چرا باران، خیابان‌ها را قفل می‌کند؟ از لغزندگی تا اختلال در جریان حرکت خودروها

غزال زیاری– بارندگی برای رانندگان در شهرهای بزرگ و مخصوصا تهران به معنی ماندن در ترافیک و صف‌های طولانی خودروها در خیابان‌هایی که حتی در مسیرهای چندبانده هم به‌سختی حرکت می‌کنند، است. چرا باران تا این اندازه بر ترافیک شهرها اثر می‌گذارد؟ آیا فقط بحث لغزندگی خیابان‌هاست یا مجموعه‌ای از عوامل فیزیکی، رفتاری و زیرساختی دست به دست هم می‌دهند تا شاهد این بحران باشیم؟

باران و کاهش ظرفیت خیابان‌ها

یکی از مهم‌ترین دلایل ایجاد افزایش ترافیک هنگام بارندگی، کاهش سرعت حرکت خودروهاست. با خیس شدن سطح آسفالت، اصطکاک بین لاستیک و جاده کاهش یافته و احتمال لغزش خودرو، به‌ویژه هنگام ترمزگیری یا تغییر مسیر ناگهانی، افزایش می‌یابد. برای همین رانندگان سرعتشان را کم کرده و با احتیاط بیشتری حرکت می‌کنند.

از سمت دیگر، قطرات باران روی شیشه، بخارگرفتگی شیشه‌ها و عملکرد برف‌پاک‌کن‌ باعث محدود شدن میدان دید راننده می‌شود. انعکاس نور چراغ خودروها روی آسفالت خیس هم تشخیص خطوط، عابران پیاده و موانع را سخت‌تر می‌کند و مجموعه اینها باعث می‌شود تا راننده‌ها به حالت آماده‌باش و با سرعت کمتری حرکت کنند.

مسئله مهم‌تر، افزایش فاصله ایمنی بین خودروهاست. در شرایط بارانی، راننده‌ها برای جلوگیری از تصادف، فاصله بیشتری را با خودروی جلویی حفظ می‌کنند که گرچه از نظر ایمنی، منطقی است؛ اما از دید مهندسی ترافیک پیامد مهمی دارد: در هر کیلومتر، تعداد کمتری خودرو و با سرعت و فاصله ایمن حرکت می‌کنند و در نتیجه، ظرفیت عبور خودروها از معبر کاهش خواهد یافت.

از یک ترمز ساده تا ترافیک چندکیلومتری

یکی از جذاب‌ترین پدیده‌های علم ترافیک، «موج ترافیکی» یا Traffic Shockwave  است.تصور کنید در یک خیابان پرتردد و بارانی، خودرویی به دلیل کاهش دید یا مشاهده چاله آب، ناگهان سرعتش را کم کند. خودروی پشت سر برای حفظ فاصله ایمنی، ترمز می‌گیرد. راننده بعدی هم همینطور و این اتفاق در طول صف خودروها تکرار می‌شود.

هر راننده ممکن است کمی شدیدتر از خودروی قبلی ترمز کند. در نتیجه، کاهش سرعت اولیه در طول زنجیره خودروها افزایش یافته و احتمالا خودروهایی که چند صد متر عقب‌تر هستند، کاملاً متوقف خواهند شد؛ حتی اگر در مسیر مقابل هیچ مانع یا تصادفی وجود نداشته باشد.

این همان پدیده‌ای است که بدون وجود تصادف یا انسداد فیزیکی، یک موج توقف و حرکت در خیابان ایجاد شده و بارندگی هم این چرخه را مستعدتر خواهد کرد.

پژوهش‌های علمی چه می‌گویند؟

این اثر صرفاً یک مشاهده روزمره نیست و در پژوهش‌های علمی هم اندازه‌گیری شده است.

مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۶ در نشریه Future Transportation منتشر شد، با بررسی داده‌های سرعت خودروها در حدود ۱.۵ میلیون قطعه از شبکه راه‌های آلمان، به بررسی رابطه بین شدت بارندگی و سرعت رانندگی پرداخته. نتایج نشان داد بارندگی شدید در بزرگراه‌هایی با محدودیت سرعت ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت، سرعت متوسط خودروها را بیش از ۳۰ % کاهش داد که البته این آمار مربوط به شرایط مشخص پژوهش است و نباید آن را به تمام خیابان‌های شهری تعمیم داد .

در پژوهش دیگری که در سال ۲۰۱۷ در پکن انجام شد، نشان داد که بارندگی شدید در ساعات اوج ترافیک، سرعت حرکت خودروها را در بزرگراه‌ها حدود %۱۵.۲و در شریان‌های اصلی حدود ۱۳.۴% کاهش می‌دهد. این مطالعه همچنین نشان داد بارندگی متوسط یا شدید، حتی در شرایط ترافیک نسبتاً سبک هم می‌تواند جریان حرکت خودروها را مختل کند.

پژوهش منتشرشده در سال ۲۰۲۱ نشان داد ترکیب بارندگی شدید و آب‌گرفتگی معابر، هم سرعت حرکت خودروها و هم حداکثر ظرفیت عبور ترافیک را کاهش می‌دهد. نکته مهم این بود که عمق آب‌گرفتگی خیلی وقت‌ها، حتی بیشتر از شدت بارندگی، بر جریان ترافیک تاثیرگذار است.

چرا تهران در روزهای بارانی آسیب‌پذیرتر است؟

در تهران، باید اثر بارندگی را در کنار ویژگی‌های خاص شبکه حمل‌ونقل شهری بررسی کرد. تهران در بسیاری از ساعت‌های روز با حجم بالای تقاضای سفر و تراکم خودرو روبه‌روست و کاهش نسبتاً محدود ظرفیت معابر هم پیامدهای بزرگی خواهد داشت.

یعنی وقتی در شرایط عادی، یک خیابان نزدیک به حداکثر ظرفیت عبور خودروها فعالیت می‌کند، فضای چندانی برای پذیرش اختلال‌های تازه ندارد. حالا اگر بارندگی باعث کاهش سرعت، افزایش فاصله خودروها و طولانی‌تر شدن زمان عبور از تقاطع‌ها شود، تعداد خودروهایی که در هر چرخه چراغ راهنمایی عبور می‌کنند هم کاهش خواهد یافت.

از سوی دیگر، آب‌گرفتگی در نقاطی از خیابان‌ها، رانندگان را مجبور به تغییر مسیر یا تغییر ناگهانی خط حرکت خواهد کرد. این مسئله در معابر پرتردد، به‌ویژه نزدیک تقاطع‌ها و ورودی بزرگراه‌ها، گره‌های ترافیکی را ایجاد می‌کند.

گزارش‌های مربوط به بارندگی اخیر هم از تجمع آب در بخش‌هایی از معابر مرکزی تهران و شهرهای بزرگ حکایت دارند که البته برای تعیین سهم دقیق بارندگی در افزایش ترافیک تهران، به داده‌های هم‌زمان بارش، سرعت خودروها و حجم تردد در معابر نیاز داریم که این داده‌ها برای تکمیل این مقاله در دسترس عمومی نبودند.

باران؛ از افزایش ترافیک تا تغییر الگوی سفر

عامل دیگری که نباید نادیده گرفته شود، تغییر رفتار شهروندان در روزهای بارانی است. برخی افراد که در شرایط عادی از مترو، اتوبوس یا موتورسیکلت استفاده می‌کنند، در روزهای بارانی ترجیح می‌دهند با خودروی شخصی سفر کنند یا از تاکسی و خودروهای اینترنتی استفاده کنند.

این تغییر به معنی ورود خودروهای بیشتر به شبکه‌ای است که از قبل با کاهش ظرفیت مواجه شده است. به بیان دیگر، باران هم‌زمان از دو جهت به ترافیک فشار وارد می‌کند: ظرفیت عبور خودروها را کاهش می‌دهد و در برخی شرایط تعداد خودروهای متقاضی استفاده از خیابان‌ها را افزایش می‌دهد.

