堵車有哪些原因？

11-16

出乎大家意料的是，最常見的原因是「沒有原因」的堵車。

特殊狀況和原因，@夏曼迪已經列的比較全面了。不過實際上在沒有交通事故，沒有特殊情況的時候，仍然會有幽靈堵塞現象(phantom traffic jam)發生，就是大家通常遇到的，看著前頭堵車了，但是開過堵車的地帶發現沒有並什麼特殊狀況。也就是沒有特殊原因的堵車。

這種堵車發生的原因是當車流比較飽和的時候，實際上大家都勻速前進這個狀態是非常不穩定的。只要有一點兒擾動（@夏曼迪）講的任何原因之一，前方的司機變道或者踩一腳剎車，就會立即造成後方車輛依次做出連鎖反應，然後形成一個虛擬的堵車點，這個堵車點會堆積大量車，然後逐漸蔓延到很遠的後方。

這是一個交通事故（可以是任何別的原因），造成第一輛車暫時停下來

當這事故現場清理乾淨以後，後面的車仍然需要依次加速離開

後方的車看到的情況就是，沒有任何異常情況啊，為什麼大家都停在這裡。而從更宏觀的角度，我們會看到路上有一個「擁堵帶」，在逐漸向後方移動。取決於車輛密度，這個擁堵帶有可能會越長越大，然後就永久地呆在那裡，直到車輛稀少以後才會逐漸消失。

名古屋大學做過一個有趣的實驗，很多輛車排成一個圈，先開始排在一定間隔，然後要求各個司機儘可能勻速繞圈行駛。

儘管司機們知道這是實驗，並儘可能勻速並保持和前車適當距離。隨著時間推，出現了細小的擾動，有的車和前車距離縮短了，並踩了剎車——再過一段時間這個擾動放大了，最終還是發生了交通擁堵。如上圖所示。

解決這種沒有原因的堵車，說起來非常很簡單——只要每位司機都保持和前車足夠距離。前車剎車時，後車也溫柔地踩剎車，前車加速時，後車也立即加速（車和車之間的空間保持相對固定）。顯然這是個執行起來很困難的建議，因為人反應起來都有延遲，更要命的是，總有那麼一小撮人很不守規矩，喜歡離前車非常近——最後的結果就是他由於反應延遲，當前車踩剎車時，他由於延遲拉近了和前車的距離，因此需要加倍用力地踩剎車才能把速度更快地降下來才能保持安全車距，他後面的車則需要更加倍地用力踩剎車……最終的結果，或者有幾輛車幾乎停了下來，或者發生了交通事故，於是就發生了幽靈堵車甚至真實的堵車。

這實際上是一個蠻有意思的現象，少數人極輕微的「違法」可以迅速毀掉一個組織良好的「隊伍」前進的步伐。儘管這少數人甚至都沒有意識到他們的行為會產生這麼大的危害。

在此，也有一個倡議，諸位知友在快速路/高速公路駕車時，不妨試試和前車拉開多一點距離，盡量以均勻的速度駕駛，你會發現你其實很少需要急加減速，前車加減速產生的擾動會被你的距離給抹平掉。如果大家都能這麼做，地球也會更綠色一點。

下面MIT的鏈接有些描述這現象的動畫，有興趣可以看看。
Formation of a "phantom traffic jam"

補充：這是典型的囚徒困境，如果大家都守規矩，就是共贏。但是如果一個人不守規矩，這個人則會稍微揀點便宜，所有剩下的人都輸得很慘。這種困境在社會問題上通常是很難處理的，必須要引入更多外部因素打破這個困境。

參考資料：
[1] Traffic jams without bottlenecks
[2] SCIENCE HOBBYIST: Traffic Waves, physics for bored commuters
[3] MIT Mathematics

午睡前打開了知乎日報，看到了 @聖嘆門下牛馬走的答案，也上來怒答一發。
不同的角度，重在交流。

很多城市也意識到了交通問題的重要性，於是很多地方主政者便想當然的覺得我把路修寬不就好了。
好。到這裡，我們可以發現身邊確實有很多雙向八車道、雙向十車道，我見過最誇張的是雙向十二車道。（這裡的雙向xx車道指的是一條路上車道的總數，單向為xx/2條車道）

沒錯表面上看這種道路很好啊！寬敞！大氣！最主要的是地方領導喜歡啊！上級來視察有面子啊！

我很喜歡一句話：不知不謂。
而在我們國家很多事情，總是由外行說了算。

這種多車道道路其實很危險，通行效率也很低。
原因一：車道數過多時，大部分司機不會再滿足跟弛，會尋求變道超車，這會極大增加事故率，然後造成事故性交通擁堵。
原因二：這種道路的交叉口容易成為瓶頸路段。

