Наука & Жизнь

Почему велосипедисты не любят светофоры

Велосипедисты не любят останавливаться на красный свет — это факт. Объяснение ему надо искать в законах физики.

В 1982 году в штате Айдахо велосипедистам разрешили проезжать без остановки знак «Стоп» — при условии, что они убедились в безопасности этого манёвра. С тех пор аналогичные послабления для людей на велосипедах были сделаны в некоторых других штатах Америки и странах Европы.  В 2015 году велосипедисты Парижа получили право проезда перекрёстков на красный сигнал светофора, в сейчас поворот на красный для велосипедов тестируют в Копенгагене. Со стороны это выглядит как опасное безрассудство, но статистика, которой с 1982 накопилось изрядно, говорит о том, что право ездить на красный и игнорировать знаки «Стоп» не приводит к росту аварий, а иногда даже помогает избежать ДТП. К тому же такие послабления закрепляют уже сложившуюся практику — велосипедисты ездят на красный при первой же возможности, всегда и везде, независимо от общего уровня законопослушность в каждой конкретной стране. В 2001 году профессор Калифорнийского университета в Беркли Джоэл Фэйджанс и редактор транспортного журнала Access Мелани Карри провели исследование по итогам которого заключили, что велосипедистами движет не презрение к порядку, а законы физики. Мы перевели их рассказ об этом исследовани  и дополнили его иллюстрациями. 

image

Парижский светофор со знаком, разрешающим проезд на велосипеде на красный  стрелка указывает разрешённое направление. В данном случае — направо.

Человеку, который едет на велосипеде на работу, надо о многом позаботиться. Придумать маршрут, избегая загруженных дорог и крутых подъемов. Выбрать удобную одежду с учётом погоды и расстояния, которое предстоит преодолеть. Но все эти хлопоты меркнут на фоне проблем безопасности, скорости и эффективности движения на велосипеде. Специалисты по транспортному проектированию знают, что развите велотранспорта может быть средством борьбы с заторами, но им также хорошо известно, как непросто бывает создать условия для совместного движения машин и велосипедов. Однако транспортники, большинство из которых сами передвигаются на автомобиле, редко смотрят на ситуацию глазами велосипедиста. А без этого сложно организовать движение так, чтобы число велосипедистов росло, а движение становилось более безопасным.

Давайте рассмотрим это на примере знака “Стоп”. Для человека за рулём он создаёт минимум неудобств — ему необходимо переставить ногу с педали газ на тормоз, возможно, переключить передачу, и, конечно же, сбавить скорость. Но даже эти мелочи могут заставить водителя выбрать дорогу, где знаки “Стоп” встречаются реже, а улица, где таких знаков много, останется в распоряжении велосипедистов. Соотвественно, такая улица станет безопасней для поездок на велосипеде. На маршрутах, рекомендуемых для велосипедистов, обычно также присутствуют средства замедления траффика, которые заставляют автомобилистов сбросить скорость. Но это ещё не значит, что улица, где на каждом шагу стреляются знаки “Стоп” удобна для велосипедистов. В то время, как для водителей этот знак предполагает всего лишь небольшую задержку в пути, велосипедисты сталкиваются с куда более серьёзной помехой.

image

Экспериментальный перекрёсток в Копенгагене —  велосипедисты могут поворачивать направо на красный.

Среднестатистический человек, который садится на велосипед с транспортными целями, редко вырабатывает больше 100 ватт — примерно столько требуется, чтобы зажечь настольную лампу для чтения. Вырабатывая эти 100 Вт, он будет ехать со средней скоростью около 20 км/ч. В случае острой необходимости опытный велосипедист, например, спортсмен-гонщик может вырабатывать больше энергии — до 500 Вт. Однако рядовой велосипедист вряд ли будет это делать, посколько в противном случае он сильно вспотеет, а далеко не все, кто ездят на работу на велосипеде, имеют в офисе душ.

Если знаки «Стоп» расположены через каждые 90 метров, велосипедист будет тратить на разгон с нуля 40% своей энергии.

Имея мощность всего лишь 100 Вт (для сравнения мощность двигателя в 150 лошадиных сил составляет 100 000 Вт), велосипедист должен разумно тратить энергию. Особых усилий требует разгон с нуля, тем более что большинство велосипедистов стараются быстро восстановить скорость, с которой они ехали до остановки. К примеру, на улице, где знаки “Стоп” встречаются через каждые 90 метров, человек весом 68 кг, вырабатывающий 100 Вт, будет тратить на разгон 40% своей мощности. Если человек на велосипеде, вынужденный делать остановку через каждые 90 метров, захочет поддерживать среднюю скорость на уровне 20 км/ч, ему придётся вырабатывать уже 500 Вт. Для большинства это непосильная задача.

Мы решили проверить наши расчёты на велодорожке вдоль Калифорния-стрит в Беркли. Длина этой улицы 3,6 км и она почти плоская. Здесь мало машин, что хорошо для велосипедистов. При этом из 31 имеющегося здесь перекрёстка 21 оборудован знаком “Стоп” или светофором, что предполагает полную остановку транспортных средств в среднем через каждые 160 метров. Параллельно Калифорния-стрит, в одном квартале к западу, проходит Сакраменто-стрит — четырёхполосная улица с достаточно активным автомобильным движением, особенно, в часы пик. Идущая по обеим сторонам параллельная парковка практически не оставляет места для велосипеда. Зато на участке, дублирующем велодорожку на Беркли-стрит, всего восемь светофоров и нет ни одного знака “Стоп”. В среднем, если ехать по улице велосипеде, только половина светофоров будет гореть красным, так что остановку придётся делать лишь каждые 850 метров.

