悖论示例
假设有4000辆车从S前往T,可走S→A→T或S→B→T两条路线。S→A和B→T路段耗时为(车辆数)/100分钟,A→T和S→B路段无论拥堵与否都耗时45分钟。车辆平分时,每条路线耗时20+45=65分钟。现在在A与B之间修一条耗时0分钟的捷径,对每位驾驶者而言S→A→B→T总是更快,于是所有人都改走此路,通行时间增至40+40=80分钟。但这仍是纳什均衡:没有人能单方面改道而获益。布雷斯(1968)以德文发表这一结果,布雷斯、纳古尔尼与瓦科尔宾格(2005)将其译为英文。
理论背景:均衡与无政府代价
沃德罗普(1952)区分了所有被使用路线耗时相等的“用户均衡”与总通行时间最小的“系统最优”。两者不一致,是因为驾驶者不考虑自己给他人造成的拥堵成本;庇古(1920)和奈特(1924)早已在道路拥堵问题中讨论过这种外部性。默奇兰(1970)将该悖论引入交通研究。库楚皮亚斯与帕帕季米特里乌(1999)把均衡成本与最优成本之比定义为“无政府代价”,拉夫加登与塔尔多什(2002)证明在线性延迟函数下其值最多为4/3。拉夫加登(2005)对相关研究作了综合。
现实案例与实验
科恩与霍洛维茨(1991)表明,在由弹簧与绳子、电阻与二极管构成的机械与电路网络中,增加一条连接反而可能加大下垂,出现同样结构的悖论。尹惠珍、加斯特纳与郑夏雄(2008)分析波士顿、纽约和伦敦的路网,发现封闭部分道路可以缩短总通行时间。首尔清溪川高架路拆除后交通混乱程度小于预期,也常被引为例证。拉波波特等(2009)报告,在实验室路线选择实验中参与者确实会收敛到悖论性均衡。杜兰顿与特纳(2011)报告的“道路拥堵基本定律”,即交通量随道路容量同比例增加,也常作为道路扩建局限性的证据一并讨论。
常见问题
- 如何简单理解布雷斯悖论?
- 新捷径开通后人人都挤上去,结果可能比修路之前所有人都花更长时间。
- 现实中会发生吗?
- 会。路网分析和实验室实验都证实了这一点,机械和电路中也观察到相同结构。不过并非每次新增道路都会引发悖论,这取决于网络结构和交通量。
来源核查日期:2026-10-26
参考文献
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