چرا باران، خیابان ها را قفل می کند؟ از لغزندگی تا اختلال در جریان حرکت خودرو ها
گل سپید: با آغاز بارش ها، خیابان های شهرها باردیگر با ترافیک سنگین و گره های طولانی مواجه شده اند؛ اتفاقی که در نگاه اول شاید فقط نتیجه لغزندگی معابر و احتیاط رانندگان به نظر برسد، اما از دیدگاه علم حمل و نقل، ماجرا پیچیده تر از اینهاست. باران با پایین آمدن سرعت حرکت خودرو ها، افزایش فاصله ایمنی، محدود کردن دید رانندگان و برهم زدن نظم جریان ترافیک، ظرفیت عبور خودرو ها از معابر را کاهش می دهد؛ تغییری که در شبکه پرتراکم شهری، به سرعت به ترافیک زنجیره ای و قفل شدن خیابان ها منجر می شود.
غزال زیاری- بارش برای رانندگان در شهر های بزرگ و به خصوص تهران به مفهوم ماندن در ترافیک و صف های طولانی خودرو ها در خیابان هایی که حتی در مسیرهای چندبانده هم با دشواری حرکت می کنند، است. چرا باران تا این اندازه بر ترافیک شهرها اثر می گذارد؟ آیا فقط بحث لغزندگی خیابان هاست یا مجموعه ای از عوامل فیزیکی، رفتاری و زیرساختی دست به دست هم می دهند تا شاهد این بحران باشیم؟
باران و کاهش ظرفیت خیابان ها
یکی از مهم ترین علل ایجاد افزایش ترافیک هنگام بارندگی، پایین آمدن سرعت حرکت خودروهاست. با خیس شدن سطح آسفالت، اصطکاک بین لاستیک و جاده کم شده و احتمال لغزش خودرو، خصوصاً هنگام ترمزگیری یا تغییر مسیر ناگهانی، افزایش خواهد یافت. برای همین رانندگان سرعتشان را کم کرده و با احتیاط بیشتری حرکت می کنند.
از سمت دیگر، قطرات باران روی شیشه، بخارگرفتگی شیشه ها و عملکرد برف پاک کن سبب محدود شدن میدان دید راننده می شود. بازتاب نور چراغ خودرو ها روی آسفالت خیس هم تشخیص خطوط، عابران پیاده و موانع را مشکل تر می کند و مجموعه اینها سبب می شود تا راننده ها به حالت آماده باش و با سرعت کمتری حرکت کنند.
مسئله مهم تر، افزایش فاصله ایمنی بین خودروهاست. در وضعیت بارانی، راننده ها برای پیشگیری از تصادف، فاصله بیشتری را با خودروی جلویی حفظ می کنند که گرچه از نظر ایمنی، منطقی است؛ اما از دید مهندسی ترافیک پیامد مهمی دارد: در هر کیلومتر، تعداد کمتری خودرو و با سرعت و فاصله ایمن حرکت می کنند و بنابراین، ظرفیت عبور خودرو ها از معبر کاهش خواهد یافت.
از یک ترمز ساده تا ترافیک چندکیلومتری
یکی از جذاب ترین پدیده های علم ترافیک، «موج ترافیکی» یا Traffic Shockwave است. تصور کنید در یک خیابان پرتردد و بارانی، خودرویی به علت کاهش دید یا مشاهده چاله آب، ناگهان سرعتش را بکاهد. خودروی پشت سر برای حفظ فاصله ایمنی، ترمز می گیرد. راننده بعدی هم همچنین و این اتفاق در طول صف خودرو ها تکرار می شود.
هر راننده ممکنست کمی شدیدتر از خودروی قبلی ترمز کند. بنابراین، پایین آمدن سرعت اولیه در طول زنجیره خودرو ها افزایش پیدا کرده و احتمالاً خودروهایی که چند صد متر عقب تر هستند، کاملا متوقف خواهند شد؛ حتی اگر در راه مقابل هیچ مانع یا تصادفی وجود نداشته باشد.
این همان پدیده ای است که بدون وجود تصادف یا انسداد فیزیکی، یک موج توقف و حرکت در خیابان به وجود آمده و بارش هم این چرخه را مستعدتر خواهدنمود.
پژوهش های علمی چه می گویند؟
این اثر صرفا یک مشاهده روزمره نیست و در پژوهش های علمی هم اندازه گیری شده است.
مطالعه ای که در سال ۲۰۲۶ در نشریه Future Transportation منتشر شد، با بررسی داده های سرعت خودرو ها در حدود ۱.۵ میلیون قطعه از شبکه راه های آلمان، به بررسی رابطه بین شدت بارش و سرعت رانندگی پرداخته. نتایج نشان داد بارش شدید در بزرگراه هایی با محدودیت سرعت ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت، سرعت متوسط خودرو ها را بالاتر از ۳۰ % کم کرد که البته این آمار در ارتباط با شرایط مشخص پژوهش است و نباید آنرا به تمام خیابان های شهری تعمیم داد.
در پژوهش دیگری که در سال ۲۰۱۷ در پکن انجام شد، نشان داد که بارش شدید در ساعات اوج ترافیک، سرعت حرکت خودرو ها را در بزرگراه ها حدود %۱۵.۲و در شریان های اصلی حدود ۱۳.۴% می کاهد. این مطالعه همینطور نشان داد بارش متوسط یا شدید، حتی در وضعیت ترافیک نسبتاً سبک هم می تواند جریان حرکت خودرو ها را مختل کند.
پژوهش انتشار یافته در سال ۲۰۲۱ نشان داد ترکیب بارش شدید و آب گرفتگی معابر، هم سرعت حرکت خودرو ها و هم حداکثر ظرفیت عبور ترافیک را می کاهد. نکته مهم این بود که عمق آب گرفتگی خیلی وقت ها، حتی بیش از شدت بارندگی، بر جریان ترافیک اثرگذار است.
چرا تهران در ایام بارانی لطمه پذیرتر است؟
در تهران، باید اثر بارش را در کنار خصوصیت های خاص شبکه حمل و نقل شهری بررسی کرد. تهران در خیلی از ساعات روز با حجم بالای تقاضای سفر و تراکم خودرو روبه روست و کاهش نسبتاً محدود ظرفیت معابر هم نتایج بزرگی خواهد داشت.
یعنی وقتی در وضعیت عادی، یک خیابان نزدیک به حداکثر ظرفیت عبور خودرو ها فعالیت می کند، فضای چندانی برای پذیرش اختلال های تازه ندارد. حالا اگر بارش سبب کاهش سرعت، افزایش فاصله خودرو ها و طولانی تر شدن زمان عبور از تقاطع ها شود، تعداد خودروهایی که در هر چرخه چراغ راهنمائی عبور می کنند هم کاهش خواهد یافت.
از سوی دیگر، آب گرفتگی در نقاطی از خیابان ها، رانندگان را وادار به تغییر مسیر یا تغییر ناگهانی خط حرکت خواهدنمود. این مساله در معابر پرتردد، خصوصاً نزدیک تقاطع ها و ورودی بزرگراه ها، گره های ترافیکی را به وجود می آورد.
گزارش های در ارتباط با بارش اخیر هم از تجمع آب در بخشهایی از معابر مرکزی تهران و شهر های بزرگ حکایت دارند که البته برای تعیین سهم دقیق بارش در افزایش ترافیک تهران، به داده های هم زمان بارش، سرعت خودرو ها و حجم تردد در معابر نیاز داریم که این داده ها برای تکمیل این مقاله در دسترس عمومی نبودند.
باران؛ از افزایش ترافیک تا تغییر الگوی سفر
عامل دیگری که نباید نادیده گرفته شود، تغییر رفتار شهروندان در ایام بارانی است. برخی افراد که در وضعیت عادی از مترو، اتوبوس یا موتورسیکلت استفاده می نمایند، در ایام بارانی ترجیح می دهند با خودروی شخصی سفر کنند یا از تاکسی و خودرو های اینترنتی استفاده نمایند.
