Вслед за Лондоном и Стокгольмом IBM надеется продать Москве свои системы, позволяющие контролировать автомобильный трафик. Возможно, оборудование и технологии действительно будут куплены -- с неочевидными последствиями для дорожной ситуации. Москвичам остается надеяться на то, что городская власть понимает, что компьютеры сами по себе с пробками не справятся. Информационные технологии могут помочь только в том случае, если у бюрократов есть ясное содержательное представление о планировочных, институциональных, экономических мерах, способных повлиять на ситуацию.

Борьба с техногенной стихией -- а как еще вы назовете автомобильный трафик в мегаполисах? -- более или менее успешно идет в Нью-Йорке, Лондоне, Шанхае, Токио, Сингапуре, Вене, Берлине и прочих городах, которым выпало несчастье столкнуться с этой бедой. Успех, которого в этой борьбе иной раз удается добиться, всегда бывает связан с экономическими мерами, среди них две самые действенные. Во-первых, резко дифференцированная по территории города цена парковки, понуждающая пересесть с автомобиля на общественный транспорт, если не сразу, то, во всяком случае, у подходящей станции метро. Во-вторых, платный въезд в центр города. Обе эти меры сопровождаются эффективным контролем со стороны либо дорожной полиции, либо специализированных муниципальных служб.

Именно таким контролем плюс к тому компьютерным мониторингом ситуации на городской транспортной сети, координированным управлением светофорной сетью, да еще маршрутным ориентированием водителя и ограничена в основном сфера применения информационных технологий для управления трафиком.

Москва и графы

Модель городской транспортной системы удобнее всего представить в виде т.н. графа -- математического объекта, представляющего на плоскости множество точек, связанных между собой линиями (дорогами). Существуют формальные методы анализа графов, позволяющие строго решать некоторые задачи, например поиска кратчайших расстояний между двумя точками. Однако строгие решения в реальной жизни бывают доступны редко. Поэтому графы чаще всего служат основой для создания имитационных компьютерных моделей, не дающих готового решения, однако позволяющих предвидеть последствия, например, градостроительных решений.

Если представить Москву в виде графа, выяснится, что у нашего города крайне низкая «степень связности». Иными словами, водитель, едущий из пункта А в пункт Б (скажем, из Марьина в Беляево), не имеет достаточного количества вариантов для выбора маршрута. Даже будучи своевременно информированным о пробках, он окажется не в состоянии их объехать. «Связность» Москвы настолько низка, что пробки неизбежны при любом, даже оптимальном, регулировании трафика.

Москве далеко до городов Северной Америки с их прямоугольной сеткой дорог avenue & street, дополненной сетью хордовых городских хайвеев эстакадного и тоннельного прохождения. Топология графа, моделирующего транспортную сеть Москвы, многими своими фрагментами напоминает лесные дороги, состоящие из магистралей, веток и усов. Такие дороги рассчитаны на вывоз древесины из лесных массивов к перегрузочным терминалам и, разумеется, не предназначены для поездок в гости с лесосеки на лесосеку.

Это печальное обстоятельство обусловлено критическим дефицитом тоннелей и путепроводов, связывающих фрагменты городской улично-дорожной сети, изолированные железными дорогами, водными преградами, промышленными зонами и т.д. Типичный пример (а таких десятки) обнаруживается вблизи «большой Ленинградки» -- попасть с Новолесной улицы на 5-ю улицу Ямского поля можно исключительно через третье транспортное кольцо или Ленинградский проспект.

Несмотря на значительный объем инвестиций в дорожное строительство, связность улично-дорожной сети Москвы за последние годы не выросла. Более того, повышение связности даже не было целью инвестиций.

Могут ли IT помочь справиться с проблемой связности? Безусловно, если городское строительство перестанет быть делом одного лишь московского правительства. Показателен в этом смысле опыт Нью-Йорка. Крупные транспортные проекты, реализуемые в этом городе, предполагают проведение нескольких независимых экспертиз. Центры, а только самых известных из них около десятка, оперирующие на рынке таких экспертиз, представляют интересы местных жителей, экологов, девелоперов, торговцев недвижимостью, грузовых перевозчиков, агентств городского пассажирского транспорта и т.д. и т.п. Все эти центры обязаны обладать надлежащим IT-инструментарием, включающим детальную математическую модель городского (автомобильного, пассажирского, грузового) трафика. Все это делается, разумеется, не из любви к чистой науке, но в целях поиска исчерпывающих аргументов для достижения общественного транспортного консенсуса.

Разумеется, в Нью-Йорке, где автомобилей на 1000 жителей в 2,5 раза больше, чем в Москве, транспортного счастья нет и не будет. При этом, однако, по городу можно ездить. Пусть и с помощью самых изощренных IT-костылей, но можно.

Усилить светофор компьютером

IBM по праву может считать себя экспертом по транспортным проблемам. IBM наряду с General Motors, а также транспортными ведомствами и городскими администрациями развитых стран участвует в исследованиях по управлению транспортными потоками с начала 1960-х годов. По заказам General Motors несколько лет работал нобелевский лауреат Илья Пригожин. К исследованиям дорожного движения привлекались также другие крупные университетские ученые -- специалисты теории автоматического регулирования, математической статистики, математического моделирования. Были получены интереснейшие результаты, позволившие уяснить физическую природу транспортного потока и вытекающие из нее инженерные следствия.