我不知道這是基於哪個城市路網實際規劃得出的結論。
私以為，以如此簡單粗暴的結論概括堵車的原因非常不妥，我就結合我的工作，結合我經手的實際案例，來給大家分析分析個例中堵車的原因以及解決的方式吧。
窄至雙六，寬至雙十二的路，多見於城市快速路主幹路的環線和射線，這類道路首先要解決的問題是大過境交通需求。當然，在我國近些年的大規模造城運動的背景下，很多城市的新區裡面的路也都修的非常的寬，但這類路並不堵，在這我也就不討論這種路了。
首先要明確一個概念，道路自身是有通行能力的。
現行的《城市道路工程設計規範》（CJJ 37-2012）中，對通行能力做了如下規定：
快速路：

一般道路：

（圖片截自豆丁。這本規範編寫組裡面有兩個人都跟我一間辦公室XD）
在我們實際使用中，一般都直接採用設計通行能力。這個數值是在基本通行能力之上考慮非機動車、車道寬度、交叉口、車道數等因素後進行折減得來的。在舊版規範中這些因素的折減係數都分別給出，設計人需根據不同的情況自己計算設計通行能力，但後來結合實際情況發現沒有這個必要，就直接給出了統一的數值。大差不差。
那麼，當我經過OD調查、預測之後，發現在2035年每天在高峰時段從城南到城北的車輛要達到5000輛/小時的時候，一條雙向8車道快速路無疑就是最為直接的解決方案。普通的城市路網解決這類交通需求的效率極為低下，相信你自己開車也有體會。於是，在大型城市中，這樣的城市快速路網便應運而生了（以天津為例）：

在圖上淡綠色區域代表的中心城區範圍內，除了圖上標出的道路之外，你很難再找到超過雙向6車道以上規模的道路了。

在圖上淡綠色區域代表的中心城區範圍內，除了圖上標出的道路之外，你很難再找到超過雙向6車道以上規模的道路了。
除各地的新城之外，這樣寬敞大氣的路，對於大城市，若無需求，便沒必要；對於小城市，沒有實力，根本修不起。（市區內已經堵成狗了讓我們做了主幹路改快速路方案，施工圖都出完了最後當地政府又因為沒錢把項目下馬，這種情況，光去年一年，我參與的有就三個）
那麼，這種寬闊大路的交叉口如果成為瓶頸，原因就是因為這條路太寬了嗎？且看我實例（力）分析！
道路交叉口有兩種，一種是平交，即紅綠燈控制的平面交叉口，另一種是立交，一般就是指立交橋或地道。
先說平交。
實例：

西北——東南向的這條路為雙向8車道城市主幹路，限速80km/h，是目前某市老城和新城（此市政府機構已搬遷至新城）之間最快捷的通道；

西北——東南向的這條路為雙向8車道城市主幹路，限速80km/h，是目前某市老城和新城（此市政府機構已搬遷至新城）之間最快捷的通道；
東北向為跨海大橋，雙向6車道，限速60km/h；
西南向現狀為雙向兩車道道路，通向別墅區，幾乎沒車，無限速標誌。
我們要建的是這個跨海大橋。

交叉口效果圖，視角在東北方。

這是利用TransCAD預測的遠期（規範要求預測年限為20年）早高峰交通量。

這是利用TransCAD預測的遠期（規範要求預測年限為20年）早高峰交通量。
這個平交口的問題在於西北——東南向的這條路的交通需求過大，已接近道路設計通行能力，並且兩個方向的交通量帶有潮汐特性；而東北和西南的兩條路交通量又不匹配。如果信號燈採用常規配時，要麼西北——東南方向壓著一堆車而西南向的路口亮著綠燈沒車；要麼就是東北方向的大橋上排隊的車等幾個燈時都過不去。堵了。
所以，在道路通行能力還夠的前提下（不夠就是路不夠寬），平交口發生擁堵基本上就是相交道路之間各個流向的交通量、通行能力的不匹配。
在我給當地政府上報的交通專項分析報告里，我用了Vissim對這個平交口進行了模擬模擬，採用了一個非常規的配時，結果嘛，還可以：

