Verkeersopeenhoping

Verkeersopeenhoping is toestand op vervoernetwerke wat plaasvind as die gebruik toeneem, en word gekenmerk deur stadiger spoed, langer reistyd en al hoe meer voertuigtoustanery. Die mees algemene voorbeeld is die fisiese gebruik van paaie deur voertuie. Wanneer die verkeersvraag groot genoeg is dat die wisselwerking tussen voertuie die spoed van die verkeersstroom vertraag, is die gevolg opeenhoping.

Namate vraag die kapasiteit van die pad nader (of van die verkeerskruising op die pad), begin erge verkeersopeenhoping. Dit word ook 'n verkeersknoop (traffic jam) genoem. Verkeersopeenhoping kan daartoe lei dat bestuurders gefrustreerd raak, wat kan lei tot padwoede.

Wiskundig word na opeenhoping gekyk as die aantal voertuie wat op 'n gegewe tyd verby 'n sekere punt beweeg. Die beginsels van vloeidinamika het betrekking op opeenhopings.

Oorsake 

Verkeersopeenhopings vind plaas wanneer die hoeveelheid verkeer 'n groter vraag na plek skep wat meer is as die beskikbare vermoë van die pad; dit word die versadigingspunt genoem. Daar is 'n aantal spesifieke omstandighede wat opeenhoping veroorsaak of vererger; die meeste van hulle verminder die vermoë van 'n pad op 'n gegewe punt of oor 'n sekere afstand, of vermeerder die aantal voertuie wat vereis word vir 'n gegewe hoeveelheid van mense of goedere. Sowat die helfte van Amerikaanse verkeersopeenhoping word toegeskryf aan bloot die hoeveelheid verkeer; die res word toegeskryf aan veral verkeersvoorvalle, padwerke en weervoorvalle.

Verkeersnavorsing kan steeds nie ten vole voorspel onder watter omstandighede 'n verkeerknoop (in teenstelling swaar verkeer wat nogtans egalig vloei) skielik kan gebeur nie. Daar is bevind dat individuele voorvalle (soos botsings of selfs 'n motor wat erg rem in verkeer wat tot op daardie punt egalig gevloei het) kan 'n rimpeluitwerking hê, wat kan uitsprei en 'n onafgebroke verkeersknoop skep, waar normale vloei andersins langer soos voortduur.

Wiskundige teorieë 

Sommige verkeersingenieurs het die reëls van vloeidinamika op verkeersvloei probeer toepas, soortgelyk aan die vloei van vloeistof in 'n pyp. Opeenhopingnabootsings en waarnemings van die verkeer self toon dat in swaar maar vry vloeiende verkeer verkeersknope spontaan kan ontstaan, wat veroorsaak is deur onbenullige voorvalle (die "skoenlapper-uitwerking"), soos die skielike stuurbeweging deur 'n enkele motoris. Verkeerswetenskaplikes vergelyk so 'n situasie aan superverkoelde vloeistof wat skielik vries.

Maar anders as vloeistof word verkeersvloei dikwels beïnvloed deur tekens of ander voorvalle by kruisings wat van tyd tot tyd die egalige vloei van verkeer beïnvloed. Alternatiewe wiskundige teorieë bestaan, soos Boris Kerner se driefase-verkeersteorie.

Weens die swak ooreenstemming tussen teoretiese modelle en verkeersvloei wat werklik bestudeer is, probeer vervoerbeplanners en snelwegingenieurs om verkeersvloei te voorspel deur empiriese (op ervaring gegrond) modelle. Hul werkende  xxx verkeersmodelle gebruik gewoonlik 'n kombinasie van makro-, mikro- en mesoskopiese kenmerke, en kan ook entropie-uitwerkings byvoeg, deur groepe voertuie in "pelotonne" in te deel en deur die vloeipatrone te ewekansig te maak binne individuele dele van die netwerk. Hierdie modelle word dan gewoonlik gekalibreer deur die werklike verkeersvloei op die punte op die netwerk te meet, en die basisvloei word dan daarvolgens aangepas.

