Когда в городе случается наводнение, которое бывает раз в сто лет, движение не прекращается и не исчезает — оно адаптируется.
«Несмотря на рост риска наводнений, всё больше людей переселяются в зоны, которым угрожают наводнения», — сказал Цзяньси Гао, доцент кафедры информатики в Политехническом институте Ренсселира. «Это делает ещё более актуальным вопрос о том, насколько устойчива наша инфраструктура — и как люди адаптируются, когда случается беда».
Гао входит в международную команду, изучающую, как городские транспортные системы приспосабливаются к экстремальным погодным явлениям, таким как наводнения. Их работа «Адаптивная способность мультимодальных транспортных сетей к экстремальным погодным условиям» опубликована в журнале Nature Sustainability. В ней используется инновационный подход к моделированию, чтобы выявить универсальный закон, управляющий тем, как путешественники переключаются между личным и общественным транспортом во время таких сбоев.
Этот закон показывает, что переходы между видами транспорта, например, с автомобилей на автобусы, следуют предсказуемым моделям, обусловленным изменениями в спросе на поездки, плотностью транспортных сетей и тем, как эти виды транспорта конкурируют или поддерживают друг друга.
Исследование показало, что адаптация зависит от плотности трафика, связности сети и взаимодействия между видами транспорта. Например, когда общественный транспорт становится ненадёжным, многие пересаживаются на автомобили, что может усугубить заторы на дорогах. С другой стороны, развитый общественный транспорт может поглотить спрос, снижая нагрузку на дороги.
Так, в симуляции для Нанкина, когда наводнение нарушило работу метро, пассажиры адаптировались, пересев на автобусы, что привело к повышению коэффициента выполнения поездок и поддержанию общей функциональности системы.
Эти выводы предоставляют городам основу для прогнозирования и управления сбоями, связанными с наводнениями, и могут помочь определить меры по повышению устойчивости транспортных систем.
«Эта работа — шаг к созданию более умной и устойчивой инфраструктуры — до того, как случится следующая катастрофа», — сказал Гао.
Модель команды также подчёркивает меры по повышению устойчивости, такие как организация временных маршрутов общественного транспорта, субсидии на проезд, корректировка сигналов светофора и кампании по информированию общественности. Эти стратегии могут помочь городам поддерживать работоспособность во время наводнений и быстрее восстанавливаться после них.
«Работа профессора Гао является примером приверженности RPI решению глобальных проблем через междисциплинарные инновации», — сказал Чак Стюарт, административный декан Школы естественных наук Политехнического института Ренсселира. «Это исследование не только углубляет наше понимание устойчивости городов, но и предлагает практические решения для городов, сталкивающихся с угрозами, связанными с изменением климата».
Симуляции исследования основаны на реальных данных, включая дорожные сети из OpenStreetMap, данные о общественном транспорте NAVINFO для Нанкина и наборы данных о мобильности Amap. Карты наводнений для 100-летних периодов возврата использовались для создания сценариев, а модели были проверены на соответствие эмпирическим схемам поездок. Модели симуляций для Нанкина, Гамбурга и Лос-Анджелеса доступны на GitHub.
Предоставлено Политехническим институтом Ренсселира.