五⼀你在路上堵麻了吗？科学家终于发现全城堵死的原因了。上个周五，临下班时，⼩编就像现在⼀样在办公室⾥赶着稿⼦，⼼却⼀直闲不下来，总想着假期“搞点事情”。于是摸⻥打开了地图，接着就看到了上⾯这幅惨绝⼈寰的画⾯。好消息：北京红了。坏消息：红的是交通拥堵情况。看到这等拥堵情况，联想到假期时的⼈⼭⼈海，我顿时没有了出去玩的想法（虽然后来还是强⾏出去了）。好端端的路，怎么突然就堵上了呢？
（⽽且我确实在路上被堵了6个⼩时）
堵⻋严重时，整个城市的道路交通都会瘫痪。堵⻋产⽣的原因很简单，⼀⾔以蔽之：路上的⻋太多了。但是深究下去，堵⻋其实是⼀件⾮常复杂的事情：究竟⻋多到什么程度会引发堵⻋，哪⼏条路堵上会导致整个城市的交通陷⼊瘫痪？这些问题对于道路设计，⻋流引导⼗分重要，设计合理的话，甚⾄可以在有限的基建预算内⼤幅提⾼城市交通的运转效率。
今年3⽉，复旦⼤学和上海电⼒⼤学的研究团队在《混沌》（Chaos）杂志上发表了⼀篇论⽂，提出了⼀种针对城市交通流进⾏建模的技术，并⽤上海市杨浦区的数据做了验证。他们表示，他们的模型可以发现未知的交通瓶颈，这些瓶颈可能会导致整个交通⽹络的崩溃。
具体来说，他们的模型⽤到了渗流理论。渗流理论是⼀套横跨了数学和统计物理的理论。
举例来说，假设有⼀个竖直管道，管道中间有⼀段多孔材料，这些孔洞很细，每⼀条通路都有⼀定的概率允许⽔流过。那么，⽔最终是否能穿过这段多孔材料，流到管道下⾯呢？粗看这个问题，直觉上的结果当然是，如果这些孔洞允许⽔流过的概率越⼤，那么多孔材料就越有可能允许⽔流到管道下⽅。但实际上，随着每条通路允许⽔流过的概率增加，多孔材料会突然从不允许⽔通过变成允许⽔通过。
这⼀过程是不连续的，就好像⽔在99摄⽒度时是⽔，在101摄⽒度时就已经是状态完全不同的⽔蒸⽓。⽔在100摄⽒度时发⽣了相变，多孔材料⾥的孔洞允许⽔通过的概率变化到临界点时，多孔材料也发⽣了类似相变的突变。
反映到交通情况上，研究⼈员根据上海市杨浦区现有的道路⽹络和⼈⼝分布，将不同⼈⼝中⼼之间连接起来，模拟不同⼈⼝中⼼之间的出⾏需求，并将这些出⾏需求分配到最短出⾏距离的道路上。
每条道路上的交通负载被转换为速度。当某条道路上的交通流达到⼀个不可接受的低速度（渗流阈值）时，该道路就被视为功能失调（彻底堵住了），并从⽹络中删除。通过递归的⽅式重复这⼀过程，研究发现，城市交通系统的⼤规模级联故障是以⼀种突然和不连续的⽅式发⽣的，就像冰融化或⽔沸腾时突然发⽣相变⼀样。
复旦⼤学现代物理所的研究员⻢余刚说：“城市是⼀个开放的系统，除了城市内部的流动，城市与外部区域之间也有流动交通。为了模拟通勤的影响，我们增加了边界地区的⼈⼝。”研究中使⽤了上海市杨浦区的数据，并且引⼊了四个关键的交通节点——逸仙⾼架路、国帆路、中环路和内环⾼架路，外界的⻋流能从这些关键节点进⼊杨浦区。通过这个模型，研究⼈员发现了上海道路交通的⼀个潜在瓶颈——中环路。
当中环路被堵住时，额外的交通流就会前往其他道路，但其他道路⽆法承载这么⼤的车流，导致更多拥堵，从⽽导致全城拥堵。当中环路彻底被堵死时，上海市的交通⽹就会断成⼏⽚互不相连的碎⽚。⽽在杨浦区内部，这个瓶颈则是南北向的中原路。⽽在现实中，中原路也是早晚⾼峰拥堵的道路之⼀。（⼤家在早晚⾼峰时可以留意⼀下）交通瓶颈：中原路。图⽚来源：原论⽂
如果是平时，⼩编⼀定会在这⾥放⼀个上海早晚⾼峰中原路堵上的截图，但是⼩编在排版时，晚⾼峰已经过了，截不到。各位读者读到这⾥，能不能给⼩编加个星标以表安慰呢？
未来，研究团队将引⼊拥塞传播的时延效应，进⾏更深层次的研究。更重要的是，这项研究对于交通系统的设计具有指导性的意义。针对瓶颈道路增强，能让整个交通系统更难崩溃。但是，你仍然需要注意的是，堵车发⽣最根本的原因，还是路上的车太多了。也同样因为这个原因，明天依然可能会有早⾼峰。因为就算今天是周五，明天依然也要上班。