2015年底，中央召開了城市工作會議，會議強(qiáng)調(diào)要尊重城市發(fā)展規(guī)律。城市交通中的硬規(guī)律有哪些呢？影響力相對較大的有當(dāng)斯定律、馬爾凱蒂定律、布雷斯悖論、當(dāng)斯-托馬斯悖論和步行速度與城市規(guī)模正比關(guān)系等幾個。
1.當(dāng)斯定律
這個可以說是交通方面最著名的定律。Anthony Downs在1962年提出“交通需求總是趨于超過交通設(shè)施供給能力”的定律。該定律的含義是：新的道路建設(shè)固然降低了出行時耗，但同時也引發(fā)了新的交通需求。也就是說，新建的道路設(shè)施會誘發(fā)新的交通量，而交通需求總是傾向于超過交通供給。于是經(jīng)過一段時間之后，最終又恢復(fù)原來的擁擠水平。世界銀行專家S.Starcs經(jīng)過大量調(diào)查研究，得出這樣一個嚴(yán)峻結(jié)論：無論怎樣加速道路建設(shè)提高道路運(yùn)行效率，真正解決道路擁擠問題則不得不控制和正確引導(dǎo)交通需求**，別無選擇。因為任何汽車的擁有者和汽車制造者都不會輕易放棄他們投入大量資金所獲得的運(yùn)輸方式。
1992年，當(dāng)斯先生在《交通困境：應(yīng)對高峰期交通擁堵》（Stuck in Traffic: Coping with Peak-Hour Traffic Congestion）一書中，將這一定律修訂為“道路擁堵的基本法則”，并重新表述為：道路上的車輛行駛里程相對于道路的車道里程所發(fā)生變化的彈性系數(shù)接近一。這是因為更多的道路將導(dǎo)致：
（1）更多的私人駕駛；
（2）重新選擇線路；
（3）更多的商業(yè)駕駛。
因此，對道路行駛里程的需求是無限的。
2004年，當(dāng)斯先生在《交通仍然困境：應(yīng)對高峰期交通擁堵》（Still Stuck in Traffic: Coping with Peak-Hour Traffic Congestion）一書中，基于道路交通的四項原理而提出緩解道路交通擁堵的四項基本策略：
（1）擴(kuò)展道路通行能力；
（2）擴(kuò)展公共交通的載運(yùn)能力；
（3）讓人們堵在道路上直到人們離開道路使空間再可利用，等候構(gòu)成交通擁堵；
（4）對有限的道路空間進(jìn)行定量供應(yīng)，向道路使用者收費(fèi)。
2.馬爾凱蒂定律：通勤時間恒定性
以色列交通工程師扎哈維和意大利物理學(xué)家馬爾凱蒂，先后在20世紀(jì)70年代和90年代注意到，決定從從古至今各個城市的大小的，是交通工具有多快。任何城市，不管是哪個時代，都必須保證讓人能在半小時之內(nèi)從家里趕到工作單位。
這個定律被稱為“馬爾凱蒂定律”。也就是說，城市不能太大，得讓人每天的通勤時間限制在來回總共一個小時。
這個道理容易理解。我們一節(jié)說過，城市就是同城的任意兩個人之間都能方便地發(fā)生連接。如果見個面還得提前買火車票，那就太不容易了，就不叫同城了。每天上班就是我們最重要的連接，而一小時通勤時間大約是人們能忍受的極限。
當(dāng)然，北京人一般能忍受兩個小時。關(guān)鍵在于，從古至今，交通方式一直在變，行進(jìn)速度越來越快，但人們并沒有把時間省下來用于“閑暇”——人們選擇了讓城市變大。
馬爾凱蒂考證，古代所謂的大城市，比如羅馬，總面積也就20平方千米，差不多相當(dāng)于長寬各5千米，而人一小時能走的距離，正好是5千米。這就意味著從城市邊緣半個小時能到達(dá)市中心。現(xiàn)在汽車一小時能走40千米沒問題，城市規(guī)模也就可以擴(kuò)大到40千米。
如果有地鐵還可以更大。這跟我們上一節(jié)說的也有聯(lián)系：貝當(dāng)古推導(dǎo)城市標(biāo)度律的時候就提到，決定人們連接成本的，就是城市的規(guī)模。
不過，在倫敦、紐約這兩座人口眾多的大城市，平均通勤時間分別為46分鐘和41分鐘。這顯然已經(jīng)與馬爾凱蒂的猜想不相符了。在人口密度更大的城市，人們會更多地依賴公共交通。而如果搭乘公共交通，30分鐘內(nèi)是無法到達(dá)10公里以外的地方的。
有些大都市人口甚至上億，那么這些我們稱之為“特大城市”的地方，會不會在未來銷聲匿跡呢？在馬爾凱蒂看來，這完全取決于我們的交通網(wǎng)夠不夠發(fā)達(dá)。他寫道：“隨著Mach 7飛機(jī)和磁懸浮列車的出現(xiàn)，世界性都市的出現(xiàn)也是有可能的。“
