診療全球堵車(chē)病

汽車(chē)工業(yè)在中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家繼續(xù)發(fā)展，堵車(chē)問(wèn)題也隨之發(fā)展起來(lái)，它并非僅僅是路少車(chē)多那樣簡(jiǎn)單，全球的交通科學(xué)家們都在對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行診斷和給出解決方案。

大城市的交通痛

在北京、上海、廣州、深圳，交通堵塞都算不上新聞了，但是現(xiàn)在，就連成都、長(zhǎng)沙、西安、蘭州這樣的城市的報(bào)紙也開(kāi)始頻頻以交通堵塞為題來(lái)做新聞。堵車(chē)固然不是現(xiàn)代城市獨(dú)有——考古學(xué)家們?cè)诒换鹕交已诼竦凝嬝惓沁z址中，就發(fā)現(xiàn)了古代也有馬隊(duì)和大車(chē)隊(duì)堵車(chē)的證據(jù)，但是馬車(chē)制造的尾氣和噪音可是要比汽車(chē)少得多了。

單算經(jīng)濟(jì)賬，2009年度GDP近12，000億元的北京，按中國(guó)社科院數(shù)量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所的測(cè)算，因擁堵造成的社會(huì)成本損失高達(dá)146億元人民幣，這已經(jīng)超過(guò)了被認(rèn)為是全世界最擁擠的商業(yè)城市莫斯科(12億美元)，成了名副其實(shí)的“首堵”。整個(gè)英國(guó)這個(gè)數(shù)字是20-30億英鎊，還不算所有人在堵塞中浪費(fèi)的S0萬(wàn)年時(shí)間，而人均擁有汽車(chē)最多的美國(guó)每年因堵車(chē)造成的經(jīng)濟(jì)損失也高達(dá)700-1000億美元。如果再考慮堵車(chē)對(duì)都市居民健康造成的影響，它的危險(xiǎn)要比單純的經(jīng)濟(jì)影響嚴(yán)重得多。

莫斯科準(zhǔn)備修建400公里以上的道路，來(lái)緩解每天多達(dá)650個(gè)的堵點(diǎn)，北京市交通委早已撓破頭皮，寄望于建設(shè)“大外環(huán)”，并改變各地進(jìn)京的“漏斗狀”路網(wǎng)。在這種全球性的病癥面前，各地交管部門(mén)、城市規(guī)劃建設(shè)者們都在尋找科學(xué)的解決方案。

優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)最關(guān)鍵

早在20世紀(jì)50年代，現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)的開(kāi)拓者，及生物流體力學(xué)的奠基人詹姆斯·賴特希爾(SlrJames Lighthfll)就已經(jīng)通過(guò)流體力學(xué)來(lái)考察交通的流向與互相影響，至今，交通這一極其復(fù)雜的問(wèn)題仍然吸引著計(jì)算機(jī)、工程技術(shù)甚至天文學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家關(guān)注，當(dāng)然還有數(shù)學(xué)家。

當(dāng)中國(guó)、印度這類發(fā)展中國(guó)家的新引擎轟鳴聲像海嘯一樣地漲起來(lái)，征地修路總有個(gè)盡頭;而在歐美，道路的容量也被開(kāi)發(fā)得差不多了，于是如何優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)成了這些汽車(chē)、城市，乃至整個(gè)人類能否順利前進(jìn)的關(guān)鍵。

今天的科學(xué)家們有了高速計(jì)算機(jī)的幫助，可以模擬數(shù)以千計(jì)的虛擬車(chē)輛在路上是怎樣互相影響的，從這些研究里能找到些線索，幫我們了解堵車(chē)這種看起來(lái)是隨機(jī)發(fā)生的現(xiàn)象。雖然在一條自由通行的道路上，車(chē)子達(dá)到一定的密度肯定會(huì)造成堵車(chē)，但研究交通的科學(xué)家們卻在很多年內(nèi)，都沒(méi)有搞清楚堵起來(lái)的具體原因。

美國(guó)的研究者們最先嘗試用建模的方式，在實(shí)驗(yàn)室中構(gòu)造出堵車(chē)現(xiàn)象。在計(jì)算機(jī)程序中，虛擬的小車(chē)們有著各自不同的運(yùn)行習(xí)慣和特點(diǎn)，然后它們自發(fā)地在道路上組織起來(lái)。在模擬程序中，的確發(fā)生了和現(xiàn)實(shí)中堵車(chē)很像的情況，就像結(jié)晶過(guò)程一樣，在某一點(diǎn)車(chē)流突然逐漸變慢，最后停了下來(lái)。通常的觀點(diǎn)認(rèn)為，這種情況的堵車(chē)是由于道路過(guò)載造成的。

