巴士聚集現象：等巴士要麼沒有要麼同時來幾輛

是否有過這種經驗：你已經在巴士站點等了半個小時，可是你想要乘坐的112路公交影子都沒見一個，又過去了20分鐘，兩輛或更多的112腳跟腳同時到站？

這一現象被稱為「巴士聚集」，是世界各地的公共交通系統數十年來一直試圖解決的問題。最近，研究人員為公交系統建立了數學模型，更好地理解了這一現象的本質。數學指出了癥結所在，同時也開出了處方，巴士跟蹤技術與簡單的控制演算法相結合就可以顯著改善當前情況。

對乘客和司機而言，他們都不希望遇到巴士聚集的情況，因為它同時增加了等車的平均時間和運輸路線行駛時間。

聚集破壞了匯流排系統的穩定性，令巴士無法按照時刻表到達。長時間等待也可能導致乘客放棄公交轉向無助於減排的交通方式。

造成這一現象的並不是人為的——諸如巴士司機——的失誤，而是來自系統自身的不穩定性。當巴士按計划行駛時，一切似乎都正常。然而，一旦出現突發的擾動，使它落後於時刻表，它就幾乎不可能重回正軌。到站晚點的情況只會愈演愈烈，直到被同線路的下一輛巴士迎頭趕上。

同樣的情況也發生在後發的公交車上：當他們從一個站點到另一個站點時，因為幾乎沒有上下的乘客，所以，到站時間逐漸提前，直到他們趕上前面的巴士。

數學方程精確刻畫了當時的情景。站點等待乘車的乘客數量和相繼兩輛巴士到站的時間間隔存在比例關係。當某量公交車到站晚點時，它到達下一站就需要運送更多的乘客。這樣又延長了排隊上車的時間，等到再下一站時，彷彿惡性循環，巴士到站時間越來越晚，乘客越來越多；而後面發出的空車，沒有乘客可以拉載，循環持續下去，直到多輛巴士彼此相遇並成群結隊同時達到公交車站。

那麼我們可以做些什麼呢？

一種策略是指示晚點的巴士跳過乘客不需要下車的站點，或者限制後續站點的登車人數。當然，這樣做可能會使潛在候車乘客陷入困境。(我所在的城市就是這麼做的)

另一個常見的策略是在公交車的時間表上加上彈性時間。額外的時間——稱為時域鬆弛——有助於應對時刻表的變化。後發的巴士被要求在指定的站點停留，直到預定的離開時間。這樣就能在相應節點上恢復正常的公交時刻表，但是顯然的，該策略對之前的困境毫無幫助。它也容易受到干擾，且相當於損害了乘客的出行效率。

新技術可能會有所幫助。公共機構現在可以實時跟蹤公交車的位置，並為司機提供即時性的反饋消息。可以這麼理解，新穎的策略將連續的巴士用存在於理念中的彈簧連接起來。當前後兩輛過於接近時，它們受到排斥力，而相隔太遠的巴士則被「拉近」。當然，所謂的彈簧是通過消息和演算法達到的效果。調度員或者說演算法，向司機發布指令讓其加速或在某站稍加停留。

計算機模擬和現場測試表明，這些動態策略可能會讓聚集現象成為過去式。

本文譯自 phys，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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