2009-06-05

壅塞學

-- 人、車、螞蟻、網路、細胞一路暢通的祕密

作者:西成活裕
譯者:陳昭蓉
出版:究竟
日期:2008.01.25
ISBN:9789861370927

這是一門必修課,這個世界或許只會愈來愈壅塞。

東京大學的西成活裕教授,以10年時間研究壅塞現象,開創一門跨界研究的「壅塞學」。其實,壅塞不只發生在車道、人群、螞蟻、網路... 只要有東西流動,就會發生壅塞。森林火災、飛機、電梯、廣告、紅綠燈設置方式、血管、神經、財富和女朋友... 都與壅塞脫不了關係,所以這也是一門跨領域的學問。

這本書閱讀順序十分簡單,讀完第一章打好基礎後後,就可以先挑有興趣單元的來閱讀。第一章一開頭就舉出一個例子,說明「壅塞學」研究內涵:水管捏緊時水流速度會加快,通道變窄時,人群反而會塞住。為什麼?作者從這個例子提到了「牛頓粒子」,如水,以及「自我驅動粒子」,如人,之間的差異。接著提到一種大家不常見的現象:為什麼連身為牛頓粒子的空氣分子達到超音速時也會在狹隘出口產生壅塞?科學家如何以「玩具模型」計算各種物體的壅塞?描述「自我驅動粒子」最簡單的模型 ASEP(Asymmetric Simple Exclusion Process,非對稱簡單排斥過程)與生物學有什麼淵源?為何超過臨界密度就會產生壅塞?排隊也有計算公式?

作者在第一章針對壅塞學提綱挈領,提出許多有趣的問題,幫助大家掌握壅塞學,之後在分章敘述壅塞學的各個面向,例如:塞車、塞人、塞螞蟻當然還有網路封包的壅塞。這些看似類似的東西,其實背後的模型並不太相同(螞蟻為何愈擠,走的愈快?車卻會塞住?),看完這本書後,下次遇到動彈不得的情況,說不定你也可以開始研究起壅塞學 :)

※ 相關報導:

大鼠說:曼哈頓才是王道
研究:交通阻塞減緩工作成長
搖擺機翼可減少排放達 20%
來自於虛無的開斯米力
新研究連結熱轉移與材料結合強度
「永續電流」的研究最終驗證理論
奈米碳管與水的新研究影響廣泛
新記憶材料可維持資料達 10 億年
如同達爾文的雀鳥 科學家使分子演化、競爭
研究者找到最佳化的 fix-free codes
破記錄的解多工:640 Gbps
新 167 處理器晶片,超快、超節能
Web 立方 -- 萬物即網路

亮起來! 塗料研究可幫助政府節省龐大經費

4 則留言:

fsj 提到...

世衛:全球每年127萬人死於交通事故

中央社 2009.06.16

世界衛生組織(WHO)今天指出,全球每年高達127萬人死於交通事故,其中46%是行人與機車和自行車騎乘者,顯示各國政府交通政策往往過於便利汽車而疏於保護弱勢用路人。

今天發布的「道路安全全球現狀報告」指出,在世衛六大區域中的東南亞區和西太平洋區,弱勢用路人占交通事故死亡的比例尤高。在泰國,機車(含二輪及三輪)騎乘者就占交通事故死亡人數的七成,加上自行車騎乘者和行人更高達81%。

在中國,一年交通事故死亡約9萬人當中弱勢用路人則占63%。台灣在地圖上被標示為中國的一部分,但沒有顯示台灣的數據。

報告指出,弱勢用路人的危險不僅由於缺乏「外殼」保護,也由於「在許多國家,道路的規劃和建設都是為了讓汽車快速通行,行人和騎士的需求沒有被充分考量」。

這份由彭博慈善事業(Bloomberg Philanthropies)贊助的研究報告說,汽車車速是行人和騎士面臨的最大危險,但在調查的178個國家中不到1/3符合市區降低車速的基本要求;不到一成國家有效實施限速;44%的國家沒有制定政策鼓勵使用公共交通工具來代替私家車輛;只有1/3人口生活在有政策鼓勵步行和騎自行車以替代機動車輛的國家。

世衛暴力與傷害預防部門主任克魯格(EtienneKrug)建議,許多方法都可降低弱勢用路人受到的傷害,例如人行道、高突的行人穿越道、快慢車分道、抑制酒醉駕駛和超速、要求使用安全帽、加強救護等。

報告指出,中、低收入國家僅擁有世上48%的機動車輛,卻是世界九成以上道路交通死亡事件發生地。隨著開發中國家機動車輛的增多,如果情況再不改善,預計到2030年,全球交通事故死亡人數估計會達到每年240萬。



◆ 二十年的飆車何時終止?

