Deadlock на МКАДе

Очень злободневная тема с московскими (да и не только) пробками. Не высказался только ленивый. А так как я не ленивый, то тоже черкану пару строк. Но интересна конечно не столько сама проблема, сколько её решение. Если оно конечно есть. Взять к примеру такую простую вещь, как пересечение дорог. Выясняется, что неверно "развязанные" пересечения сводят на нет и ширину дороги, и её качество. С какой бы скоростью и во сколько бы рядов поток не двигался - ему всё равно стоять на/в/перед перекрестком.

Для визуализации воспользуюсь OpenTTD. Здесь и далее одна ж/д колея может рассматриваться как от 1 до N полос для автотранспорта. Важно направление. Итак, самый примитивный перекресток с 4-мя светофорными парами:

Проблемы очевидны - любой из четырех поворотов налево блокирует всех остальных участников движения. Пробка на любом из направлений мгновенно блокирует перекресток.

Улучшаем конструкцию. Цель - сделать прямой проезд в пересекающихся направлениях неблокирующим друг друга. Блокирующим может быть только поворот направо/налево. Получаем текущие развязки на МКАД в виде 88:

Великолепно работает если основной поток идет по прямым направлениям или, максимум, поворачивает направо. Поворот налево все также сложен - он потенциально блокирует направление с которого сворачивает. Более того, очень легко достижим deadlock (4 поезда поворачивают налево одновременно).

Причем раскрутить такой deadlock очень тяжело - "отвести" в сторону какое-нибудь транспортное средство невозможно - ему в затылок "дышит" другое... Кроме того, поворот налево достаточно трудоемкий - это фактически разворот на 270 градусов вместо 90. Т.е. требует сильного снижения скорости или достаточной площади для большого радиуса. Также при таком повороте в 2х случаях из 4х требуется еще и "взбираться" на уровень вверх...

Эти проблемы решены в новой версии предыдущей развязки. Суть та же, но поворот налево теперь 90-градусный и располагается на том же уровне, что и основная дорога до пересечения. Правда, для пересекающихся направлений теперь нужны туннель (одно направление) и мост (другое).

Под мостами развязка выглядит так:

Смотрится немного громоздко, но запас прочности для deadlock'а теперь больше. Сам он теперь не образуется - а только с помощью внешних факторов - например поломки (на примере поезд на Северо-Запад сломался и перекрыл все повороты налево).

Пока проезд в прямых направлениях возможен, но через некоторое время, когда подойдут другие транспортные средства тоже поворачивающие налево, перекроются и они.

Это была развязка уже на трех уровнях. Что же будет если использовать 4? Возможно ли сделать развязку, в которой поворот налево не пересекается с другим поворотом налево? Да:

Или вот так с прозрачными мостами:

Требуется 4 туннеля и 4 моста. Самый дорогой вариант (что неудивительно). Проезд в одном направлении идет практически по прямой (и на том же уровне). На другом направлении - тоже по прямой, но на -1 уровне. А вот для поворота налево нужно сначала "взобраться" на +1 уровень, на котором проехать под двумя мостами, "взобраться" на другой мост и затем съехать с моста и с холма до начального уровня. Поворот налево снова 90-градусный, что есть несомненный плюс.

Как видно, сама развязка с точки зрения транспортного средства представляет из себя сначала развилку, а потом слияние. Примерно так это работает:

А так это уже делают в реале:

Ничего, когда-нибудь и у нас так будет.

P.S. для тайкуноводов. Как построить последнюю развязку - алгоритм: