Крупнейшие мегаполисы России стоят в пробках. Москва буквально задыхается в постоянном транспортном коллапсе. Откуда же взялись эти проблемы? Неужели просто из-за того, что машин стало больше? Оказывается, с автомобилями это не связано.

«Теперь у нас дороги плохи (…) Со временем (по исчислению философических таблиц лет чрез пятьсот) дороги, верно, у нас изменятся безмерно». А.С. Пушкин, 1827 г.

Если верить прогнозу любимого поэта, до решения «дорожной беды» нам осталось еще немало. И действительно, сегодня она стоит едва ли не острее, чем во времена Пушкина. Если небольшие города и проселочные дороги по‑прежнему отвратительного качества, то в крупных мегаполисах, даже при сравнительно неплохом качестве дорожного покрытия, появляется другая проблема. Пробки: от них страдает, пожалуй, любой житель любого города страны, а Москва в них просто задыхается.

Не претендуя на сколько-нибудь полный охват этой сложнейшей проблемы, мы попытались разобраться в «пробочной болезни», ответив на важный вопрос, сформулированный другим русским классиком: «Кто виноват?» Мы коснемся, прежде всего, Москвы, как города, наиболее пострадавшего — и да простят нас жители других городов, которые сталкиваются с теми же проблемами.

Первый момент — автомобильный. Нередко звучит мнение о том, что виной всему безобразно высокое количество автомобилей у «зажравшихся» москвичей. В абсолютных величинах Москва, несомненно, является лидером по числу автомобилей: по данным годичной давности, здесь зарегистрировано 3,35 млн автомашин, из них 2,8 млн. являются частными.

Однако если соотнести это с размерами города, то статистика выглядит совершенно иначе: столица не входит даже в пятерку самых «автомобилизированных» городов страны. Возглавляет этот рейтинг Владивосток (566 автомобилей на 1000 жителей), очевидно, насыщающийся близостью огромных автопроизводителей — Японии и Кореи. Следом идут города «сибирской автомобильной тройки» — Тюмень, Красноярск и Сургут (около 380 автомобилей на 1000 жителей).

Москва с ее 338 машинами на 1000 жителей расположилась лишь на 7-м месте. А уж в сравнении с европейскими странами наша столица и вовсе не самый автомобильный город, а так — захолустье… Так что вряд ли плотность автомобилей виной тому ужасу, с которым ежедневно сталкиваются на дорогах столицы миллионы водителей.

Конечно, поведение водителей само по себе провоцирует поведение пробок. Прежде всего, затруднения в движении вызывают различные неординарные действия на дороге — скажем, неожиданный уход одной машины на другую полосу. Следующий за ней водитель вынужден на это отреагировать, сбросив скорость своего движения. Следующий за ним участник движения, в свою очередь, тоже сбрасывает скорость, причем если первый сбросит ее ниже определенной отметки, то второй будет вынужден сделать это еще резче. В результате, через несколько звеньев такой печальной цепочки, движение существенно затормаживается. Впрочем, подробно об исследовании, подтвердившем эту модель, мы уже рассказывали («Математика пробок»).

Ярче всего влияние водителей на возникновение заторов видно из другого исследования — полностью экспериментального. Заставив 22 машины просто ездить по кругу в одном направлении и выдерживать примерно одинаковую скорость, японские ученые показали, как из-за незначительной разницы скоростей между движущимися автомобилями появляется пробка:

Наконец, пробки вызывает и… осведомленность водителей. С распространением интернет-ресурсов, отображающих загруженность дорог, а также автомобильных GPS-навигаторов, водители имеют возможность более «осознанно» выбирать свой маршрут. Однако именно этот фактор — при отсутствии единого центра, который бы регулировал интенсивность движения — и приводит к появлению пробок. Это проявление чисто математического парадокса Браеса, и подробно мы его разбирали в заметке «Парадоксальные пробки».

