотным? Одна очевидная причина: чтобы предупредить появление идиотов, которые будут метаться между рядами. Я всегда поступал точно также. Я никогда не держал большую дистанцию, потому что другой водитель немедленно перестроился бы туда, выиграв пару метров трассы. Но такой стиль вождения также делает невозможными вынужденные перестроения (например, к съезду или от въезда на трассу). Сокращая пространство перед собой, я становился частью непреодолимой преграды, которая создает стоп-волны и портит весь ток машин на трассе.

Поэтому, если я держу дистанцию в несколько длин автомобилей перед собой, я не только могу использовать ее для разбивания стоп-волн и пробок, но она также убирает причину таких волн и пробок. Большая дистанция разрушает «сплошную стену потока» в местах, где водители активно перестраиваются, и позволяет машинам менять ряд без снижения скорости и создания стоп-волн. Посмотрите на картинку. В идеале, перестроение должно происходить «молнией». Но если каждый, сокращая дистанцию, защищается от попыток захвата территории другими водителями, люди, которым необходимо перестроиться, не могут этого сделать. Вполне успешно создается пробка. Иногда пробка возникает по вине таких водителей, как я, паникующих при пропуске своего съезда и поэтому полностью останавливающихся. Иногда пробка возникает из-за огромной мигающей стрелки, блокирующей целый ряд и обозначающей ремонт дороги. Но затор движения всегда возникает из-за тех, кто не позволяет другим водителям перестроиться перед ними. «Перестроишься за мной». Нет, чувак, это не сработает, если каждый в ряду говорит одно и то же!

Казалось бы, при чем тут мания величия?

Сиэттл страдает от множества пробок в часы пик. Стоит ли ограничиваться только пробкой на трассе I-5? Имея достаточно людей (возможно, с телефонами или GPS-навигаторами), вы сможем убрать все заторы на основных дорогах Сиэттла!
Пока это просто фантазия. Возможно, это даже незаконно: несколько конспираторов ломают привычную схему движения (интересно, нас бы арестовали за драг-рэйсинг?). И до тех пор, пока один водитель способен так сильно влиять на обстановку на дороге, остается ряд вещей, которые невозможно изменить силами нескольких людей. Например, предположим, что я хочу разобраться с затором на юге города. Я буду вынужден проехать весь путь до Такомы, затем ехать на север. Но если я попробую ехать немного медленнее, необходимая дистанция передо мной не появится, потому что ничто не остановит других водителей от проскакивания перед мной. В моих экспериментах я мог создать волну «анти-трафика», потому что поток был очень плотным и потому, что лишь несколько людей порывались перестроиться в пустое пространство передо мной.

«Живые щиты»

А теперь о том, как убрать крупные пробки на федеральных трассах. Начинайте действовать за много километров до пробки. Поставьте в ряд несколько полицаев («живой щит»), и пусть они двигаются в направлении пробки. Их скорость должна быть 80-90 км/ч, тогда как скорость потока была 115 км/ч. Через них никто не сможет просочиться, поэтому потоки за ними замедляются до 90 км/ч, а перед ними создается огромное пустое пространство. Через какое-то время трафик, «подкармливавший» пробку, перестает прибывать, и пробка исчезает. К моменту, ряд полиции доберется до точки, пробка превратится из «глухого стояка» в многие километры спокойно движущихся машин. Конечно, ситуация не так проста, если потоки активно пополняются за счет многочисленных въездов на трассу. «Живой щит» не может повлиять на машины, идущие со съездов, и если большая часть трафика приходит со стороны, то такой маневр бесполезен.

Так, а что насчет зевак? «Живой щит» превращает пробку в сплошной поток медленно едущего несколько километров транспорта. Соберется ли затор повторно? Будут ли зеваки жмакать тормоза и снова собирать стоп-волну? Я не знаю. Иногда пробки из-за зевак растягиваются на часы, хотя причина уже убрана. Это приводит к мысли, что такие заторы постоянны и непреходящи. И если это так, то убирание таких заторов целесообразно: исчезнув однажды, он образуется повторно очень нескоро (или вовсе не образуется). Если обычно затор сохраняется в течение нескольких часов, а его изничтожение занимает минут тридцать-час, то почему бы его не убрать? Да, полностью он не исчезает, т.к. становится плотным потоком медленно едущего транспорта. Однако несколько месяцев постоянного уничтожения таких заторов могут помочь избежать множества мелких ДТП и уменьшить количество мировой энтропии количество нервов, потраченное на злость и переживания.