路上的小點點就代表車，路口壓的車一個燈時都能放完。

這是這個平交口早高峰服務水平的計算表。平交口總體達到三級，滿足規範要求。

這是這個平交口早高峰服務水平的計算表。平交口總體達到三級，滿足規範要求。
剩下的，要麼拓寬道路，要麼在接下來的20年里抓緊完善路網。
------------一下午一邊上班一邊寫這個，快下班了，先去相個親=。=回頭再來更----------
謝謝大家的支持。
明天要上市長會，論一個活兒的可實施性，剛改完PPT回來。
緊接著還要出圖，這個坑最近可能填不上了，但這個答案後面想說的話還有很多，我一定會講完的。
評論里有兩位朋友對這個數據表提出了些疑義，我解釋一下。自己的電腦上關於工作的東西不多，我盡量用文字說清楚。
《城市道路工程設計規範》（CJJ 37-2012）中，是根據道路的飽和度（V/C值，即交通量和通行能力的比值）來判定道路服務水平的。看飽和度的含義相信大家也都多少能理解點，用這個來判定路段上的通行能力是沒問題的，但是要是判定路口的服務水平其實就有點不合適了，畢竟影響因素多很多，畢竟大家都會因為色燈控制集體加減速以及停車。因此，在我所在省份的地方標準中，是以「延誤」這個概念來區分交叉口服務水平的，分為「ABCDE」5個等級。「延誤」大家可以通俗的理解為你駕車通過路口等待的時間。
可這個活兒是別的省的活兒，人家不認我們的地方標準，只能把計算表刪掉幾列，最後只留下和國家標準相同的地方。所以這並不是個完整的表，呈現的結果也不是這個計算表本來想要表現的東西。這個就是國標與地標，地標與地標間結合的問題。
還一個Vissim的事兒。
目前存在一款能夠完全模擬的模型嗎？我覺得沒有。個人觀點，見識有限。我坦誠Synchro這款軟體我完全不了解，也沒用過。
我需要的僅僅是一款好用的模擬軟體，讓我能夠了解到某些特定條件的改變會引起怎樣的變化。
其實，這條路上，4500+的交通量，不用模擬我都知道，該去完善路網了= =~
--------------------------------------------------------2015.7.27晚11點---------------------------------------------------------

未經熟慮，隨手寫的答案居然被日報收了，受寵若驚。
批評指摘我全都接受，歡迎私信討論。

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排名第一的答案從一個現象解釋了該問題。但這個原因並不是城市道路堵車最普遍的原因，它適用於跟馳型連續流，也就是高速公路上的車流；而城市道路車流由於交叉口的存在多為間斷流。

總的來說造成交通擁堵的實質是一個供需矛盾問題。
目前解決這一問題主要從兩方面解決：增加路網密度，提高交通組織管理水平；以及 @陳小龍提到的在城市規划過程中，合理規劃城市功能分區，提高路網的平均使用率。

很多城市也意識到了交通問題的重要性，於是很多地方主政者便想當然的覺得我把路修寬不就好了。
好。到這裡，我們可以發現身邊確實有很多雙向八車道、雙向十車道，我見過最誇張的是雙向十二車道。（這裡的雙向xx車道指的是一條路上車道的總數，單向為xx/2條車道）

沒錯表面上看這種道路很好啊！寬敞！大氣！最主要的是地方領導喜歡啊！上級來視察有面子啊！

我很喜歡一句話：不知不謂。
而在我們國家很多事情，總是由外行說了算。

這種多車道道路其實很危險，通行效率也很低。
原因一：車道數過多時，大部分司機不會再滿足跟弛，會尋求變道超車，這會極大增加事故率，然後造成事故性交通擁堵。
原因二：這種道路的交叉口容易成為瓶頸路段。

不知大家發現沒有，在一般的城市道路信號交叉口單向車道數會增加，把非機動車道或對向車道畫出一部分做新的車道，比如本來的單向兩車道變成三車道，本來的單向三車道變成四車道。這種設置叫做交叉口展寬。

這種設置的原因也很簡單，因為信號交叉口實際上是將一個信號周期（紅黃綠的總時間）內的所有交通量集中在綠燈期間內通過。
而設置交叉口展寬可以使交叉口排隊長度變短（畢竟增加了車道嘛），提高在綠燈期間的通過效率,用空間換時間。

好了再看看這種單向多車道的交叉口。
首先看交叉口形式，理論上講這種雙向八、十車道的道路理論上講是不規劃信號交叉口的。

貼一個道路交通量與交叉口設置形式的圖：（請自動無視坐標上的數字，正好開著matlab就順手做了一張）

但很多時候由於經濟原因還是採用的信號交叉口。

那問題來了，這種炒雞寬的道路怎麼設展寬？沒法設！單向兩車道、三車道時你設一、兩條展寬車道可以有效提高交叉口通行能力，單向五車道你就需要要二到四條展寬啊！但城市土地寸土寸金啊！於是建設這種多車道的決策者就少設展寬，甚至不設展寬。

