Không tai nạn, không sửa đường, vì sao vẫn xảy ra kẹt xe?

Không có thế lực kì bí nào gây ra tắc đường đâu nhé! Chỉ là tên gọi của nó như thế thôi.

Khi bạn chạy xe trên một cung đường cao tốc rộng ngút tầm mắt, bạn nghĩ rằng nếu không có tai nạn xảy ra, không có công trường xây dựng mọc giữa đường, không có cả đèn đỏ, đường sẽ thông thoáng. Nhưng hỡi ôi, chẳng phải chúng ta đều đã nhầm sao? Đường vẫn cứ tắc. Dù là tắc không lâu, mỗi lần chỉ diễn ra vài phút rồi xe lại chạy như không có gì xảy ra.

Hình ảnh tắc đường dài chúng ta thường thấy.

Tại sao vậy?

Một vài nhóm các nhà nghiên cứu khác nhau đã sử dụng các tính toán toán học kèm theo các thử nghiệm thực tế hòng trả lời được vấn đề hóc búa này. Và họ nghĩ rằng họ đã tìm ra được đáp án cuối cùng. Và may mắn thay, họ còn đề xuất luôn được cả biện pháp khắc phục.

Họ gọi đó là tắc đường ma – phantom traffic jam.

Tại sao tắc đường ma lại hình thành?

Nếu như một đường cao tốc đã có đủ số lượng xe, bất kì điều gì ngăn cản sự trôi đều của dòng chảy xe này sẽ gây ra một phản ứng liên hoàn: một xe bỗng phanh chậm lại chỉ chút xíu, xe ngay sau cũng sẽ phải phanh lại nhằm tránh va chạm, và cứ thế cái xu hướng phanh ấy lan dọc con đường.

“Những làn sóng giao thông này sinh ra từ những sự xáo trộn có trong một dòng chảy đều của xe chạy trên đường, ví dụ như một ổ gà, một tài xế bỗng đạp phanh vì vướng chuyện gì đó”, Benjamin Seibold, nhà toán học tại Đại học Temple, nghiên cứu vấn đề tắc đường ma với nhiều cộng sự khác của mình bày tỏ.

Một phản ứng dây chuyền chẳng khác cách những quân domino đổ xuống.

Ngay cả khi xe lưu thông thoát được khỏi làn sóng lan truyền này, bản thân con sóng ấy sẽ chẳng biến đi đâu mất cả: nó sẽ dội ngược lại dọc theo chiều xe cộ di chuyển. “Thông thường hiện tượng này diễn ra trong quãng đường từ 100 cho tới 1000 mét, và thường bắt đầu với những ô tô ở hàng đầu gặp đường đông và giảm tốc để hòa vào làn xe cộ mới”, Seibold nói. “Và ngay sau khoảnh khắc ấy, xe bắt đầu lại tăng tốc như bình thường”.

Anh và các cộng sự của mình phát triển nên khái niệm định nghĩa những con sóng giao thông này, gọi chúng là jamiton – một cách chơi chữ với “jam” là kẹt xe, phần đuôi –iton được lấy từ soliton, một loại sóng đơn trong toán học và vật lý có đặc tính duy trì hình dáng của mình khi truyền tại một vận tốc không đổi. Sử dụng thuật toán máy tính để giả lập việc kẹt xe, họ đã xác định được “jamiton” là cái gì.

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản cũng đã dựng nên một mô hình thử nghiệm thực tế và cũng đưa ra kết luận tương tự. Tại một trong số những thử nghiệm như thế, 22 tài xế đã được hướng dẫn chạy tại một vận tốc không đổi (30km/h), giữ cho khoảng cách giữa các xe không đổi, lái thành một vòng tròn. Và đột nhiên, sóng giao thông ấy đã xuất hiện:

Thử nghiệm thực tế cho thấy sóng giao thông hình thành như thế nào.

Vậy ai là người có lỗi tạo nên những vụ kẹt xe “ma quái” này?

Theo một cách hiểu nào đó, thì có lẽ người tài xế đầu hàng sẽ là người chịu trách nhiệm tạo ra những vụ tắc đường ma này. Thử nghiệm thực tế trong video ở trên cho thấy rằng khi một tài xế dừng đột ngột giữa đường để tránh va chạm vào xe đằng trước, họ sẽ tạo ra phản ứng dây chuyền khiến hàng loạt xe đằng sau khựng lại và gây tắc đường.

