Một con đường bốn làn tắc nghẽn mỗi sáng được mở thành tám làn. Tháng đầu tiên, xe chạy thông thoáng, người dân hài lòng. Hai năm sau, giờ cao điểm lại tắc gần như cũ, chỉ khác là tắc trên tám làn thay vì bốn. Hiện tượng này lặp lại ở rất nhiều thành phố trên thế giới đến mức giới giao thông học có tên riêng cho nó: nhu cầu phát sinh (induced demand).
Bài này giải thích cơ chế, kèm một ví dụ tính nhỏ cho thấy thêm đường thậm chí có thể làm mọi người đi chậm hơn.
Hội tụ ba chiều: vì sao làn mới đầy nhanh
Nhà kinh tế học Anthony Downs mô tả cơ chế khiến tắc nghẽn giờ cao điểm quay trở lại sau khi mở rộng đường, gọi là hội tụ ba chiều:
- Hội tụ không gian: người đang đi đường khác chuyển sang con đường vừa mở rộng vì nó nhanh hơn.
- Hội tụ thời gian: người trước đây cố tình đi sớm hoặc muộn để tránh cao điểm nay quay về đi đúng giờ họ muốn.
- Hội tụ phương thức: người đang đi xe buýt hoặc xe đạp chuyển sang xe cá nhân vì đường thông hơn.
Ba dòng dịch chuyển này lấp đầy năng lực mới trong thời gian ngắn, trước cả khi có thêm dân cư. Về dài hạn, còn có thêm dòng thứ tư: đường tốt hơn làm đất dọc tuyến hấp dẫn hơn, nhà ở và văn phòng mới mọc lên, sinh thêm chuyến đi hoàn toàn mới.
Nhu cầu phát sinh: con số từ nghiên cứu
Nhiều nghiên cứu thực nghiệm ở các nước khác nhau đo mối quan hệ giữa chiều dài làn đường và tổng quãng đường xe chạy. Một kết quả được trích dẫn rộng rãi từ nghiên cứu các đô thị Mỹ cho thấy trong dài hạn, tổng quãng đường xe chạy tăng gần tỷ lệ thuận với chiều dài làn đường mới xây. Các nghiên cứu khác cho hệ số thấp hơn, nhưng hầu như không nghiên cứu nào cho thấy đường mới hấp thụ được tắc nghẽn một cách bền vững ở đô thị lớn đang tăng trưởng.
Điều này không có nghĩa đường mới vô ích. Nó có nghĩa là đường mới tạo ra thêm chuyến đi, và lợi ích thật của nó là số chuyến đi thêm ấy, chứ không phải là hết tắc.
Nghịch lý Braess: thêm đường, mọi người đi chậm hơn
Năm 1968, nhà toán học Dietrich Braess chỉ ra một điều nghe phi lý: trong một mạng lưới mà mỗi người lái xe chọn lộ trình nhanh nhất cho mình, việc thêm một con đường có thể làm thời gian đi của tất cả mọi người tăng lên.
Ví dụ tính
Có 4.000 xe đi từ A đến B mỗi giờ. Có hai lộ trình:
- Lộ trình 1: A → C → B. Đoạn A–C là đường hẹp, thời gian tính bằng số xe ÷ 100 phút. Đoạn C–B là đường cao tốc dài, cố định 45 phút.
- Lộ trình 2: A → D → B. Đoạn A–D cao tốc dài 45 phút cố định. Đoạn D–B đường hẹp, số xe ÷ 100 phút.
| Tình huống | Phân bố xe | Thời gian mỗi xe |
|---|---|---|
| Ban đầu | 2.000 xe mỗi lộ trình | 2.000/100 + 45 = 65 phút |
| Thêm đường nối C–D thời gian gần 0 | Mỗi người thấy A→C→D→B nhanh hơn; cuối cùng cả 4.000 xe đi lộ trình này | 4.000/100 + 0 + 4.000/100 = 80 phút |
Khi đã ở trạng thái 80 phút, không ai có lý do đổi lộ trình một mình: nếu một xe quay lại lộ trình cũ, nó mất 40 + 45 = 85 phút. Mọi người mắc kẹt trong một trạng thái cân bằng tệ hơn trước, dù được thêm một con đường hoàn toàn miễn phí về thời gian.
Ví dụ là mô hình đơn giản hoá, nhưng hiện tượng đã được ghi nhận: có những trường hợp đóng một con đường trong đô thị mà giao thông tổng thể không xấu đi, đôi khi còn tốt hơn.