در چنین وضعیتی، حتی یک اختلال کوچک مثل توقف دوبله، تصادف جزئی یا خرابی خودرو می‌تواند به بحران بزرگ‌تری تبدیل شود.

آیا می‌توان از قفل شدن خیابان‌ها جلوگیری کرد؟

جواب این سوال فقط به احتیاط بیشتر رانندگان محدود نمی‌شود. مدیریت هوشمند چراغ‌های راهنمایی، شناسایی و رفع نقاط مستعد آب‌گرفتگی، بهبود شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی، اطلاع‌رسانی لحظه‌ای درباره وضعیت معابر و تقویت حمل‌ونقل عمومی می‌توانند از شدت اختلال ترافیکی بکاهند.

در مجموع، آنچه در روزهای بارانی تهران و کلان‌شهرها مشاهده می‌کنیم صرفاً نتیجه خیس شدن آسفالت نیست؛ بلکه نتیجه برخورد چند عامل با یکدیگر است: کاهش اصطکاک، محدود شدن دید، افزایش فاصله ایمنی، تغییر رفتار رانندگان، افزایش تقاضای سفر و محدودیت ظرفیت شبکه معابر.

باران شاید فقط چند قطره آب روی خیابان‌ها باشد، اما در شهری که شبکه حمل‌ونقلش در بسیاری از ساعات، نزدیک به ظرفیت نهایی‌اش فعالیت می‌کند، همین تغییر کوچک می‌تواند تمام جریان حرکت را مختل کند.

داده‌های پژوهشی و شواهد ترافیکی ایران

شواهد پژوهشی در داخل کشور هم نشان می‌دهد که شرایط جوی می‌تواند بر سرعت حرکت خودروها و عملکرد شبکه حمل‌ونقل اثر بگذارد. مثلا در یک مطالعه علمی با استفاده از داده‌های ثبت‌شده در آزادراه تهران–قم، پژوهشگران با بررسی ۷۵۴۱ مشاهده ساعتی و به‌کارگیری مدل‌های آماری، تأثیر عوامل آب‌وهوایی بر سرعت رانندگی را بررسی کردند. نتایج حاکی از آن بود که بارندگی به‌طور متوسط با کاهش حدود ۱.۳۵۵ کیلومتر بر ساعت در سرعت حرکت خودروها همراه است.

از سوی دیگر، پژوهشی که با استفاده از داده‌های دوربین‌های ثبت پلاک و اطلاعات ترافیکی تهران انجام شده، نشان می‌دهد سرعت خودروها، تراکم ترافیک و میزان جریان عبوری ارتباط مستقیمی با یکدیگر دارند. یعنی کاهش سرعت در شبکه‌ پرتراکم می‌تواند به‌سرعت موجب افزایش تراکم و طولانی‌تر شدن صف خودروها خواهد شد.

این آسیب‌پذیری در معابر تهران، به‌ویژه هنگام بارندگی، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. پژوهشی که در سال ۲۰۲۴ درباره شناسایی گلوگاه‌های ترافیکی بزرگراه‌های تهران منتشر شد، با تحلیل ۱۶ ماه داده ترافیکی گوگل‌مپ، نقاط پرتکرار ایجاد گره‌های ترافیکی را شناسایی کرد. این یافته اهمیت ساختار شبکه معابر و گلوگاه‌های از پیش موجود را در تشدید اختلالات ترافیکی نشان می‌دهد؛ به این معنا که بارندگی لزوماً عامل ایجاد تمام گره‌ها نیست، بلکه اختلالی که زمینه شکل‌گیری آن در شبکه وجود دارد را تشدید می‌کند.

منابع: sciencedirect،  ascelibrary، ascelibrary، magiran 

۵۸۳۲۱