像爆炸波一樣的“堵車(chē)波”

德國(guó)戴姆勒·克萊斯勒研究中心的研究者BorisKerner一直在研究可以順利前進(jìn)的車(chē)流與不同容量的道路之間的關(guān)系。Kerner將堵車(chē)稱為一種“同步交通流”，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)，一旦進(jìn)入堵車(chē)狀態(tài)，所有的車(chē)就會(huì)陷入一種以同樣速度，集群式蠕動(dòng)前進(jìn)的境地，這種情況還會(huì)像波浪一樣向車(chē)流的上游蔓延。

最近，英國(guó)?？巳卮髮W(xué)的一個(gè)數(shù)學(xué)家小組卻發(fā)現(xiàn)，這種情況并不完全是因?yàn)榈缆愤^(guò)載，司機(jī)們的行為也與此大有關(guān)系。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)模型，模擬在車(chē)道上出現(xiàn)一些意外情況，比如有人拋錨，或者卡車(chē)變道，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在某種情況下，如果汽車(chē)以一定的密度和速度在道路上前進(jìn)，一個(gè)司機(jī)突然剎一腳車(chē)，會(huì)在后方的車(chē)流中引發(fā)一個(gè)短暫停頓的“堵車(chē)波”，而且持續(xù)數(shù)英里之遠(yuǎn)。在第一個(gè)司機(jī)踩剎車(chē)時(shí)，后面的車(chē)也被迫剎車(chē)，這樣A持續(xù)到整個(gè)車(chē)流越來(lái)越密，發(fā)展成一個(gè)走走停停、長(zhǎng)達(dá)數(shù)英里的堵車(chē)帶，直至最后堵死。整個(gè)過(guò)程類似于一次自發(fā)的蝴蝶效應(yīng)，仿佛一個(gè)新手在北京復(fù)興門(mén)的一腳剎車(chē)便會(huì)讓在國(guó)貿(mào)上班的某位白領(lǐng)遲到一個(gè)小時(shí)。

汽車(chē)大國(guó)日本的研究人員也發(fā)現(xiàn)了類似的堵車(chē)波傳遞現(xiàn)象，他們弄了22輛真的小汽車(chē)，在一條劃好的230米長(zhǎng)的圓形路線上單向跑圈，要求司機(jī)們都按時(shí)速30千米駕駛。一開(kāi)始22輛車(chē)跑得很順，但當(dāng)一個(gè)司機(jī)改變了他的車(chē)速，有兩輛車(chē)的距離縮短了，而且很快就形成了一個(gè)小型的堵車(chē)局面，這個(gè)堵塞本身逐步向后移動(dòng)。參與研究的名古屋大學(xué)物理學(xué)家YukiSugiyama說(shuō):“雖然我們?cè)囼?yàn)中出現(xiàn)的堵塞很輕微，其行為不同于大的高速公路，但當(dāng)車(chē)輛一個(gè)接一個(gè)駛進(jìn)公路，總量超過(guò)了公路承載能力臨界值時(shí)，車(chē)的自由行駛狀態(tài)就會(huì)變得不穩(wěn)定?！?/p>

對(duì)這種不知道怎樣就發(fā)生了的堵車(chē)，科學(xué)家們稱之為“幽靈式堵車(chē)”。美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們則發(fā)現(xiàn)，“幽靈式堵車(chē)”的波動(dòng)與爆炸形成的沖擊波有很類似的地方，而且即使所有的司機(jī)都以相同的方式行駛，它也會(huì)發(fā)生。交通模型表明，有兩種情況會(huì)誘發(fā)“幽靈式堵車(chē)”:一、車(chē)流密度大，行駛緩慢;二、司機(jī)需要時(shí)間來(lái)適應(yīng)新的交通環(huán)境。

交通亟待科學(xué)管理

并不是所有的堵車(chē)都可以從技術(shù)或科學(xué)理論來(lái)解釋。

在北京，從2010年8月13日—直持續(xù)到9月中旬的京藏高速大堵車(chē)吸引了世界各大媒體的關(guān)注。這條西北方向進(jìn)京的主干道，一直從進(jìn)京方向、河北堵到了內(nèi)蒙古境內(nèi)。其實(shí)在平時(shí)，司機(jī)被困在這條幾百千米的路上三四天也不罕見(jiàn)。在這次每天幾乎只能前進(jìn)2千米的世紀(jì)大堵車(chē)中，隨著堵車(chē)迅速形成了一條小型經(jīng)濟(jì)帶迅速圍繞公路形成，公路周邊的居民很多都成了向司機(jī)們高價(jià)賣(mài)水和食品的小販，與阿根廷作家胡里奧·科薩塔爾的著名堵車(chē)小說(shuō)《南方高速公路》中的描寫(xiě)—?！獦?。