好了，道路剛建完時交通量小可能沒什麼問題，交通量變大時這個交叉口就成了這整條道路的瓶頸，大家都知道木桶效應吧。具體表現為交叉口的一個相位周期內無法將交叉口的到達車輛清空，也就是等一個紅燈也沒通過交叉口。

我舉這個栗子是想說，我國的交通擁堵不管從道路建設、道路設計還是交通管理與組織方面講，其實很多是由於決策者的不專業造成的。

這裡又想吐槽一下，在中國隨便什麼做設計、規劃的，有尊嚴嗎？？？

在歐美城市道路中，你很少見到雙向六車道，基本見不到雙向八車道，城市道路都很窄，但路網密度很高。
路網密度高從交叉口方面講最大的優勢就是可以肆無忌憚的在交叉口設禁左，這可以極大的提高信號交叉口的通行能力。
事實證明通過科學的路網規劃、道路管理是可以緩解道路擁堵的。

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暫時就這些吧

update at 2014/5/29

@YuDan 的回答非常好。我稍微補充兩點評論：

1. 他的回答中所描述的「堵車點從平滑過渡的車流中逐漸形成然後緩慢後移」這件事是可以被精確地數學表述的。事實上，這就是偏微分方程中的激波（shock wave）理論所描述的對象。大多數數學教材在討論簡單的激波模型的時候都會拿交通堵塞來作為例子，而用數學模型來更精確地刻畫和預測交通堵塞也一直是應用數學中的一個熱點問題。南方周末曾經有過一個科普稿子討論這件事：南方周末 - 交通擁堵：遠未解決的科學難題

2. 正如他的回答中所說的那樣，這種堵塞的消除需要更好的車距控制，而這是駕駛員很難準確維持的。所以這就是 Google 的無人駕駛汽車的重要優勢之一：大大緩解交通擁堵，因為電腦控制車距的能力要強得多。

還有可能是：路修多了
布雷斯悖論

布雷斯悖論
維基百科，自由的百科全書
在一個交通網路上增加一條路段反而使網路上的旅行時間(travel time)增加了，而且是所有出行者的旅行時間都增加了，這一附加路段不但沒有減少交通延滯，反而降低了整個交通網路的服務水準(level of service)，這種出力不討好且與人們直觀感受相背的交通網路現象就是人們所說的Braess 悖論現象。

Braess悖論_百度百科

Braess悖論
Braess悖論是由數學家 Dietrich Braess在1968 年的一篇文章中提出的，是一佯謬。Braess悖論是指

Braess悖論現象
在個人獨立選擇路徑的情況下，為某路網增加額外的通行能力（如增加路段等），反而會導致了整個路網的整體運行水平降低的情況。有時在一個交通網路上增加一條路段，或者提高某個路段的局部通行能力，反而使所有出行者的出行時間都增加了，這種為了改善通行能力的投入不但沒有減少交通延誤，反而降低了整個交通網路的服務水平。人們對這個問題做過許多研究，在城市建設當中也盡量避免這種現象的發生。但在複雜的城市道路當中，Braess 悖論仍然不時出現，造成實際交通效率的顯著下降。若某道路系統的納什均衡並非最優狀態，就可能會產生Braess悖論現象