城市本質(zhì)上節(jié)省資源，所以最終限制城市發(fā)展的不是資源供給，而是人。人不愿忍受太長的上下班時間，城市直徑就不能超過一小時路程。當(dāng)然，技術(shù)進(jìn)步可以把這一小時的距離變得更長，城市的規(guī)模在不斷擴(kuò)大。
但人心中還有另一個尺度。當(dāng)然這個規(guī)律在單身狀態(tài)式可能更加符合，如果雙職工家庭，可能難以符合。
3.布雷斯悖論（Braess paradox）：增加路可能添堵
在一個交通網(wǎng)絡(luò)上增加一條路段反而使網(wǎng)絡(luò)上的旅行時間(traveltime)增加了，而且是所有出行者的旅行時間都增加了，這一附加路段不但沒有減少交通延滯，反而降低了整個交通網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水準(zhǔn)(level ofservice)，這種出力不討好且與人們直觀感受相背的交通網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象就是人們所說的布雷斯悖論現(xiàn)象。
韓國首爾的規(guī)劃者拆除一條6車道高速路，修建了一個方圓8千米的公園后，很多道路專家驚訝地發(fā)現(xiàn)，首爾的交通非但沒有惡化，反而得到了改善。有專家就提出這是的布雷斯悖論反向版。布雷斯悖論是指在一個網(wǎng)絡(luò)里，如果所有移動物體都在尋找最有效的移動路線，那么再增加額外路線，實際上會降低整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。而首爾則是反向上述過程：關(guān)閉高速公路，減少交通路線，以提升整個交通系統(tǒng)的效率。
國內(nèi)武漢中山大道的改造也是經(jīng)典的實證，還路于人后，機(jī)動車交通反而好轉(zhuǎn)了，并因此獲得了國際規(guī)劃學(xué)界最高獎“規(guī)劃卓越獎”。
從博弈論的角度看，新增加了道路產(chǎn)生了新的納斯均衡，但新的納什均衡不一定比原有的均衡更優(yōu)。
4.當(dāng)斯-托馬斯悖論
當(dāng)斯-托馬斯悖論（Downs-Thomson paradox）是道路交通擁堵研究中的一個知名悖論：私人汽車在道路網(wǎng)絡(luò)上的平衡速度取決于人們使用公共交通方式從門到門的平均出行速度，采用增加道路通行能力來改善交通擁擠情況會更糟，因為改善路況會吸引更多的人放棄公共交通，運(yùn)營商只好采取減少服務(wù)頻率或提高收費(fèi)的方式來收回成本，進(jìn)一步導(dǎo)致公共交通乘客減少，造成公共交通走向沒落；而使用私人汽車的人越來越多，又會導(dǎo)致交通擁擠的加劇，似乎還要再修建或擴(kuò)建道路？繼續(xù)在交通擁堵的困境中演繹悖論。
5.步行速度與城市規(guī)模正比關(guān)系
美國物理學(xué)家Geoffrey West等人發(fā)現(xiàn)城市規(guī)模越大，人們步行的速度越快，當(dāng)然也會存在一個上限。如下圖所示，橫軸是歐洲各城市的百萬人口數(shù)，縱軸是平均的走路速度。不管人們生活在大城市還是小城市，人們每天都會花一個小時在走路上，但是在大城市人們要走的距離多，所以需要走的更快。
城市是人類創(chuàng)造的最復(fù)雜的物體，甚至沒有之一。只有充分了解城市交通背后的規(guī)律，才能建設(shè)真正沒有城市交通病的城市。
參考文獻(xiàn)
1.[轉(zhuǎn)載]【解讀】|規(guī)模的硬規(guī)律（十三）http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=1721&do=blog&id=1161187
2.無法打破的通勤定律 | 你每天花多長時間在路上？ http://ent.chinadaily.com.cn/2017-01/13/content_27949380.htm
3.當(dāng)斯定律.https://baike.sogou.com/v74508958.htm?fromTitle=%E5%BD%93%E6%96%AF%E5%AE%9A%E5%BE%8B
4.美國通勤時耗.https://www.visualcapitalist.com/average-commute-u-s-states-cities/