【聯合晚報╱社論】 2009.06.15

二十年前,民國七十年代中期,台灣首度出現飆車族。那時飆車族橫行在台北市北投區大度路一帶,以及南部屏鵝公路戰備道。和飆車現象一同出現在那個年代的,還有所謂的「大家樂」簽賭。這兩個當時的「亂象」,構成台灣快速變遷的七十年代鮮明的印記。

經過二十年,官方發行的彩券早已冠上「公益」之名,甚至亦有「博弈合法化」之論。飆車現象則不但沒有禁絕,且飆車族更為兇狠,傷人、砍人事件每隔一段時間就發生,場景從北市大度路轉移到台中和新竹,從大度山上再到南寮海邊。二十年來,台灣經歷了教育改革和社會變遷,但青少年飆車問題始終未解決,而且更為嚴重。「看不爽就砍人」,這種「無目的傷人」的犯罪行為,顯示出反社會傾向;具體來說,就是對社會其他人,特別是擁有權力、財富、社會地位者,有著極深的敵意。隨著社會的M型化發展,不只是飆車,還有其他犯罪出於類似心理,都應該是加強防範的重點。

但這類犯罪行為卻可說是防不勝防,事後也最難偵辦,因為通常少有線索,甚至沒有地緣關係可作為偵辦依據。從警方透露的防止飆車作為來看,不但有區域聯防、口袋戰術、重點取締,甚至還上網搜尋飆車族集結活動資訊,似乎該作的都作了,但飆車族依然橫行。是這些作為不夠落實?還是勤務上有盲點?

以這次出事的地點南寮海邊來說,是新竹市推廣的重要景點,飆車族卻依然橫行,可說極為諷刺。再就數據來看,去年一至六月,新竹市動用於取締飆車的警察人次最多,但取締件數的績效卻並非最好。若非警力沒有善用,就是新竹市的飆車族習性不同,必須要有不同的取締策略。

新竹市是高科技城,卻有最原始的飆車暴力橫行。台灣的整體教育不斷提升,二十年來卻始終存在著青少年飆車問題,這個諷刺的畫面何時終止?警察不是唯一該為此現象負責者,但卻是第一線的防治者,是該加把勁,想想新的策略,運用新的科技了!



◆ 汛期到 30座老橋改建還在喬

【許俊偉、廖肇祥、鄧木卿、黃力勉、吳江泉/綜合報導】 2009-06-16 中國時報

汛期到,半數以上老橋未動工!政府宣稱明年底前全數完成省道老舊受損橋梁改建,但檢視交通部公路總局列管的五十座省道老橋,高達卅座還沒動,不是還在設計就是準備辦理發包或審核預算,民眾質疑老橋改建慢動作。

依該局公布在網站的最新資料(統計至六日),五十座橋梁中三座通車,十七座施工中,卅座還在發包公告、訂約或設計規畫中,等於三分之二的橋梁未實質動工。且根據預定通車日,高達廿四座擠在明年最末月完工。

設計、發包、審核預算 聲聲慢

交通部重大工程督導會報執行秘書陳晉源說,公路總局會趕在月底前完成所有橋梁發包工作;該局官員也說七月前可全面陸續動工。

政府聲稱進度都在掌控中,但后豐大橋去年斷裂時,同樣也在優先整建的危橋之列,未料發包前夕卻在辛樂克颱風中斷裂;而近日豪雨也已造成不少地方溪水暴漲成災。

公路總局官員表示,改建橋梁即使仍未施工,都有加強橋基保固。但經查,像高雄縣台廿一線民生大橋和台東縣台十一乙線台東大橋,其實長年也都有橋墩保護和固床措施,卻也因效果不彰被納入改建。

橋基裸露 改建也要等一年半載

台中縣和平鄉台七甲線就有四座待建老橋入列,且橋長僅五十公尺內,但至今未施工。谷關工務段副段長洪璠儀說,四座橋梁原本去年要發包,後來環保署要求補做環境影響差異分析,作業因而延宕。

像屏東縣台三線里港大橋去年雨季曾因橋基被大水沖刷而裸露,且該橋九十三年就被提報為改建橋梁之一,但直至后豐大橋斷橋後,中央才緊急撥錢改建。居民說,里港大橋常有砂石車等重車經過,橋梁破壞性更高,卻要一年半後才能完成改建。

類似案例還有嘉義縣台十九線厚生橋,橋基嚴重裸露,通洪能力也不足,同樣是在舊計畫中但遲未動工的老橋。

新設封橋水位線 最快月底出爐

其他像南投縣名竹大橋九二一地震毀壞迄今近十年,復建工程總算雖然預計本月就要發包,但仍遭當地居民抱怨中央「拖很大」,地方要求公路總局應盡速完工,橋梁安全不該有空窗期。

交通部公路總局養路組長高邦基說,該局對每座省道橋梁原本就劃有封橋水位線,但為求謹慎、專業,避免后豐大橋斷橋意外重演,該局正委託民間顧問公司重新設定更符合現狀的封橋水位線,但最快要月底才會陸續出爐。副局長吳瑞龍表示,封橋水位只是參考標準之一,現場人員還會觀察河川水流沖刷大小和橋面震動情況判定封橋時機。

fsj 提到...

