Co způsobuje dopravní zácpy? Fyzika, kterou musíte znát

Bydlím v Seattlu a moje dvě denní dojíždění trvají asi 45 minut. (To je, když mám štěstí; někdy jsou to spíš dvě hodiny na každou.) To mi dalo nesmírné množství času sledovat zajímavé vzory v autech. Nuda mě přivedla k fantazírování o tom, že provoz je jako proudící kapalina a auta fungují jako obří molekuly vody. Během mnoha měsíců jsem si pomalu uvědomil, že to není jen fantazie.

Proč jsem si nikdy nevšiml veškeré „dynamiky dopravních tekutin“ tam venku? Jakmile se můj mozek stal citlivým na to, začal jsem vidět celou řadu zajímavých věcí, které se dějí. Nakonec jsem začal používat auto k šťouchání do plynulého provozu. Pozorování nakonec vede k experimentování, ne? Existují úžasné věci, které můžete dělat jako „amatérský dynamik dopravy“. Nejprve však některé základní jevy.

Už jste někdy jeli po mezistátní dálnici, když se provoz náhle zpomalil na plazení? Při čekání na nehodu, která musela způsobit ucpání, se posouváte mnoho minut. Zároveň také proklínáte „gumáky“, kteří celý problém způsobují. Pak se ale všechna auta před vámi rozjedou vysokou rychlostí. Zácpa je u konce, ale žádná nehoda, žádná policejní auta, nic.

CO TO SAKRA BYLO! Dopravní zácpa bez příčiny? Ve zpětném zrcátku vidíte všechny ty ubohé mízy za sebou ještě uvízlé v zácpě. Ale proč? Kdyby všichni tito lidé mohli zrychlit najednou, celá dopravní zácpa by se vypařila. Proč to nikdy neudělají? Co vůbec způsobilo záhadné zpomalení?

Poté, co jsem zažil mnoho z těchto „neviditelných nehod“, přišel jsem s následujícím vysvětlením. Abyste tomu nejlépe porozuměli, představte si, že se na provoz díváte shora z leteckého hlediska. Předstírejte, že jste ve vrtulníku dopravního zpravodaje a díváte se dolů.


Obr. 1:Auta stojící za nehodou

Výše na Obr. 1 Nakreslil jsem jednoproudovou silnici, nehodu a řadu aut uvízlých za vrakem. Další auta se blíží zleva a také zastavují. Předpokládejme, že „nabourané“ auto (to červené) prostě dočasně uvízlo. Možná se to roztočilo na ledě. Co se stane, když se červené auto pohne a odpojí tok?


Obr. 2:Vlna ‚zhuštěného‘ provozu se plíží dozadu

Viz Obr. 2 výše. V horní řadě (obr. 2A) je průtok náhle odpojen. Ale ne všechna auta se mohou pohybovat, protože většina aut stojí za řidiči, kteří jsou zastaveni. Obrázek 2B ukazuje provoz o několik okamžiků později a obrázek 2C jej ukazuje několik okamžiků poté. Všimněte si oranžového auta ve 2A a uvidíte, jak se nakonec ve 2D uvolní a začne se pohybovat. Ve stejnou chvíli se červené auto ve 2A přiblíží k zácpě a je pohlceno.

POHYBUJÍCÍ SE VLNA „ZASEKNUTÍ“

Po odstranění vraku se zdá, že není důvod, aby dopravní zácpa přetrvávala. Přesto ano. Důvod je rozumný:pokud uvíznu za autem, které stojí, pak musím zastavit i já a stejně tak i auto za mnou.

Všechna auta v zácpě jsou v této situaci. I když je vrak pryč, zůstávají zamčené na místě, protože pokud se chtějí pohnout, VŠECHNY se musí pohnout najednou. Nikdy to neudělají, protože každý řidič čeká, až se vůz před ním pohne. Pokud budu v dopravní zácpě, nepohnu se dopředu, protože na to nemám prostor. Srazil bych auto před sebou. Všichni takhle přemýšlíme, takže se nikdo z nás nemůže pohnout.

Když auto přede mnou odjede, stále nemohu okamžitě zrychlit, takže na chvíli zůstanu stát. Musím na chvíli odložit odchod. Kdybych nastartoval okamžitě, zůstal bych příliš blízko auta přede mnou a to by nebylo bezpečné.

