在过去的70年中，美国的运输系统设计师在决定建造什么时使用了相同的模型。问题是，她经常错。
2011年11月，俄亥俄河上的路易斯维尔和南印第安纳大桥设计组织发布了一份595页的文件，该文件应结束长达数十年的高速公路纠纷。轻率地说，该项目引起了争议。
当美国各地的许多城市试图弄清是否需要在商业区使用城市高速公路时，路易斯维尔却着手进行复仇。他不仅想让臭名昭著的“意大利面结舌”留给他们。肯尼迪在64、65和71号公路上打结-他想在此基础上继续前进。促进该项目的政治联盟试图扩大I-64的数量，以使车道数量增加一倍，并在该处下游建造一座新桥。这将使穿越河流的车道数量增加一倍，从6条增加到12条，仅需25亿美元。
Louisville Spaghetti Junction
但要获得此昂贵提案的联邦批准，该项目的支持者需要提供证据，证明Louisville需要进行此项扩建。他们利用业界称为旅行需求模型（TDM）的法律法律惯例，雇用了一家工程公司来预测从现在起20年（即到2030年）那里的交通量。该公司发现，出行次数将增加29％。结果很明显：如果不采取任何措施，交通拥堵只会加剧。结果，该项目获得了资助并启动了。
但是，同一项目资助的两项后续研究得出了截然不同的结论。
两年后，工程公司CDM Smith检查了该项目试图获得批准时实际改变了多少道路交通。研究发现，从2010年到2013年，该河流的交通量下降了0.9％。
由潜在股东委托进行的另一项研究提出的问题多于答案。结论表明，到2030年，穿越河流的旅行次数将达到132,000，比SDEIS [评估建筑环境影响的项目文件/翻译]。更糟糕的是，这12条车道总共要过河，每天仅比2007年的I-65桥少载4000辆车。这驳斥了路易斯维尔需要这些新桥梁的说法。
城市战略家亚伦·雷恩（Aaron Renn）经常批评俄亥俄河上的桥梁，详细记录了整个混乱。他在2013年对潜在股东进行的一项研究中写道：“这个项目看起来可能很疯狂，它总是设法找到方法证明它比我想像的还要疯狂。”
如今，该项目已完成，路易斯维尔人民可以亲眼目睹哪些预测更为准确。在2018年，一项施工后调查发现，2013年至2018年之间的河流穿越量下降了2％。结果，Vox和其他人称该项目为史诗般的比例“空洞的乐趣”。
路易斯维尔高速公路项目距离首次提出的移动要求模型没有实现目标还差得很远。尽管根据法律要求它们必须使用它们来捍卫任何要求联邦预算的基础设施项目，但城市主义者最肮脏的秘密之一是，这些模型充其量是容易出错的，最坏的是根本有缺陷的。
最近，我问雷恩（Rennes），这些最初关于交通流量两位数增长的漂亮预测是如何使该项目成真的。
雷恩说：“我认为这很有影响力。” “我认为如果没有所有这些流量预测会大大增加流量的预测，他们不会获得实施该项目的许可。如果人流量没有增加，您怎么能证明建造两座桥梁是合理的呢？
TDM不同。它们可以完全覆盖大城市，延伸到州界之外或属于郊区高速公路的一小部分。随着时间的推移，它们变得越来越复杂。但是，它们都是基于所谓的。 “四步过程”-想要从A点移动到B点的人们的决策过程的粗略近似结果。因此，该模型产生的数字可以估算人们沿着某些路线的旅行次数。
要返回此数字，模型将经历四个阶段。首先，她根据预期的空间使用模式（例如，到有商业组织的地方的出行次数将比到有居民建筑物的地方出行的次数多）和社会经济因素（例如失业率降低，会有更多的旅程）。该模型然后估计大多数人将来自何处以及来自何处。第三步是弄清楚他们将如何去那里，第四步是根据旅行时间绘制路线。结果是在给定区域内要旅行的次数，以及经过给定距离的时间。然后，工程师和规划人员将新的高速公路，道路，桥梁或其他道路基础设施添加到模型中，然后看看有什么不同。或者，他们在第一步中更改数字以说明预期的人口或未来的就业增长。然后，决策者通常会使用这些数字来证明特定项目的合理性-无论是高速公路延伸还是新建窄轨铁路。
尽管有许多原因导致上述俄亥俄大桥项目失败，但很少有人关注的一个原因是TDM在完成这个25亿美元项目中的作用。造成这种情况的可能原因之一是该领域的专家没有期望其他任何事情。
当然，并非该领域的所有专家都这么认为。土木工程师说它们是有时会被滥用的有用工具，更有可能为这些模型辩护。肯塔基大学土木工程学教授格雷格·埃哈特（Greg Ehrhardt）在过去的20年中一直使用这些模型，他表示，这些模型充其量“最多不过是一厢情愿的障碍”。但是，我与之交谈的其他专家，尤其是城市专家，相信这些模型支持了一个长期存在的神话，即更多的高速公路和更宽的道路将减少交通拥堵。