К тому же, средняя скорость и пропускная способность трассы действительно может быть скорректирована, если пробку удалить. «Удаление» пробки, конечно, просто растягивает ее в пространстве и не может изменить среднюю скорость потока мгновенно, но результат превосходит ожидания. В конце концов, процессы в потоке машин нелинейны, и тот, кто какое-то время намертво стоит в пробке, не может компенсировать потерянное время, превышая в дальнейшем скорость в два раза. Но как только пробка исчезает, оставшиеся в плотном, но движущемся потоке автомобили могут довольно быстро разъехаться, в то время как мертвая пробка/затор — совершенно иные явления, которые могут бесконечно поддерживать себя после формирования. И еще об одной вещи, связанной с намеренным уничтожением пробок...

Практическая польза

На протяжении года практикуя новую водительскую привычку, я продолжал искать способ реально повлиять на движение потоков. Да, я всегда мог использовать метод «пустого пространства», чтобы сдвинуть пробку в другое место. С помощью больших дистанций я даже мог разделять автомобили, как я делал с отдельными мелкими пробками и волнами трафика. Наконец, я увидел одну типичную ситуацию, в которой я действительно мог принести пользу.

Если вы когда-либо ехали в плотном потоке на трассе, вы, вероятно, замечали стоп-волны, появляющиеся из-за перекрытия полос ремонтом. Вы ползете и ползете со скоростью 5 км/ч до тех пор, пока не доберетесь до места сужения, затем вы занимаете очередь, чтобы меееееедленно перестроиться. Затем вы сразу же ускоряетесь до 100 км/ч! Слияние потоков формирует чудовищные «бутылочные горлышки»: волна трафика расширяется от места слияния, а после все движение свободно.

Почему?

Почему «бутылочное горлышко» обязательно появляется в месте слияния? Ну, потому что каждый вынужден ждать своей очереди для перестроения... Это не так! В условиях низкой плотности потоков все по-прежнему вынуждены перестраиваться по очереди, но слияние происходит на высокой скорости. И «бутылочные горлышки» никогда не появляются. Пробки появляются в зоне слияния, если машины стоят так близко друг к другу, что между ними не остается дистанции. Без дистанции никто не может перестроится, и поэтому поток практически встает. И каждый раз, когда поток практически встает, водители начинают еще более уплотняться и тесниться друг к другу. Буэ. Это странно. В месте, где ряды сливаются, плотно движующиеся автомобили вызывают «бутылочное горлышко», но «бутылочное горлышко» заставляет людей двигаться еще плотнее. То есть, стоп, пробки вызывают сами себя? Подумав над этим, я пришел к выводу, что да. Последовательность примерно следующая:
- Поток замедляется.
- Машины движутся плотнее, без дистанций.
- Быстрое перестроение становится невозможным.
- Прибывающие автомобили создают огромный хвост.
- Водители вынужданы меееедленно перестраиваться.
- Это вынуждает поток двигаться еще медленнее.
- Возвращаемся к началу цикла.

Это просто потрясающе, тем более, что эта самовызывающаяся ситуация имеет двойника:
№ 2.
- Поток движется быстро.
- Никто не закрывает дистанцию (правило двух секунд).
- Перестраиваться легко.
- Потоки транспорта сходятся наподобие молнии.
- Что позволяет потоку ехать быстрее.
- Возвращаемся к началу цикла.

В зоне слияния быстрое движение вынуждает всех двигаться быстро, а снижение скорости потока вызывает пробку. Странне! Разница между двумя ситуациями колоссальная, но только одна из них может возникнуть в одном месте трассы с одним и тем же количеством трафика. В первом варианте скорость может быть 3 км/ч, тогда как во втором — около 65 км/ч. И что важно: т.к. ситуации создают сами себя при возникновении нужных условий, они могут поменяны местами. Или кто-то может изменить одну на другую.

Предположим, поток в зоне слияния двигался быстро по варианту №2. Предположим, я захотел все поломать. Я могу замедлиться и вынудить водителей сзади встать плотнее друг к другу. Это сделает невозможным перестроение водителей из другого ряда. Будет накапливаться много автомобилей в зоне слияния. Затем я могу уезжать, дьявольски хихикая, потому что я только что создал огромную долгую пробку!

Или я могу сделать обратное.
Предположим, все стоит в месте слияния. Предположим, я создаю огромное пустое пространство перед собой и «приношу» его в пробку. Когда появится место, второй ряд сможет перестроиться, разрядиться и начать двигаться быстрее. Далее, я ускоряюсь и сливаюсь со вторым рядом, также поступают водители за мной. Слияние по типу «молнии» начинает работать. Триггер переключился. Я только что уничтожил длительное «бутылочное горлышко».
Как говорят в Сиэттле, довольно круто, да?