Nghịch lý Downs–Thomson: tốc độ xe cá nhân bị trói vào giao thông công cộng
Một kết quả khác: trong đô thị có cả đường và giao thông công cộng, tốc độ đi lại bằng xe cá nhân ở trạng thái cân bằng có xu hướng tiến về tốc độ của chuyến đi tương đương bằng giao thông công cộng. Nếu đi xe nhanh hơn, người đi xe buýt chuyển sang xe cá nhân cho tới khi đường chậm lại. Hệ quả: cải thiện giao thông công cộng có thể là cách cải thiện tốc độ cho cả người đi xe cá nhân. Ngược lại, mở rộng đường làm người chuyển khỏi xe buýt, xe buýt vắng khách, giảm tần suất, chậm hơn, và kéo tốc độ cân bằng của cả hệ thống xuống.
Vậy có nên xây đường không
Đừng rút ra kết luận cực đoan. Đường vẫn cần thiết khi:
- Mạng thiếu liên kết: một khu không có lối ra thứ hai, một con sông không có cầu trong nhiều cây số.
- Phục vụ khu phát triển mới mà chưa có đường tiếp cận.
- Vận tải hàng hoá và khẩn cấp cần tuyến riêng.
- Tuyến dành cho giao thông công cộng, xe đạp, người đi bộ.
Điều cần tránh là coi mở rộng làn xe là lời giải mặc định cho tắc nghẽn giờ cao điểm ở khu vực đã đô thị hoá dày đặc.
Những câu hỏi đặt ra trước khi đề xuất mở rộng đường
- Tắc nghẽn xảy ra trên đoạn tuyến hay ở nút giao? Nhiều trường hợp chỉ cần cải tạo nút.
- Có lộ trình song song nào đang dư năng lực không? Tăng kết nối mạng có thể rẻ hơn mở rộng một tuyến.
- Bao nhiêu phần trăm người đi trên tuyến đang dùng giao thông công cộng? Mở rộng sẽ ảnh hưởng họ ra sao?
- Đất dọc tuyến sau khi mở rộng sẽ phát triển thế nào, sinh thêm bao nhiêu chuyến đi?
- Không gian đó nếu dành cho làn xe buýt hoặc vỉa hè thì chở được bao nhiêu người mỗi giờ?
Áp dụng: tính năng lực chở người của một mặt cắt đường
Bài tập ngắn làm thay đổi cách nhìn: lấy một mặt cắt đường 30 m, tính số người có thể đi qua mỗi giờ theo hai cách phân bổ.
- Cách 1: 6 làn xe hỗn hợp, vỉa hè hẹp.
- Cách 2: 4 làn xe hỗn hợp, 2 làn xe buýt riêng, vỉa hè rộng hơn.
Dùng năng lực tham khảo cho từng loại làn (tra giáo trình kỹ thuật giao thông cho số xe mỗi làn mỗi giờ và số người trung bình mỗi xe; với làn buýt, dùng số chuyến mỗi giờ nhân sức chở mỗi xe). Bạn sẽ thấy hai làn xe buýt tần suất cao thường chở nhiều người hơn hẳn hai làn xe hỗn hợp. Đây là lý do nhiều thành phố đánh giá đường theo số người đi qua chứ không theo số xe.
Câu hỏi thường gặp
Nhu cầu phát sinh trong giao thông là gì?
Là hiện tượng khi năng lực đường tăng, số chuyến đi và quãng đường xe chạy cũng tăng theo do người ta đổi lộ trình, đổi giờ đi, đổi phương tiện và phát sinh chuyến đi mới, khiến tắc nghẽn quay trở lại.
Nghịch lý Braess là gì?
Là hiện tượng trong một mạng lưới mà mỗi người chọn lộ trình nhanh nhất cho mình, việc thêm một con đường có thể làm thời gian đi của mọi người tăng lên. Dietrich Braess mô tả nó năm 1968.
Vì sao mở rộng đường vài năm sau lại tắc?
Vì người từ các tuyến khác, các khung giờ khác và các phương tiện khác chuyển sang tuyến vừa mở rộng, cộng với phát triển đất dọc tuyến sinh thêm chuyến đi, lấp đầy năng lực mới.
Hội tụ ba chiều là gì?
Là khái niệm của Anthony Downs mô tả ba dòng dịch chuyển lấp đầy đường mới: đổi lộ trình, đổi thời gian đi và đổi phương thức sang xe cá nhân.
Có cách nào giảm tắc nghẽn hiệu quả hơn mở đường?
Cải tạo nút giao, tăng kết nối mạng lưới, ưu tiên giao thông công cộng năng lực cao, và bố trí sử dụng đất để giảm quãng đi lại thường hiệu quả hơn việc chỉ thêm làn xe.