'n Span wiskundiges van die Massachusetts Instituut van Tegnologie het 'n model ontwikkel wat die vorming van "spookverkeersknope" omskryf, waar klein versteurings ('n bestuurder wat te hard rem, of te naby aan 'n ander motor kom) in swaar verkeer vergroot kan word in 'n volwaardige, selfonderhoudende verkeersknoop. 'n Belangrike element in die studie is die besef dat die wiskunde van die sulke verkeersknope opvallend eenders is as die vergelykings wat die knalgolwe wat deur ontploffings veroorsaak beskryf, sê Aslan Kasimov van die instituut se wiskundedepartement. Dié ontdekking het die span in staat gestel om verkeersknoopvergelykings op te los waaroor teorieë al in die 1950's geformuleer is.

Ekonomiese teorieë 

Opgehoopte paaie kan beskou word as 'n voorbeeld van die "tragedie van die burgerstand". Omdat paaie op die meeste plekke gratis is, is daar min finansiële aansporing vir bestuurders om hulle nie te oorgebruik nie, tot op die punt waar die verkeer in 'n knoop verval nie, wanneer vraag beperk word deur geleentheidskoste. Die privatisering van snelweë en verskillende pryse vir paaie is al albei voorgestel as stappe wat ophopings kan verminder vanweë ekonomiese aansporings en ontmoedigings. Opeenhopings kan ook veroorsaak word deur nieherhalende snelwegvoorvalle is 'n botsing of padwerke, wat die pad se kapasiteit kan verlaag tot onder normalle vlakke.

Die ekonoom Anthony Downs redeneer spitstydverkeer onvermydelik weens die voordele daarvan om 'n standaardwerksdag te hê. Hy staan verskillende pryse vir die gebruik van sekere paaie voor om ophopings te verminder, en dat die geld wat so verkry word gebruik word om die openbare vervoerstelsel te verbeter.

Negatiewe uitwerking 

Verkeersopeenhopings het 'n aantal negatiewe uitwerkings:
 Die mors van die bestuurder en passasiers se tyd ("geleentheidskoste"). As 'n nie-produktiewe aktiwiteit vir die meeste mense verminder ophopings die streek se ekonomiese gesondheid.
 Vertragings, wat kan lei tot mense wat laat is vir werk, vergaderings en opvoeding, wat verlore besigheid, dissplinêre optrede en ander persoonlike verliese insluit.
 Die onvermoë om reistyd akkuraat te kan voorspel, wat daartoe lei dat bestuurders meer tyd toewys aan reis "net ingeval", en minder tyd aan produktiewe aktiwiteite.
 Vermorste brandstof wat lugbesoedeling koolsuurgasvrystelling weens meer te moet luier, versnel en rem.
 Meer slytasie op voertuie omdat hulle meer moet luier, versnel en rem in verkeer, wat lei tot meer gereelde herstel en vervanging.
 Gestreste en gefrustreerde motoriste, wat padwoede en geknoude gesondheid aanhelp.
 Noodgevalle: verstopte verkeer kan die deurgang van noodvoertuie belemmer.
 Die oorloopuitwerking van opgehoopte hoofpaaie kan daartoe lei dat motoriste systrate gebruik, wat buurte en huispryse kan beïnvloed.
 'n Hoër risiko van botsings weens nou spasies en die voortdurende stop-en-ry.

Padwoede 
Padwoede is aggressiewe of ontstoke optrede deur die bestuurder van 'n voertuig. Dié soort optrede kan onbeskofte gebare, verbale beledigings, die doelbewuste bestuur op 'n onveilige of dreigende manier of die maak van dreigemente insluit. Padwoede kan lei tot woordewisselings, aanvalle en botsings wat kan lei tot beserings of dood. Dit kan beskou word as 'n erge vorm van aggressiewe bestuur.

Pluspunte van verkeersopeenhopings 
Opeenhopings het die voordeel wat dit motoriste aanspoor om op ander tye te ry sodat duur padspasie ten volle gebruik word vir 'n meer ure per dag.

Die standaardreaksie op ophopings is om op die een of ander manier die padspasie groter te maak, dalk deur 'n bestaande pad breër te maak of andersins deur 'n nuwe pad, brug of tonnel te bou. Dit kan egter tot 'n toename in verkeersvloei lei, wat veroorsaak dat opeenhopings iewers anders plaasvind. Boonop wys Braess se paradoks dat deur padvermoë by te voeg kan die opeenhopings selfs meer maak al word die verkeer nie meer nie.

