Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
Je gebruikt een niet-ondersteunde browser. Deze site kan er anders uitzien dan je verwacht.
Iedere ervaren OV reiziger weet dat het een goed idee is om wat extra tijd te reserveren wanneer je moet overstappen, zeker wanneer je het overstapstation niet kent. Een kleine tijdbuffer bijhouden is een goed idee. Maar hoeveel overstaptijd is nou optimaal? In een nieuw artikel, gepubliceerd in Nature Physics, doet Frank Pijpers met zijn collega's onderzoek naar de opeenstapeling van vertragingen in netwerken. Deze netwerken kunnen variëren van het openbaar vervoer tot logistieke ketens.
In de linkerkolom hebben de knooppunten een buffer B die groot genoeg is om uiteindelijk vertragingen op te vangen. In het midden is de buffer van cruciaal belang, wat resulteert in vertragingen. Aan de rechterkant is de buffer te klein en groeit de gemiddelde vertraging met een constante snelheid. De grootte van een knooppunt laat zien hoe groot de opgebouwde vertraging is.

In het openbaar vervoer kun je makkelijk een buffer opbouwen door bijvoorbeeld eerder van huis te vertrekken. Voor bedrijven die willen zorgen dat de hele keten, met heel veel 'overstappen', van hun productieproces blijft draaien is dat een ingewikkelder probleem, zeker als ze niet goed weten wat er bij toeleveranciers gebeurt die in het buitenland kunnen zitten. Hoe groot moet je buffer dan zijn?

In recente jaren is het "just-in-time" model steeds populairder geworden voor logistieke ketens. Tenslotte is het bewaren en in bruikbare conditie houden van voorraden om iets te gaan produceren een kostbare zaak. Echter, het klein houden van buffers, niet alleen in fysieke voorraden maar ook in tijd,  maakt het proces wel heel gevoelig voor onverwachte vertragingen: een dwarsliggend containerschip in een belangrijke maar nauwe verkeersader voor scheepsvervoer bijvoorbeeld. Soms kunnen zelfs heel kleine, onschuldig ogende, vertragingen tot een enorme cascade van vertragingen door een heel systeem leiden, zoals soms met het treinverkeer gebeurt.

In dit recente onderzoek, gepubliceerd in Nature Physics, naar complexe logistieke netwerken wordt aangetoond dat tijdsbuffers niet ongestraft kleiner en kleiner gemaakt kunnen worden. Bij een bepaalde, eindige, minimale tijdvertraging gaat het hele systeem door een faseovergang: van een vloeibaar lopend systeem gaat het over naar iets dat geheel 'vast' zit. De natuurkunde van faseovergangen, toegepast op dit probleem, laat zien dat zelfs vlak boven die limiet, een systeem extreem kwetsbaar wordt voor zelfs kleine verstoringen. Er zijn empirische aanwijzingen dat dit speelt bij treinroutebewegingen in diverse landen, en bij internationale luchtvaart. Het kan zelfs, via productie netwerken, een oorzaak zijn van exces variatie van het BBP van landen.

Prof. dr. F.P. (Frank) Pijpers

Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica

Korteweg-de Vries Instituut