【文╱洪介興】
每逢長假，媒體總是報導國道塞車的新聞， 每天上下班的尖峰時間，人口集中的地區也有塞車的狀況， 你是否曾經仔細想過塞車的原因呢？為什麼大家要塞在路上不動？ 車陣的最前端又是怎樣的狀況？
●考考你╱前面若有30台車 通過路口要多久
我們先從有號誌燈的路口談起，假設現在我們因為紅燈而停下，且前面有30台轎車，那麼我們需要幾秒的時間才能通過前面的路口呢？
理想上，只要一綠燈，所有等待的車子就可以一起用相同的速度前進，但其實這是不可能的，每個駕駛都是等到前一台車開動一小段距離以後才開始前進，以每台車等待1.5秒計算，要綠燈亮起45秒後我們才會開動。
由於前面有30台車，所以我們距離路口大約會有160公尺的距離，由於剛起步比較慢，前5秒大約走20公尺，接下來13秒把剩下的140公尺走完，再加上通過路口要2至3秒，總共需要行進約20秒；再加上前面等待的45秒，要通過這個路口大約需要65秒。
如果這個路口的綠燈只有60秒，我們很可能就正好會被下一個紅燈攔下，最令人難以接受的是，這60秒中絕大多數的時間都是在等前面的車子開動！如果所有的車子可以同時起步，就不會浪費這些時間了不是嗎？
●看實際╱兩車隔2秒距離 有狀況才可應變
但事實上，駕駛們等待前車前進一段距離後再開動的行為，其實才是比較合理的駕駛方式。如果後車貼著前車駕駛，那麼當前車一減速，不論反應再怎麼快，因為是前車先開始減速，兩車間的距離必定會縮小，只要距離太近就一定會撞上。
一般會建議後車和前車要相隔2秒以上的距離，遇到突發狀況時，才有比較足夠的時間可以應變。因此對單一條車道而言，若以每兩輛車都至少相隔大約2秒計，60秒的時間最多大約只能讓30輛左右的車輛通過。
假設某條馬路由西向東有兩條直行車道，路口處每60秒變換一次紅綠燈，也就是每2分鐘會有60秒的綠燈可以直行。根據前面的計算可知，每2分鐘大約有60台由西向東的直行車可以通過，如果每2分鐘想通過的車子超過60台，那麼此處就會開始產生堵塞。
最壞的狀況就是堵塞久了以後，可能回堵到前一個路口，當發生這樣的情形，前一個路口消化車輛的速度就會被大幅減低，進而產生更嚴重的大塞車！
●再考你╱南北兩條高速路 同時容納多少車
高速公路和快速道路最大的優勢在於它們沒有紅綠燈，只要車流量不要太大，基本上都可以暢行無阻；反過來說，如果車流量過大，還是可能發生塞車的情形，那麼高速公路可以容許多大的車流量呢？
往下看之前，你不妨先猜猜看，在沒有堵塞，車輛皆正常以高速行駛，且車輛間皆保持安全車距的理想狀況下，台灣西部兩條最重要的南北向高速公路共可容納多少車子同時在上面行駛。
在交通順暢的狀況下，高速公路上的車可以開到時速90至110公里，若以時速108公里計算，兩輛車之間要維持2秒的安全車距，大約是60公尺。
兩條高速公路大多數的路段都是6個車道（南下、北上各3個車道），全長都在400公里上下，由上述數據便能算出兩條高速公路共可容納同時約8萬輛車正常行駛。
400×1000×6×2÷60＝80000
順道一提，全台登記的汽車總共有800多萬輛。
當過多車輛湧入高速公路，使得車流超過每60公尺一台的密度時，車輛便無法高速行駛。譬如當前後兩輛車的距離剩下30公尺時，車速就只能壓在時速60公里以下，這樣後車才能與前車維持大約2秒的安全距離；而當前後兩輛車的距離剩下15公尺時，車速就只能壓到時速30公里以下了。
●告訴你╱車距過小 導致減速 高速公路 就會堵車
有時候高速公路上會出現一大段路的車子完全動彈不得，這又是怎麼一回事呢？
當前車因為某種緣故而減速，受到前車的影響，後車也勢必會跟著減速。這時，如果後車離前車太近，因為緩衝的距離較小，所以後車會有較大的反應，而做出比前車更急、更大幅的減速。
只要車輛間的車距較小，這個效應就會持續向後傳遞，也就是第三台車會比第二台車更大幅地減速，而第四台車又會比第三台車更大幅地減速，依此類推……；不久後，就會有一輛車減速到幾乎停止，而下一台車會是停止後一下下再開動，再下一台車停止的時間會比前一台車更長，依次越後面的車停止時間越長，車陣也就越來越長。
●怎解套╱龜速車有緩衝空間 可以終止減速效應
能緩解這種連鎖效應的救星是俗稱的「龜速車」，它們的特性是明明距離前車很遠，自己也還沒達到最高速限，卻不願加速。絕大多數的駕駛都希望車速能快就盡量開快，假如前面擋著一台龜速車，後面的駕駛往往心情不會太好，因此龜速車通常是背負罵名，但這回，它卻將成為英雄。
由於龜速車和前車保持相當遠的距離，所以當前車減速時，它有很大的緩衝空間，可以慢慢地減速就好，不至於減速過頭，如果前車只是短時間的減速，龜速車甚至可能完全不受影響，減速的連鎖效應就此告終。
即便在前車減速到停下的狀況，龜速車都有緩解堵塞的作用，由於它遠遠就看到前車減速，因此它能緩緩減速，不用煞得太急，前車停下時它也還有一大段距離可以慢慢往前滑，有可能在龜速車還沒停下前，前車已經開動，那麼龜速車不必停下來，原本的小車陣就這麼消除了！就算沒有完全消除車陣，龜速車停下來的時間也一定比前車短上許多。
另一種緩解減速連鎖效應的可能就是後方車流小，相隔比較久才多跟上一台車，後面跟上的車就會和龜速車一樣，比較不受前車減速的影響。
●看原因╱車道匯流 容易回堵 亂變車道 影響車流
由前面說明可知，並不是把路上擺滿車才會塞車，而是當車流量大到車距都不甚寬鬆時，就有可能從一台車因某種緣故而短暫減速開始，經過連鎖效應後導致塞車，但最初開始減速的那台車為何需要減速呢？
其中一個常見原因是車道匯流，遇到上高速公路的交流道時，因為多了一些車要加入行列，如果原本的車流已經很密集，匯入的車流就會影響原本車流的行駛速度，如果要上高速公路的車很多，就容易在交流道前形成回堵。
另一個車子會突然減速的原因，是被任意變換車道的魯莽駕駛切到前面，這時候被切的一方只好減速拉開與前車的距離，如果後面的車子又跟得很緊，就要進入通往堵塞的連鎖效應了。
身為有素養的公民，行車時一定要注意與前車維持足夠的距離，除了安全因素，還能避免壅塞發生。此外，也不該輕率變換車道，絕不要為了求快、貪圖自身一點便利，帶給其他用路人更大的麻煩。
●作者為教育部適性教學計畫「數學建築活動」教案設計人，任教北市石牌國中
【2023-02-20/聯合報/R06.07版/好讀周報動腦力】