Každý odjíždějící vůz se musí zdržet stejným způsobem, a to způsobí, že se zácpa „vypaří“ počínaje předním koncem po proudu. Vypařuje se ve vlně, která začíná na předním konci džemu (poblíž vraku). Vlna se zasekává zprava doleva.

Počínaje obr. 2A auta postupně vyjíždějí ze zácpy. Na obrázku 2B se vlna „vypařování“ vzdálila od místa vraku a na obrázku 2C a 2D je daleko od vraku. Všimněte si ale zajímavé věci:i když se SAMA AUTA pohybují zleva doprava, „vlna vypařování“ se pohybuje opačným směrem. Pohybuje se doleva, když zajíždí do dopravní zácpy.

Je třeba si všimnout druhé důležité věci. Zatímco některá auta jsou stále ucpaná, další auta se hromadí za nimi na konci zácpy. I po odstranění vraku se na zadní straně zácpy stále „kondenzuje“ více aut. Dopravní zácpa je jako pevný předmět, jehož přední část se vypařuje a zadní část roste jako krystal. Auta se pohybují zleva doprava, přesto sledujte skupinu zastavených aut.

Zastávka se pomalu plíží proti proudu, v protisměru jedoucích aut. Nehoda je pryč, ale pohybující se vlna zastavených aut zůstává za ní. Není to dopravní zácpa, je to rázová vlna, která se šíří „automobilovým materiálem“. Je to dopravní sraženina v krevní cévě. Je to postupující vlna dopravní kondenzace.

NEZPŮSOBENÉ NEHODAMI

Tyto druhy pohybujících se vln jsou běžné v podmínkách silného provozu. K jejich vytvoření není nutná nehoda, někdy jsou způsobeny téměř neúspěchem, tím, že se lidé navzájem odříznou, sloučením jízdních pruhů na staveništi nebo jednoduše vjezdem dalších aut z nájezdu. V dopravním inženýrském žargonu mohou být způsobeny „incidenty“ na dálnici. Jediný „gumovník“ by mohl způsobit, že by se na okamžik zastavil a podíval se na něco zajímavého. Kdykoli zpomalíte, abyste se zařadili přes jízdní pruh, abyste se dostali k nadcházejícímu výjezdu, můžete si jej vytvořit.

Někdy nemají vůbec žádnou příčinu. Jsou jako písečné vlnky a písečné duny a jen se objevují bez jasného důvodu. Jsou jako mořské vlny způsobené stálým vánkem nebo jako vlny, které se pohybují podél vlající vlajky. Jen se spontánně „vynořují“ ze svíjejících se čar dopravy. Ve vědě o nelineární dynamice se tomu říká „EMERGENTNÍ FENOMÉN.“

Jak dlouho po odklizení nehody potrvá „dopravní vlna“? Jeho životnost závisí na množství provozu a na počtu aut uvězněných v zácpě, ale někdy tyto věci mohou přetrvávat mnoho hodin. Při slabém provozu se může dopravní zácpa rychle zmenšit. Ale pokud provoz zůstane hustý, pak není důvod, aby se putující vlna vůbec rozplynula. Také, pokud jsou podmínky tak akorát (pokud „kondenzace“ probíhá rychleji než „vypařování“), pak i malá vlna může být velká a větší. Něco jako upuštění malého zárodečného krystalu do přesyceného roztoku. Když je provoz hustý a nestabilní, jediný řidič může způsobit, že provoz zmrzne do gigantického krystalu. Stejně jako konec světového příběhu CAT’S CRADLE od Kurta Vonneguta je to „ledová devítka“ dálnic.

Takže až příště budete dojíždět a budete se blížit k zastávce, neberte to jako hloupou dopravní zácpu. Představte si to jako tlakovou vlnu, která se přiblížila k vašemu autu a pohltila ho. Představte si to jako jednoduchou živou věc, která se skládá spíše z aut než z molekul. Zůstaňte doufat, že krystalická améba brzy vypustí vaše auto. Zaujměte vzdušný pohled a představte si vlnu, která se pohybuje zpět, když se pohybujete vpřed.

Dopravní zácpy na sloučení jízdních pruhů, jednoduchý lék

<<<<

VPRAVO>>>>> ŘIDIČI S NEOBVYKLÝM CHOVÁNÍM:VYBÍZÍ OSTATNÍ, ABY SE PŘED NIMI SPOJOVALI, A MAJÍ SI VELKÉ PROSTORY PŘED, I KDYŽ SE DOPRAVA ZPOMALUJÍ K POZUMĚNÍ. SPOJOVÁNÍ JE SNADNÉ. PODÍVEJTE SE, JAK JSOU RYCHLEJŠÍ?

