Исследование парадокса Браеса с использованием мультиагентного моделирования

В транспортной науке есть известное явление – Парадокс Браеса. Это неочевидное явление, когда при определённых условиях строительство новой дороги приводит к тому, что появляются заторы. Есть яркие примеры существования парадокса (Нью-Йорк, Сеул и др.), но, как правило, в чистом виде его обнаружить сложно, так как улично-дорожная сеть достаточно сложная. Более того, «классическое» решение – закрытие дороги – зачастую не самое правильное, это понижает связность города. В начале исследования перед нами стояла задача определения способов поиска парадокса и его решение без закрытия дорог.

Исследование мы проводили с использованием транспортного моделирования сначала на классическом примере парадокса, а затем на примере Санкт-Петербурга, чтобы сразу видеть эффект от тех или иных мер. Оптимальным вариантом было использование «congestion pricing», мы собирали плату с автомобилистов когда они попадают в заторы, тем самым вынуждая их использовать другие маршруты и уменьшать заторы, при этом сохраняя связность города.

При введении «congestion pricing» на модели Санкт-Петербурга мы столкнулись с проблемой величины платы: ввод слишком большой платы вынуждает автомобилистов совершать перепробеги, чтобы не попадать в заторы, а ввод слишком малой платы не приводит к реакции. Найдя стабильную плату, мы начали наблюдать за результатом.

Хотя среднее время в пути для агентов не сильно изменилось, мы увидели, что часть пользователей стали больше пользоваться объездными магистралями (ЗСД и КАД). А плата в основном вводилась за въезд в центральную часть города (Петроградский, Василеостровский, Центральный и Адмиралтейский районы).
В итоге, введя «congestion pricing» в условиях перегруженного города мы получили оптимальную с точки зрения транспортной нагрузки границу зоны платного въезда.