Билл – один из лучших в мире специалистов по математическому моделированию. Я пригласил его на работу в исследовательское направление GM в начале 80-х годов, когда он закончил работу над кандидатской диссертацией по гражданскому строительству в Корнеллском университете. Мы быстро подружились и вместе работали над многими трудными и интересными проектами, направленными на улучшение операционных показателей или же продуктов GM. В каждом из них требовались наши знания в математике и статистике. Билл ушел из GM в один день со мной и продолжил профессиональную деятельность в качестве консультанта. Когда я объяснил ему, чем занимаюсь в Колумбийском университете и почему нуждаюсь в его помощи, он согласился немедленно.

Наша работа началась с регулярных встреч на заднем дворе моего дома во Франклин-Виллидж, на северо-запад от Детройта. Одним из первых предпринятых нами действий была оценка суммарных затрат американцев на владение автомобилем. В целом по стране частные водители проезжают 5 трлн км в год, и обходится этот пробег в чудовищную сумму. Американская автомобильная ассоциация ежегодно оценивает затраты на владение и пользование автомобилем. Их расчет включает амортизацию автомобиля, топливо, страховку, техобслуживание и финансовые операции (например, платежи по кредиту или лизингу). Часть затрат зависит от пробега (например, топливо и амортизация), а часть – от возраста машины (например, страховка и финансовые операции).

В 2011 году Ассоциация оценила средние расходы приблизительно в 0,37 долл. на километр, не считая парковки. Если добавить расходы на парковку, составляющие примерно 0,03 долл. на километр (величина сильно зависит от того, где человек живет и где паркуется), то суммарные затраты составят 40 центов на километр. Таким образом, владение и пользование автомобилями обходится американцам в 2 трлн долл. в год (5 трлн км по 0,40 долл. за километр).

Мы также должны принять во внимание цену времени, которое мы тратим на управление автомобилем. Несмотря на все старания экономистов определить цену времени в дороге, ее величина остается в высшей степени спорной. Мы с Биллом приняли за оценку величину, просто полученную от деления средней почасовой ставки американского рабочего на среднее расстояние, пройденное за час. В 2011 году средняя почасовая зарплата составляла 24 долл. (43 000 долл. заработка в год, деленные на 1800 отработанных часов), а средняя скорость в американских городах варьировалась от 40 до 50 км в час (в этом показателе учитывается время, проведенное в пробках и на светофорах). В результате оказывается, что время стоит приблизительно 0,53 долл. на км (24 долл. разделить на 45 км в час). Добавьте сюда средние затраты на владение и пользование автомобилем, 0,40 долл. на километр, и получится, что в сумме иметь машину и ездить на ней обходится 93 цента на километр.

Таким образом, американцы в общей сложности тратят 4,6 трлн долл. в год за рулем своих автомобилей (5 трлн км на 0,93 долл. за километр). Это чудовищно большие деньги – больше ежегодного бюджета Соединенных Штатов, равного 4 трлн долл.! Мы с Биллом были уверены, что транспортная революция значительно сократит эту сумму.

Вот как мы представляли себе новую систему: если человеку нужно попасть куда-нибудь – скажем, в продовольственный магазин в нескольких километрах от дома, – он при помощи смартфона вызывает беспилотный электрический автомобиль. Запрос будет обработан компьютером-диспетчером, который назначит на него конкретный автомобиль из располагаемого парка. Затем автомобиль сам направляется к месту посадки пассажира. Тот занимает свое место в салоне, и они отправляются в продовольственный магазин, где пассажир выходит. Автомобиль самостоятельно направляется к месту, где его ждет следующий пассажир. Или в гараж, где его помоют и заправят. Затем он будет ждать следующего вызова.

Чему равно разумное время ожидания вызванной машины? Сколько машин должно быть в парке, чтобы обеспечить это время? Сколько составит холостой пробег и пробег с пассажиром в день? Как наилучшим образом назначать автомобили на заказы? На такого типа вопросы мы с Биллом должны были дать ответ, чтобы оценить емкость рынка для услуги такого типа.

Наша работа требовала довольно сложной математики, но меня и Билла это не беспокоило. Подобные задачи мы часто вместе решали в GM. Нам нравились такие задачи.

В сравнении с личным автомобилем, простаивающим большую часть времени, наш сервис обеспечит гораздо большую загрузку машин. Вместо того чтобы стоять на парковке, они будут возить пассажиров. Но для этого они должны следовать пустыми к месту посадки следующего пассажира. Большой холостой пробег большого количества самоуправляемых такси может существенно увеличить стоимость услуги. Насколько велик должен быть парк, чтобы при заказе всегда минимум одна машина оказывалась бы рядом? Наша математическая модель должна была найти оптимальное решение в условиях ограничений на время ожидания, на загруженность парка и холостой пробег. Нам также следовало учесть случайность места посадки и высадки и наличие утреннего и вечернего часа пик. Недостаточно привезти пассажира по назначению за приемлемое время в среднем. Необходимо было гарантированно исключить долгое ожидание в пробке, неприятное для любого пассажира.

Мы начали со сбора исходных данных. Расстояние, покрываемое автомобилем за типичную поездку. Количество времени на поездку. Разумеется, эти показатели меняются в зависимости от того, для какого города они берутся. Кроме того, нужно было выбрать одно конкретное место таким образом, чтобы наши расчеты соответствовали жизни реальных людей. В конце концов, мы построили модели для нескольких мест, выбранных так, чтобы они представляли все условия, в которых живет население США. Первым городом был Энн-Арбор, потому что нам он казался типичным маленьким американским городом, похожим на тысячи других по стране. Дополнительным преимуществом была его близость к тем местам в Мичигане, где жили я и Билл. Мы также провели расчеты для Манхэттена как для самого густонаселенного городского района в Соединенных Штатах. Насколько, спрашивали мы себя, транспортная революция способна сократить расходы жителей таких мест?

Энн-Арбор, штат Мичиган, насчитывает 285 000 человек населения, и именно там расположен Мичиганский университет. Помимо своей должности в Колумбийском университете, весной 2010 года я получил пост профессора инженерно-технической практики в Мичиганском университете и потому хорошо знал эти места. По случайному совпадению, именно в Энн-Арбор основатель Google Ларри Пейдж впервые задумался о необходимости революции в транспорте.

Транспортная система Энн-Арбор раздражала меня примерно так же, как и в свое время Пейджа. Мой офис находился в Северном кампусе, а лекции я часто читал в Центральном, приблизительно в 4 км оттуда. Я обычно приезжал в Центральный кампус на машине, чтобы после лекций сразу отправиться домой. Самым сложным было найти место для парковки. Сотрудники Мичиганского университета могли приобрести за 800 долл. в год специальное разрешение, дающее возможность оставлять машину в подземных гаражах определенных зданий или на парковках с ограниченным доступом в черте города. Несмотря на то что у меня такое разрешение было, я обычно выезжал из офиса за 45 минут до лекции, чтобы не опоздать. Я закладывал 10 минут на то, чтобы проехать 4 км, 20 минут на поиск парковки (часто мне приходилось, скрестив пальцы, проезжать 8 уровней подземного гаража) и 10 минут – чтобы быстрым шагом дойти до аудитории. Подобный опыт только усиливал мое желание разрушить эту неэффективную систему.