유령 정체: 사고도 공사도 없는데 왜 막힐까

사고도, 공사도, 병목도 없는 도로에서 갑자기 차가 멈췄다가 다시 풀린 경험이 있나요? 고리 모양 도로에서 차들이 규칙대로만 달려도 정체가 저절로 생길 수 있는지 확인해 봅니다.

모델은 이렇게 움직입니다

직접 돌려보기

도로 칸 중 차가 차지한 비율
0%면 완벽한 운전, 클수록 불규칙

① 도로를 위에서 보면

차들이 고리 도로를 시계 방향으로 달립니다. 빨간 차가 뭉친 곳이 정체인데, 정체 덩어리가 도로 위에서 어디로 움직이는지 지켜보세요. 검은 테두리 차 한 대를 따라가 보면, 이 차는 정체에 뒤에서 들어가 앞으로 빠져나오는데 정체 덩어리는 오히려 뒤로 물러납니다.

② 시간에 따라 변하는 도로 (시간-위치 그림)

가로는 도로 위치, 세로는 시간(아래로 흐름)입니다. 붉은 띠가 정체이고, 띠가 왼쪽 아래로 기울어 있으면 정체가 차들의 진행 방향과 반대로 움직인다는 뜻이에요. 검은 선은 테두리 친 그 차로, 반대로 오른쪽 아래로 나아갑니다.

③ 도로가 차면 통과 대수는 어떻게 될까

밀도에 따라 한 지점을 지나가는 시간당 차량 수입니다. 회색 선은 브레이크를 전혀 안 밟는 완벽한 운전이에요.

④ 작은 브레이크의 큰 효과

지금 밀도에서 가끔 브레이크를 밟는 확률에 따라 평균 속도가 어떻게 달라지는지 봅니다. 점은 서로 다른 도로 3개의 결과예요.

계산 중…

⑤ 3D로 보기: 시간을 높이로 쌓은 도로3D

맨 위 고리가 지금 이 순간의 도로이고, ①과 같은 차들이 상자로 달립니다. 그 아래로 지난 1초 1초가 탑처럼 쌓여, 아래로 내려갈수록 과거입니다. 붉은 줄무늬가 탑을 감고 도는데, 차와 반대 방향으로 물러나는 정체가 이렇게 붉은 나선으로 보이고, 반대쪽으로 감기는 검은 선이 테두리 친 그 차입니다.

드래그로 회전 · 휠이나 두 손가락으로 확대 · ①의 재생/일시정지와 함께 움직입니다

이 결과가 말하는 것, 말하지 않는 것

말하는 것:

상세 설명

말하는 것: 도로가 어느 정도 차 있으면, 모든 운전자가 규칙을 지켜도 아주 작은 브레이크 하나가 뒤차로 번져 "유령 정체"가 만들어집니다. 정체는 차들의 진행 방향과 반대로 퍼져 나가고, 원인이 된 차는 이미 앞서 가 버려서 막힌 곳에 가 보면 아무 이유도 없어 보입니다.

말하지 않는 것:

상세 설명

말하지 않는 것: 실제 도로의 모든 정체가 이 때문이라는 뜻은 아닙니다. 사고, 병목, 차선 변경, 신호 같은 요인은 이 모델에 없고, 한 차선 고리 도로라는 매우 단순한 설정입니다. 속도(km/h) 환산은 한 칸을 7.5m, 한 단계를 1초로 본 표준 설정을 따른 것입니다.

이론적 근거와 구현 메모