參考
第三屆ScienceWord 杯 B題特等獎論文
第三屆ScienceWord 杯 B題特等論文

@DD YY 是從微觀的交通工程的角度，很好的說明了很多具體的堵車沒有什麼明確的原因。

我這裡從宏觀層面大概說說造成堵車的原因是非常複雜的，所以解決起來也只有多管齊下：

城市規劃不當。這方面其實也很複雜，理論上低密度城市只要道路設施和規劃不存在太大問題是最好的，不會有擁堵。但對於大城市來說，因為人口密度不可能過低（否則城市面積過大無法同城通勤），那麼反而中低密度很多時候總體交通狀況不及高密度城市，因為中低密度的面積很大的城市如洛杉磯，除了開車以外沒有坐公共交通、騎自行車等其他方便選擇，反而導致擁堵的危害尤其嚴重。此外，雖然有些時候城市多發展副中心會分散主城的交通壓力，但如果在建設副中心的時候，造成不同功能在空間上過度分離，睡城的人每天單向去往CBD，那麼造成的擁堵是更加嚴重的，所以有時候反而單中心向四方輻射的結構相對好，即使也有擁堵，但起碼通勤距離平均較小（在雙職工家庭為主的社會尤為如此，單職工家庭為主的社會多發展副中心，人們可以盡量就近居住，但雙職工就很難）。這方面研究很多，但具體到城市情況往往很複雜，不容易輕易改進。
人口密度過高，導致交通設施相對於車輛數量永遠不可能夠用（即使人們全住到地下，地面全修成路，如此高的密度也無法容納一家一輛私家車的出行）。如果是人口密度非常高的城市，如上海、香港、東京、曼哈頓等，只要不強制限制私家車的使用，那麼是一定會出現擁堵的。在這種城市，如果不在擁堵路段收取道路通行費，那麼道路容量一定是供不應求的，最後的結果實際上是通過擁堵作為時間成本來調控車流。但是我這裡的意思絕不是說城市密度不宜過高。在高密度城市，公共交通，步行，騎自行車一般會更方便，城市的多元文化發生碰撞的機會也更多，而擁堵本身往往對於高密度城市居民也未必是不可接受的，因為可能出行的距離並不需要很長。
替代交通方式發展不夠。通過公共交通、自行車等替代方式可以減少大家對開車出行的依賴，也可以減少擁堵。
道路規劃不當。比如北京相比上海單位路面的車輛並不多很多的情況下，交通情況差很多，一個很重要的因素就是北京路寬，但路不夠密不夠多，這種多車道環線雖然理論容量大，一旦某一點擁堵，負面影響也很大。而如上海一樣路更窄，但路網更密的模式，容錯能力更強，網路上一點發生擁堵替代路線多，相對較好。此外，很多城市通過改單行線，對交通也有不少改善。
信號燈設置不夠科學。美國的道路會按照通行需求和本身道路建設標準分成Freeway, Highway，Arterial，Collector，Local等多個級別，並根據道路級別設置綠燈時間長短，通行量更大的道路綠燈時間更長，這方面中國城市一般也會考慮，但道路分級的方法，哪條路優先順序更高路網會更高效這些，做的似乎沒有美國細緻。此外，在主要道路上，美國常常會設置多個交叉口同時亮綠燈，這樣可以增加運行效率，減小因為綠燈起步、黃燈制動的低速狀態下損失的通行容量。中國這方面似乎考慮較少。
左右轉沒有分離。中國雖然這些年改善了不少，大部分交叉路口有左轉專用道。但還有很多道路沒有設置專門的左轉道，致使左轉的車輛阻擋了直行車輛，而設立了左轉到的有很多沒有專門設計左轉通行的時間，左轉車輛靠跟直行車輛搶道左拐，既不安全又影響效率。而右轉道設立的就更少，因為本身紅燈就可以右轉，右轉和直行分離的必要性也很高，不然直行車輛會阻礙右轉車輛。此外，因為很多車輛在路中段需要掉頭或左轉進入商場、飯店，又沒有在道路中央設立待轉道，使得待轉車輛要麼阻礙同向直行車輛，要麼搶先左轉阻礙迎面車輛。

下面幾條是道路秩序方面的：

亂停車的太多。停車位缺乏有效設置和管理，也缺乏足夠的處罰和監管力度，比如美國一旦違章停車阻礙交通直接拖走，費用車主自負。導致很多車輛佔用行車道停車，或者是佔用非機動車道停車，反過來致使低速的非機動車佔用機動車道行駛，阻礙交通。
行人、非機動車秩序混亂。在中國行人和自行車、電瓶車違反交通規則沒有任何處罰，致使他們常常橫衝直撞，到處亂走，影響機動車行駛秩序。在小地方，還有很多飯店人員佔道拉客，小攤販佔道擺攤的情況。交警應該對這些現象進行高額處罰，比如美國行人橫穿馬路一般罰款也在100美元左右。
車輛行駛速度不一致。中國的交規只限制最高速，卻不限制最低速，很多汽車為了所謂自身安全，在無擁堵情況下遠低於道路限速行駛，阻礙其他車輛正常駕駛的同時，增加相對速度，造成某些車輛強行超車，對整個道路造成危害。在美國考駕照，如果低於限速超過10mph，會當即fail。
很多車輛不按道行駛。中國的路考、交規培訓、駕照管理規則都對不按道行駛處罰力度不夠。騎線行駛的車輛非常多，白白浪費一條車道。搶道，亂變道還不打燈的車也非常多。
綠燈亮後車輛通過速度不夠。在美國綠燈亮後，基本上頭車需要大腳油門起步，後面車輛也都需要快速跟上，這樣一個綠燈可以多過好多車。國內很多司機為了自己省油，覺悟不夠。另外還有一些人手動擋操作不熟練，造成半路熄火的，屬於駕照考試中要求過松。
新手司機太多，駕駛技術達不到。有不少新手司機道路中央掉頭時一把回不過來，回車速度很慢，或者路邊側方停車挪車時間過長，都造成道路擁堵。另外不少司機不明白過彎道時入彎應減速，但出彎應加速，降低了彎道通過效率。

