今天是国庆假期的第二天
各位回家、出游的朋友
大家都到达目的地了吗?
昨天京哈高速的一幕登上热搜第一
#高速堵车 无人机叫醒#
网友评论:
堵车时哀叹:怎么科技都这么发达了,却还不能解决堵车这种交通难题?看到无人机时赞叹:科技果然是发达了,起码“飞行闹钟”开发出来了……
这道出了当下对“堵车”这一“城市病”的无奈。
你有没有好奇过,好好的路怎么就堵了?许多司机都遇到过这样的怪事:开着开着就突然堵车了,只能一点点蹭着前行,结果发现前面根本没发生事故,也没什么其他特殊状况,简直令人匪夷所思!
今天我们就来聊聊“幽灵堵车”。
不好好开车引发的蝴蝶效应
01
甚至在汽车还没有出现的年代,就已经有堵车问题了。
1863年1月,也就是第一辆汽车被发明出来的22年前,人类历史上第一辆地铁从英国的帕丁顿站缓缓开出。而英国修建第一条地铁的原因,就是马路上的马车实在是太拥堵了。
伦敦帕丁顿火车站。图:网络
什么是堵车?归根结底就是在某一时间和空间,希望通过的车辆数大于甚至远大于可能通过的车辆数,亦即“通行需求大于通行或服务能力”。平日不会堵车的高速公路,之所以会在节假日出现堵车,正是因为高速公路的免费策略吸引了更多私家车。
在高速路上有很多车的时候,只要有任何一点点扰动,比如某个司机变道、短暂急刹车,甚至只是一个走神儿……都会造成后车的速度慢下来,接着就会引发一连串的停顿,形成一个虚拟的堵车点。“幽灵堵车”归根结底是被“不良开车习惯”引发和加剧的蝴蝶效应。
这个堵车点会让车辆堆积得越来越多,蔓延到很远的后方时,就会形成严重的堵车现象。有研究显示,在车辆较多的高速公路上,一名新手司机的一个急刹车,就可能会影响长达80公里的路段。
日本名古屋大学曾做过实验来解释这种现象:让很多车在一个圆圈内匀速行驶,按照这个逻辑本不会出现堵车的情况,但随着时间推移,有的车莫名与前车距离拉近,过近时便不得已踩刹车,当影响逐渐扩大,堵车了!
“幽灵堵车”实验
即使在没有信号灯的地方,假如一只猫突然穿过马路,也会引起一连串的反应,就算这只猫已经走了,这个影响也不能立刻消除,仿佛车辆经过了一个隐形的路口。
因此,交通堵塞经常发生在瓶颈处,比如道路变窄、车道减少、出现交通事故、十字路口等。在这些地方,一旦有人踩了刹车,就会引起一连串的连锁反应。
就算驾驶员能保持绝对专注,还是会频繁遇到各种路口或各种突发状况,比如前面提到的猫。
猫:怪我咯?
道路交通是个复杂的多体系统,任何扰动都会破坏它的平衡,产生交通拥堵。高速上没有十字路口也正是为了避免这一点。
麻省理工学院的计算机科学教授Berthold Horn多年来一直致力于研究“幽灵堵车”现象的成因和解决方法,其提出了行车间距双边控制法(vehicle spacing bilateral control),即“(在遇到前方刹车等情况时)快速调整与前后车之间的距离,尽量使其位于二者之间”。因为适当的车距在车流中扮演着阻尼器的作用,理论上来讲可以缓解潜在的“幽灵堵车”。
数学模型表明,如果驾驶员降低车速,并以固定的速度行驶而不是急停急驶,不但可以节省燃料,更有望消除“幽灵堵车”现象。
在开车的过程中,一定要注意跟前后车都保持合适的间距。确保前车刹车时你有足够的反应距离,后面的车也是如此。这样一来就能缩短车流收缩的时间,在较短时间内恢复到正常行驶状态。
怎么越修路,反而越堵?
