什么是“幽灵堵车”

开车人士应该都遇到过这种情况:明明前方没有发生事故,也没有路段整修,一切都是那么的平静和正常,但,还是堵车了(不考虑红绿灯因素)。此时除了等待,也别无他法。


这种颇为诡异的交通堵塞,被称为“幽灵堵车(Phantom Traffic Jams)”,通常会在路面承载过多通行车辆时出现,如“高速春运”。


麻省理工学院的计算机科学教授Berthold Horn表示:出现“幽灵堵车”,可能和司机的“坏习惯”有关,如急刹车、不必要的更换车道等。


在车辆过多过密的情况下,当一辆车做了轻微减速,后续车辆也会跟着做出反应。这种调整会像一波波浪潮,向后传递(且减速程度因人而异),最终迫使后面的某辆车不得不停滞下来(以避免追尾),于是便形成了拥堵。


“幽灵堵车”的本质,其实是“由不良开车习惯引发和加剧的蝴蝶效应”。


多年来,Horn教授一直致力于研究“幽灵堵车”现象的成因和解决方法。其认为比较有效的一种可尝试方案,是借助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)快速的调整与前后车之间的距离,尽量使自己位于二者之间”。因为适当的车距在车流中扮演着阻尼器的作用,理论上说可以缓解潜在的“幽灵堵车”。


Horn教授和研究员们还建立了一个机器人仿真模型以作验证。视频大概7分钟,一开始模拟的是普通路况,可以看到小车开始进入“循环拥堵”。2分09秒时,研究员开启了双边控制(车上的小灯会变蓝),拥堵情况开始缓解并最终消失(后面则是关闭后再次试验了一次):


视频转自Youtube


当然,视频中展示的是简单而理想化的实验环境,现实车道要复杂的多。


单就“让所有司机时刻注意调整与前后车的车距”这一条,似乎就很困难了。


不过,Horn教授表示,行车间距双边控制法可以通过对“自适应巡航控制系统(ACC)”进行简单修改来实现。


ACC是一种智能化的自动控制系统,安装在车身前部的传感器(雷达)会时刻扫描车辆前方的道路,当车距过小时,ACC控制单元会通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协作,使车轮适当制动,并降低发动机的输出功率,从而让车身与前方车辆始终保持安全距离。


目前不少新车都已安装ACC系统。在“联网自动驾驶汽车(networked self-driving cars)”普及之前,通过微调ACC实现行车间距双边控制,或许可以尝试解决“幽灵堵车”。


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参考素材:
https://www.livescience.com/61862-why-phantom-traffic-jams-happen.html

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