自动驾驶能治首堵病吗？ 第1页

可以。

大城市堵车的一个原因有这么几个。

首先，路上的车太多。

第二，大家开车的时候都是有反应时间的，前面的车起步了，后面的司机才会踩油门。

第三，因为原因二，车距小的时候，大家都不敢跑很高的速度。

这三个问题都可以通过自动驾驶来解决。

车距小的问题，反应速度慢的问题都可以用车间通讯来完成。比方说，十字路口排第一的车子会告诉后面的车子“我一秒以后要起步啦，加速度2m/s^2，一直加速到15m/s”，然后后面所有车子都会在同一时间起步，按照同样的加速度，一直加速到同样的巡航速度。

如果任何一辆车发现障碍物要刹车，也会通知后面所有的车，那么整队车都会同时开始刹车。因为去掉了反应的时间，车子之间的车距就可以维持得很小。路上即使有很多车，一样可以跑的非常通畅。

那么，当所有的车子都自动驾驶的时候，就可以实现车辆的复用。你坐车去上班，完全不必要自己买车了，只要上网订一辆自动驾驶汽车，和附近的人一起走，过时不候。减少了路面上的车辆。道路也不会再被停车位占用了车道，把人送到目的地之后，自动驾驶汽车可以去别的地方载客，或者停到某个地下停车场去。

自动驾驶还可以避免交通事故，减少拥堵的可能。

再者，还有潮汐车道。大堵车的时候，很常见的情况是只有一个方向堵，对行方向基本没什么车。现在的潮汐车道调整一般需要大量的交通指示灯或者用于挪动隔离墩的特种车辆。当车辆全部自动驾驶之后，潮汐车道可以按照算法随时调整。一条高速公路在必要时可以全部向一个方向通行。

这将是“超级公共交通”的未来图景。很多人买车都是为了买个“备用”。上班真的需要5个座位吗？真的需要巨大的后备箱吗？通勤用、买菜用的自动驾驶车辆，可以很小，使用效率很高。所以就算不愿意与别人分享一辆车，也可以用一辆很小的单座自动驾驶车辆。

这些车辆在上下班高峰期之外，也不必静静地停在停车场里。他们将是自动化快递、外卖、物流配送的执行工具。

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当然，要实现所有这些，可能至少还得三五十年吧

能，但现在不能。

先看看堵车的原因，编了个小程序模拟了之前好奇实验室 @滕腾 做的“幽灵堵车”实验，主要是想分析在一个环形车道上行驶的一列汽车为什么也会莫名其妙的出现堵车。

（挂链接【好奇实验室】23辆车封闭实测“幽灵堵车”）左图是好奇实验室的实验截图，右边是我的程序。

其实之前日本人的实验我几年前就看过，但是原因一直没想明白。答案直到两个月以前学驾照时一下就通了！因为我的教练Rainer跟我说：你丫别贴前面车这么紧，保持一半车速的车距！

当时在高速上的我虎躯一震！距离S和速度V成正比？这不微分方程么!微分方程的解只有三种形式：指数函数，三角函数，以及他们的神奇组合。指数函数的结果就是要么汽车飞起来，要么汽车停下来；而三角函数的结果就是汽车速度周期性更替，周期到了波谷，堵车不就出现了么。然而在以上思考过程中，我走神了……于是Rainer发飙“你个倒霉孩子看旁边车道了么你就打转向灯！考试时挂就挂你这样的！”

我的这个程序非常简单，一个半径100米的圆，N辆汽车。汽车沿圆周排好，初始车速是间距一半，如果所有车都精确地维持原速度，他们就会一直均匀的绕圈。之后，按照Rainer的公式，间距太大就加速，间距太小就减速，不允许倒车，最低车速设定为0。就这么几个简单的限制条件，但是运行以后结果非常有意思！

在运行20秒之后，我为红色的车设定了一个点刹，速度会有一个陡降，之后一切照旧。然而这之后，根据参数不同，最后的结果也非常不同，比如不同的加速度，不同的速度车距比例。知乎不能传gif，动态演示过程放链接吧，另外感兴趣的同学可以找我要代码自己玩。

最后的结果有这样的（左上是车辆时时图，右上是红车的速度记录，左下是每辆车的实时速度，右下是车辆间的实时距离）：

动图：http://ww4.sinaimg.cn/mw690/6d03fb98gw1f37quh8dxug20io0e0gxj.gif

这个是运行了200次之后堵成一个长列的，但是这一长列车在慢慢减速。（初始设定：车速/车距比0.3，加速度0.001）

（上图）这个是堵成两个节点的，与上图相比，此实验将汽车的加速度调节为原来的6倍。

动图：http://ww1.sinaimg.cn/mw690/6d03fb98gw1f37quhjl06g20io0e0dtl.gif

（上图）一开始稳定了一段时间，然后突然开始堵车，并且在一个圈里堵成了三个节点，并且中途会完全停止的。此实验为将加速度再提高10倍。

动图：http://ww1.sinaimg.cn/mw690/6d03fb98gw1f37qukig7yg20io0e0nkr.gif

（上图）还有这样在遇到干扰后回复到一个稳定震荡的。（车速/车距比0.5，加速度0.001）动图：http://ww1.sinaimg.cn/mw690/6d03fb98gw1f37qup1ddwg20io0e0qe7.gif

Rainer给我讲过一个段子：

—— Was ist der Unterschied zwischen einer Autoschlange und einer echten Schlange?