K dopravním zácpám často dochází na dálnicích všude tam, kde se dva jízdní pruhy musí sloučit do jednoho. Pruhy aut se nemohou sloučit, pokud mezi auty nejsou velké mezery. Řidiči, kteří vytvářejí velké mezery mezi auty, proto tento typ dopravní zácpy usnadní.

Pro usnadnění tohoto typu zasekávání:

  • Udržujte před autem velký prostor.
  • Vyzvěte jedno, dvě nebo tři auta, aby se před vámi spojila.
  • Pokud se provoz zpomalí až úplně zastaví, NECHAJTE PŘED VÁMI OTEVŘENÝ PROSTOR NA DVĚ DÉLKY VOZU.
  • Nikdy „nepotrestejte“ slučující se ovladače tím, že zacelíte mezeru.
  • Další návrhy

Překvapivě není nutné, aby to dělal KAŽDÝ. Pokud jen několik řidičů bude udržovat velké mezery během hustého provozu, pak sloučení dopravy není zakázáno a situaci v levém diagramu lze předejít.

Ano, máte pravdu, nemůžete odstranit každý problém tím, že před autem uděláte velkou mezeru. Když je na silnici příliš mnoho aut, doprava se zpomaluje. Ale pokud použijeme tyto speciální jízdní návyky, menší zácpy lze vymazat a lze vyhladit zastavování a rozjíždění. Vzhledem k tomu, že mnoho dopravních zácp je způsobeno slučováním jízdních pruhů, mnoho dopravních zácp lze zlepšit akcí pouze jednoho řidiče.

PROVOZNÍ „EXPERIMENTY“ A LÉK NA VLNY A ZÁVADY

Můj první „experiment“

Kdysi dávno, před lety, jsem projížděl řadou dopravních vln stop/go na I-520 ve špičce v Seattlu. Rozhodl jsem se něco zkusit. V den, kdy jsem okamžitě začal narážet na obvyklé „vlny“ zastaveného provozu, rozhodl jsem se jet pomalu. Místo toho, abych se opakovaně hnal vpřed se všemi ostatními, jen abych se zastavil, jsem se rozhodl zkusit jet průměrnou rychlostí provozu. Nechal jsem se přede mnou otevřít obrovskou mezeru a načasoval jsem věci tak, že jsem přijížděl na další „zastavovací vlnu“ právě ve chvíli, kdy přede mnou zhasínala poslední červená brzdová světla. Rozhodně mi přišlo divné mít před sebou ten obrovský prázdný prostor, ale věděl jsem, že nejedu pomaleji než kdokoli jiný. Někdy jsem to trefil přesně a nemusel jsem vůbec sahat na brzdy, ale někdy jsem byl příliš rychlý nebo pomalý. Ten večer se objevilo mnoho „vln“, a to mi dalo mnoho příležitostí zlepšit své dovednosti během jízdy.

Vydržel jsem to snad půl hodiny, když jsem se blížil k městu. Konečně jsem se náhodou podíval do zpětného zrcátka. Byl to zajímavý pohled.

Bylo šero, čelovky svítily a já sjížděl z dlouhého kopce k mostům. Měl jsem za sebou výhled na kilometry dálnice. V druhém pruhu jsem viděl snad pět dopravních stop-vln. Ale v pruhu za mnou, na míle daleko, NAPROSTO ROVNOMĚRNÉ ROZDĚLENÍ. Neuvědomil jsem si to, ale tím, že jsem jel průměrnou rychlostí, moje auto „požíralo“ dopravní vlny. Všichni přede mnou byli chyceni v cyklu stop/go, zatímco všichni za mnou byli nuceni jet pěkně hladkou rychlostí 35 km/h nebo tak. Moje jediné maličké auto vymazalo míle a míle provozu se zastavováním a rozjezdem. Pouze jeden jediný „atom maziva“ měl hluboký vliv na turbulentní proudění částic v „trubici“.

