FILES

“Soms lijkt het of files zo maar ontstaan”, aldus Rob van den Berg in 'Een luchtige druk op de rem' (W&O, 3 januari). Alleen, dat doen ze niet.

Dit is het tweede artikel in betrekkelijk korte tijd in W&O dat bericht over Duits onderzoek waarbij de analogie met fase-overgangen uitgewerkt wordt om het verschijnsel file beter te begrijpen. In beide gevallen werd, om het maatschappelijk belang van dit onderzoek te onderstrepen, door de onderzoekers gewezen op het verschijnsel 'Stau aus dem Nichts'. Dit idee leefde vooral in de jaren '60 onder verkeerskundigen. Het volgde als mogelijkheid uit bepaalde verkeersmodellen. Met name waren dit de 'car-following' modellen, waarbij voortplanting van golven door een colonne van voertuigen werd bestudeerd met de toen nieuwe meet- en regeltheorie (Chandler, Rothery en Hermann) en de statistisch-mechanische modellen, waarbij principes uit de gas- en vloeistofmechanica werden overgedragen op het wegverkeer.

Metingen leken deze 'file-uit-het-niets-theorie' te staven, maar die metingen werden toen steeds op één plaats gedaan. Een populaire gedachte was toen dat, als het begin van filevorming maar kon worden voorkomen, wegen tot grotere doorstroming in staat zouden zijn. Met deze reactie wil ik geen mening geven over het bewuste onderzoek, want ik heb er geen kennis van genomen, maar wel ingaan tegen het idee dat spontane filevorming een veelvoorkomend fenomeen zou zijn.

Dat voor een stilstaande waarnemer het verkeer ogenschijnlijk zo nu en dan om onverklaarbare redenen tot stilstand komt, en voor een met het verkeer meebewegende waarnemer zoals de weggebruiker eveneens, heeft andere redenen. Pas de waarnemer die het verkeer langs twee dimensies observeert, langs tijd en weg, kan het verschijnsel file goed bestuderen. Dankzij de Nederlandse signaleringssystemen, met meetlussen om de 500 meter is er nu een dergelijke waarnemingsmogelijkheid. Files zijn er ook genoeg, en intussen zijn uitgebreide waarnemingensets van fileverkeer voorhanden.

Eén ding blijkt daaruit zonneklaar: 99 procent van de files heeft een duidelijk traceerbare oorzaak. Meestal is dit overbelasting (de verkeersdrukte overschrijdt op een bepaalde plaats de capaciteit van de weg) en anders is het een incident. In het artikel werd geen gewag gemaakt van Duitse waarnemingen die op het bewuste verschijnsel wezen. Het iets andere rijgedrag zou immers verschil kunnen uitmaken. Slechts het stereotype filebegin werd beschreven, oorzaak oprit. Dit proces verloopt als volgt. Een oprit injecteert verkeer in een drukke verkeersstroom, na de oprit is de verkeersdichtheid boven-kritisch. Automobilisten passen hun afstanden aan, maar daarvoor ontbreekt de vrije ruimte, en tussen 1 à 2 km na de toerit ziet men file ontstaan. Het is nu van belang in te zien dat dit geen moment van ontstaan is, maar een doorlopend ontstaan. Twee kilometer na de toerit blijft de weg filevrij, ter hoogte van de toerit ontstaan de verstoringen. Deze verstoringen planten zich aanhoudend naar achteren voort in de vorm van lopende file-gebieden, in het verkeersjargon spreekt men van 'schokgolven' vanwege de theoretische analogie met dit fysische verschijnsel. Deze golven zijn reeds theoretisch beschreven door Lighthill en Whitham in 1955.

Opvallend is dat deze golven op drukke wegen niet oplossen. Het komt daardoor inderdaad regelmatig voor dat men in een file belandt, en deze weer verlaat, waarvan de oorzaak op dat moment allang niet meer zichtbaar is. De schokgolf is dan bijvoorbeeld een uur eerder en 15 km verderop ontstaan op een plaats die toen nog een knelpunt was, en heeft zich intussen langs de weg tegen het verkeer in verplaatst. Er zijn fraaie visualisaties van deze verschijnselen gemaakt, en tijd-wegdiagrammen van fileverkeer worden tegenwoordig zelfs gebruikt om probleemveroorzakende locaties met grote precisie op te sporen.

De processen zijn dus interessant genoeg, en er is nog best ruimte voor verdere theorievorming, maar de indruk dat men met een luchtige druk op de rem een file achter zich kan produceren, zou ik toch willen wegnemen.