近日，中共中央办公厅、国务院办公厅发表了《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》，上海市公路学会、同济大学交通运输工程学院多年来一直致力于公路和交通相关科学知识的普及与推广，并举办了系列活动。
在2022年科普日期间，经过精心策划，我们广泛搜集青少年关于交通的问题，并邀请专家进行专业科普，形成大咖揭秘的系列活动。
本期是大咖揭秘系列第一期，主题为《城市为什么那么堵》，让我们一起来看看特邀嘉宾是怎么解答的吧！
1、堵车的原因是什么？
堵车几乎已是现代城市一大城市交通病。不难发现大部分城市的堵车常发生在一定的时间段和空间上，如：上下班或上下学的早晚高峰，甚至一些中小城市的中午因人们回家吃饭或休息也可能出现堵车情况；城市中心区、大型人流活动区域，像大型居住区、办公区、商务区、购物区、学校、医院、体育场馆、文化场馆等。所谓的堵车，就是在一定的时间段和空间上，车辆出现排队或低速运行等。
透过现象探究堵车原因，可以发现在堵车的时间段和空间处，希望通过的车辆数大于甚至远大于可能通过的车辆数，亦即“通行需求大于通行或服务能力”。进一步分析其深层原因主要有：
（1）直接原因
1）因通勤、通学、购物、旅游、业务等出行量过大、过度集中且过度使用汽车出行，导致需求量超过供给能力，而出现交通拥堵；
2）道路的车道数有限、交叉口通行能力不足，导致供不应求而出现交通拥堵。
（2）间接原因
1）城市用地强度过大，且与道路、轨道交通系统不协调，导致交通出行需求与供给不匹配而出现交通拥堵；
2）城市公共汽车交通、轨道交通等公共交通供给不足，或不方便、不可靠等服务水平不高，与汽车出行不具竞争力，人们放弃公交而选择汽车出行，导致汽车交通供需矛盾而出现交通阻塞。
（3）深层原因
1）城市与交通规划，未能充分地处理好静态的设施、土地性质与开发强度和交通设施及其服务系统的协调，导致交通阻塞；
2）交通设施，特别是道路的设计主要还是以土木工程为主的工程设计，而未能充分地面向交通需求的特征、未能充分地适应路面行人、自行车、汽车等构成的交通流特征科学地进行交通设计，导致我国大部分的城市道路的通行能力、交通安全性远低于国际先进水平，因不合格的城市道路而导致其通行能力未能达到应用的水平，仅约为先进水平的60%-70%，从而造成交通阻塞；
3）公共交通，特别是公共汽车交通线路布设、准点可靠及便捷性服务和运营水平不高，对乘客没有吸引力，导致自驾汽车出行或网约车出行量高居不下，从而出现交通阻塞；
4）道路的使用者及其驾驶行为不良，特别是对让行规则不理解和不执行等行为，再就是交通管理设施及执法管理不完善等，也导致了路面交通混乱（不依法让行、变道、乱停乱放等），影响了汽车交通流的有序通行，甚至导致交通事故频发，从而降低了道路的通行能力而出现交通阻塞；
5）亟须专业科学治堵。汽车阻塞是交通阻塞的主要部分，因其阻塞导致人和物移动的阻塞，从而深刻地影响到城市、经济乃至社会的和谐发展。
人类为破解交通问题自上个世纪30年代开始即提出了“将影响汽车交通阻塞、事故、排放与能耗及效能的道路、车辆、空间与时间和能源等资源、通行环境与条件、规则与政策、通行的主体人和物，以及信息等于一体，运用科学原理和工程技术通过规划、设计、管理、服务、决策等一体化措施预防与改善交通的‘交通工程学’”。
我国大陆也自1970年代改革开放之初于同济大学成立了第一个“交通工程研究室”，开启了面向我国交通问题和需求特征的科学与关键技术研究，培养博士、硕士、本科完整系列的各类人才。
然而，由于本学科专业相较于相关的城市规划、土木工程（道路、轨道、港口和机场等设施工程）还是新兴的，加之交通问题广泛地涉及到国土规划、城市建设、交通运输、城市管理、公安交通等多部门，至今被国内外充分实践证明的治堵科技和措施，以及政策难以在我国大量城市切实有效地推广应用；大量的卓越人才因我国没有设置“交通工程师”资质体系，而难以真正地服务于广泛亟须的社会。
因此，若能以移动主体人和物通畅、安全通行为目标，依靠科学治堵体系，并且在市政府统一主导下跨行业、跨主管部门、全社会高度合作共进，交通强国的2035年“人便其行，货畅其流，国惠其昌”目标、2050年“人享其行，物优其流，国倚其强”目标定将实现。