雷射導引 時速110公里睡覺也能開車

【聯合報╱編譯陳世欽/報導】 2009.06.22

瑞典富豪汽車開發出雷射導引科技,能夠使汽車駕駛人完全不用操控車輛,而在時速110公里的車隊中用餐、閱讀、工作、看電視及休息。

英國每日郵報21日報導,富豪汽車開發中的這種科技能夠以感應器及無線科技完全鎖定車子,一次最多可以引導10輛,可望2年內推出。它使用的感應器能夠引導每一輛車子緊緊跟隨前面的車子,雷射以每秒50次的頻率計算車子相對於其他車輛的正確速度。唯一的引導及煞車功能由前導車的職業駕駛人執行。

這種系統將使得交通主管當局與汽車駕駛人重新思考公路交通規則中的傳統「煞車距離」。富豪汽車預期這種車隊中的車子保持約僅0.9公尺的間距即可,仍可保持距離。

駕駛人必須註冊並繳交約每2.6公里5元台幣的費用,而且必須事先登記,俾在指定時間或特定交流道加入車隊的最後面,使導引系統得以將它們與前方車輛的操控及煞車模式維持一致。

一旦駕駛人抵達事先指定的脫隊位置,這種新科技將引導他們進入指定的交流道。如果配備適當的科技,其他廠牌的汽車也能夠加入這種車隊。

富豪汽車與包括英國雷卡度科技公司在內的另外6家公司共同參與這項計畫,預定明年底在瑞典戈登堡郊區的富豪試驗道路測試這種系統,2011年推出原型系統,2018在歐洲各地推廣。

富豪汽車表示,這種車隊的經濟效率比單獨行進的汽車高20%到40%,因為縮短車距可以大幅降低風阻。

fsj 提到...

WPA Wi-Fi 加密在 60 秒內被破解
WPA Wi-Fi Encryption Cracked In Sixty Seconds
http://www.physorg.com/news170679777.html

By John Messina, August 28th, 2009

(PhysOrg.com) -- 二位日本電腦科學家已開發出一種方式,在 60 秒內破解二台無線路由器與裝置之間的 WPA 加密。

利用這種攻擊方法,駭客能讀取在無線路由器與電腦之間傳送的加密資料。只有當一部路由器的無線安全被設定成使用 Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) 演算法時,這些攻擊才有效。

大約在一年之前,安全研究者解釋 WPA 如何被破解。日本這些電腦科學家採用這套理論性方法並將其實現。這些全都在一篇論文中解釋,那本月在台灣高雄所舉行的 Joint Workshop on Information Security 中簡報。

這些攻擊能藉由使用更新的 WPA2 或使用更強悍演算法,AES(Advanced Encryption Standard)的 WPA 加密系統避開。

無線路由器的安全問題由來已久,那始於 1997 年,當時 Wired Equivalent Privacy(WEP)系統首度引進。二年後,WEP 就被破解了,使其成為一種沒有效用的安全選項。

直到某種更強的演算法被開發出來為止,使用 TKIP 的 WPA 旨在成為 Wi-Fi 安全的一種過渡時期加密方法。向前邁進,WPA2 的使用應當成為 Wi-Fi 安全的標準方法。2006 年三月,WPA2 已在無線路由器中獲得認證。

至於今日使用者,應當在其路由器中使用 WPA2 或具有 AES 加密的 WPA。

fsj 提到...

一個龜速駕駛人 造成80公里塞車

自由時報 2010.04.05

〔編譯魏國金/綜合報導〕駕駛人一定有過這樣的經驗:明明沒有車禍,但就是莫名其妙地塞車,現在英國研究人員找到這種「幽靈塞車」的原因。他們發現,塞車的主要原因莫過於緊急煞車、任意變換車道與大卡車相互超車。這份研究顯示,一個差勁的駕駛人製造的「交通海嘯」可能影響80公里遠的交通。

英國布里斯托大學工程數學系博士威爾森與其數學家同僚,以英國最忙碌、長16公里的 M42高速公路為例,進行開車行為分析。威爾森說,結果發現,在正常情形下,變換車道、猛踩煞車等行為都可能造成交通上的「超完美風暴」,進而導致「交通渾沌」。

威爾森利用M42的資料,建立交通流量的數學攻勢,他發現變換車道等小行為,能造成周邊車輛稍微減速,這個速度上的小差別,在每部跟在原車後的車需減更多速度的情形下被擴大。

該過程造成「走走停停波」,牽涉其中的車子被迫無法以該有的速度行進。他說︰「走走停停波是由個別車輛的極小行為所造成,在某些情形下達到臨界點,致使微不足道的小行為導致殃及數百部車、車陣綿延數公里長的大變化。」他指出︰「這種幽靈塞車的空前紀錄為80公里長。」