佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

堵車的時候,政府是不是應該多修路?路多了,是不是就沒那麼堵了?

網絡科學家的答案是否定的。有時候路變少了,交通反而更順暢。你要不太相信的話,我先和你分享一個真實的案例。

路越多越堵?

在韓國首爾,有一條橫貫市中心的河流叫清溪川。清溪川原本被一條高架路所覆蓋。2003年,首爾政府將高架路拆除,讓這條河流重見天日,把它變成了一座都市裡的水岸公園。

這個改造工程引起了很大的爭議。

反對者說,清溪川高架路是首爾的交通大動脈,每天要通過17萬輛車,首爾本來就很堵車了,拆除高架路肯定會讓首爾交通更加惡化。

但是,首爾政府還是力排眾議,把高架路給拆了。

拆除以後,奇怪的事情發生了,首爾市中心反而不堵車了。當時主持這項工程的首爾市長李明博,因為這項政績,受到民眾的歡迎,後來當選為韓國總統。

為什麼拆了一條路,反而不堵了呢?

原來,清溪川高架橋拆除後,改變了人們的出行習慣,原來大家都擠在高架橋的路上,因為它快。橋拆掉以後,大家就去走兩岸的街道,車流反而疏散了。

美國紐約也有類似的例子。

有一年的世界地球日,人們在第42號大街上組織遊行,紐約市政府禁止機動車在這條街通行。讓人難以置信的是,周圍的交通狀況反而更好。

這兩個例子,都是關掉道路,交通反而改善了。

那你會想,有加了條路後,反而更堵車的情況嗎?

佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

德國有個城市叫斯圖加特,這個城市曾經想通過添加一些道路,來解決交通不順暢的問題,結果造成了令人意外的大堵車,直到把新修的一些道路重新關閉後,交通狀況才恢復了正常。

佈雷斯悖論

剛剛講的這個現象,在網絡科學裡被稱為“佈雷斯悖論”。

佈雷斯是一位德國數學家。1968年,他在一篇叫做《交通規劃悖論》的論文裡,對這個現象給出了數學證明。

所以後人把多修路、多添堵的現象命名為“佈雷斯悖論”。

大家都知道北京很堵車,這就是佈雷斯悖論在現實中的極端情況。

北京的主幹道都是環路,從二環,三環,一直修到了六環。

自然形成的路網可不是這樣的,比如說歐洲的很多城市,道路是網狀的,是縱橫交錯的。而環路呢,是人為設計的,是建國初期我們從蘇聯老大哥那學來的。

設計者想得很周到。你想啊,原有的路我都保留,在此之外,我再加幾條又寬又直的環路,這樣交通不就更方便了嗎?而且,環路是沿著市中心往外修,可以加強市中心和外圍的聯繫。

環路本身相對封閉,可以快速同行。你看,這是不是一個精妙的設計?

但實際情況呢,就是堵車。環路進出口有限,在這些地方容易形成擁堵。

更重要的一點,是人們無論去哪兒都習慣先上環路,再去輔路,所以,環路常常都很擁擠。

你可不要以為這是小概率事件。科學家用計算機模擬證明,在網絡生長的過程中,佈雷斯悖論出現的概率高達50%。也就是說,只要你在網絡中增加一條路,有一半的可能性會弄巧成拙。

增加資源或選擇是好事嗎?

佈雷斯悖論給我們一個什麼樣的啟示呢?

那就是,在一個系統中,增加更多的資源或選擇,未必是一件好事。

佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

比如說,一個足球俱樂部引進了一個大牌球星,大家都指望球隊能夠贏更多的比賽。

結果呢,整個球隊的表現卻讓人大失所望。這是為什麼呢?