2、为什么下雨天就更堵？
交通阻塞的直接原因就是供需矛盾。下雨天常常导致需求增加，供给因通行环境和条件不良而降低，因此交通更为阻塞。具体而言：
1）因为下雨，以往骑行自行车或电动车的出行者往往转向自驾车或网约车出行，从而增加了路面交通需求量出现交通拥堵；
2）因为下雨，路面湿滑而导致车辆低速行驶，路面积水导致车辆变道行驶，加之频发事故进一步导致有限的通行能力下降而出现交通拥堵；
3）因为下雨，特别是大雨，路面能见度低、标志标线不易识认，从而导致运行车速下降，影响了道路的通行能力，发生交通阻塞。
3、周一早上堵车又是什么原因呢？
周一早上出现堵车确是一般的体验。究其原因，主要还是需求量大且过度集中超过通行能力，加之因路面交通秩序以及道路问题凸显，进一步降低了通行能力，而导致交通阻塞。具体原因可归纳为：1）因周一是一周的第一天，一般通勤通学交通过度集中。不少城市特别是大都市有相当多住校学生或者离家较远工作单位人员，周一早晨集中到学校或者单位，导致需求过大而出现交通阻塞；2）一般行政、事业和企业单位等周一集中办公、开各类例会，社会上办理业务需求也较集中，因此导致交通需求过于集中，出现交通阻塞；3）路面交通复杂，通行能力降低。周一交通过度集中的同时，也带来了路面各类交通频繁进出道路、变换车道，以及行人、自行车、电动车与汽车交通流之间相互影响不断，路面交通混杂、秩序混乱，进而降低道路的通行能力，更加剧了交通阻塞。
4、修更多的路，能解决堵车吗？
汽车交通阻塞主要致因是供需矛盾，无疑尽可能地增加供给，如修建更多的道路，确可以缓解交通阻塞，甚至“彻底消除阻塞”，但这样做显然不是破解交通阻塞之道。这是因为：
1）汽车交通阻塞是交通病，乃至城市和社会病，因此，治病下药必须正确把握病因并药要对症。
城市发展无疑需要基本的汽车交通和设施，其建设需要消耗大量的土地资源。国内外统计表明一座城市的道路交通基本用地（汽车、自行车和行人等通行，停车）约占城市用地的15%左右（城市还需居住、工作、游憩等用地）。我国大部分城市人多地少，可用于道路交通的用地面积更少。因此，客观上不允许我们无节制地通过消耗城市土地资源满足因GDP等经济发展、人口增长、社会活动而不断增长的出行需求。
为了破解交通供需矛盾，不仅是增加供给侧的设施量，还要通过科学合理的措施提升供给侧通行能力（事实上我国城市道路尚有20%-40%的能力没有释放），特别是按出行人而不是汽车分配道路资源（发展公共汽车交通），更要对需求侧合理地调整出行时间和空间以及出行模式、从规划源头最佳地处理好交通需求与供给协调关系来对策。
2）提高供给能力，实施需求管理与综合治理，最佳协调供需关系是破解交通阻塞常态化措施。
提高道路效能。观察观测我国大部分的城市道路通行状况，可发现大量的道路存在瓶颈和不安全问题、交通无序甚至混乱，因此，亟须通过专业科学的设计、交通流管理与信号控制措施，改善甚至消除瓶颈，提升有限道路的通行能力和效能，从而无须造更多的路即可有效地改善交通阻塞。我们研究表明，包括上海等高度发展城市的道路通行效能尚有20%-40%未能释放。
实施需求管理。交通需求在时间和空间上的过度集中，以及过度使用小汽车出行，是导致汽车需求量超过通行能力的主要致因。因此，可以在时间和空间上通过分散出行需求，如：采用错峰或弹性上下班措施在时间上分散出行量；通过流向或单行线、限行和禁行、合理的停车收费等交通流组织管理措施均衡路网上的车流分布，同时，提供快捷、舒适、可靠、具有竞争力的高品质公共汽车交通服务等措施，可以极大程度地综合利用道路时空资源从而缓解交通阻塞。
落实综合治理。交通供需矛盾的背后，涉及到城市交通发展的政策、行政体制、发展理念、交通参与者行为，以及决策、规划、设计、管理和决策等诸多复杂的影响因素，因此，应充分地理解并落实习近平总书记强度指出的“城市管理要想绣花一样精细”，一座城市必须深刻地认识和共识“没有一流可持续发展的多部门、多群体、多专业一体化综合治理的城市交通，不可能有一流的城市”。国内外的统计表明交通阻塞、事故、能源浪费、环境污染等损失约占一座城市GDP的3%-8%（几乎抵消掉教育和科技投入）。韩国首尔已提出2030年城市交通将发展为没有小汽车也能高品质生活的城市，如此目标并不是简单地取消小汽车，只是日常通勤通学等主要依靠公共交通和步行与自行车出行。
