大城市的交通從來都不讓人省心。多年的“逆來順受”,我們已經(jīng)能坦然面對(duì)早、晚高峰這種可以預(yù)料的堵車。但是那些突如其來、莫名其妙的堵車還是讓人抓狂:有時(shí)車輛不多、車道平整,既無事故發(fā)生也沒車輛停頓,也沒有因封閉施工而停止使用的車道,但車流速度卻突然降了下來,甚至整片交通都陷于停滯,而一段時(shí)間過后,交通又毫無征兆地通暢起來,仿佛什么事情都沒發(fā)生過。這種莫名奇妙的堵塞現(xiàn)象被交通專家稱為“幽靈堵車”。
同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院教授張輪表示,“幽靈堵車”在空間和時(shí)間上都沒有規(guī)律,不過任何堵車都是有根源的。通常來說,造成堵車的基本原因是道路和出行需求產(chǎn)生矛盾,道路資源不能滿足出行車輛的需求,供不應(yīng)求,于是產(chǎn)生擁堵,技術(shù)上來說,道路交叉口和瓶頸地段是常見的擁堵點(diǎn),有規(guī)律可循。尤其在公路上本來就很繁忙,車流接近飽和的狀態(tài)下,此類現(xiàn)象更容易發(fā)生。
比如在擁擠的公路上大家都在排隊(duì)等紅綠燈,當(dāng)綠燈亮起時(shí),第一輛車延遲了2秒啟動(dòng),而第二輛車則在保證安全的前提下,與第一輛車?yán)_了距離,這就導(dǎo)致第二輛車可能需要5秒才能啟動(dòng),雖然看起來沒什么,但是可怕的是到了后面第二三十輛車時(shí)可能就需要再等1到2個(gè)紅綠燈才能通過路口。
有人會(huì)說,如果一直是綠燈,車一直在行進(jìn)中,會(huì)不會(huì)就沒有“幽靈堵車”現(xiàn)象?日本名古屋大學(xué)科學(xué)家曾做過一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):許多輛車間隔排成一圈,要求勻速繞圈行駛,剛開始,司機(jī)們保持與前車的適當(dāng)距離勻速行駛;過了一段時(shí)間,一些后車與前車的距離不知不覺間縮短了,司機(jī)們只好踩剎車;隨著時(shí)間的推移,各種擾動(dòng)不時(shí)發(fā)生,最終堵成了一鍋粥。
“緊急剎車、任意變道、不按限速行駛等不良駕駛行為是‘幽靈堵車產(chǎn)生的根源。”張輪說,駕駛員不嚴(yán)格遵守交通法規(guī)會(huì)導(dǎo)致后面車輛的連鎖反應(yīng),由于經(jīng)過剎車后重新加速恢復(fù)到正常行駛速度的時(shí)間較長,一旦連鎖反應(yīng)到了一定程度,就會(huì)造成堵車。
確實(shí),據(jù)河北廊坊高速交警總隊(duì)廊坊支隊(duì)霸州大隊(duì)副隊(duì)長王國安介紹,在車流量較大的路段,每小時(shí)40公里的勻速狀態(tài)下,一腳急剎車就能影響10輛至20輛車,受影響路段能達(dá)到四五百米長。這種影響就像蝴蝶效應(yīng),一輛車加塞或隨意變道,會(huì)讓下一輛車延遲幾秒鐘啟動(dòng),依次一輛輛車傳導(dǎo)下去,到第100輛車時(shí)有可能已經(jīng)延遲了10分鐘,由此就會(huì)造成一個(gè)堵點(diǎn)。
“再就是‘該快不快,也就是說司機(jī)反應(yīng)慢也會(huì)引起堵車?!蓖鯂舱f,有一次他發(fā)現(xiàn)在4車道的城市快速路上,前方路段并沒有發(fā)生任何特殊情況,但仍然出現(xiàn)車行緩慢的情況,原來是最內(nèi)側(cè)車道一輛轎車明顯拖了后腿,和前車出現(xiàn)了近百米的“斷檔”。王國安表示,這就是該快行時(shí)反而慢行造成的。這種“該快不快”的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在開車接打手機(jī)、到了路口現(xiàn)找路的司機(jī)身上。一兩輛車慢行就能在短時(shí)間嚴(yán)重影響道路通行效率。