Daar word aangevoer dat aangesien verkeersopeenhopings die padspoed in stede verminder, dit die voorkoms en felheid van padongelukke kan verminder.

Teenmaatreëls 
Sommige kommentators beweer dat die vlak van ophopings wat die gemeenskap verdra 'n rasionele keuse is tussen die koste om die vervoerstelsel te verbeter en die voordele van vinniger reistyd. Ander koppel dit grootliks aan subjektiewe lewenstylkeuses, wat 'n onderskeiding tref tussen huishoudings met motors en die daarsonder.

Padinfrastruktuur 

 Kruisingverbeterings
 Hellingskeiding deur brûe (en minder dikwels tonnels) te gebruik, wat keer dat voertuie vir kruisende voertuie hoef te stop.
 Oprittekens wat help dat verkeer deur verkeerstekens saamvloei op opgehoopte snelweë
 Minder kruisings
 Plaaslike snellane wat deurpaaie skep wat kruisings verby op- en afritte gaan
 Beperkte-toegangpaaie wat die soort en hoeveelheid opritte langs die pad beperk
 Omkeerbare lane, waar sekere dele van 'n snelweg op sekere tye van sekere dae van die week in die omgekeerde rigting loop, om te voldoen aan ongelyke vraag. Dit het wel die gevaar van botsings as bestuurders nie op die verandering-van-rigting-kennisgewings let nie. Dit kan beheer word deur veranderbare tekens of deur beweegbare fisiese skeidings
 Aparte bane vir spesifieke gebruikergroepe (gewoonlik met die doelwit van meer mense in minder motors)
 Buslane, as deel van 'n busvervoerstelsel
 Snel-tollane
 Hoëbesettinglane vir voertuie met ten minste drie (soms ten minste twee) insittendes, met die oogmerk om saamryklubs (karpoele) aan te moedig
 Spontane saamryklubs by hoëbesettinglaan-toegangspunte, of ryloop op 'n basis van betaling
 Markgebaseerde saamryklubs met voorafbepaalde finansiële aansporings vir die bestuurder

Verwysings

Nog leesstof 
 D. Chowdhury, L. Santen, and A. Schadschneider. Statistical Physics of Vehicular Traffic and Some Related Systems. Phys. Rep., 329:199–329, 2000. 
 D. Helbing. Traffic and related self-driven many-particle systems. Rev. Mod. Phys., 73(4):1067–1141, 2001. 
 B.S. Kerner, Introduction to Modern Traffic Flow Theory and Control: The Long Road to Three-Phase Traffic Theory, Springer, Berlin, New York 2009
 B.S. Kerner, The Physics of Traffic, Springer, Berlin, New York 2004
 Koslowsky, Meni; Avraham N. Kluger; and Mordechai Reich.  Commuting Stress, New York: Plenum, 1995.
 
 
 K. Nagel. High-speed Microsimulations of Traffic Flow. PhD thesis, Universität zu Köln, 1994.  
 
 Victoria Transport Policy Institute (March 2013), Smart Congestion Relief – Comprehensive Analysis Of Traffic Congestion Costs and Congestion Reduction Benefits
 R. Wiedemann, Simulation des Straßenverkehrsflusses. Schriftenreihe des IfV, 8, 1974. Institut für Verkehrswesen. Universität Karlsruhe. (In Duits).

Eksterne skakels 
 
 Instituut vir Vervoeringenieurs
 S. Maerivoet, Modellering van verkeer op snelweë: moderne, numeriese data-analise en dinamiese verkeersopdrag, Katholieke Universiteit Leuven, 2006
 Die fisika van verkeersknope 
 Hoe verkeer werk vanaf HowStuffWorks.com
 Verkeersbulhond - Voorspraak vir pendelaars
 Groot verkeersknope: 'n fototoer  - skyfievertoning deur  Life magazine 
 Anatomie van 'n verkeersknoop  (inskrywing wat 'n tipe verkeersknoop uit 'n privaat webjoernaal verduidelik)

Verkeer