這是典型的中國式堵車，原因還是在於司機的素質，在明知前方無法通過的情況下非要繼續往前開結果把另一方向的車流也堵住，如圖，如此互相堵著，誰都走不了。

謝邀，但其實我也想問這個問題。前天我出去接人來回都遇到高速堵車，本來40分鐘的一個來回硬是害我開了1小時40分……

我能想到的包括：
客觀原因：

雨雪：瑞士這裡冬天只要一下雪，就必然堵車。一是容易出事故，例如這個冬天的第一場雪下過，沃州（Vaud）高速上就發生了3起嚴重交通事故（其中一起是3車相撞，還死了人，我們被堵一個小時），造成堵車；但有時也是因為這裡下過雪會有鏟雪車和撒鹽車（開得都很慢，撒鹽是為了防止雪水結冰）；此外雨雪都會影響能見度，讓司機們無形中放慢速度
霧霾天氣：也是降低能見度、易發生車禍
修路：有時幾個車道只剩一個能用，高峰時段肯定會堵車
臨時改限速：比如這裡的高速上隧道路段限速是100公里時，有時因為特殊情況臨時改限速，就容易堵車。前天我去的途中就遇到這種情況，堵了十多公里，就是因為隧道這裡的限速降成80公里時，一開過降速路段，馬上就通暢了
路況所致：下高速匝道、商業區道路、慢行區道路、紅綠燈、轉盤等，都有可能導致堵車

主觀原因：

車禍（不言而喻）
有的司機技術不過硬：比如瑞士高速的限速是120公里時，有人開到90公里時，影響到後面的車無法開快，特別是高峰時段要超車都不容易，壓制了後面車群的速度，就會堵車；也有的司機變道時速度上不去或變道太急，害到後面的車踩剎車，結果大家都得踩剎車，我們這裡管這種變道行為叫作造成了「魚尾效應」
收費關卡：之前完全沒想到這個原因，因為瑞士的高速是40瑞郎一個高速准行證，貼在前車窗上，就可以一年無限上高速。不過去法、美、奧等國時，發現那裡高速都有收費站，只要有收費站的地兒基本都堵車

暫時只想到這些。

大天朝還有個最厲害的：高速上嚴重超載時速51的貨車要超他50的兄弟，後面120的小車只能減到50陪著慢動作。

作為一個學習城市道路交通的研究僧在看到這個問題的時候竟然有種不知從何說起的感覺。

排名第一的答案大概說明了擁堵產生的一類現象，學術上叫做擁堵的傳播，如果能用上帝視角查看城市的話，這種現象無時不刻不在發生。
而聖嘆門下牛馬走 的答案才是城市擁堵發生的最根本原因，即城市規劃、路網規劃不合理，各種用地類型不合理分配導致的車流方向出現時間上的集中。
最明顯的就是北京望京地區。由於居民區密集而商業、公司較少，導致衛星城計劃最後變成睡城，早上進城車輛多，而晚上出城車輛多，流量在時間尺度上出現方向性密集分布。

而道路通行能力有限，造成擁堵的原因並非是車輛多，而是因為作為人操作的車輛不能像程序一樣同步行駛（想像一下，如果每輛車在道路上均以200km/h的速度行駛，沒有誤操作，那麼擁堵也不會產生）。
所以，擁堵是因為外來因素影響到了車流原本的運行狀態導致擁堵；
不合理規劃導致方向性車流量增加，直接導致的後果是車流穩定性變小，容錯率變小，表現上來講就是，稍微一點擾動就會導致擁堵，甚至交通癱瘓。

所以總結來說就是：城規不合理==〉交通流量加大==〉穩定性降低==（擾動）==〉擁堵==〉癱瘓。
所以解決擁堵問題最根本解決方法就是合理進行城市規劃。
對已經成型的城市來說，只好從後邊控制流量（比如北京限號、限購、外阜車輛禁止進京、交通路徑誘導、發展公交等）、加大穩定性（渠化，事故發生時交通管控減少擁堵擴散、規範行車秩序如限速等）兩個方面加以調節。