此外,進(jìn)出口無規(guī)則也是導(dǎo)致堵車的一大原因。按照交規(guī),無論是輔路進(jìn)主路,還是主路進(jìn)輔路,都應(yīng)該是輔路車讓主路車。做到“緩進(jìn)快出”,才能在行車安全的同時(shí)保證主路通行順暢。然而,實(shí)際情況是許多司機(jī)根本搞不清誰讓誰,駛出主路前不提前并線,直到出口就在眼前了,才一點(diǎn)點(diǎn)蹭著往外走,往往堵了外側(cè)兩條車道;而有些進(jìn)主路的車輛又特別猛,快速駛?cè)胫髀?,迫使主路?nèi)的后車急剎車避讓。
2012年,麻省理工大學(xué)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),即使所有的司機(jī)沒犯錯(cuò)堵車仍然會(huì)產(chǎn)生。由于不同車輛的速度之間往往存在細(xì)小的差別,而這些差別會(huì)積累并在某處形成一個(gè)車流密度的極大點(diǎn)。研究人員把超過一定閾值的極大點(diǎn)稱為“堵塞子”。這個(gè)“堵塞子”移動(dòng)的速度比車流略慢,而且不會(huì)自行消失。這樣堵塞就會(huì)在隊(duì)列中傳播并逐漸積累,最終發(fā)生車流密度的跳變形成一個(gè)波峰,所謂的“堵塞波”就這樣產(chǎn)生了。研究人員通過計(jì)算發(fā)現(xiàn),這個(gè)“堵塞波”的傳播方式可以通過某些波動(dòng)方程加以預(yù)測。
這個(gè)理論已經(jīng)可以應(yīng)用到實(shí)際交通的控制中。采用一種被稱作“綠波”的交通模式引導(dǎo)交通可以有效解決“幽靈堵車”現(xiàn)象,這一方法的思路是既然車流的密度是像水波那樣波動(dòng)的,那么只要對(duì)每一個(gè)波包,當(dāng)其到達(dá)路口時(shí)給綠燈,當(dāng)高峰通過后再放行其他方向的車輛。這樣總體的等待時(shí)間就得到了優(yōu)化。同時(shí)這樣也對(duì)車輛的速度進(jìn)行了控制,高于平均速度的車輛將被迫等待,而低于平均速度的車輛則會(huì)努力趕上波峰。
不久前,來自麻省理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員又提出一個(gè)避免“幽靈堵車”的辦法——不要緊跟前車。
研究人員發(fā)現(xiàn),與前后車保持同等距離,就能讓駕駛者到達(dá)目的地的速度快一倍(與跟隨前車的傳統(tǒng)模型相比)。麻省理工大學(xué)教授伯特霍爾德·霍恩稱其為“雙向控制”。
“人類傾向根據(jù)前方的事物觀察世界,所以關(guān)注后方也許是反直覺的?!被舳髡f,“但這種駕駛方式可以減少大量行駛時(shí)間和能源消耗,而且還不用增加車道或改變基礎(chǔ)設(shè)施。”
霍恩承認(rèn)司機(jī)們不太可能在短時(shí)間內(nèi)改變只關(guān)注前方的駕駛方式,因此他建議車輛廠家更新車輛的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng),在汽車的前后兩個(gè)保險(xiǎn)杠都加裝傳感器。
還有科學(xué)家通過數(shù)學(xué)模型分析得出結(jié)果,如果駕駛員降低車速并以固定的速度行駛而不是急停急駛,不但可以節(jié)省燃料,也有望消除“幽靈堵車”現(xiàn)象。例如在高速公路上,以每小時(shí)80公里的速度勻速行駛,比以110公里的時(shí)速走走停停要好得多。
在張輪看來,避免“幽靈堵車”除了駕駛員養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣,不隨意變道、加塞之外,管理者、設(shè)計(jì)者以及其他交通出行參與者,包括行人等,都要避免對(duì)車輛的干擾,如異物入侵、行人進(jìn)入車輛道路等?!耙环矫?,要多方位多層次地對(duì)交通出行參與者進(jìn)行教育,加大宣傳;另一方面,要在技術(shù)上對(duì)出行環(huán)境加以優(yōu)化和改善,諸如隧道內(nèi)的燈光環(huán)境設(shè)計(jì)、安全視野和視距的設(shè)計(jì)和維護(hù)、交織區(qū)和匝道區(qū)域的渠化設(shè)計(jì)等?!睆堓喺f。(本刊綜合)