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一览众山小-可持续城市与交通 | 文章来源
导读：
在美国高速公路建设中，伪造交通模型预测成了行业惯例，助推了数十亿美元的浪费。公路机构频繁采用复杂的交通模型预测未来流量，借此推动扩建项目。然而，很多预测模型夸大了拥堵的程度，实际交通量往往远低于预期。比如，肯塔基州和印第安纳州修建的路易斯维尔大桥，实际流量仅为预测的一半。即便如此，各州仍依赖夸大的模型结果进行扩建，结果不但未能缓解拥堵，反而增加了污染和出行难度。这些模型通常被操纵以支持公路扩建，将经济利益置于公众利益之上，引发社会各界对公路机构透明度和科学性的质疑。
执行摘要
政府高速公路相关机构，居然允许公开伪造交通模型结果，从而浪费了数十亿美元，大肆扩建道路，然而对拥堵并未起到丝毫改善，反而进一步恶化了交通出行体验。
1996年，肯塔基州和印第安纳州的州公路机构计划在俄亥俄河上修建一座新桥，拓宽驶离路易斯维尔市中心方向的65号州际公路。规划师们采用了一个复杂的计算机模型来预测未来的交通量。该模型预测结果显示，到2025年，这些新的和旧的桥梁的日均交通量将达到16万辆。根据这一预测，各州决定将新桥拓宽至六车道，在2016年通车时，该项目耗资超过10亿美元。
2023年，平均每天只有7万辆汽车穿过两座相邻的桥梁。显然这跟模型预测的结果相距甚远，但是模型本身确实也为高速公路机构做了许多工作：让他们将所有的钱都花在了新建一座大桥！
高速公路基础设施建设，耗资巨大。美国每年在道路和高速公路建设上的支出近1500亿美元，在过去五年中增长了近50%。高速公路建设官僚机构创建了一个强大而组织良好的政治机器，动员了包括建筑公司、工程公司、卡车司机和当地商业支持者在内的各利益相关方。政客们总是热衷于在剪彩仪式上享受赞扬。公路部门通常也会为了“强大帝国”的建设寻找资金，而压缩运维成本。
为了实现这些目标，公路机构依赖于交通模型。这些模型通常复杂得让人难以理解，模型的结果提供了虚假的确定。当它们在法庭上受到质疑时，法官通常会听从“机构专业知识”。要理解这些难以理解的模型是如何工作的，就已经是一项艰巨的任务了，更不用说质疑它们的准确性或有效性。因此，这些模型便是成为了强大的技术官僚武器，尤其在面对在资金保障、避免环保纠纷、阻止外部审查等方面。混凝土不断涌入新的高速公路车道，不管它们对司机的效用如何，也不管它们对周围世界的破坏如何。
Bad Science
伪科学
这些模型将该地区划分为每个都有几千名居民的区域，称为交通分析区。该模型从每个地区的居民人数和他们的工作地点开始，包括目前和未来二三十年“预测年”的预测。然后，该模型为每次上班找到最佳路线，平衡出行时间与通行费或公交票价。对于非通勤出行，如购物、卡车运输和长途司机的直达旅行等，也包括在内一同计算。
这些模型需要大量关于当前出行方式的数据，而其中大部分却只能进行估计。将这些数据外推到未来几十年，可能会产生进一步的错误和操纵。实际上拥堵治理本身是一系列的数学难题：当拥堵发生时，当前位置的通行速度取决于其他地方的交通量。对于司机而言，给定的出行线路是否是最快的，取决于有多少其他交通参与者也选择这条线路。公路建设者恰恰利用这种复杂性，将模型作为只有专家才能够理解的黑匣子呈现给公众，但对关键假设只字不提。
强大的经济利益集团可以歪曲科学，这不是新闻。气候变化、烟草、石棉和铅都是最臭名昭著的例子。研究掌握在“友好的手”中，这样只有制造商才知道危险（石棉），甚至更好的是，不被发现（含铅汽油）。当这失败时，公司会通过赞助一批友好的研究人员来制造舆论，这些研究人员便有倾向性的研究以既定预期的结果（香烟、全球变暖）。
尽管他们有很多缺点，但这些领域的研究人员通常会避免彻底伪造研究结果。然而，高速公路管理机构已经将科学的扭曲提升到了一个新的水平。
缺乏透明度使建模过程的内部运作不为公众所知。但最近由本文的作者所进行的两项调查，成功地解开了神秘的面纱。两者都揭示了对模型结果的公然伪造。当预测者对计算机输出结果感到失望时，预测者只需手动更改它们，将篡改后的数字冒充为模型的真实结果。而手动更改计算结果的做法被证明是普遍存在的，或者应该说，联邦公路管理局作为监管单位也对此表示赞同。
The I-5 Columbia River Bridge
I-5哥伦比亚河大桥