題主所問應該就是指擾動這塊的問題，原因很多，劉真過、正皓等都已經進行了詳細的說明，就不再贅述。

算是半從業人員吧，從另一角度回答一下，這裡姑且認為樓主所指的堵車是指在城市道路上機動車的擁堵吧。原因要分為幾個層面看：
1、混亂無序的城市規劃，導致空間用地結構不合理。不說梁陳方案，從北京一直被詬病的「攤大餅」城市發展模式明顯看出，城市規劃建設部門缺乏系統考慮，郊區建設幾個睡城，大部分的就業、商業和娛樂資源集中在三環內，早晚高峰單向的潮汐交通，遠遠超出路網的承載能力，必然導致擁堵。
2、私人汽車的擁有量在迅猛的增長。車輛增長速度遠遠超過道路交通設施的增長速度。北京在經過一段時間的放任之後，開始實施讓人無語的搖號政策，其實是懶漢政策，應該把精力放在引導使用上，而不是限制擁有。
3、不合理的道路網路結構，較低的道路網路密度。以北京為代表的大城市熱衷於修建寬馬路，城市主幹道、幾條環路修的氣勢恢宏，但一些支路網路礙於各個方面的原因一直沒發展起來，出行選擇路線單一，大家都往大路上擠，不堵才怪。這方面，同樣是特大城市的上海就比北京要好的多。
4、軌道交通和公共交通的比例不高。由於公共交通設施不完善，以及公共交通不能提供有尊嚴的服務（想想夏天在公交地鐵擠成三明治的體驗吧），導致更多的人，寧願堵車也要開車。
5、國內司機駕駛行為不規範和事故處理機制不完善等，導致道路運營效率較低。這方面可以對比香港的道路車輛運行，不贅述。
6、國內特殊的國情：部分道路設施設計建設不合理、好的資源全部集中在大城市，集中的黃金周啊，時不時的交通管制都可能是堵車的原因，
7、確實是像前面幾位所說，一些交通流的理論從流體力學演變而來，可以很好的解釋短時偶發性擁堵。

唉，堵車問題特別是北京的堵車問題，不好解決，牽扯的東西太多，不樂觀~

首先，所有的擁堵的直接原因都是交通設施供不應求導致的。
建議問題解釋清楚所問的堵車是指宏觀上交通經常擁堵這一現象還是微觀上某個地方發生了擁堵的事件。
如果是前者，那就是越來越大的需求超出了有限的供給。
如果是後者，包括了局部瓶頸需求大於供給或者事件事故導致了臨時瓶頸的發生。
很多答案拘泥於交通設施的設計不合理，所謂不合理，就是認為製造了不該有的瓶頸，產生不該有的擁堵。至於不文明駕駛行為也可以歸結於事件產生的臨時瓶頸。

多看交通節目里的路況信息畫面，不難發現堵車的一大原因：開車不規矩。
國內的馬路上，很多司機總抱著「旁邊的車道比我現在走的車道要順暢」的思路，不停地變線。
一個車道內的車都不能成列，本來行駛順暢的車道，很多時候就被插進來並道的車給拖慢了

產生堵車主要有兩個原因，一是城市規劃考慮不周，二是交通秩序無法遵守。

蝴蝶效應，據說某人在二環路上多踩了一腳剎車，造成了13公里的堵車。

剛好是學的交通工程，結合專業所學和自己的觀察再補充幾點吧。~≧▽≦)/~
1、從道路角度：現在很多地區新修建了不少比較寬敞的大路，卻沒有考慮到其所銜接的舊路寬度（據我某次旅遊發現武漢省委門口的那條路就是如此），因此當車流從大路開往小路時（車道數減少，車流需變道彙集），即形成瓶頸路段，從而形成擁擠。在高峰時期由於疏散車流速度小於新增車流速度，導致排隊長度增加，擁堵溢出，即大路也開始擁堵。很多地區擁堵都是因為下游區域擁堵溢出而導致的。
視距：在道路交叉口區域如果視距三角形內建築物or綠化高度過高，導致駕駛員視距不足，如果駕駛員不減速很容易導致事故發生，因此駕駛員容易突然降低車速，從而易擾亂車流穩定，形成短暫性擁堵。
交織區：一般匝道交織區可分為3種類型，交織區長度越短越容易擁堵，因為車輛需要在有限的長度內完成變道。但是交織區長度過長，一是浪費資源，二是降低主路使用效率。
2、從交工角度：由於高峰時期車流極不穩定（變道，轉彎車流較多），在信號控制交叉口，在一個綠燈周期內，往往並不能清空交叉口內的車輛，此時另一個方向開始放行時，即會形成交通衝突，車輛較多時就會形成擁擠。（做srtp的時候觀察發現的。。）

