繞道真的比較快

撰文╱貝克(Linda Baker) 翻譯/周坤毅
如何利用封閉道路與移除交通號誌來改善都會交通?
傳統的交通工程學假定:當車輛數固定時,增建道路能改善交通,然而幾年前南韓首爾都市計畫人員拆除一條六線道的高速公路,改建為八公里長的公園後,許多運輸專家很驚訝地發現:市區交通反而改善了。美國麻州大學阿模斯特分校的納格內專長研究為電腦與運輸網絡,他回憶道:「大家都非常興奮,因為這等同於逆向柏拉斯悖論。」
From:科學人雜誌

德國波鴻魯爾大學的數學家柏拉斯(Dietrich Braess)在這項以他為名的悖論中,描述一個抽象概念:在一個網絡系統中,所有移動體都會合理地尋找最有效率的路徑,在這種狀況下如果增加系統容量,反而會降低網絡的整體效率。首爾的都市計畫反其道而行,關閉一條高速公路,也就是降低了系統的容量,反而改善了整體交通效率。
柏拉斯悖論根基於1920年代的經濟學理論,最早發表於1960年代,但是卻從未在汽車發達的美國引起注目。直到21世紀,經濟與環境議題才迫使人們重新檢視,藉由限制汽車路權來改善整體交通狀況的概念。這種違反直覺的交通規劃,關鍵在於運用每個駕駛人的私心。
美國聖塔菲研究院的電腦科學家蓋斯特納與同事於2008年9月,在《物理評論通訊》發表論文〈自私駕駛對運輸網絡的社會成本〉,便是一個很好的範例。他們利用假設與實際存在的道路網絡,解釋駕駛人如何尋找到達目的地的最短路徑,最後達到「納許均衡」的過程。達成納許均衡後,不管駕駛人如何單獨改變自己的策略,都沒有辦法做得更好。但是,如果駕駛人願意針對整體利益來協調彼此的行車路徑,而非出於自私駕駛的話,將能達到比納許均衡更有效率的狀態。
因此「自私駕駛的社會成本」,意味著駕駛人的私心會降低系統的整體效率。研究人員分析從哈佛廣場到波士頓市民公園的開車族,發現自私駕駛的社會成本相當高昂。如果駕駛人願意遵行「最佳化社會利益」的路徑,將能縮短整體通勤時間達30%。
蓋斯特納解釋道:「解決問題的關鍵在於柏拉斯悖論。自私的駕駛人往往選擇了錯誤路徑,如果關閉特定道路,讓駕駛人難以選擇對他最有利(也就是最自私)的路徑,反而會提升系統的整體效率。」研究小組發現關閉六條街道,可減緩自私駕駛惡化系統效率的情形。如果駕駛人選擇無私的路徑,封閉道路這件事並不會增加交通時間。
另一種仰賴駕駛人自主管理的策略也能改善交通。這種違反直覺的交通規劃稱為「道路共享」,藉由移除交通號誌、道路標線、馬路與人行道的分隔來增進駕駛人的自主管理能力。道路共享在北歐相當常見,研究顯示這能改善道路安全與交通流量。
【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2009年第85期3月號】

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