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城市远离交通拥堵之痛
伴随着城市化、现代化的进程,衍生出了汽车化。小汽车出行自由、便捷,汽车也占: .
城市远离交通拥堵之痛
伴随着城市化、现代化的进程,衍生出了汽车化。小汽车出行自由、便捷,汽车也占据着各城市空间,随之而来的是交通的膨胀,车与路之间的矛盾似乎也成了世界许多城市发展中面临的一种痛。不可避免,在我国北上广等一线城市以及一些省会城市也不同程度地出现交通拥堵或交通堵塞的现象。如何实现从拥堵到治堵再到畅通,是我们在城市可持续发展中面临的一个问题。从科学中,或许人们能找出一些启迪。
涉及交通拥堵的数学模型
1868年英国伦敦出现第一盏交通灯;早在古罗马时代的庞贝城,交通管理就已经出现了。近年来,不少数学、物理学和工程方面的专家曾经投入到过解决交通拥堵的问题中。他们从不同角度入手,建立了许多种数学模型。
。车流的流动与现代环岛
很多人会套用液体流、气体流和颗粒流等其它类型的流动来研究车流,于是不少相关研究采用流体力学的方法。研究者发现,在车流量很大但并不拥堵的道路上,司机突然做个转向动作等很小的事件就会触发堵塞。该状况与流体力学中过冷液体的突然冻结非常相似。
德国汉堡大学数学学院因格温•加瑟教授将目前的研究模型分为微观、运动和宏观模型三类。其中,微观模型描述的是单个驾驶员的动力学,运动模型用气体动力学的方法考察概率分布,宏观模型讨论车流密度和速度等宏观物理量。
开车人常会有如下经历:行驶到十字路口,前方有车辆排队等红灯,自己不得不停车,自己所在道路上车满满的,可是与其交叉的那条路上车辆非常稀少。早在19世纪,法国建筑师就设计出了环岛。车辆遇到有环岛的交叉路口直接并入车流,不必再等。但是环岛也存在缺点,第一,它们需要较大的半径,才能让车辆以高速汇入;其次,由于汇入的车辆优先,常因周围汇入车辆过多,超出环岛承载能力,出现交通拥堵。现代环岛的产生避免了其缺陷。现代环岛在进入环岛的路口处设置了一个三角形地带,如此使得车辆开到这里就会被迫减速,环岛也不再需要那么大的占地面积。此外,在交通规则上重新规定正在绕行环岛的车辆优先,这也大大降低了环路的车流密度。
加拿大瑞尔森理工大学的研究人员曾经调查了24处改造,结果显示:在把十字路口改作现代环岛之后,撞车数量总体减少了39%,车祸致伤数量减少了76%,车祸致死和致残数量减少了90%。在改成现代环岛之后,交通造成的时间延误缩减了75%。尽管车辆需以低速进入环岛,但由于不存在等待和拥堵,车辆是自由流动的,花费的时间降低了。
。汽车构成的波浪
十几年前,研究人员提出,本来通畅的道路上会忽然莫名其妙地出现拥堵,而拥堵的传播以“激波”形式进行。2022年,有物理学家在实验场上重现了车流中的激波。
研究人员让22辆汽车均匀间隔,在一条230米长的单车道环路上行驶,并且告诉司机以30公里的时速驾驶。起初行驶通畅。但不久,车辆间的距离发生了变化,一些车“挤压”在一起,道路上车的密度不再均匀。随时间推移,越来越糟,有几辆车一度甚至几乎
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