Vždy je dobré jet bez změny rychlosti a bez soutěžení s ostatními řidiči o kousek náskoku. Ale vždy jsem předpokládal, že důvody jsou spíše filozofické než praktické (tj. snažte se být klidným, milým člověkem.) Ale moje výše uvedená zkušenost ukazuje něco jiného. Jediný osamělý řidič, pokud přestane „soutěžit“ a místo toho si osvojí nějaké neobvyklé řidičské návyky, může ve skutečnosti odstranit některé frustrující dopravní vzorce na dálnici. Tento „milý“ nesoutěživý řidič dokáže vymazat dopravní vlny. Domnívám se, že platí i opak:normální konkurenční chování VYTVÁŘÍ dopravní vlny.

Předpokládejme, že se neustále tlačíme vpřed, měníme jízdní pruhy, abychom získali trochu náskoku, a vždy odstraňujeme náš prostor vpřed, abychom zabránili ostatním řidičům, aby nás „odřízli“. Pokud se objeví malé dopravní vlny, řítíme se dopředu a pak prudce zabrzdíme a větší vlny za sebou necháme. Opakované působení způsobuje růst vln. Ironické je, že naštvaní lidé, kteří jezdí co nejrychleji, se mohou nevědomky podílet na „zesilování“ právě těch vln, které tak nenávidí.

DALŠÍ EXPERIMENTY

Málokdy dojíždím na 520, kde se objevují dobré dopravní vlny. Začala mi chybět možnost je zrušit. Brzy jsem si však uvědomil, že stejný proces lze použít i pro malé dopravní zácpy. Dopravní vlny jsou jednoduše série malých dopravních zácp s rovnoměrným rozestupem.

Každý malý zásek je zničen, když se k němu zezadu přiblíží velký prázdný prostor. Pokud se do zácpy zezadu nehrnou žádná nová auta, ale auta odjíždějí zepředu, zácpa se eroduje. Pokud je zácpa dostatečně malá nebo pokud je prázdný prostor dostatečně velký, pak zácpu může zcela odstranit jediné auto, jako jsem to udělal s dopravními vlnami.

Teď si vzpomínám na něco z let dávnějších. Když jsem odjížděl z jednoho z těch „rubbernecker zpomalení“, vždy jsem se snažil zrychlit jako šílený. Myslel jsem, že když to udělá každý, zpomalení se vypaří. Přesto to nebylo dobré, protože auto přede mnou nezrychlilo. Nemohl jsem donutit auta jedoucí přede mnou, aby dupla na plyn, takže jsem nemohl udělat nic, abych pomohl „vypaření“ dopravního zastavení.

Aha! Mohu ovládat lidi za mnou zpomalením, ale nemohu ovládat lidi přede mnou zrychlením. Proto mohu zničit malou dopravní zábranu tím, že zpomalím dlouho předtím, než se k ní přiblížím, ale nemohu udělat nic, abych pomohl „vypaření“ na druhém konci zácpy. Zrychlení ze zácpy nedělá nic, pokud by VŠICHNI neudělali totéž, a neexistuje způsob, jak změnit chování všech.

Ale jen jedno jediné auto, pokud při přibližování zpomalí, může změnit chování všech za ním. Dokáže ukousnout kus z oblasti zastaveného provozu. Pokud řidič postupně vytvoří nějaké prázdné místo, než se setká se zpomalením, zpomalení může být „sežráno“ stejně jako byly „sežrány“ dopravní vlny.

Při mém večerním dojíždění po I-5 na jih od Everetta se na jedné z lynnwoodských výjezdových ramp vždy objeví dopravní zácpa v pravém pruhu. Těsně nacpaná auta se musí plazit rychlostí 2 mph po velmi dlouhou dobu. Proto jsem se záměrně přiblížil k té zácpě v pravém jízdním pruhu a začal přede mnou otevírat OPRAVDU obrovský prázdný prostor. Než jsem narazil do zácpy, bylo přede mnou možná 1000 stop prázdné silnice.

Můj velký prázdný prostor samozřejmě zastavil dopravu zezadu, zatímco přední část zácpy se jako obvykle rozpouštěla. Když jsem dorazil, měl džem asi poloviční velikost. Úžasný. Nebyla to žádná malá dopravní vlna, přesto si z ní dokázal ukousnout obrovské sousto jen jediný řidič.

Je zřejmé, že moje akce přinesla více než jen zmenšení velikosti džemu. Abych vytvořil prázdný prostor, jel jsem dočasně asi 10 mph pod rychlostí hustého provozu. Dělal jsem to několik minut, a proto jsem za sebou způsoboval mírné zpomalení.

