Gli urbanisti potrebbero presto avere un nuovo modo per misurare la congestione del traffico. Catturando i diversi percorsi attraverso i quali i veicoli possono viaggiare tra le località, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo algoritmo informatico che aiuta a quantificare le regioni di congestione nelle aree urbane e suggerisce modi per aggirarle.

Lo studio, pubblicato in Journal of Physics:Complessità , ha utilizzato la velocità del traffico dei taxi a New York City per dimostrare come le infrastrutture stradali e il comportamento dei conducenti possono creare reti stradali complesse che differiscono tra le città.

"Servizi di ride-hailing e ride-sharing, ed eventualmente veicoli autonomi, stanno interrompendo i modelli di traffico nelle città, "ha detto Richard Sowers, professore di matematica e di ingegneria dei sistemi industriali e aziendali presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign e autore principale dello studio. "Abbiamo identificato la necessità di uno strumento che potesse aiutare gli urbanisti a capire come e perché questo accade".

Il team ha affrontato il problema progettando un algoritmo informatico per acquisire la topologia, o la relazione tra i diversi percorsi tra le posizioni, delle reti stradali.

"Le strade formano reti complesse, e il campo dell'analisi dei dati topologici sembrava offrire gli strumenti giusti per studiare i percorsi di viaggio che i pendolari scelgono, " disse Seminatori.

"Abbiamo scoperto che i colli di bottiglia del traffico più significativi a Manhattan sembrano derivare dalla disposizione strutturale della città, ", ha affermato il coautore dello studio Daniel Carmody, che ha recentemente completato un dottorato di ricerca. in matematica all'università di I. "Ad esempio, il fatto che un ponte entri a Manhattan ad una latitudine dove il traffico è già limitato a causa di Central Park rallenta notevolmente il traffico nell'area."

I ricercatori hanno eseguito un'analisi comparativa utilizzando i modelli di traffico a Chengdu, Cina, per verificare se l'algoritmo funziona ugualmente bene in aree con layout diversi. Manhattan ha una struttura lunga e sottile, mentre Chengdu è rotonda. Ci sono differenze significative nel modo in cui il traffico si sposta tra queste due diverse configurazioni, hanno detto i ricercatori.

"Le strozzature a Chengdu sembrano sorgere a causa della funzione degli edifici in una particolare area, " ha detto Carmody. "Per esempio, è difficile entrare e uscire dal quartiere centrale degli affari di Chengdu a causa del solo volume di traffico. tangenziali, o strade più veloci intorno alle aree congestionate, sono emersi in circoli intorno a questa zona, il che non sorprende perché questa caratteristica è stata intenzionalmente costruita nella città."

A Manhattan, i ponti e le gallerie che costituiscono i punti di ingresso e di uscita causano rallentamenti del traffico. Però, nella parte bassa di Manhattan, dove i conducenti sembrano rispettare i limiti di velocità inferiori indicati, il traffico si muove più agevolmente, formando una nuova circonvallazione stradale con l'estremità meridionale di Central Park che funge da barriera tra la parte inferiore e il centro di Manhattan.

"Ci ha sorpreso che ci sia una tangenziale emergente in una zona così congestionata di Manhattan, " ha detto Carmody. "Questo indica che, a differenza di Chengdu, le tangenziali sembrano derivare dal comportamento dei conducenti anche quando non fanno parte del piano strutturale di una rete di traffico".

Clicca qui per vedere un video di come l'algoritmo definisce le rotte connesse, trova percorsi intorno alle aree congestionate e confronta il traffico in diverse città.

I ricercatori immaginano che questa tecnologia dia agli urbanisti un mezzo per quantificare i modelli di traffico, portando a una migliore mitigazione, disse seminatori. "Man mano che i metodi di trasporto si evolvono, emergeranno nuovi problemi, e speriamo che i nostri strumenti diano ai pianificatori nuovi modi per misurare cosa sta succedendo con il traffico cittadino".