고속도로를 잘 달리고 있는데
갑자기 전방의 브레이크등이 줄줄이 켜지기 시작합니다.
그 어떤 사고나 정지 신호도 없고
제한 속도가 바뀌거나 길이 좁아진 것도 아닙니다.
그렇다면 왜 이렇게 심한 교통 체증이 발생한 걸까요?
뚜렷한 이유도 없이 교통이 거의 멈춘 경우를
'유령 정체'라고 부릅니다.
유령 정체는 불시에 생겨나는 현상인데
걷잡을 수 없이 늘어나면서 꼬리를 물게 되는 특징이 있죠.
그렇지만 이 정체 현상의 모형을 만들 수도 있고
이 현상을 만들어내는 원칙을 이해할 수도 있습니다.
여러분이 생각하는 것보다
앞으로 이런 종류의 교통 체증을 예방하는 데에 더 가까이 와있습니다.
유령 정체 현상이 만들어지려면 도로에 차가 많이 있어야 합니다.
그렇다고 차가 너무 많아서
순조롭게 지나기 어려울 만큼 있어야 한다는 건 아닙니다.
적어도 모든 운전자가
일정한 속도와 다른 차와의 간격을 유지한다면요.
차가 많긴 하지만 앞으로 가긴 할 만큼의 교통 상황에서
아주 작은 방해요소만 있어도
연쇄적으로 교통 체증을 유발시킵니다.
한 운전자가 브레이크를 아주 살짝 밟았다고 해봅시다.
그러면 뒤를 따라가던 운전자는 좀 더 세게 브레이크를 밟게 되고
브레이크 등이 물결처럼 퍼져서
뒤따르는 차들에게 밀려들게 됩니다.
이렇게 가다 서다를 반복하는 운전은 고속도로를 따라 쭉 이어지게 됩니다.
도로에 차가 적어 덜 막히면 교통 흐름은 순조로운데
왜냐 하면 방해 요소들, 즉 차로를 바꾸는 차나
굽은 길에서 속도를 낮추는 차와 같은 요소를
다른 운전자들이 완화하기 때문입니다.
하지만 도로에 자동차 대수가 임계 수치를 넘어서면,
보통 자동차 간의 간격이 35m 미만으로 떨어졌을 때인데,
상황이 급격히 바뀝니다.
역학적 불안정성이 높아지는데
작은 방해 요소도 확대되는 겁니다.
이 역학적 불안정성은 유령 정체에만 있는 특징은 아닙니다.
빗방울이나 모래 언덕,
구름의 형태 등에도 적용되죠.
이 불안정성은 양성 피드백 루프입니다.
임계 밀도를 넘어서면 차가 늘어날수록
1초마다 한 지점을 지나는 차의 대수가 줄어듭니다.
결과적으로 밀려있던 차가 그 곳을 빠져나가는 게
더 오래 걸리고 차량이 더욱 더 많아지면서
결국에는 교통 체증을 더욱 심하게 만듭니다.
운전자들은 체증 훨씬 이전에 브레이크를 밟아야 했단 걸 모릅니다.
즉 충돌하지 않기 위해선 브레이크를 더 세게 밟아야 한다는 거죠.
그렇게 되면 여기저기 할 것 없이 누구나 브레이크를 밟아대게 됩니다.
게다가 운전자들은 지체에서 벗어날 때 급격하게 속도를 내는 경향이 있는데
그건 평균적인 교통 흐름보다 더 빠르게 운전을 하려 한다는 말입니다.
그들은 또 다시 브레이크를 밟아야 하고 결국 또 다른 피드백 루프를 만들어서
더 심한 교통 정체를 일으킵니다.
두 가지 경우 모두 운전자들이 정체를 더 심하게 만드는 원인은
그들 앞의 상황에 대해 잘 알지 못하기 때문입니다.
자율주행차는 전방 상황에 대한 정보를
연결된 차량이나 도로 센서에서 받고
실시간으로 유령 정체에 대처할 수 있을 것입니다.
이런 차들은 전체적인 교통 흐름의 평균적인 속도에 알맞은
일정한 속도와 안전 수칙을 준수하여서
정체가 생기는 걸 예방할 수 있겠죠.
이미 교통량이 증가한 상황에서는
자율주행차가 그것을 미리 예측해서
사람보다 더 일찍, 더 완만하게 브레이크를 밟을 수 있을 겁니다.
그렇게 되면 정체의 길이를 줄일 수 있습니다.
그렇게 많은 자율주행차가 필요하진 않을 겁니다.
최근 연구는 운전자 20명당 자율주행차 한 대로도
교통 정체를 줄이고 방지하는 데 충분하다고 합니다.
교통 정체는 일상적인 골칫거리일 뿐만 아니라
사망 사고와 자원 낭비,
지구를 위협하는 오염의 주원인입니다.
그러나 새로운 기술은 이런 체증을 감소시키는 데에 도움이 될 것이고,
도로를 더 안전하게 만들면서
매일 출퇴근을 더 효율적으로 만들고 공기를 더 깨끗하게 해줄 겁니다.
만약 다음에 정체 구간에 잡힌다면
다른 운전자들이 운전을 이상하게 하는 게 아니라
단지 앞의 상황을 잘 모르고 있단 걸 기억한다면 좀 도움이 될 겁니다.
그리고 안전 운전하세요.