无论如何，每个人都同意，最大的问题不是模型能否产生更好的结果，而是我们为什么如此依赖它们呢？讨论的重点不是针对TDM或总体模型的辩论，而是我们如何决定城市外观的过程。
批评人士说，TDM是过时的规划流程的最佳示例，该流程可优化交通流量并推动高速公路建设。他们说现在是时候改变关于我们为什么要建造东西的想法了。
“这是旅行建模及其使用的一个基本问题，”非营利组织美国运输组织的负责人贝丝·奥斯本说。 “我们认为该模型为我们提供了现成的答案。这是不负责任的。没有什么可以给我们答案。只有我们自己才能给我们答案。”
1953年，底特律的公路部门启动了第一个TDM研究，以制定长期的公路发展计划。TDM的学术史说这个想法很简单。为了启动像高速公路系统这样的大型社区项目，规划人员必须大致想象人们将来会行驶在哪里。他们意识到，花数十年的时间修建高速公路根本没有意义，只是要发现它们太大，太小，或者走错了方向。
这项工作被称为“底特律大都会交通调查”，对当地居民进行了39,000次采访，对卡车司机和出租车司机进行了7,200次采访（这是典型的情况，根本没有考虑公共交通）。研究人员使用一台IBM 407打孔卡计算机来部分自动化该过程，从而推断了近期趋势并预测了未来的出行方式，从而创建了一条快速道路网络，不仅对底特律在1955年发表这项研究，而且在1980年都是有用的。 -米
这是运输计划的一种创新方法，并且随着当今的技术和思想的发展，它具有令人难以置信的先进性。包括芝加哥，圣胡安和华盛顿特区在内的其他城市也很快采用了它。不久之后，这种方法就开始出口到其他国家，并成为规划全球运输的通用工具。
回想起来，这个概念有几个明显的缺陷。首先，该模型的基本方法假设最近发生的事情将继续发生。如果底特律的人口增长，它将继续增长。如果燃料成本下降，它将继续下降。但是世界不是那样运作的。在几十年中会有很多变化。
以人口增长和土地利用模式为例，该模型是四阶段模型第一步的输入。这是任何TDM中最重要的两个变量，因为在给定区域中居住的人越多，他们将乘的车就越多，而他们的生活和工作地点将决定旅行的路线。这两个因素在底特律都发生了根本性的变化。底特律在1950年代经历了前所未有的突然增长。根据历史学家托马斯·塞格鲁（Thomas Segru）在《城市危机的起源：战后底特律的种族与不平等》中所述，1950年人口达到顶峰时达到了180万。“到1970年，几乎有五分之一的城市居民离开，特别是由于白人逃往郊区。许多企业也将其总部或生产搬到了城市以外，这从根本上改变了迁徙的方式。1955年的规划师不太可能可能已经预料到像
批评家那样对音符建模的典型方法以及不太明显的问题-该模型与人们的实际行为不符假设您居住在帕萨迪纳（Pasadena），您来自卡尔弗城的朋友邀请您在工作六点吃晚饭。一天，您会去那儿吗？还是会说他疯了，如果他认为您会在整个交通拥堵中开车穿过整个洛杉矶的话？而且旅行不会发生。
但是流量预测并不能以这种方式起作用。在这些模型中，无论路况恶化多少，今天的任何旅行都将在未来无限地重复。
专家称此为“固定旅行需求”，这本质上是一种矛盾，因为旅行需求几乎没有定义。我们总是在出发前决定是否应该出发。做出此决定的主要因素之一是这次旅行需要多长时间。 TDM采用相反的假设-如果人们想去某个地方，他们会走。然后他们将计算花费了多长时间。
因此，一些城市主义者具有讽刺意味的将这种方法称为“需求满足理论”，城市天文台Impresa咨询公司的城市经济学家乔·库特赖特（Joe Courtright）说。她认为无论交通拥堵，人们都会继续爬上高速公路。
康涅狄格大学教授诺曼·加里克（Norman Garrick）表示：“问题不仅仅在于错误的测量，还在于错误的基本假设。” “您不会考虑人们的行为方式，他们如何使用系统。您只是说-这是过去的情况，也是将来的情况，尽管您正在向系统中引入如此巨大的变化。”
固定旅行需求问题的另一面同样有害。假设洛杉矶在某种程度上使帕萨迪纳（Pasadena）和卡尔弗城（Culver City）之间的110号和10号高速公路上的车道数量增加了一倍。现在和朋友共进晚餐似乎不再是一个坏主意。成千上万的其他人只会以同样的方式思考。他们也将开始进行从未有过的旅行。从长远来看，由于通勤上班的速度会更高，因此他们可能会搬到更便宜的家中，这意味着他们将坐更长的时间。结果，所有这些新车道将被填满，交通也将变得同样糟糕。
这种现象称为强制需求，而不仅仅是思想实验。几乎在每种情况下，城市都会建造新的高速公路或扩建旧的高速公路，这都是事实。
