幽靈塞車模擬器

怎麼看這張圖？

俯視圖裡每個小方塊是一輛車，紅色＝停住、綠色＝接近最高速限；時空圖的橫軸是環上的位置， 縱軸是時間（最上面是現在、往下是過去）。幽靈塞車發生時，時空圖會出現向右下延伸的紅色斜紋—— 那就是教科書上說的「交通波」，逆著行車方向往後傳播。傳播速度顯示在「波速」欄（負號＝往後傳；停滯區幾乎不動時會在 0 附近正負跳動）； 重新開始後前 20 秒是起步暫態、沒有塞車、或整圈都停住時量不到波前，該欄會顯示「—」。

試試看

• 預設狀態（20 車、220 m、反應延遲 0.5 秒、6 輛自駕車 30% 滲透率、時間 4×）進站就是沒有停車的穩定車流， 沒有紅色、沒有塞車——這是 AV 消波生效的樣子。整圈約 18 km/h：這正是這個密度下車距均勻時的平衡速度， AV 是讓車流維持在這個值，不是讓車比「沒有塞車時」更快。
• 要看「幽靈塞車到底長什麼樣子」：把「自駕車數量」滑桿拉回 0，約 20 秒（模擬時間）內紅色對角斜紋就會滿滿出現。
• 把車輛數降到 15（滑桿最小值）：密度低於臨界點，所有車都能守在接近最高速限。
• 把車輛數拉到 30 以上：停住的時間大幅拉長；拉到 35 時整圈幾乎停住，只剩緩慢蠕動。
• 把反應延遲拉到 1.5 秒：相同密度下波變得更粗、停滯時間更久。
• 把「自駕車數量」設成不同數字、每次按「重新開始」比較：這是本工具最想呈現的重點—— AV 滲透率 vs 消波效果。注意：塞車已經形成之後才加入 AV，這套簡化控制律吸收不了既有的停滯， AV 要從起跑就在場才有效。
  • 0：純人類車，向右下延伸的紅色斜紋滿滿整個時空圖、波速 −8 km/h 左右（propagating）。
  • 1 輛：波多半照樣傳播（波速仍約 −8 km/h，偶爾在 0 附近）——在這套簡化模型裡，一輛 AV 不夠。
  • 2-4 輛：藍框 AV 吃「與前車的距離」而不是「前車瞬時速度」，不把急煞訊號放大再往後傳； 停住的車還在。2-3 輛時波速多半仍是負的、常在 0 附近來回；到 4 輛，塞車區多半變得幾乎不動（波速在 0 附近）。
  • 6 輛以上：整圈沒有車停住，紅色消失。5 輛多數時候也一樣，但跑久了有時會卡回停滯。
  以上是預設 20 車、220 m、反應延遲 0.5 秒、速限 30 km/h 的結果：消波之後平均速度與流量回到平衡值（約 11 km/h → 18 km/h）。 密度更高、反應延遲更長或速限更高時，6 輛 AV 也消不掉波，平均速度甚至比全是人類車更慢。 這裡的 AV 數量門檻是這套教學簡化控制律的結果，不代表 Stern 2018 實驗的數字。

第二階段（規劃中）

目前只做了環形跑道。第二階段計畫做直線高速公路版——加入匝道匯入、貨車上坡微減速、 硬插隊事件，以及雙車道視覺化重現「隔壁車道錯覺」；再比較「匝道儀控紅綠燈」「動態可變速限」「多比例 AV」 幾種解方的效果差異。

物理模型

跟車行為用 Bando OVM（Optimal Velocity Model）加反應延遲： a_i(t) = (V(h_i(t−τ)) − v_i(t)) / τr， V(h) 是車距到期望速度的 tanh 曲線。AV 控制器是 FollowerStopper 教學簡化版 （不是精確復刻 Stern 2018）：U = V(h*)（這組密度對應的 OVM 平衡速度，固定不浮動； 也就是 AV 事先知道整圈的平均車距，真實的 AV 沒有這項資訊）， 由前車相對接近率 dv 推 3 個距離閾值 dx_safe／dx_warn／dx_free；v_cmd 在三段間線性內插， 加速度封頂 +1 / −2 m/s²。 完整設計與參考文獻見 DESIGN.md。