این تغییر به مفهوم ورود خودرو های بیشتر به شبکه ای است که از قبل با کاهش ظرفیت روبه رو شده است. به بیان دیگر، باران هم زمان از دو جهت به ترافیک فشار وارد می کند: ظرفیت عبور خودرو ها را می کاهد و در تعدادی شرایط تعداد خودرو های متقاضی استفاده از خیابان ها را بالا می برد.
در چنین وضعیتی، حتی یک اختلال کوچک مثل توقف دوبله، تصادف جزئی یا خرابی خودرو می تواند به بحران بزرگ تری تبدیل گردد.
آیا می توان از قفل شدن خیابان ها جلوگیری کرد؟
جواب این سوال فقط به احتیاط بیشتر رانندگان محدود نمی گردد. مدیریت هوشمند چراغ های راهنمایی، شناسایی و رفع نقاط مستعد آب گرفتگی، بهبود شبکه جمع آوری آب های سطحی، اطلاع رسانی لحظه ای در رابطه با وضعیت معابر و تقویت حمل و نقل عمومی می توانند از شدت اختلال ترافیکی بکاهند.
در مجموع، آن چه در ایام بارانی تهران و کلان شهرها مشاهده می نماییم صرفا نتیجه خیس شدن آسفالت نیست؛ بلکه نتیجه برخورد چند عامل با یکدیگر است: کاهش اصطکاک، محدود شدن دید، افزایش فاصله ایمنی، تغییر رفتار رانندگان، افزایش تقاضای سفر و محدودیت ظرفیت شبکه معابر.
باران شاید فقط چند قطره آب روی خیابان ها باشد، اما در شهری که شبکه حمل ونقلش در خیلی از ساعات، نزدیک به ظرفیت نهائی اش فعالیت می کند، همین تغییر کوچک می تواند تمام جریان حرکت را مختل کند.
داده های پژوهشی و شواهد ترافیکی ایران
شواهد پژوهشی در داخل کشور هم نشان میدهد که شرایط جوی می تواند بر سرعت حرکت خودرو ها و عملکرد شبکه حمل و نقل اثر بگذارد. مثلاً در یک مطالعه علمی با بهره گیری از داده های ثبت شده در بزرگراه تهران–قم، محققان با بررسی ۷۵۴۱ مشاهده ساعتی و به کارگیری مدلهای آماری، تاثیر عوامل آب وهوایی بر سرعت رانندگی را بررسی کردند. نتایج نشاندهنده آن بود که بارش به صورت متوسط با کاهش حدود ۱.۳۵۵ کیلومتر بر ساعت در سرعت حرکت خودرو ها هم راه است.
از سوی دیگر، پژوهشی که با بهره گیری از داده های دوربین های ثبت پلاک و اطلاعات ترافیکی تهران انجام شده، نشان میدهد سرعت خودرو ها، تراکم ترافیک و میزان جریان عبوری ارتباط مستقیمی با یکدیگر دارند. یعنی پایین آمدن سرعت در شبکه پرتراکم می تواند به سرعت باعث افزایش تراکم و طولانی تر شدن صف خودرو ها خواهد شد.
این ضعف در معابر تهران، خصوصاً هنگام بارندگی، اهمیت بیشتری پیدا می کند. پژوهشی که در سال ۲۰۲۴ در رابطه با شناسایی گلوگاه های ترافیکی بزرگراه های تهران انتشار یافت، با تحلیل ۱۶ ماه داده ترافیکی گوگل مپ، نقاط پرتکرار ایجاد گره های ترافیکی را شناسایی کرد. این یافته اهمیت ساختار شبکه معابر و گلوگاه های از پیش موجود را در تشدید اختلالات ترافیکی نشان می دهد؛ به این معنا که بارش لزوماً عامل ایجاد تمام گره ها نیست، بلکه اختلالی که زمینه ایجاد آن در شبکه وجود دارد را تشدید می کند.
منابع: sciencedirect، ascelibrary، ascelibrary، magiran
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان گل سپید در مورد این مطلب