Jonathan Boreyko (a sinistra) e lo studente laureato Farzad Ahmadi monitorano la distanza pedonale mentre una linea si svuota al The Cube nel Moss Arts Center della Virginia Tech. Il team ha scoperto che le persone si muovono lentamente ma accelerano rapidamente, il che significa che l'impacchettamento in fila aumenta le possibilità dei pedoni di muoversi più velocemente. Credito:Virginia Tech
Quando ti avvicini a un semaforo, la maggior parte dei conducenti si avvicina molto all'auto davanti a loro, lasciando solo qualche metro di spazio tra il loro paraurti e il successivo.
La pratica di imballare strettamente ai semafori è ampiamente accettata. Il pensiero tradizionale dice che più un'auto è vicina a un semaforo, più è probabile che l'auto attraversi l'incrocio prima che il semaforo torni rosso.
Grazie alla nuova ricerca dei professori e studenti del Virginia Tech College of Engineering, i conducenti ora hanno una buona ragione per respingere questa linea difettosa di intuizione stradale.
Lo studio, pubblicato questo mese su Nuovo Giornale di Fisica , ha utilizzato videocamere collegate a elicotteri drone per catturare filmati di auto che accelerano attraverso un semaforo sulla Smart Road del Virginia Tech Transportation Institute. Controllando sistematicamente la densità di imballaggio delle auto, i ricercatori hanno scoperto che qualsiasi diminuzione della distanza dalla luce era completamente compensata dal tempo impiegato dalle auto per riguadagnare una distanza confortevole prima che i conducenti potessero accelerare.
I conducenti che fanno le valigie agli incroci non aumentano le loro possibilità di superare il semaforo, e il tailgating ai semafori può anche portare a più tamponamenti.
"Abbiamo variato la distanza tra paraurti e paraurti tra le auto di un fattore di 20 e non abbiamo visto praticamente alcun cambiamento nel tempo impiegato dalle auto per attraversare l'incrocio quando il semaforo è diventato verde, " ha detto Jonathan Boreyko, ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica e Meccanica. "I risultati significano che non ha senso avvicinarsi all'auto davanti a te quando il traffico si ferma, " Egli ha detto.
I filmati dei droni hanno rivelato che le auto impiegano più tempo per accelerare quando si fermano più vicine rispetto a quando si fermano più distanti. I ricercatori hanno concettualizzato questo aspetto dell'esperimento Smart Road come il calore latente di transizione da un solido, o fermato, fase in un liquido, o in movimento, fase. Credito:Virginia Tech
L'ispirazione per la ricerca è arrivata per la prima volta a Boreyko quando un giorno era seduto nel traffico. Notando che le auto dovevano aspettare che l'auto davanti a loro riacquistasse un distanziamento di sicurezza prima di poter ricominciare a muoversi, ha ipotizzato che, contrariamente all'opinione popolare, potrebbe effettivamente essere meglio che le auto si fermino più distanti l'una dall'altra quando si fermano al semaforo.
Ha collaborato con Farzad Ahmadi, un quarto anno di dottorato studente nel programma di ingegneria meccanica della Virginia Tech e autore principale dello studio, indagare.
Utilizzando 10 autisti volontari in veicoli identici, i ricercatori hanno organizzato una serie di esperimenti al semaforo sulla Smart Road del Virginia Tech Transportation Institute. I conducenti si sono sistematicamente allineati al semaforo in una serie di distanze che vanno da 1,25 a 50 piedi, e un elicottero drone in bilico sopra la testa ha catturato filmati controllati a volo d'uccello del traffico mentre i conducenti acceleravano attraverso la luce.
L'analisi ha mostrato che il tempo necessario per il passaggio di tutte le auto è rimasto relativamente fisso, dare o prendere circa un secondo, per distanze di spaziatura fino a 25 piedi.
I due ricercatori hanno utilizzato il concetto termodinamico di calore latente, l'energia che un sistema perde durante la fusione o l'evaporazione, per descrivere cosa succede alle auto ferme al semaforo. I veicoli sono bloccati in una "fase solida" al semaforo e devono sprecare energia per "sciogliersi" in una "fase liquida" prima di poter effettivamente attraversare l'incrocio.
Boreyko e Ahmadi si chiedevano se il calore latente avrebbe avuto un effetto così drammatico su altri sistemi, come il traffico pedonale lento. Le persone in attesa in fila dovrebbero avvicinarsi o allontanarsi per potersi muovere più velocemente?
Nelle riprese video catturate da un elicottero drone, autisti volontari (a sinistra) si avvicinano a un semaforo sulla Smart Road del Virginia Tech Transportation Institute come parte di un esperimento sulla distanza ottimale tra le auto. I ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Biomedica e Meccanica hanno scoperto che l'impacchettamento stretto ai semafori non aumenta le possibilità di un guidatore di essere in grado di passare attraverso il semaforo prima che diventi di nuovo rosso. Credito:Virginia Tech
I ricercatori hanno organizzato una seconda serie di esperimenti in The Cube al Moss Arts Center della Virginia Tech, un teatro e un laboratorio altamente adattabili dotati di telecamere sincronizzate. Studenti universitari Hunter Morgan, Josam Waterman, Pat Greer, e Will Doty - tutti nel programma di ingegneria e meccanica e coautori dello studio - hanno aggiunto alcune condizioni ai loro esperimenti di progettazione senior su folle umane per testare l'ipotesi di Boreyko e Ahmadi.
"Il calore latente non ha avuto quasi alcun effetto su una fila di pedoni, " disse Boreyko. "Più le persone si avvicinavano l'una all'altra, più velocemente potrebbero svuotare la linea. Ci siamo resi conto che le persone si muovono molto lentamente, ma può accelerare molto rapidamente, che riduce al minimo l'effetto di ritardo che abbiamo visto con le auto al semaforo."
I risultati dello studio suggeriscono che sia i pedoni che i conducenti potrebbero vedere notevoli vantaggi quando si adotta un approccio consapevole alla densità delle linee.
"I pedoni in attesa in fila dovrebbero avvicinarsi il più possibile se è importante che la fila si svuoti rapidamente, " disse Boreyko. "Ma quando incontri un ingorgo o ti fermi a un semaforo, mantenere una distanza di sicurezza e confortevole. Puoi semplicemente mantenere la distanza che avevi quando stavi guidando a tutta velocità. Non perderai tempo, ma ridurrai le probabilità di un tamponamento accidentale."
Ahmadi era d'accordo con la conclusione di Boryeko.
"Quando mio padre mi insegnava a guidare, mi ha detto che per evitare un incidente, dovresti fermarti in modo da poter vedere facilmente il paraurti posteriore dell'auto davanti a te a un semaforo, " ha detto Ahmadi. "Non l'ho mai fatto finché non ho analizzato i dati di questo esperimento".