“Nếu người tham gia giao thông để ý vào độ đông của đường trước mặt mình, họ sẽ nhả ga sớm hơn để xe từ từ chậm lại – thay vì sử dụng phanh vào những phút cuối – để tránh việc tắc đường xảy ra”, anh Seibold nói.

Nhà khoa học máy tính tại Viện Công nghệ Massachusetts, Berthold Horn lại có một cách nhìn khác về vấn đề này. Đó là hãy giữ khoảng cách đều giữa xe của bạn với cả xe đằng trước và xe đằng sau, như thế sẽ tránh được việc phanh gấp không cần thiết.

Khi mà một cung đường đã đạt tới giới hạn số lượng xe lưu thông, thì tắc đường ma sẽ diễn ra.

Nhưng thực ra thì, việc thay đổi cách điều khiển xe trên cao tốc không thực sự triệt tiêu được hoàn toàn nạn tắc đường ma, chỉ là giảm thiểu cơ hội hình thành của nó xuống chút đỉnh thôi. Điều đó không phụ thuộc vào cách lái của từng tài xế hay việc họ có chú ý tới đường xá hay không, bởi khi mà một cung đường đã đạt tới giới hạn số lượng xe lưu thông, thì tắc đường ma sẽ diễn ra.

“Ta thường đổ tội cho một tài xế nhất định nào đó”, Seibold nói. “Nhưng thử nghiệm cho thấy rằng dù rằng toàn bộ các tài xế chạy y hết nhau, chẳng ai mắc lỗi, sóng giao thông vẫn sẽ cứ diễn ra”. Vậy là chẳng phải tại ai mà việc tắc đường ma này diễn ra cả, chỉ là do đường đông quá mà thôi.

Giải pháp cho nạn tắc đường ma này

Để giải quyết vấn đề này theo kiểu ngắn hạn, thì các kĩ sư có các giải pháp giảm thiểu được loại tắc đường gây ức chế này.

Đường càng thẳng và càng bằng phẳng, tỉ lệ tắc đường ma sẽ càng giảm, bởi lẽ các tài xế sẽ ít phanh gấp hơn trước khi gặp ổ gà hay gặp các khúc cua. Đa số các đường cao tốc được xây dựng để thẳng nhất có thể, vì thế ta phải cố mà duy trì, bảo dưỡng đường xá cho tốt để tránh việc tắc đường xảy ra.

Mọi xe sẽ đều tuân thủ giới hạn vận tốc, đều đi chậm lại và có tỉ lệ nào đó, sóng giao thông sẽ bị triệt tiêu.

Một phương án khác mới mẻ hơn, theo như lời anh Seibold nói thì là tạo ra thêm nhiều loại giới hạn tốc độ khác, giải pháp này đã và đang được áp dụng tại một số nơi ở Mỹ nhưng mới chỉ dùng chủ yếu để điều khiển tốc độ xe trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Họ sẽ sử dụng những biển đèn LED thông báo tốc độ yêu cầu cho các xe lưu thông, tính toán sao cho tốc độ ấy sẽ có ít khả năng gây ra tắc đường ma nhất. Mọi xe sẽ đều tuân thủ giới hạn vận tốc, đều đi chậm lại và có tỉ lệ nào đó, sóng giao thông sẽ bị triệt tiêu.

Giải pháp cuối cùng thì hoàn toàn mang hơi hướng hiện đại: đó là xe tự lái. Bởi lẽ hệ thống xe có thể tự tính toán ra được một vận tốc phù hợp, dựa trên điều kiện đường xá, dữ liệu về tình hình giao thông phía xa để đặt xe chạy ở một tốc độ phù hợp. Về khoản này, chắc chắn là chúng hơn con người chúng ta.

Một xe ở đầu hàng bỗng chốc phanh lại, tín hiệu này sẽ được gửi về hàng loại xe đằng sau để cùng lúc, các xe có thể đồng loạt chậm lại, tắc đường ma sẽ không còn xảy ra nữa. Trên lý thuyết, thì khi trên đường toàn xe thông minh như thế, dòng phương tiện lưu thông sẽ chảy trong êm đềm.