02
“想要富,先修路”这句响亮的口号想必很多人都听过。
在城市发展初期,道路建设进程往往滞后于机动化发展进程,这个时候需要有足够多的道路承载交通流量,的确得修路。
所以,每当出现交通拥堵,人们会下意识认为:“还是路不够多、不够宽,多修路就不会这么堵了。 ”这么想其实没错,但当城市发展到一定阶段,人们会逐渐发现:路确实多了,但交通好像依旧是堵的。
不仅我们,交通经济学家也注意到了“修路但堵”的现象,并研究得出了非常著名的当斯定律:在政府对城市交通不进行有效管制和控制的情况下,新建的道路设施会诱发新的交通量,而交通需求总是倾向于超过交通供给。
当斯定律尝试为我们描述当城市发展到一定阶段时的情况:
一方面,道路供给赶不上需求增长。社会经济发展繁荣,居民拥有和使用小汽车的需求持续高涨。但城市中的路网规模和级配已相对完善,尤其是中心城区,几乎没有土地可用于修建新的道路。也就是说,道路交通供给在这个阶段已经几乎不会出现大幅增长了。
以北京为例,在实施机动车调控政策前,机动车保有量年增速维持在10%以上,在2010年甚至达到了20%,实施机动车调控政策后维持在4%左右。2022年,北京的道路长度同比2021年长度增长0.67%,道路面积增长1.4%。对比车与路的数据可以看出,就算政府对机动车保有量已经严格控制,其增速也依旧让道路的扩张速度望尘莫及。
另一方面,一条新路修成后,会刺激产生更多新的交通量,这就是经济学概念中的“诱导需求”。简单来讲就是,一条好走且畅通的新路开放了,自然会吸引很多人来走——原来不走这边的人来了,之前坐公交地铁的人也转而开车来了……用不了多久,这条新路就会开始发生拥堵。同时,这条路还会发生交通流的“网络化效应”——路总是互通互连的,这条路交通流量大了,相连的路也难逃拥堵的命运。
这两点,就是当斯定律想要告诉我们的: 修路之所以无法作为解决拥堵的长期方案,是因为城市中的道路供给是有限的,且道路供给总会不断诱导出新的道路需求,供给永远无法和需求实现等比例扩张。换句话说,在“修路VS买车用车”的竞赛中,修路永远都是“输家”。
国内外很多城市都有过“越修越堵”的惨痛教训,但也有城市意识到了问题,选择“反其道而行之”——拆掉一些高架桥、减少或收窄车道,将节约出的空间归还给骑行、步行以及公共休闲。大家从习惯性地开车出行逐渐转向公共交通和慢行出行,最终收获了好结果。
路,肯定是要修的。我们需要与城市规模、人口数量以及社会经济发展水平相匹配的道路基础设施,但“修路”“修宽路”并不是缓堵的唯一“良方”, 解决问题的根本,还在于推动出行方式的转变。
交通拥堵的本质是车辆互相干扰
03
道路和交通专家设计过很多新型的公路交通方案,比如说使用立交桥取代红绿灯,比如说在容易堵车的路段禁止机动车变换车道,但是车辆之间互相干扰的问题依然无法完全避免。更糟糕的是,一条道路上的车道越多,由于变换车道而造成的车辆干扰就越严重。相反,倒是那些单行车道上,反而拥有比较稳定的通行效率。车辆之间的互相干扰问题,才是交通拥堵的本质。
所以说,想要彻底解决交通拥堵的问题,不仅仅要拓宽道路,绿色出行,更重要的是让每一辆交通工具都能尽量不受干扰的抵达目的地。目前只有两种交通工具真正意义上避免了车辆之间的干扰,那就是轨道交通和飞机。不用解释大家也明白,轨道交通和飞机都是由控制中心统一调度的,它们不会随意地停靠和变道,也不会随意地加速和减速,自然就不存在车辆之间的干扰问题,也就从根本上消除了交通拥堵。
现在看来,解决堵车问题的最佳解决方案,是大力发展自动驾驶技术。只要道路上跑的都是无人驾驶车辆,那么,即便这些车都是私家车,也可以通过车辆之间的统一调度和协调,让公路上奔跑的汽车把有限的道路资源充分利用起来,把互相之间的干扰降到最低。而且,从体验上来看,无人驾驶技术也最符合我们现有的出行习惯。我们依然可以把车停在自家的车位上,依然可以不用站在路边等待公交车或者网约车,唯一的差别,不过就是我们拥有了一位AI驾驶员了而已。
车接车送的日子,肯定是我们所向往的。除了少数驾驶爱好者以外,大部分人更乐于在出行的途中解放双手,娱乐休闲一下。但是,真正的问题是,无人驾驶车辆逐渐取代普通的私家车,到底需要多久?这并不是一个科技和商业层面能够回答的问题。
资料来源:央视网、经济日报、中科院物理所、北京青年报、澎湃新闻等
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文字整理:张乐怡
广州日报新花城编辑:张乐怡