Poté, co jsem dorazil k džemu, byl džem menší. Když bylo vše řečeno a hotovo, část dopravní zácpy byla odstraněna. To se však změnilo v mírné zpomalení a bylo rozloženo zpět proti proudu na několik mil provozu. Místo aby jeli rychlostí 50 mil/h, jen aby se několik minut plazili dopravní zácpou, teď všichni jeli několik minut před zácpou rychlostí 40 mil/h, ale pak museli vydržet mnohem menší dopravní zácpu.

Nepříjemná, frustrující část zácpy o rychlosti 2 mph se změnila na velkou „rozmazanou“ oblast snížené rychlosti. Kdybych to udělal správně, mohl jsem celý zásek vymazat a přeměnit ho na mnoho minut mírně pomalé jízdy pro všechny za mnou. (Kdybych mohl začít 30 mil před zácpou, možná bych potřeboval jet jen o 3 mph pomaleji než provoz.)

„Proti provozu“

Zde je obecný princip, který jsem převzal z výše uvedeného. (Myslím, že při zpětném pohledu je to zřejmé!) ANTITRAFFIC DESTROYS TRAFFIC. Prázdná místa mohou sníst dopravní zácpu. Zatímco jsem mírně zpomaloval, aby se přede mnou postupně otevřel prostor, vytvořil jsem puls „antitraffic“.

Když se můj protidopravní puls konečně srazil s hustým „provozem“ zácpy, oba se navzájem anihilovali jako setkání pozitronu s elektronem. Je to nelineární solitonová fyzika. Vlny solitonů se navzájem ničí a zanechávají za sebou jen nepatrnou šmouhu.

Moje další myšlenka:kdybych vzal s sebou na svůj experiment několik přátel, mohli bychom naše auta rozmístit na mnoho mil. Každý z nás mohl dovolit, aby se objevila velká skvrna protiprovozu, a pak následné dopady protidopravy mohly zcela vymazat dopravní zácpu u sjezdu z Lynnwoodu.

Když je provoz řídký, nemůžeme před sebou udržet velký prostor, protože auta snadno předjedou mírně pomalého řidiče. Ale řada samostatných řidičů by s sebou mohla přinést menší prostory a každá dopravní zácpa by podlehla palbě „antitraffic“.

Další lekce, kterou jsem se naučil:plánovat dopředu. Plánujte DOST dopředu. Když jsem uvízl v dopravních zácpách, zjistil jsem, že je nemohu ovlivnit tím, že se „odloupnem“ poté, co jsem se dostal přes zácpu. Doufal jsem, že se vzdálený konec džemu rychleji rozpustí.

Nikdy to nefungovalo, protože jsem se nemohl zbavit toho pomalého chlapa přede mnou. Ale kdybych plánoval hodně dopředu a přinesl s sebou do džemu prázdný prostor, mohl bych ten prostor využít k manipulaci s džemem. Jakmile se sbalím se všemi ostatními, nemohu dělat nic. Abych měl účinek, musím se chovat jinak PŘED džemem, ne když jsem v něm uvězněn.

Jejda! Sakra!

Při tom všem výše uvedeném jsem se jednou přistihl, jak se chovám normálně a vytvářím obrovskou dopravní vlnu. Jaký pokrytec! Špatné návyky umírají těžce.

Provoz byl hustý a já jel v levém pruhu. Musel jsem se zařadit přes několik pruhů, abych se dostal ke svému výjezdu. Jednou jsem se zařadil hned, ale další pruh byl plný (ale pohyblivý, ne ucpaný.) Nikdo mě nepustil dovnitř.

Dlouho jsem jel takhle, pak jsem začal jet docela pomalu, abych mohl driftovat dozadu podél pruhu. Našel jsem slot a dostal se dovnitř, ale teď jsem se musel zapojit ještě jednou. Uplynulo mnoho minut a můj východ se blížil. Pravý pruh byl plný, NIKDO MĚ NEPUSTIL. Jel jsem pomaleji a pomaleji a v panice jsem se nakonec protlačil do malé mezery, takže chlap za mnou zasekl na brzdy.

Po chvíli jsem si uvědomil, že jsem svým chováním právě vytvořil obrovskou dopravní vlnu. Stejně jako každý gumák jsem náhle zpomalil. Ale měl jsem výmluvu, musel jsem se dostat ke svému východu! Aby toho nebylo málo, málem jsem zastavil a také jsem téměř zastavil dva jízdní pruhy. Pravděpodobně jsem na tom místě na dálnici nechal dlouhodobou dopravní vlnu. Ale nebyla to moje chyba! Jo, suuuure.