表面上看這條路上超載的拉煤大貨車(chē)是堵車(chē)的關(guān)鍵原因，但更深層次的原因是路網(wǎng)不健全。另一條進(jìn)京道路八達(dá)嶺高速公路，對(duì)4噸以上的貨運(yùn)車(chē)輛限行，導(dǎo)致京張、丹拉、宣大等路的貨運(yùn)車(chē)輛都像漏斗一樣，通過(guò)張家口匯集到110國(guó)道新線。按照中國(guó)科技大學(xué)姜銳博士的說(shuō)法，“緩解擁堵的措施有3個(gè)。一是減少汽車(chē)出行量，二是增加現(xiàn)有交通設(shè)施，三是科學(xué)管理。如果無(wú)需采取前兩種策略，就能緩解擁堵，則顯然是管理出了問(wèn)題?！?/p>

超大城市的規(guī)劃問(wèn)題

拜發(fā)展經(jīng)濟(jì)所賜，北京現(xiàn)在已經(jīng)是全球堵車(chē)最熱門(mén)的城市之一，在美國(guó)《外交政策》的新榜單上排行第一，同時(shí)上榜的還有墨西哥城、圣保羅、莫斯科、尼日利亞的拉備斯。這個(gè)有2000多萬(wàn)常住人口的城市，平均每個(gè)人每天在路上花掉1個(gè)小時(shí)，有84%的人認(rèn)為被交通影響了工作學(xué)習(xí)。更可怕的是，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已超4SO萬(wàn)的北京還在以每天增加2100輛的速度，迅速向東京、紐約、洛杉磯、倫敦這些超級(jí)大城市看齊;而且司機(jī)們紛紛表示，寧可在自己的車(chē)?yán)锎抵照{(diào)堵，也不愿在公交車(chē)或地鐵上被人擠著堵。

英國(guó)交通研究實(shí)驗(yàn)室(Transport ResearchLaboratory，TEL)負(fù)責(zé)交通行為研究的首席顧問(wèn)TimRees認(rèn)為。這些大城市的城市規(guī)劃難辭其咎，“有些城市是依賴修建汽車(chē)決速路滿足交通需要的，這卻更容易導(dǎo)致堵車(chē)，”他說(shuō)，“—旦路上有堵車(chē)的傾向，人們會(huì)習(xí)慣性地想要抄近道快點(diǎn)脫離，或是從道外超車(chē)從空隙中向前鉆，其他司機(jī)不得不減速、剎車(chē)，這會(huì)引起長(zhǎng)達(dá)20英里的連鎖反應(yīng)?！崩硐霠顩r下，要想減輕交通壓力，所有司機(jī)應(yīng)當(dāng)在線內(nèi)老老實(shí)實(shí)等著，但這極少極少發(fā)生。而在快速干道的網(wǎng)絡(luò)之間，又缺乏大量細(xì)密的小路，使得一旦某幾條主路發(fā)生堵塞，司機(jī)們便無(wú)路可走。

在北京，城市中心的發(fā)展非常單一化，商業(yè)經(jīng)濟(jì)依然集中在CBD或金融街這樣的老城區(qū);城區(qū)北部又發(fā)展過(guò)熱，住宅扎堆，再加上周邊十多個(gè)在規(guī)劃中或已建成的衛(wèi)星城，如回龍觀、天通苑等，形成大量的城際通行人口，其實(shí)這種模式早已被莫斯科、倫敦證明了是一種失敗的策略。

從嚴(yán)厲到搞笑的防堵

全世界面對(duì)這樣一個(gè)問(wèn)題給出了無(wú)數(shù)種解決方案，從極端嚴(yán)厲的到荒誕不經(jīng)的都有。北京的辦法是尾號(hào)限行，周一至周五，每天有兩個(gè)號(hào)碼的車(chē)牌不能上路，比如周一尾號(hào)是1與6的車(chē)不能上路，周二是2與7，以此類推，到了下個(gè)月，再換成周二尾號(hào)是1與6不能上路。還有發(fā)明家正在研究把車(chē)底挖空抬高拉大，可以讓小汽車(chē)在其中穿行的軌道公

交車(chē)(《新知客》2010年9月刊有過(guò)報(bào)道)。