Все сказанное выше объясняет слишком мало. И прежде всего, неясно, почему именно Москва — с небольшой относительной «плотностью» автомобилей, со всеми своими многополосными магистралями, с МКАДом и Третьим транспортным кольцом — так жестоко страдает от загруженности трасс. Видимо, причина не столько в автомобилях и водителях, сколько в особенностях местной транспортной сети. Изложим то, как видит проблему Михаил Блинкин, научный руководитель НИИ Транспорта и дорожного хозяйства.

Для начала придется немного обратиться к математике, а именно — к теории графов. Граф для математика — это не муж графини, а набор объектов (вершин) со связями между ними. Таким графом можно представить и город: ячейки графа — это районы, между которыми идет движение, а связи — это дороги, по которым оно идет. Вершины графа называются связными, если существует соединяющая их цепь. Если связаны все до одной вершины, то граф в целом считается связным. Чем больше связей между вершинами графа — тем выше уровень его связности.

Применяя это к городу, скажем, что чем выше уровень связности транспортной сети — тем большими альтернативными маршрутами можно проехать из одной точки в другую. В Москве же все наоборот: огромные жилые массивы обычно связаны одной-единственной, хотя порой и достаточно широкой, трассой. Теперь представим, что на дороге произошло что-нибудь, затрудняющее движение: случилась авария, заглох двигатель на допотопных «Жигулях» или что угодно еще. Единственная транспортная артерия оказывается перерезанной, а других путей попросту нет. Все шоссе встает.

Это касается периферийных, густозаселенных спальных районов. Но и в центре дела не лучше. Как устроена Москва? Это сеть широких радиально расходящихся трасс, пересеченных несколькими транспортными кольцами. Структура заимствована еще от укрепленного города-поселения, но с автодорожной точки зрения совершенно неудобная. Радиальные дороги легко перегружаются, а часто и просто упираются в старые узкие улочки, где движение моментально стопорится. Расширять эти магистрали можно сколько угодно — это мало чем поможет. Это примерно как устанавливать все более толстую трубу для воды, концы которой обязательно будут почти наглухо запаяны.

Непродуманно спроектированная транспортная сеть приводит к тому, что перепробег — увеличение дистанции пробега между точками в сравнении с расстоянием по прямой — превышает 1,5 единиц (при рациональном устройстве этот коэффициент составляет примерно 1,2). Маршрут водителя, движущегося по Москве, нередко имеет форму вопросительного знака: чтобы попасть из начала его в не столь далекий конец, приходится огибать большую дугу.

Снижает связность и другой враг столичного автомобилиста — железные дороги. С незапамятных времен Москва является крупнейшим транспортным узлом России, а с XIX века основу и транспортных, и грузовых потоков составляет именно железнодорожное сообщение. Москву опоясывают несколько колец железнодорожного полотна, в ней расположены 9 крупных вокзалов, причем практически в самом центре, а их многочисленные железнодорожные ветки перерезают город по всем направлениям. Естественно, что для автомобильного транспорта это — «мертвая» зона: как бы мы ни расширяли московские трассы, они неизбежно упрутся в рельсы, переездов через которые явно недостаточно.

Что же со всем этим поделать? Совершенно логичным выглядит довод: «стройте больше дорог». Однако еще в середине ХХ в. великий американский экономист Энтони Даунс (Anthony Downs) заметил еще один парадокс, связанный с пробками. Давайте представим, что мы построили много хороших дорог (рассуждал Даунс); тогда издержки, связанные с вождением, снизятся; тогда больше людей станет покупать автомобили, а те, у кого они есть — больше ездить на них; тогда пробки возвратятся вновь — в результате эти издержки снова вернутся на первоначальный уровень.

Есть ли стопроцентный выход из этого положения? Увы, думается, что нет. Можно лишь облегчить «состояние больного», но полностью избавить его от пробочной болезни — как показывает опыт и намного более «продвинутых» мегаполисов мира — вряд ли удастся.

Необходимо повышать связность столичной транспортной сети, в полном соответствии с законами математики. И ждать серьезного технологического прорыва (скажем, распространения летающих средств транспорта): возможно, он решит проблему, хотя, конечно, создаст и новые. Но это будет уже совсем другая история.