Když jsem o tom mluvil, uvědomil jsem si, že KAŽDÝ má stejný problém:neschopnost začlenit se do hustého provozu. Ostatní pravděpodobně dělali totéž, co já, a to by tu „vlnu“ ještě zhoršilo. Jednoduchým lékem je vzdát se, nesloučit se a minout východ. Neměl jsem problém vynucovat, měl jsem nechat svůj odchod projít. Tady je ale větší problém. Lidé BY MĚLI mít možnost se sloučit.

Proč byl provoz tak nabitý? Jeden zřejmý důvod:potrestat idioty, kteří skočí do malého prostoru. Sám jsem vždy dělal to samé. Nikdy nedovolím, aby se přede mnou objevilo místo, nebo ho nějaký jiný řidič okamžitě vyplní ve snaze získat pár stop vpřed. Ale tento druh jízdy by také zabránil jakémukoli nezbytnému sloučení na mimo rampách (a samozřejmě také na rampách). Tím, že odstraním prostor přede mnou, se stanu součástí neprostupné zdi, která vytváří „vlny“ a šroubuje provoz na dálničních nájezdech.

Takže, když si před sebou nechám pár délek auta, nejen že to můžu použít k vypařování vln a záseků, ale také to eliminuje jednu z hlavních příčin vln a záseků. Odstraňuje „pevnou zeď“ dopravy v oblastech sloučení a umožňuje lidem sloučit se bez zpomalení a vytváření dopravních vln. Podívejte se na tuto animaci.

V ideálním případě bude sloučená oblast fungovat jako zuby ozubeného kola. Pokud se ale všichni brání oportunistickým řidičům tím, že odstraní všechny mezery v provozu, pak nemůže dojít ani k platným sloučením. Vznikne dopravní zácpa. Někdy je zaseknutí na vině lidí jako já, kteří zpanikaří, když zmeškají východ a úplně se zastaví.

Někdy je zácpa způsobena obrovskou blikající šipkou, která během stavby blokuje jeden celý jízdní pruh. Ale dopravní zácpu mají VŽDY na svědomí ti, kteří odmítají, aby se před nimi někdo spojil. "Prostě se spojte za mnou." Ne, to nefunguje, protože všichni v celém pruhu říkají to samé!

Delusions of Grandeur

Seattle suffers from many separate rush-hour traffic jams. Why stop with the Lynnwood I-5 jam? With enough people (maybe with cellphones and GPS units), we could intentionally smooth out ALL the traffic jams on all the main Seattle highways!

This is all fantasy at this point. It’s probably illegal for several people to “conspire” to mess with traffic patterns (would we be arrested under a drag-racing law?) And while it is possible for a single driver to have huge effects on traffic patterns, some things can’t be done by a few people.

For example, suppose I want to eat the I-5 traffic jam south of the city. I would have to go all the way to Tacoma, then drive north. But if I tried driving slightly slow, a space would not open up ahead of me because nothing stops other drivers from passing me. In my experiments, I could make “antitraffic” spaces only because traffic was very heavy, and because only a very few people had the ambition to leave their lane and move into the empty space.

Rolling barriers made of State Troopers

OK, so here’s how to dissolve a major interstate traffic jam. Start many miles upstream from the jam. Put a row of State Trooper vehicles across the road and have them drive towards the jam. They drive perhaps at 55 or 50 rather than 70 as everyone else had been driving.

Nobody can get by them, and so all the traffic behind the State Troopers is moving at 55 or so. In front of them, a vast space opens up. After many minutes, the traffic which had been feeding into the traffic jam simply stops arriving. The jam trickles away. Just as the last of it is gone, the row of State troopers arrives, and the jam has been transformed into miles and miles of slightly slow traffic upstream from the old location of the jam.

The situation is not so simple if extra traffic is entering from numerous on-ramps. The “rolling barrier” can’t affect these extra inputs, and if the major portion of the traffic is from on-ramps, then the “rolling barrier” idea would be worthless. Ah, but what about “rubbernecker slowdowns”? A rolling barrier could let the slowdown evaporate, and change it into a wide area of slightly-slow traffic a few miles upstream from the accident.

