Принцип организации безостановочного движения «заказной маршрут».
Рассмотрим на примере заказа автомобильного маршрута от точки А1 и времени т1 до точки А2. Так как для автомобилей нет выделенных полос, а пропускная способность дорожной сети конечна, то гарантировать время прибытия в пункт назначения невозможно, в отличие от эффективного общественного транспорта. Но возможно гарантировать время поездки в безостановочном режиме со средней скоростью около 45 кмч (скорость зелёной волны, которая зависит только от специфики маршрута и не зависит от загруженности дорог). То есть, если в час пик все желающие одновременно не могут проехать, то необходимо организовать очередь, а каждому автомобилю присвоить время ожидания, которое будет определять место автомобиля в очереди. Тогда часть автомобилей безостановочно поедет сразу, другая часть будет ждать на стоянке в месте отправления, пока не освободятся дороги, а потом поедет в безостановочном режиме со средней скоростью зелёной волны. Время ожидания за каждую поездку суммируется. Система СПРУТ организует порядок в очереди так, чтобы время ожидания каждого автомобиля стремилось к общему среднему. То есть, если сегодня время ожидания ноль, то завтра и послезавтра максимально. Таким образом получаем постоянное время поездки и переменное время ожидания. Также легко организовать систему различных бонусов к времени ожидания, например, для тех, кто берёт попутчиков.
Далее, так как время ожидания известно заранее, то легко организовать различные алгоритмы эффективного использования этого времени, чтобы оно не пропало впустую. Аналогичная система успешно работает в моногородах, где начало работы разных цехов градообразующего предприятия растянуто примерно на час. Глобальная система СПРУТ позволит организовать этот режим максимально эффективно для всех участников движения. Например, вместо ожидания можно съездить в магазин в сторону, противоположную основному трафику, то есть по пустым дорогам. Или потратить это время на поход в кино, парикмахерскую и так далее. Это одновременно разгрузит движение в выходные, когда все одновременно едут по магазинам. Таким образом, для каждого человека можно спланировать график поездок и время ожидания так, чтобы время ожидания как такового не было вообще. Одновременно безостановочный режим существенно увеличивает пропускную способность дорожной сети, так как гораздо быстрее ехать с постоянной скоростью, чем полностью останавливаться, а потом разгоняться. Не говоря уже о том, что расход топлива, и соответственно вред экологии идёт в минимальном крейсерском режиме.
Плюс к этому всегда можно добраться до любого места на эффективном общественном транспорте за гарантированное время.
Рассмотрим принцип организации такого безостановочного движения.
В СПРУТ поступает заказ на маршрут от точки А1 и времени т1 до точки А2.
В памяти компьютера создаём граф дорожной сети, где вершины перекрёстки, а рёбра дороги. Даже в большом городе количество перекрёстков исчисляется сотнями (для 400тысячного Магнитогорска около 200), что по компьютерным меркам очень мало. В качестве веса вершин присваиваем пропускную способность перекрёстка за время одного цикла светофора. Для хранения значений (три направления на перекрёстке * на несколько сотен перекрёстков) надо менее 1 килобайта информации. Примем минимальную длительность фазы светофора за 5 секунд, тогда в час надо хранить 3600/5=720 значений массива пропускной способности перекрёстков размером 1 кб, то есть 720кб. А за целые сутки менее 20 мб. Учитывая, что минимальное количество памяти в компьютере сейчас 1000мб, то в оперативной памяти каждого компьютера системы СПРУТ можно хранить данные за несколько месяцев, что явно избыточно. Непосредственное же управление потоками и автомобилями осуществляется по сотовому принципу. То есть каждый компьютер управляет автомобилями на 300 метрах, то есть максимум несколькими сотнями, что меньше количества объектов в любой компьютерной игре. Таким образом, существующие бытовые компьютеры с запасом по производительности и памяти могут выполнять и функции диспетчеризации и функции управления.
Существующими алгоритмами построения пути на графе СПРУТ пытается проложить маршрут от точки А1. На каждой вершине (перекрёстке) уменьшая её пропускную способность. Если на очередном шаге пропускная способность перекрёстка исчерпана, то возврат на шаг назад и поиск альтернативного пути. Если альтернативный путь невозможен, то необходимо увеличивать время ожидания начала движения на время фазы светофора и повторять прокладку маршрута до тех пор, пока не удастся его проложить в безостановочном режиме. Полученное время ожидания сообщается пользователю.
Аналогичным образом прокладываются и «заказные маршруты» в эффективном общественном транспорте. Но так как ЭОТ всегда ездит по выделенной полосе то в качестве веса вершин надо использовать количество мест в автобусе. При превышении, либо заменять автобус на более вместительный, либо организовывать дополнительный рейс. Так как при полной автоматизации движения системой СПРУТ, всё движение осуществляется без пробок по определению, то необходимость в выделенных полосах для общественного транспорта отпадает сама собой. При полном автоматическом движении даже сортировку транспорта перед перекрёстком (подробнее ПсевдоВыделенная Полоса) можно осуществлять в безостановочном режиме. А правильный порядок движения транспорта сводит количество необходимых перестроений при сортировке практически к нулю (вместо обгона можно дождаться следующего цикла, двигаясь с меньшей средней скоростью). Таким образом, в пропускную способность перекрёстка достаточно заложить специальный резерв для общественного транспорта.
В результате средняя скорость движения транспорта в городе будет сопоставим с пропускной способностью дорожной сети как если бы на всех перекрёстках были бы дорожные развязки. Таким образом, с транспортной точки зрения, нет вообще никакой надобности строить дорожные развязки, даже при их нулевой стоимости. Так как любые развязки в центре города невозможно сделать полными, а все лепестки и особенно объезды, заменяющие один левый поворот тремя правыми, плюс необходимость три раза дополнительно встраиваться в поток, существенно замедляют среднюю скорость движения.