Один из нас (Джоэл Фэйджанс) обнаружил, что если ехать на велосипеде по Сакраменто-стрит, прилагая равные усилия* на всём маршруте и не слишком себя утомляя, то можно поддерживать среднюю скорость 22,8 км/ч. Прилагая те же усилия на Калифорния-стрит, где приходится делать остановку на каждом знаке, он ехал со скоростью 17,5 км/ч. Получается, что на Сакраменто-стрит он двигался на 30% быстрее.

image

Доведя свои усилия почти до максимума, Джоэл смог ехать по Сакраменто-стрит со средней скоростью 30,5 км/ч, а на Калифорния-стрит — 22 км/ч. То есть, в этом случае поездка по Сакраменто-стрит оказалась уже на 39% быстрее. С точки зрения водителя, несколько км в час большой роли не играют, но представьте себе, что скорость машины падает с 60 до 45 км/ч. Многим велосипедистам поездка по Калифорния-стрит кажется слишком утомительной физически и психологически, поэтому они выбирают менее безопасную Сакраменто-стрит. Многие ездят по велодорожке на Калифорния-стрит, только когда трафик на Сакраменто становится совсем уж плотным.

image

Проблема сохранения энергии стоит ещё острее на перекрёстках, расположенных внизу или посередине подъема. Даже небольшой угол наклона, малозаметный для тех, кто ездит на машине или ходит пешком, сильно осложняет поездку на велосипеде. К примеру, подъем на 1 метр на стометровой дистанции приведёт к тому, что наш 68-килограммовый велосипедист, вырабатывающий 100 Вт энергии, потеряет половину своей мощности. Для того, чтобы с нуля набрать приличную скорость на подъеме, требуется приложить много дополнительных усилий.

Один из способов сберечь силы заключается в том, чтобы, не делая полную остановку, проехать перекрёсток на минимальной скорости. Велосипедист, проезжающий знак “Стоп” на скорости 8 км/ч, потратит на разгон до 16 км/ч на 25% меньше энергии, чем тот, кто полностью остановился. Проезжать перекрёсток без остановки рисковано, однако этот риск не настолько велик, как может показаться, потому что на большинстве перекрёстков велосипедисты имеют хороший угол обзора**, а если они к тому же двигаются с невысокой скоростью, то могут быстро затормозить в случае опасности.

Разумеется, внимательный велосипедист сбросит скорость до минимума, если поблизости есть автомобиль. Однако взаимоотношения велосипедистов и водителей на знаке “Стоп” часто очень запутаны. Водители (как и велосипедисты) ведут себя непредсказуемо. Сочтёт ли водитель, что поворачивающий велосипедист имеет те же права, что и проворачивающая машина? Остановится ли он, заметив велосипедиста, независимо от того, остановился велосипедист или нет? Какова вероятность, что водитель вообще не заметит велосипед? И с какой вероятностью он проедет перекрёсток, даже если заметил велосипедиста? Опытный велосипедист знают, что возможен любой вариант. И если он видит, что водитель его заметил его и готов уступить дорогу, постарается проехать перекрёсток как можно скорее, чтобы сохранить свои силы. В действительности для повышения пропускной способности улиц гораздо лучше, когда велосипедисты быстро уезжают с перекрёстка, и водителям не приходится долго ждать.

Знаки “Стоп” способствуют снижению числа и скорости машин, но заставляют велосипедистов тратить больше энергии.

Очевидно, что знаки “Стоп” представляют для велосипедистов определённую проблему. С одной стороны, они способствуют снижению числа и скорости машин. Но с другой, заставляют велосипедистов тратить больше энергии на поддержание скорости. Для человека, выбирающего между велосипедом и машиной, дополнительная физическая нагрузка может стать решающим аргументом в пользу моторизованного транспорта.
Водители машин нередко жалуются на велосипедистов и предпочитают, чтобы их вообще не было на дороге. Велосипедисты знают, что автомобили представляют для них главную угрозу. Транспортные инженеры должны найти такой вариант, при котором сосуществование машин и велосипедов будет безопасным. А для этого им надо для начала посмотреть на ситуацию глазами велосипедистов и не рассчитывать, что система, которая хороша для машин, будет точно так же хороша для движения на велосипеде.

Устранение многочисленных знаков “Стоп” вдоль велодорожек сделает поездки на велосипеде заметно более привлекательными как для уже имеющихся, так и для потенциальных пользователей. Другой вариант решение этой проблемы — разрешить велосипедистам проезжать знаки “Стоп” без полной остановки , как это уже принято в некоторых штатах.

Возможно, городским властям стоит закупать велосипеды и заставлять транспортных инженеров время от времени на них ездить. Это лучший способ понять, что чувствует человек, выезжающий в город на велосипеде.

*Оценить уровень нагрузки позволяет контроль за пульсом. 

** Хороший угол обзора достигается за счёт того, что велосипедисты могут смотреть поверх стоящих рядом автомобилей и поверх их крыш. У автомобилистов такой возможности нет.

Вверху: велосипедист проезжает светофор на красный в Лондоне. Фото Ray Tang/Rex Shutterstock.