不是因為新的團隊需要時間來磨合,而是因為,從教練到隊友,都對這名球星產生過度依賴,反而影響了全隊能力的發揮。

剛才講的是賽場,我們再來看生活中一個很常見的場景,男孩跟女孩搭訕。

在電影《美麗心靈》裡面,有這麼一段故事。數學家納什和他的哥們到酒吧喝酒,看到了一群美女。納什就和他的哥們商量說——

“如果我們都去追裡面那個最漂亮的女孩,肯定是自相殘殺,最後可能誰也沒戲。等到這個時候,我們再去追她身邊的其他女孩的話,這些女孩誰也不會再理我們,因為沒有人願意當備胎。所以啊,最好的方案是,我們達成一個兄弟協議,誰都不要去追那個最漂亮的。這樣我們誰也不會擋誰的道,也不會讓其他女孩難堪,這是讓我們今晚都有收穫的唯一方案。”

你看,這就是數學家的智慧。

為什麼增加新的資源和選擇,會把好事變壞事?

這是因為新的通道打破了原有網絡的均衡,讓網絡過於依賴這一個通道,最終降低了網絡效率。

如何避免佈雷斯悖論?

那麼怎樣才能提高網絡效率,避免佈雷斯悖論呢?

一個思路是藉助計算機仿真技術。

有學者用公交“一卡通”的數據,對北京市路網交通的情況進行計算機建模,發現,如果優化公交路線,可以把北京高峰時期的路網通行量提升10%-15%。

這意味著什麼?相當於新修了2-3條地鐵,相當於節省了600億-1000億的交通建設投資。你看,利用大數據,優化資源配置,也能達到提升網絡效率的效果。

要避免佈雷斯悖論,還有一個思路是採用仿生設計。我們把目光投向自然界,向自然界中的網絡學習。

跟大自然相比,我們人類設計出的網絡,都太年輕,簡直就像是嬰兒的塗鴉之筆。

而自然界的網絡,那是幾十億年進化形成的,更像是藝術大師的傑作。在自然界優勝劣汰的過程中,只有高效率的網絡能夠倖存到今天。

比如,在我們每個人的身體裡,就有這麼一個值得效仿的網絡,就是我們的血管。人體的血管有9萬多千米長,可以繞地球兩圈半,它負責把營養、氧氣和蛋白質準確地運送給我們身體裡的37萬億個細胞。

血管網絡為什麼能這麼高效呢?

這是因為血管在身體裡的分佈是立體的,它佈滿我們的全身,而不僅僅是在我們的皮膚表面。但是,你如果看城市,你會發現,儘管我們有地鐵、有高架橋,但是絕大多數的交通都集中在地面上。

換句話說,我們的城市交通主要是二維的,而血管系統是三維的。所以,血管是一個比道路神奇得多、也高效得多的運輸網絡。今天,就有一撥道路設計師在研究人的血管,從裡面尋找路網設計靈感。

佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

自然界的網絡還給了我們一個啟示,那就是,我們不能把網絡看成一個機械的系統,而應該把它看成一個活生生的有機體。

比如說,我們眼中的森林就是地面上的那些樹,樹與樹之間似乎沒什麼聯繫,但實際上呢,森林就是一個網絡。

在我們看不見的地下,有一個龐大的真菌網絡,把所有的樹木連接在一起。

這個地下網絡在樹木之間分配水、碳、氮這些營養物質,同時還讓樹與樹之間實現溝通和互助。森林中的幼苗和受傷的樹木,在這個網絡中,會受到額外的關照。這就是森林生生不息的奧秘。

因此,要提高網絡效率,車聯網也是一個未來方向,讓車與車之間對話,協商路線,就會極大地提升同行的效率。

說到道路的網絡設計,我不禁想到了新疆的特克斯縣,它因八卦佈局而聞名。八卦城呈放射狀圓形,街道佈局如神奇迷宮般,路路相通、街街相連,據說從不堵車。

特克斯八卦城最早出現在南宋時期,是全真七子之一的丘處機,以這裡作為“八卦城”的風水核心,確定了坎北、離南、震東、兌西四個方位,成為了八卦城最原始的雛形。

八卦城有一奇,就是馬路上沒有紅綠燈,車輛和行人無論走哪個方向都能夠通達目的地。正因為司機的選擇非常多,城市的道路網絡可以比較均勻的承載交通的負荷,這也是不堵車的主要原因。

佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

企業文化領域,有些做法是拓寬溝通渠道、傾聽員工心聲。只是,如果組織從一把手到中層,每個人都寄希望於多建個渠道就能讓員工暢所欲言,卻在知行方面從不合一,說一套做一套,那也許只會造成另一種“組織沉默”的悖論…

教育領域也是如此,政府設立重點學校、新建實驗機構的初衷,是為了拓寬教育資源的使用率,結果所有人擠破頭要上“重點”,學校越多越擁擠,設立“重點學校”的重點也被忽略…

在生活中能找到很多佈雷斯悖論的例子,

道路越多,交通越擁堵;

城市的房子越多,房價就越貴;

餐館開的數量越多,能找到的位置也越少;

女人買的衣服越多,越覺得沒有衣服穿;

借酒消愁,愁更愁;

讀書是為了消除自己的無知,越學越發現自己的無知……

總結來說就是滿足慾望會帶來慾望的進一步高漲,當擁有的資源多了,我們的邊界就被不斷地拓寬,對事物的認知也隨之改變。

佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

當面臨這種複雜情況時,「增加供給」顯然不是好方法,更重要的是「調整需求」,當我們對慾望的看法改變了,慾望也就變得能控制,資源使用也就更高效了。

在創業初期創始人總是身兼數職,忙的沒有雙休日,有些人就會著急去招人,希望多個一起奮鬥的人來分擔事業上的壓力,但並沒有解決最重要的問題——她們的公司本身缺乏明確的方向和策略,在整體規劃和具體實施上還比較欠缺,在這個時候招到的人,往往並不能力挽狂瀾,分擔多少工作壓力。

相反,如果公司有了明確的規劃和具體實施步驟,在越來越好的過程中就會有更多的收益,吸引來更多的人才願意一起奮鬥,進而形成良性循環。

另外的例子比如互聯網公司和投資熱點,當一個熱點出現時(如共享出行、O2O、區塊鏈、互聯網金融等),很多公司會進入該領域,金融資本也會以各種方式對這些公司進行投資。

這種現象對於純技術領域還有促進作用,而對於商業模式創新為主的趨勢下,市場迅速飽和,大部分公司都無法盈利。

佈雷斯悖論---為什麼路越多城市反而越堵?

公司曾經有三個產品人員負責尋找新產品,每個人負責一條產品線,工作內容挺飽和的,後來為了增大尋找產品的效率,公司又引進一名產品人員(可以同時覆蓋三條產品線)。

本以為四個人都可以減輕負擔,結果發現新來的人每天加班,另外三人也沒輕鬆多少。

分析原因,發現原來是銷售人員等不及回覆速度,經常發完一個產品詢單,又把同樣的事情發給新來的產品人員,看看誰的回覆速度比較快,造成資源的浪費。

跟銷售人員反覆溝通,銷售人員辯解道:我也不知道誰的詢單比較少,原來三個產品每個人負責具體產品線,沒有選擇,現在有了選擇,又不知道選誰了。

後來針對這一情況,我們做了改善,就是將所有詢單放在一個資源池裡,讓產品人員自己領取,這樣產品人員會優先領取自己最擅長的,而且每個人每天的詢單數量也透明瞭,不會造成重複詢單或者人員閒置,大家的產品線也可以溝通和相互產生聯繫。

至此之後,他們的工作效率大大提高。

最後,給你總結一下今天的內容。佈雷斯悖論。在網絡中增加一條通道,可能會因為過於依賴這條新通道,反而降低了網絡效率。佈雷斯悖論告訴我們兩點:

第一,在系統中增加新的資源和選擇,不見得是一件好事;

第二,大自然是最好的設計師,我們應該向大自然學習。

解決佈雷斯悖論有幾個可能的維度:

1、系統配置。

從系統高度、以全局最優為目的來調配資源,防止擁塞。

2、信息充分交流。

如老師提到的車聯網的例子,車輛通過計算,隨時調整路線。

3、時間維度上的均衡趨勢。


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