—— Bei der Autoschlange ist das Arschloch immer vorne!

——蛇和堵车的队伍有什么区别？（德语的蛇有排队的意思）

——蛇的菊花在后面。（菊花在德语是脑残的意思，暗指堵车是最前面的脑残造成的）

这真的是我在德国听过最好笑的段子了，真的，他们的笑点就这么低。

也就是说一个轻微的扰动就会不断向后传播并被不断自激放大。你在高速上遇到了堵车很有可能就是因为几百公里外的一个哥们为了点烟减了一下速。

最后我尝试了一下，没有红点突然出现的点刹，只是在每次循环时为所有车的速度加上1%的随机噪声，结果用了200多次循环之后震荡迅速放大，如期堵车了……（下图）动图：http://ww2.sinaimg.cn/mw690/6d03fb98gw1f37qv3am7ig20io0e0axt.gif

这种情况其实在自然界里特别常见，即:个体的简单行为造成的群体宏观效应。有一门专门研究这个理论的学科，叫做协同论，创始人是我们学校的一个老教授。我们看一下自然界中类似的情况：

1. 第一个是一个给狗喂食的视频，和我们做的实验差不多：

一群小狗冲到饭盆抢吃的，结果居然就莫名其妙开始围着饭盆一边吃一边转了起来……
动图戳：http://ww2.sinaimg.cn/bmiddle/630ff0a6jw1e4owainx8wg208r05nb2b.gif
（来源：安徽卫视超级新闻场）

2.然后是海洋中的鱼群：

（图片来源：FLICKR: ADAM RIFKIN）

3.蝗虫群会因为密度的改变而引发蝗虫性格的变化最终演变为蝗灾

英科学家发现蝗虫聚群的原因 --生物通

4.蚂蚁的“死亡漩涡”，因为错误的反馈，蚂蚁开始绕圈直到力竭而死。

蚂蚁死亡漩涡_百度百科

以上的种种例子都是自组织行为，大自然的规律还真是无法抗拒啊……

然而你以为只有愚蠢的动物会出现自组织行为么？

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你记不记得上学时吵闹的教室瞬间安静下来时的样子。

个体之间的信息传递一定有延迟，就是这个延迟直接导致了一个反馈机制的形成，这个反馈会直接影响到最终的预期，堵车就是其中之一。

一座城市的交通系统模型会复杂的更加恐怖，而我们现在的管理手段还是只有交通标志和交通规则这些非即时手段。

假如所有车辆可以在红灯后同时起步，假如车流量可以被动态规划，假如红绿灯的时间可以根据路况调整，不知我们会省下多少时间，省下多少油耗，北京的天也能多蓝一些时候。

要完成这些，就需要给一座城市的交通体系一个大脑，让交通体系从个体的自组织行为变为个体间可以协调的整体系统。但这之前，更重要的条件是——给大脑一个可以控制的躯体。

自动驾驶不能解决大脑问题，但是确实一座城市交通系统升级的必经之路。就好比想要通网先要修光纤一样。并且自动驾驶并不再是科幻小说中的天方夜谭，而是实实在在我们能看到的技术，百度、沃尔沃、长安睿骋的自动驾驶都在北京的马路上成功的进行过试驾。

百度

（图片来源：华尔街论坛 巨头抢滩无人驾驶 “按捺不住”的百度将在美国测试无人车）

沃尔沃

（图片来源：Sohu汽车交通部长杨传堂体验自动驾驶，中瑞将联推智能交通）

长安

（图片来源：汽车之家【说客】长安睿骋，自动驾驶到底有多智能？）

然而自动驾驶现在面临的最大挑战并不是技术问题——而是让人尴尬的法律问题：出了事，算谁的？

试想万一撞了车:

客户一脸懵逼：不是老子开的啊！

厂商一脸无辜：你买了刀子自己切了手还要去找卖菜刀的赔医药费么？

受害者：那我去找谁说理？

本来这是一个无解的问题，但是直到我看到了这样一个新闻：

《 沃尔沃CEO解读自动驾驶 对事故承担全责》

多少碰瓷的大爷们要笑开花了啊！跟老伴合伙买一辆，每天撞自己，发家致富的又一途径啊！

玩笑归玩笑，城市是一个复杂的生命体，城市的进化一定需要承担相应的代价，但是有问题就一定有解决的方法。智能驾驶是解决超级城市交通规划最便捷的方法，我们已经有了足够的技术积累，我们有GPS的高精度定位，有详细的数字地图，有高灵敏度的传感器，有人工智能的算法，加上汽车行业自身130年的行业基础，实现自动驾驶，所需的就只差推动它的勇气了。

只是偶尔一想到如果自动驾驶普及以后，Rainer就要失业这件事，还是有些小小的难过……