尽管多年来有诸多反向的实证，但该项目声称的理由却仍是：如果不采取任何措施，河对岸的交通量将迅速增长，从而造成无法忍受的拥堵。2005年，州公路官员预测，如果项目不建设的话，未来二十年的交通量将以每年1.3%的速度增长。事实上，从2005年到2019年，流量平均每年仅增长0.3%。出行需求模型将实际增长夸大了四倍，目前的预测仍然在重复这一错误。
州相关部门根据出行需求模型的结果，对重新启动的项目进行了交通预测。但是，该项目顾问并没有使用模型的输出结果，而是直接对其进行了修改，夸大了预测的高峰时段交通量，错误地支持了拓宽道路的需求。
包括本文合著者JosephCortright在内的当地倡导者只能根据州公共记录法获得实际的模型结果。将实际产出与交通部公布的预测结果进行比较表明，项目顾问系统性地改变了所有数字，以支持拟议项目，并尽量减少环境影响。这些变化使“未建成”的交通量看起来比模型预测的要更大，拥堵情况也更严重。此外，顾问并没有对外展示他们的工作，以便外部人员可以检查验证其有效性。
当发现这些变化时，交通部将其称为“后处理”。后处理是建模的一个真实部分，在许多领域用于描述辅助计算机程序，该程序将模拟模型的数值输出转化为人类或其他计算机程序可以理解的形式。典型的后处理操作包括绘图、插值、单位转换或平滑以去除数字噪声。但至关重要的是，真正的后处理不会改变模拟模型的结果。
Maryland Toll Lanes
马里兰州收费车道
2017年9月，马里兰州州长拉里·霍根宣布了一项宏伟计划，通过增加私有化收费车道，拓宽华盛顿特区周围近100英里的高速公路。该提案从一开始就受到了激烈的争论，部分原因是基层的反对，在霍根最初宣布后的几年里，该提案一再被缩减。
就在马里兰州交通部即将结束其环境研究草案之际，华盛顿特区交通规划委员会发布了其交通模型的新版本。马里兰州已经使用之前的模型进行了分析，因此它为不进行建设的方案运用新模型进行分析，以确认两个版本产生了类似的结果。该比较结果已纳入2020年10月发布的报告草案中。
几个月后，该项目再次缩减，在华盛顿著名的环城公路上横跨波托马克河，延伸至13英里，并继续向北沿I-270公路延伸。2021年10月发布的环境报告草案的一份补充文件指出，其对已建和未建方案的预测都是基于区域规划委员会的新模型版本。
值得注意的是，该补充报告预测的不进行建设方案情况下，交通量与前一份报告中相同模型预测的交通量有很大不同，相差高达10%。然而，该模型只运行过一次，报告中从未提及这一事实。直到两年后，在根据《公共信息法》进行了一场有争议的斗争后，才有消息称马里兰州交通部将两组数字不同的原因，是因为通过同一模型运行。
2021年10月的预测存在明显错误。它预测，拓宽华盛顿以西的高速公路将大大减少通往该市东北侧巴尔的摩和安纳波利斯的交通需求。合著者本杰明·罗斯和其他反对收费车道的人写信给联邦公路管理局，指出该模型一定是存在严重缺陷才能产生如此明显错误的预测。我们要求修复模型并重做报告。
第二年6月，发布了最终的环境报告，其中包含了新的交通预测。去年10月发现的异常情况已经得到纠正，但交通量也发生了变化，这是计算机模型无法产生的。2022年7月11日，在预计该项目最终获得联邦批准的三周前，罗斯要求对可能的科学欺诈进行调查，引起了媒体的关注。
8月11日，这一请求和马里兰州交通部的回复被转交给马萨诸塞州剑桥市联邦交通研究组织沃尔普中心的专家。仅仅四天后，Volpe就做出了回应，他说，虽然有时需要对模型输出进行手动调整，但马里兰州的建模人员并没有解释他们的调整，因此Volpe无法“评估其合理性或有效性”。
与此同时，原定的8月5日联邦签字节点已经过去。霍根州长曾希望将收费车道置于总统竞选活动的核心举动，他对这一延误感到愤怒。他称之为“令人愤慨和震惊”，写信给乔·拜登总统要求立即采取行动，并威胁说如果不采取行动则立即提起诉讼。
联邦政府于8月25日批准。马里兰交通部宣布这一决定的新闻稿公然歪曲了沃尔普中心的调查结果：标题宣称：“美国交通部独立审查发现收费车道交通模型中没有‘科学欺诈’”。
然而，在批准文件的细则中，在附录D第二十页的图例中，马里兰州交通部首次向公众承认，它手动更改了交通模型输出。总的来说，我们现在知道，它发布了三组截然不同的数字，并将它们全部归因于一次模型运行。
A Common Practice
一向如此，便对吗？
夸大交通增长在公路工程行业中普遍存在。研究员TonyDutzik回顾了州交通部门、联邦公路管理局和行业团体对汽车使用量二十年来的预测。Dutzik发现,在几乎所有情况下,实际交通量的增长都远慢于预测。对单条公路的预测偏差更大。
