百科网

首页 > 文化教育 > 科学探索

科学探索

弹簧串并联与布雷斯悖论:更多道路反而更拥堵

科学探索万象经验2023-05-08

实际上,这是一种称为布雷斯悖论的现象,德国数学家迪特里希·布雷斯在研究交通模型时发现了这一点。他注意到,与我们的直觉相反,在交通网络中增加一条额外的道路,实际上可能会增加通行时间。为了更好地说明布雷斯悖论,首先我们要先来看一道关于弹簧的物理题。

事实上,这种弹簧和绳索的布置实际上是布雷斯悖论的类比。想象一下,有A和B两个城镇,它们之间有一个道路网络,如图所示。图中红色和绿色的路相当于绕远路,但它们都非常宽,从不堵车。中间灰色的路很窄,但优点是路很直距离也很短。中间还有一段蓝色的路很宽也很短。

这与弹簧和绳索有什么关系?重物就像路上的汽车数量,重物向下多远就像开车需要多长时间。绿色、蓝色和红色的道路就像绿色、蓝色和红色的绳索,对它们施加多大的重量并不重要,它们是恒定的。而灰色道路就像弹簧,重物越重,弹簧伸长就越多。

如果我们拆除了一条路,它可以改善当地的交通,但我们怎么知道它不会让别的地方的交通变得更糟?有一个工程说法,局部改进可能只会将问题转移到其他地方。所以到目前为止,我们的唯一方法是运行计算机模拟,在程序中拆除一条道路,然后看它如何影响整体交通。

打赏