В IBM направление разработок, названное позже теорией интеллектуальных транспортных систем, возглавил Денос Газис (1930--2004), ученый с мировым именем. Благодаря Газису возникли, в частности, методы т.н. адаптивного координированного регулирования трафика. Это важнейшее после изобретения светофора усовершенствование в регулировании транспортного потока основано на применении детекторов транспорта. За последние 50 лет таких устройств изобретено несколько сотен. В этих устройствах использованы все мыслимые физические эффекты -- от простейших пневмотрубок и индуктивных петель под асфальтом до систем спутникового позиционирования.

Использование детекторов транспорта позволяет организатору движения ориентироваться не на усредненные значения, заложенные по результатам когда-то проведенного обследования, но на параметры транспортного потока, измеренные здесь и сейчас, например длину очереди на перекрестке в данный момент времени. Эти «новинки» появились на рынке услуг по управлению дорожным движением лет сорок назад. Собственно, тогда на этот рынок и пришли серьезные IT-корпорации, именно с тех пор и заговорили об интеллектуальных транспортных системах. Но если бы не современные компьютеры, практически применимых эффективных детекторов транспорта не было бы. Сегодня самый популярный детектор транспорта -- это traffic camera, т.е. цифровая камера, регистрирующая каждый автомобиль в потоке городского транспорта.

Однако возможности интеллектуальных транспортных систем имеют принципиальные ограничения. Вплоть до самого последнего времени ведущие мировые эксперты, а вслед за ними политики и руководители городских администраций так не считали. Возможности нормативно-правовых методов предотвращения заторов в городских центрах, а также все более изощренных технических средств и интеллектуальных систем организации дорожного движения казались далеко не исчерпанными. Пожалуй, единственным ученым, занимавшим скептическую позицию по поводу возможностей этих инструментов, был упомянутый Денос Газис из IBM. Еще в 1972 году в статье для журнала American Scientist он заметил: «...Мы создали сложную математическую теорию по поводу того, что делать с массой автомобилей, которая скопилась на ограниченном пространстве улично-дорожной сети городских центров, и выработали на ее основе некоторые полезные инженерные рецепты. Дело, однако, в том, что для дальнейшего продвижения нам невозможно обойтись без ответа на вопрос: может быть лучше всем этим автомобилям одновременно там не собираться?»

Строгое обоснование правильности этого соображения содержится в трудах еще одного нобелевского лауреата, американского экономиста Уильяма Викри, опубликовавшего в 1963 году статью «Ценообразование на городском и пригородном пассажирском транспорте». Эта работа считается важнейшей в истории экономики городского транспорта. Викри описывает модель назначения платежей за въезд в центральную зону города, величина которых варьируется в зависимости от плотности транспортного потока (позже она получила название «система пошлин Викри»). «Пошлины Викри», во-первых, ограничивают спрос на передвижения, то есть количество автомобилей в городском центре. Во-вторых, и это самое главное, они способствуют увеличению предложения транспортных услуг: полученные за счет сбора пошлин средства по идее должны направляться на нужды улучшения городской инфраструктуры и общественного транспорта.

Есть несколько примеров успешного применения «пошлин Викри». Показателен пример Лондона. С февраля 2003 года там был введен платный въезд в центральную зону города. Первоначально площадь этой зоны составляла 21 кв. км, размер пошлины в расчете на день (с 7.00 до 18.30) был установлен в размере 5 фунтов стерлингов. Технология оплаты любая, в том числе по Интернету, а также посредством SMS-сообщений, наличными или по кредитной карте на любой АЗС и т.п. Штрафы за нарушения ощутимые -- до 120 фунтов стерлингов.

Технология контроля въезда в платную зону включает 764 стационарно-базированных телевизионных детектора, так называемых CCTV cameras, десять мобильных камер, установленных на минивэнах, курсирующих по платной зоне, специально разработанную надежную систему автоматического распознавания регистрационного номера автомобиля (эта технология -- предмет законной гордости IBM). Чрезвычайно важна также эффективная круглосуточная система обратной связи с водителями, предупреждающая возможные конфликты, связанные с неправомерным выставлением штрафных санкций. Итог впечатляет: загрузка дорог в контролируемой зоне уменьшилась примерно на треть.

На что IBM может рассчитывать в Москве

Сегодня на 1000 жителей российских городов-миллионников приходится от 250 до 350 автомобилей. Это немного, в городах Западной Европы такой рубеж был пройден еще в 1960-х годах. Для сравнения: сегодня в Западной Европе, Японии и Канаде этот показатель равен 500--600, а в США достигает 800 и более. И ничего, ездить по Токио, Лондону и Сан-Франциско вполне можно, никакого сравнения с Москвой. Пробки в российской столице успели стать легендарным, беспримерным явлением -- о них знает весь мир. Дальше будет только хуже. По данным, на которые ссылается IBM, число легковых машин в городе выросло за последние 15 лет в шесть раз, при том, что парк маршрутных автобусов, троллейбусов и трамваев сократился за те же годы почти на 30%.

Использование в Москве опыта городов, опередивших ее по уровню автомобилизации, неизбежно. Со временем придется вводить и «пошлины Викри». Тогда и настанет время технологий IBM или иных -- возможно, отечественных -- IT-разработок. До тех пор интеллектуальные системы контроля трафика пригодятся разве что для мониторинга транспортной ситуации, но не для ликвидации пробок.