在过去十年里,俄亥俄州和肯塔基州公路部门开始推动扩建连接辛辛那提和肯塔基州科文顿的布伦特·斯彭斯大桥,表面上是为了服务于机构模型预测的未来交通增长,但实际上桥上的交通量反而下降了。尽管如此,他们仍在进行一项36亿美元的项目,几乎将桥梁的规模扩建一倍。
交通工程顾问NormMarshall等批评者一再发现,公路机构忽视实际增长趋势和容量限制、夸大现有拥堵情况。夸大如果不建设的话所造成拥堵，而忽略建设后新增的交通量对于环境的影响将这些不切实际的假设构建到交通模型中，符合公路建设者的利益。
不仅如上所言，还存在更深层的问题。很多证据表明,此前在俄勒冈州和马里兰州发现的更改模型结果的做法其实是普遍存在的。去年夏天,在一项非正式调查中,来自七个州的建模者告诉倡导组织"美国交通"(TransportationforAmerica),他们的组织根据"工程判断"或"长期趋势"在后处理过程中手动更改输出。来自其他地方公路机构前雇员的报告也类似。
需要指出的是,模拟建模不必完全由计算机完成。适当时,计算机输出可以与其他数字结合:例如,如果交通模型仅模拟小汽车的移动,卡车则需要通过人工估算并手动添加以获得总交通量。但如果没有量化基础,这种更改只是意见,而不是建模。隐瞒更改以将手动调整的数字描述为公正的计算机模型输出是科学欺诈。
许多年轻的交通工程师对这些做法感到困扰。去年,加利福尼亚州交通部副主任JeanieWard-Waller就该机构计划非法转用维护资金并避免环境审查以拓宽萨克拉门托和戴维斯之间的I-80一段进行投诉。不久之后,加州交通部(俗称Caltrans)解雇了Ward-Waller,她现在正起诉该部门非法报复。尽管州空气污染监管机构反对,Caltrans仍继续推进该项目。加州空气资源委员会费了很大力气才揭穿Caltrans的交通建模,该建模声称如果高速公路加宽,将产生比不加宽更少的车辆行驶里程和更少的污染。
由于这些弱点,即使出发点是好的,模型也往往偏离现实。当它们甚至无法重现当前的交通状况时(这经常发生),建模者引入调整因素来迎合现状,这反过来又使它们对未来变化不那么敏感。被推到远远超出其适用范围的算法会吐出毫无意义的结果。建模者用自己的最佳猜测替换这些无意义的结果,并称之为后处理。从这里到更改结果以取悦老板，只需一小步。
事实上,最好的预测可能无需复杂的计算:在拥挤的城市地区,无论高速公路变宽还是变窄,交通拥堵将保持不变。这种预测远非完美;例如,没人怀疑在瓶颈处加宽高速公路可以将转移交通堵塞。但根据我们的经验,平均而言，它却比当前的交通建模准确得多。
哥伦比亚河大桥就是一个典例。二十年前的建模者预测,除非采取措施,拥堵会越来越严重;但随着拓宽项目的停滞,交通量几乎没变。1989年地震后拆除旧金山的Embarcadero高速公路并没有使市中心交通比以前更糟。还有一个极端的例子是位于洛杉矶比佛利山庄以西的I-405,耗资10亿美元为这段10英里长的高速公路增加了一条车道。这本应将通勤时间缩短10分钟。但在新车道于2014年开通后,通行时间反而比前一年多了一分钟。
当然,如果你的模型总是预测二十年后的交通量增速与现在相同,就无需使用计算机。从科学角度来看,模型越简洁越好。但对于建立更大规模、更昂贵项目案例的公路机构来说,这样的模型将是一场灾难。他们需要预测出：如果不加宽高速公路,交通会变得更糟,如果加宽则会变好,并通过复杂性的迷雾来抵御批评。
相比之下,公路机构最不想考虑的，是一种已被证明可减少交通拥堵的方法:收取高速通行费。这种费用使路易斯维尔桥梁的车流量减少。(建模者考虑了通行费,但大大低估了其抑制流量的作用。)正如这个例子所示,收取足以建造新桥梁的通行费往往会大幅减少交通,以至于无需新建桥梁——这一事实解释了缘何公路机构大都抵制用收费缓解拥堵。
直到近期,纽约市还准备用通行费来缓解困扰曼哈顿中心一世纪之久的交通堵塞。纽约几十年前就停止了增加道路容量这一工作,此后，很多街道空间被转换为公交车道、自行车道、公园和户外就餐空间。在此期间,该市增加了超过一百万居民和工作岗位,但对交通拥堵影响很小,现在三分之二的出行是由步行、骑自行车或乘坐公共交通来完成的。当州长KathyHochul决定中止拥堵收费时，压倒性的负面反应表明，人们越来越支持通过限制汽车使用、而非为汽车腾出更多空间来治理交通拥堵。
目前正在实施的交通建模为工程师和承包商追求更大规模道路的逐利行为蒙上了一层伪科学的光环。这种方法的不准确性被长久忽视,而"后处理"结果以适应预设叙事的做法却比比皆是。美国继续为道路扩建浪费数十亿美元,这不仅无法缓解拥堵,还使不开车出行变得更难。结果是更多的交通量、更严重的污染、更多的温室气体——以及更多的堵塞。