5、怎么把人引导去坐公共交通呢？
人们不同距离的出行，是选择步行、自行车或电动车、公共交通还是汽车模式，常常考虑安全（生理因素）、快速（时间因素）、舒适（生理因素）、便捷（生理因素、时间因素）、价格合理（成本因素）等，特别是门到门出行的连续性极大程度地影响出行方式选择。
公共交通是广大出行者共用、定时定点定线的交通运输模式，其机动性、便利性、出行连续性先天不足。因此，要引导人们乘用公共交通，可“向小汽车学习”提高公共交通的机动性（可多采用小型车、高频次发车），同时充分地保障公共交通在时间、空间、运能与服务上最大程度地保持连续性和品质。
显然，这样需要通过公交线路布设（行驶路线、站点、站距、配车车型和数量等），调度运营的高度专业化、科学化和智能化，以及与公共交通高度适应的高品质步行和自行车交通体系。
所所以需要政府充分地从政策、体制、技术、资金、管理等方面可持续地加以综合施策。特别是只要做到公共汽车站、轨道站上提供时刻表（像火车时刻表一样），人们一定会转向公共交通的。
6、未来无人驾驶了，是不是就不堵车了？
汽车自出现以来已百余年，带来了人类的现代文明、科技进步，并改变了人类出行模式、便利性、品质性、新产业和新经济。同时汽车也伴随着诸多的问题，事故、污染、土地与能源消耗，在褒贬中不断发展，并继续呈现“顽强的生命力”，仅我国的汽车保有量仅约20年已达到世界上第一位2.8亿辆（20辆/百人），超过美国的2.7亿辆（81辆/百人）。因此，在有限的道路资源条件下已难以发展更多的汽车，更不可仅依靠传统的汽车支撑人类的出行。
面向新汽车交通发展的挑战，基于物联网、移动互联网、云计算、人工智能等新科技，汽车正在朝着“小型化、电动化、网络化、共享化、自动化、智能化”等六化方向发展。其中，自动驾驶是其重要的发展趋势，可以最大程度地实现车辆与车辆、车辆与道路、车辆与环境、车辆与驾驶人等之间的协同，可以突破人类驾驶能力在对通行环境和条件的认知、判断和控制等方面的局限，规避驾驶行为的不规范、差异性，从而可倍增通行能力并最大程度地减少事故、降低能耗与排放。研究和实践表明，再过20-50年汽车将可逐步地实现驾驶资源辅助、部分自动化、有条件自动化、高度自动化，以及完全自动化。
从人类与时俱进的科学技术能力判断，伴随着高度自动驾驶及完全自动驾驶汽车时代的到来，是有可能实现不堵车，但这是个亟须我们不断改变基础设施、交通行为，完善治理与管理体系、改善不够科学专业的交通系统现状。人类对于交通运输系统的主导作用是不可取代的，时间、空间和能源等资源条件仍将约束着人类的任性。因此，人类的发展必将以可持续发展的交通系统为其发展的关键基础。与时俱进的科学技术进步无疑可为此提供支撑，然而，最为关键的基础还是人类无限的智慧和理性。
揭秘嘉宾
杨晓光，教授，工学博士、同济大学二级教授/长聘教授/博导、国家重点学科“交通运输工程”主要带头人之一、“交通工程”国家一流专业建设点责任教授、“城市交通交叉学科”责任教授之一、同济大学智能交通运输系统（ITS）研究中心主任。
主攻“智能交通系统（ITS）工程”与智慧城市及其科学普及，我国交通系统工程与ITS两领域开拓者。创建了“交通设计理论与方法体系”；开创了“车路联网与协同交通控制系统、交通工程学2.0、交通体检与健康智能诊断系统、多模式交通协同控制/管理/服务/决策一体化”研究及其应用。
兼任教育部高等院校交通运输类专业教学指导委员会副主任委员、交通工程专业分教指委主任；中国智能交通协会理事/道路交通优化与控制专业专家委员会主任、中国人工智能学会智能交通专业委员会副主任、高德智能交通首席科学家，多城市政府交通顾问等；历任公安部、住建部“实施畅通工程专家组”副组长，公安部、中央文明办、住房和城乡建设部、交通运输部“全国城市道路交通文明畅通提升行动计划专家组”资深专家，科技部智能交通专家咨询委员会专家等。入选交通运输部“新世纪十百千人才工程”第一层、上海市领军人才、2021年中国智能交通协会年度人物等。