作者:莫里斯·弗林 来源:《物理评论E》 发布时间:2009-6-19 16:06:40
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科学家开发出交通拥堵数学模型
 
来自美国麻省理工学院的一组研究人员日前称,他们设计出一种用于描述交通拥堵的数学模型,通过该模型可对交通拥堵出现的时间和状况进行模拟。相关数据可为道路设计和时速设定提供参考。相关研究近日发表在美国《物理评论E》杂志网站上。
 
交通拥堵耗费了人们大量的时间,而最让人难以忍受的是一种被称为“幽灵堵塞”的状况:没有事故、没有停顿车辆,也没有封闭施工的车道,但当你开始加速时,看上去也在前行的车辆却又迅速加入了另一处交通拥堵。高密度的交通中更是如此,无论是一个新手急刹车还是太近的车距都会导致拥堵。
 
此前日本科学家的一项实验也证实了这一现象。在一条环形的实验路段上,虽然参与测试的司机都被要求以30公里的时速和固定的车距行驶,但没过多久还是出现了拥堵。
 
麻省理工学院数学系讲师阿斯兰·卡西莫夫解释称,这种现象类似于爆炸后所产生的爆震波,这种爆震波是一个可以自我持续的波形。在这种波形中存在一个被称为“声速点”的临界点,交通流量以其分为上游和下游两个组成部分。就像黑洞的“事件穹限(即黑洞边缘)”一样,当发生“幽灵堵塞”时,位于交通堵塞内外的司机都无法得知对方区域的情况,而自由流动的信息也只能传递到交通拥堵区域“声速点”的上游。在这样的情况下,车辆就会陷入交通拥堵之中,司机却无法找到明确的原因。相应的他们也无法判断何时交通状况才能得到改善。而研究人员借用流体力学方程,以交通的速度和密度为变量,就可以推算出导致出现拥堵的条件,以及蔓延趋势。
 
负责该研究的加拿大阿尔伯达大学莫里斯·弗林说,一旦拥堵形成就很难被迅速疏通,司机们就只能等待。该模型可以帮助道路工程设计师尽量避免此类事件的发生,也可确定事故多发地段车辆的安全时速。在今后的研究中,他们还将对车道的数量与拥堵的关系展开研究,以期对更有效的交通设计提供支持。(来源:科技日报 王小龙)
 
 
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