非機動車：在我們做交叉口左右轉合用車道適應性研究的時候發現，電動車的數量較多時極易引起交通擁堵，依舊是以交叉口為例，在信號燈相位設計時，往往是把非機動車與行人同時放行，行人如果需要到對角線地區，必須是二次過街，但是電動車駕駛員往往是斜穿過去，由於電動車的反應速度＞機動車反應速度，同時具有離散性，因而在機動車啟動前，電動車已經啟動並散開在機動車前面，從而影響到機動車以正常的啟動速度運行，造成的後果如上條所示。

最後擁堵的本質還是交通流受擾紊亂，任何導致交通流紊亂的因素都【可能】導致擁堵（也與車流速度，車流密度有關），比如突然衝出一個人啊～前方發生交通事故啊～某個司機吃東西突然降低了車速啊等等～

學渣只能解釋這麼多了～

2016.2.22
中國不再建設封閉小區已建小區要逐步開放

多圖預警！！
　　最大的問題是中國的小區，小區內部道路是封閉的，不能承擔交通分流任務。
　　不同於國外的居住區，中國的小區都是有門禁與圍牆的，而且小區裡面的建築物好像故意建造成歪七扭八的樣子，降低小區內車輛的通行效率。當國外遇到堵車時，每隔50米就會有道路來分散車流，而中國因為每個小區不能分散車流，常常要開過500米才能夠轉彎，而這時候這個轉彎口也會堵車。

這是中國的典型小區：

北京小區1

北京小區2

北京小區3

上海小區1

上海小區2

我們再看看國外的居住區：

東京居住區1

東京居住區２

紐約居住區１

紐約居住區２

　　中國的道路就像一段段完好的自來水管，水只能從一頭流向另一頭，而國外的道路就像自來水管上面扎了密密麻麻的小洞，壓力一大，水就從小洞裡面流光了。

　　中國的小區開發商，拿到地之後，根據規定。只需要考慮建樓房，道路壓力是政府承擔。

居住區規劃設計規範 GB 50180-93 8.0.1.2 小區內應避免過境車輛的穿行，道路通而不暢，避免往返迂迴，並適於消防車、救護車、商店貨車和垃圾車等的通行；

　　而且很多小區為了方便徵收出入費，面積巨大的樓盤只留有幾個出入口，在居住前期看不出什麼問題，一旦小區人數變多，車輛擁有率變大，那麼早晚高峰進出小區都會堵。一旦進出小區不暢，那麼就會造成車輛在路上擁堵，那麼道路的擁堵情況就會越發嚴重。
　　如：如今小區里也堵車_網易新聞中心
上海康城居民上班小區內開始堵車 45分鐘出不了小區
小區堵得慌這事該咋辦

　　所以我們會看到，中國無論城市大小，每個城市都堵車，這種小區式的城市開發模式就是病根所在。

　　其實，很多小區內部，因為樓房採光需要，樓宇樓之間空出很寬的距離，如果樓與樓布局合理，這段距離間是很適合用於車輛行駛的。但是，中國的樓盤裡面的道路往往跟迷宮一樣，根本不適合道路改造，況且樓房剛造好，不可能為了交通問題說拆就拆了。而且，僅僅改造能夠改造的小區，也會造成改造小區與沒改造小區的不公平，會遭到改造小區居民的抵制。所以，中國的這種小區規劃帶來的道路問題會長期存在。
　　而只要這種小區長期存在，那麼中國的堵車問題就是個長期的問題，而且以後還會隨著車輛的增多而變得越來越嚴重。

車距一拉開，中間馬上有人幫你填充了，所以保持車距，不簡單啊

除了贊同DDYY理論的分析之外，我所遇到的堵車大致有以下三種情況。

1、不管開多慢都愛占著快車道
2、摩托車和行人不按規矩橫穿馬路
3、收費站

有的時候，莫名的發現前面開始堵車，一路緩行，然後開了兩公里又開始順暢起來。
在後視鏡一看，原來是幾輛在限速100的路上開著60慢悠慢悠，導致後車都無法通過…

在國內開車，好像很多人都不知道哪個是超車道… 或者明明知道是超車道，還要在超車道上開著60慢悠慢悠！