第73节:为什么蚂蚁不会遭遇交通堵塞(16)
系列专题:《我们为什么这样开车:开车经济学》
如果不对公路上的全部交通流量进行分析,你不大可能确切地知道贝蒂的实验有什么好处。人们不过是在他前面并进车道,使他的位置后移(如果他希望保持同样车距),而他后面的那些人认为他开得很慢,于是驶到旁边的车道,情形变得更加不稳定。贝蒂只是利用了十分拥挤的交通堵塞这一条件,再把这种办法延续到后面车辆,这样的话每辆车通过这一路段花费的时间同样多,还可以省油,同时减少追尾事故,这是两个额外的好处。那么,如何让大家配合你?如何阻止他人不占用你让出来的空间(这种事似乎经常发生)?实际上,问题还是:我们如何在公路上模拟蚂蚁留下痕迹的行为?
一个办法就是实施"可变限速"体系,现在,从英格兰的M25"受限公路"到德国的高速公路,再到澳大利亚墨尔本的西环路等很多道路上都应用了这一系统。这种系统把线圈探测器和可变限速标志联系起来。如果系统发现交通的运行速度减慢,它会向上游发出警报。后面的司机只好被迫限速(由车牌摄像头执行)。理论上,这种做法可以降低冲击波带来的影响。虽然很多司机都怀疑将时速限制在40英里以下的做法会导致交通拥挤,但对M25公路进行的一项调查却发现:这比司机在停停走走的道路上花去的时间要少,不仅降低了20%的撞车率(本身对车流有利),而且降低了近10%的车辆废气排放量。适应了这种系统之后,司机的行驶时间减少了很多,这再次印证了"慢即是快"的道理。 设计高明的公路也需要聪明的司机。可悲的是我们的驾驶方式带来了很多交通问题。我们不是加速太慢就是刹车过慢,或者相反。当我们没有保持适当车距,想回到车道上时,这种影响就被放大。交通是一种非线性系统,这意味着系统的输出不等同于输入。在长长的车队中,第一辆车开到了停车标志处,人们不可能准确地预料到后面的车辆可以多及时地把车停下,或者应该在多远处停车(或许根本不需要停车)。后面的车辆距离越远,情况就越难以预测。 司机过度反应(或者反应不足)会突然之间引发冲击波,就像一条鞭子断了一样。后面的几辆车开始发生撞车事故,而前面的司机已将车开走。研究人员对明尼阿波利斯市的公路上的一次撞车事件(连续7辆车被迫紧急刹车)进行了一次调查,结果发现:队伍中的第7辆车撞上了第6辆。在正常情况下,我们会设想:如果车辆之间的距离够大,那么不论发生什么情形,后面的车都可以及时停车,不会造成任何事故。 不过,研究车队里车辆刹车轨迹的调查人员发现:可以肯定的是,第3辆车应该对整个事故负主要责任。这是为什么?因为第3辆车迟迟没有做出反应。对于分配给汽车刹车距离的所有"共享资源",它"消耗"了大部分。这导致后面的车辆没有足够时间和空间停车。即使第7辆车比第3辆车的反应迅速,由于它跟第6辆车跟得太紧,在这种极端情形之下,它还是无法及时停车。如果第3辆车迅速做出反应,那么撞车事故很可能避免。研究人员指出,那些追尾的车辆司机并没有保持"团体最优化"(socially optimal)车距,这样增加了他们撞上前面车辆的危险性,也使他们面临被后面车辆撞上的危险。 如果通过精度计算能够对反应速度进行预测,那么情形又会怎样?最终答案是:这需要设计高明的公路和聪明的司机的结合才行得通。如果有人能知道"聪明技术"(smart technology),可能就不会发生什么事故。这种技术是指发生在人力控制范围之外的事。L·克雷格·戴维斯[L. Craig Davis,一名物理学家,在福特汽车公司工作了多年,他也是对安装自适应巡航控制系统(简称ACC)进行模拟实验的一员,现已退休]发现:在高端车辆安装模型上安装这种系统,利用数学方法计算出的最佳速度来保持车距,可以提高车流速度。但这也无法完全消除冲击波的影响,戴维斯说道。即使整队车辆步调一致,同时加速也如此,他说,"如果它们在时速60英里时加速,并保持适当车距,这种冲击波的影响依然存在。" 很显然,模拟实验说明:如果有十分之一的车辆安装了自适应巡航控制系统,那么交通堵塞的问题就不会如此严重。如果10名司机中有2名司机的车辆安装了这种系统,大家就可以共同避免这种堵塞现象。在一次实验中,在另外一辆汽车上安装了自适应巡航控制系统之后,戴维斯计算出了避免交通堵塞的精确时间。这种极其脆弱的平衡让人们想到了蝗虫的例子。如果达到了临界密度,那么再多一只蝗虫,它们的行为全都开始变得截然不同。 然而,戴维斯的模拟实验中存在一个问题:安装了自适应巡航控制系统之后,如果模拟车辆和其他车辆之间保持很大车距,倘若没有安装这种系统的车辆从匝道上开过来,那么想在车辆之间找到一个安全位置就很困难。而且像人的驾驶一样,安装了自适应巡航控制系统的车辆并不觉得自己应该给开进来的车辆让路。即使这些问题可以得到充分解决,但我们在公路上依旧无法相互合作,因此造成了很多不良后果,不过我们可以接受的一个让人宽慰的教训便是:有时,连机器并道都难免会遇到麻烦。
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