Xây dựng đường mới làm tăng ùn tắc giao thông. Ngoài ra, việc đóng cửa các tuyến đường hiện có làm giảm tắc nghẽn giao thông. Điều này hoàn toàn phản trực giác và đã được chứng minh và bây giờ được gọi là Nghịch lý Braess.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét một kịch bản. Bị buộc phải sống ở bất kỳ đô thị nào, nơi bạn phải vật lộn với ùn tắc giao thông từ sáng đến tối. Vào thời điểm đó, một thị trưởng mới nên được bầu cho đô thị này. Hãy để tổng thống này là người quen của bạn theo một cách nào đó. Một ngày nào đó, khi anh ấy nói chuyện với bạn, anh ấy nên nói những câu sau.

“Bạn có thể chi tới một tỷ đô la để xây dựng những con đường mới trong thành phố của tôi. Hãy cho tôi biết ở đâu và như thế nào, và tôi sẽ tài trợ cho dự án của bạn.” Sau đó, bạn phải nói những gì bạn cần làm là nói những gì đã được đề xuất bởi nhà toán học người Đức Dietrich Braess vào năm 1968, và điều tốt nhất để làm trong tình huống này không phải là xây dựng những con đường mới, mà là đóng những con đường hiện có. Chúng tôi không biết phản ứng của tổng thống sẽ như thế nào, nhưng về mặt toán học, đó là giải pháp.

Nghịch lý này phát sinh do thực tế là mỗi tài xế chọn tuyến đường nhanh nhất mà không tính đến ảnh hưởng của sự lựa chọn của mình đối với các trình điều khiển khác. Hãy xem xét tình huống được hiển thị dưới đây để xem xét kỹ hơn lý do đằng sau nghịch lý này.

Nghịch lý Braess là gì?

Có hai thành phố lớn được gắn nhãn là Bắt đầu và Kết thúc của một cuộc hành trình. Du khách giữa hai thành phố có thể lựa chọn hai tuyến đường: họ có thể lái xe qua Thị trấn A hoặc qua Thị trấn B.

Các con đường từ đầu đến Thị trấn A và từ Thị trấn B đến cuối tuyến đường đều là đường cao tốc. Bất kỳ số lượng phương tiện nào cũng có thể đi trên những con đường này và phải mất 105 phút để hoàn thành con đường. Tuy nhiên, những con đường từ thị trấn A đến thị trấn A và từ thị trấn B đến đích là những con đường nhỏ hẹp. Thời gian di chuyển trên những con đường này là N phút cho mỗi xe nếu có N xe trên đường.

Ngoài ra còn có một con đường cũ nối Thị trấn A với Thị trấn B, mất 100 phút thời gian hành trình. Con đường này chậm đến mức từ đầu đến cuối, sẽ không có người điều khiển phương tiện nào chọn tuyến đường bao gồm cả con đường này. Nếu chúng ta giả định rằng 100 chiếc xe đang di chuyển từ đầu đến cuối cùng một lúc, thì không có sự khác biệt cho dù bạn đang lái xe qua Thị trấn A hay Thị trấn.

Do đó, tất cả các phương tiện sẽ dành cùng một khoảng thời gian tham gia giao thông. Trong trường hợp này, lưu lượng truy cập sẽ được chia xấp xỉ bằng nhau. Vì vậy, trong trường hợp này, thời gian di chuyển trung bình trên mạng là khoảng 155 (105 + 100 / 2) phút. Đây là con đường nhanh nhất. (Trong thực tế, tất nhiên, không chắc rằng ô tô sẽ được chia đều thành hai con đường. Tuy nhiên, thời gian di chuyển trung bình trên mạng, nơi không có sự mất cân bằng đáng kể, sẽ là 155 phút.

Bây giờ, hãy tưởng tượng rằng con đường giữa Thị trấn A và Thị trấn B được cải thiện. Do đó, hành trình giữa các thị trấn hiện chỉ mất 2 phút thay vì 100 phút. Tuyến đường nhanh nhất hiện nay là tất cả các tài xế lái xe từ đầu đến Thị trấn B trong 100 phút, sau đó lái xe 2 phút đến Thị trấn A và sau đó lái xe thêm 100 phút nữa từ Thị trấn A đến cuối. Hành trình này mất tổng cộng 202 phút.

Tuy nhiên, kết quả này dài hơn 47 phút so với trường hợp đầu tiên. Trong khi con đường cũ giữa Thị trấn A và Thị trấn B cực kỳ kém hiệu quả, sự kém hiệu quả này thực sự đảm bảo rằng toàn bộ mạng lưới vẫn hoạt động hiệu quả hợp lý. Do đó, con đường này cho phép giao thông được chia thành hai. Tuy nhiên, việc cải thiện con đường tương đối không đáng kể này đã ngăn cản giao thông được phân bổ đều, và kết quả là, thay vì cải thiện hệ thống tổng thể, nó lại trở nên tồi tệ hơn.

Ví dụ về nghịch lý Braess

Nghịch lý này không phải là một điều kỳ quặc toán học đơn giản. Có rất nhiều ví dụ về cách loại bỏ các con đường thay vì xây dựng những con đường mới đã cải thiện mạng lưới giao thông.

Năm 1990, việc đóng cửa 42nd Street, một con đường liên bang rất đông đúc ở thành phố New York, dự kiến sẽ gây ra một cơn ác mộng giao thông. Thay vào đó, như báo cáo trên tờ The New York Times vào ngày 25 tháng 12 năm 1990, lưu lượng giao thông đã thực sự được cải thiện. Năm 2005, một đường cao tốc sáu làn xe đã bị bãi bỏ ở Seoul. Sau đó, ngoài những lợi ích về môi trường, giao thông đã tăng tốc trên toàn thành phố.

Vào cuối những năm 1960, thành phố Stuttgart quyết định mở một con đường mới để giảm bớt giao thông ở trung tâm thành phố. Tuy nhiên, con phố này khiến giao thông trở nên tồi tệ hơn, sau đó chính quyền đã phải đóng cửa. Một nghiên cứu thực nghiệm gần đây cũng xác nhận rằng nghịch lý này vẫn còn tồn tại, cho thấy việc tăng năng lực đường bộ có thể dẫn đến tình trạng giao thông tồi tệ hơn cho mọi người

Cuối cùng

Khi bạn bị choáng ngợp trong giao thông, hãy nhớ rằng bạn cần ít đường hơn, không nhiều hơn. Hãy nhớ rằng lý do cho nghịch lý này là những người lái xe ích kỷ. Trên thực tế, tình trạng này cũng đã có được một vị trí trong nền kinh tế.