Would the slowdown re-form? Would rubberneckers hit the brakes and re-create the “traffic standing wave”? I don’t know. Sometimes “rubbernecker slowdowns” persist for hours after the accident has been cleared. This suggests that the slowdown is self-perpetuating. If so, then “erasing” the slowdown might be worthwhile, because once it’s erased, it will only re-form very slowly (or not at all).

If the slowdown normally persists for several hours, yet it only takes half of an hour to erase it, why not erase it? True, the slowdown is not “gone,” since it has become a wide area of slightly slow traffic. However, over many months of slowdown-erasure, this could prevent lots of fender-benders and road-rage incidents, and eliminate thousands of man-years of anger and frustration.

Also, the average speed and traffic throughput on the highway MIGHT actually improve if the region of stopped traffic could be removed. “Removing” the jam just spreads it out and does not immediately alter the average speed.

But the resulting improvements in speed might be more than you’d expect. After all, things are not “linear” in traffic flow, since those who sit at 0 mph for many minutes in a jam cannot compensate by driving at twice the speed limit afterwards. And once a jam is gone, the remaining region of slightly-slowed traffic might disperse fairly rapidly, whereas a traffic jam/stoppage is a different animal and can self-perpetuate once it has formed. And there’s another thing that happens when we spread out a “jam”…

MAKING A REAL DIFFERENCE

During a year of practicing the “wave-smoothing” driving habits, I kept looking for places where I could make a big difference in traffic flow. Yes, I could always use an empty space to move a piece of the traffic jam to another location. With a big empty space, I could even spread the cars apart as I moved them, the way I did it with the jammed sections in the “traffic wave.” Finally, I saw that there was one common situation where I could do some real good.

If you drive in heavy highway traffic, you’ve probably seen a traffic wave develop at a construction site where one lane is blocked. You crawl and crawl at 3 mph until you get to the bottleneck, then you take your turn merging as the two lanes slooooowly come together. Then you race off at 60 mph! The merging lanes formed a terrible bottleneck. A “traffic wave” develops at (and behind) the merge zone. After the bottleneck, it’s clear sailing.

Why?

WHY must a bottleneck develop at a merge zone? Well, because everyone must take turns. Wrong! Under low-traffic conditions, everyone still takes turns, yet everyone merges at high speed. A bottleneck never appears.

Traffic jams develop at a merge zone whenever the cars get so close together that there are no gaps between them. Without gaps, nobody can merge, and so the traffic comes to a near halt. But whenever traffic comes to a near halt, people always pack themselves together.

Huh. This is screwy. At the place where the lanes merge together, close-packed cars cause the bottleneck, but the bottleneck is the cause of the close-packed cars. But, but… do traffic jams CAUSE THEMSELVES? After thinking about this even more, I realized that the answer is yes. It goes like this:

  • Traffic is going slow
  • Everyone packs together and closes up the gaps
  • Fast merging becomes impossible
  • Incoming cars create a huge back-up
  • Cars must slooooowly take turns merging
  • This makes traffic go slow
  • Go back to the top of the loop.

This is absolutely fascinating, since this self-caused situation has a counterpart:

No. 2

  • Traffic flows along rapidly
  • Nobody closes the gaps (they follow the 2-second rule?)
  • Merging is easy
  • Streams of traffic flow together like a zipper
  • This allows traffic to go fast
  • Go back to the top of the loop.

At a merge zone, fast traffic causes traffic to be fast, while slow traffic causes a jam. Weird! The difference between these two situations is enormous, yet EITHER ONE can arise on the exact same highway under the exact same amount of traffic.

In the first one, the speed might be 2 mph, while in the second one it could be 40 mph. And here’s the important part:because the situations create themselves once they are established, they can sometimes switch from one to the other. Or somebody can switch them intentionally.

Suppose the traffic at a merge zone was flowing fast as in number 2 above. Suppose I wanted to wreck everything. I could slow way down and make all the cars pack together behind me. This would keep the other lane from merging into the close-packed lane. Cars in the merge-lane would pile up too. Then I drive off laughing evilly, because I have just caused a MASSIVE LONG-TERM TRAFFIC JAM!

Or, I could do the opposite. Suppose everything is jammed up at the merge zone. Suppose I accumulate a huge space ahead of me and bring it into the jam. When the huge space gets there, the other lane can suddenly change lanes, spread out, and start flowing fast.

Next, I speed up and merge with it, and so do the cars behind me. The “zipper-like” flow has begun. The switch has flipped. I have just ERASED a long-term bottleneck. As they say in Seattle, pretty cool, eh?