極簡科普:什麼是「幽靈堵車」?
開車人士應該都遇到過這種情況:明明前方沒有發生事故,也沒有路段整修,一切都是那麼的平靜和正常,但還是堵車了(不考慮紅綠燈的情況)。此時除了等待之外,似乎也別無他法。這種頗為詭異的交通堵塞被稱為「幽靈堵車(Phantom Traffic Jams)」,通常會在路面承載過多通行車輛時出現,如前不久剛剛結束的「高速春運」。
麻省理工學院的計算機科學教授Berthold Horn表示:造成「幽靈堵車」的原因可能和一些司機的「壞習慣」有關,如急剎車、不必要的更換車道等。因為,在車輛過多過密的情況下,當一輛車做了輕微的減速,後面的車輛也要跟著做出反應,這種調整會像一波一波浪潮,不斷向後傳遞(且減速程度因人而異),最終迫使後面的某輛車不得不停滯下來(以避免追尾),從而形成擁堵。
「幽靈堵車」歸根結底是被「不良開車習慣」引發和加劇的蝴蝶效應。
多年來,Horn教授一直在致力於研究「幽靈堵車」現象的成因和解決方法,最近,其提出了一個新方案:行車間距雙邊控制法(vehicle spacing bilateral control),即「(在遇到前方剎車等情況時)快速的調整與前後車之間的距離,盡量使其位於二者之間」。因為適當的車距在車流中扮演著阻尼器的作用,理論上來講可以緩解潛在的「幽靈堵車」。
Horn教授和研究員們還建立了一個機器人模擬模型以作驗證。視頻大概7分鐘,一開始模擬的是普通路況,可以看到小車開始進入「循環擁堵」。2分09秒時,研究員開啟了雙邊控制(車上的小燈會變藍),擁堵情況開始緩解並最終消失(後面則是關閉後再次試驗了一次):
![](http://i1.wp.com/pic2.zhimg.com/80/v2-4a79eea3a7f72adcab67f7a36d09e651_b.jpg)
當然,視頻中展示的是簡單而理想化的實驗環境,現實車道要複雜的多,單就「讓所有司機時刻注意調整與前後車的車距」這一條,似乎就很困難了。
不過,Horn教授表示,行車間距雙邊控制法可以通過對「自適應巡航控制系統(ACC)」進行簡單修改來實現。ACC是一種智能化的自動控制系統,安裝在車身前部的感測器(雷達)會時刻掃描車輛前方的道路,當車距過小時,ACC控制單元會通過與制動防抱死系統、發動機控制系統協作,使車輪適當制動,並降低發動機的輸出功率,從而讓車身與前方車輛始終保持安全距離。
目前不少新車都已安裝ACC系統。Horn教授認為,在「聯網自動駕駛汽車(networked self-driving cars)」普及之前,通過微調ACC實現行車間距雙邊控制,是解決「幽靈堵車」的一種可選方案。
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