经济学家安东尼·唐斯（Anthony Downs）在1962年的论文《高峰时段的高速公路交通拥堵法》中写道：“最近美国主要城市的高速公路经验表明，交通拥堵将是永恒的。” “如您所见，无论连接郊区与我们建立的商业区的新高速公路有多少，开车的人在早晚高峰时段仍会缓慢爬行。”
专家们已经知道了几代人的强迫需求，但是我们仍然继续增加新的公路，例如西西弗斯（Sisyphus），试图摆脱高峰时间的交通拥堵情况。要完全理解尝试解决此问题的荒谬性，只需看一下德克萨斯州凯蒂市耗资28亿美元的高速公路项目，该项目本来可以减少上下班的时间。世界上最宽的23车道高速公路。可以预见，那里的交通拥堵只会加剧，旅行时间会增加。
2011年的一篇论文《交通拥堵基本法》得出结论，“增加道路或公共交通的数量不太可能缓解拥堵”，因为随着增加新车道，行进距离也成比例增加。我们建设的公路和道路越多，我们行驶的速度就越快。反之亦然：在极少数情况下，高速公路暂时关闭，就像西雅图的阿拉斯加高架桥一样，交通不会造成太大影响。 TDM完全忽略了这一点。写道：
“众所周知，四阶段范例是在50到60年前开发的，它只是计算的便捷公式，并未考虑行为因素，”旅行规划师和顾问David T. Hartgen在2013年-并没有反映旅行者的决策过程。
可以在高速公路上找到证明。牛津大学的本特·弗里夫比约格（BentFlivbjörg）教授在2007年具有里程碑意义的研究中对14个国家和五大洲的交通进行了预测，发现对未来交通的预测中有一半以上的预测错误率超过20％，而且这种情况无处不在。国家合作高速公路研究计划（National Collaborative Highway Research Program）在2006年进行的一项研究发现，有15个收费公路项目的实际交通量平均比预计的要低35％。另一项研究发现，该错误平均为42％。
“我认为普遍认为准确性是一个问题，”计划师迈克尔·贝克国际公司（Michael Baker International）的总项目经理弗雷德·琼斯（Fred Jones）说。 “有时大约是30％到50％。”
更糟糕的是，没有人从这些错误中学到东西。 Flivbjorg写道：“在本研究中研究的30年中，不精确性并未改变。” “预测不会随着时间的推移而改善。”
甚至不清楚使用这些模型的城市规划者还是企业是否认为这种误差是有害的。他们声称自己被要求去做不可能的事情并预测未来-自然地，会有不准确之处。这就像在Google地图上建立路线。如果我们要谈论的是20分钟的行程，那么地图将能够准确地预测其持续时间。如果这是一个8个小时的行程，那么估计的持续时间仅是一个猜测，因为即使Google都无法预测未来，并且会在五小时内到达O.K.的出口处知道I-95上是否会发生事故。南佛罗里达大学的Chanyung Lee教授说，根据政府标准做出的20年预测大致相同。
结果，城市规划者及其模型低估了准确数字的重要性，并更广泛地推测随着时间的推移趋势的变化。他们说，理想情况下，政策制定者应该对人口，土地使用和就业情况进行不同预测以运行模型，以获得一系列期望。然后，他们必须评估该项目适合这些期望的范围。
问题在于，当结果发布时，所有这些细微差别都会消失，决策者将结果视为事实。正如Cortright所说，“模型本质上是销售道路部门想要做的事情的工具。”
但是由于所有这些问题，模型变得越来越智能。特别是在过去的十年中，越来越多的州一直在使用动态旅行模型来更好地反映人类行为。他们最好考虑其他交通方式-自行车，远足，公共交通。与以前的版本不同，他们能够模拟一段路的扩张如何导致其他路段的瓶颈。
不过，专家警告说，如果不更改这些项目所基于的整个决策过程，那么改进的模型将无济于事。通常，这些模型甚至不会运行，并且结果不会发布，直到州交通运输部门选择了最合适的项目。
与该领域的10位专家交谈后，我明白了一件事情：现有的障碍不是技术障碍，而是社会和政治障碍。毕竟，路易斯维尔桥梁项目准确地模拟了对股东的旅行要求。这是可以预见的。问题不是为什么模型是错误的，而是为什么正确的模型不会影响任何东西。
当我问密切关注路易斯维尔项目的雷恩（Rennes）如何最好地设计大型运输项目的建设时，他说他不确定。 “有一个想法，我们应该在这个过程中摆脱政治，将政治决策减少到客观标准。我认为，我们的很多辩论都源于价值体系的竞争，因为我们认为什么对人民有利。
同样，路易斯维尔项目是一个很好的例子。编制SDEIS的工程师估计，到2030年，大都市区的人口将增长15％。该预测看起来很可靠-雷恩说，这些县的人口从2007年到2020年增长了7.85％。但是，SDEIS预测，几乎所有这些增长都将发生在城市的郊区和郊区。基于此假设，并且预计会有42％的就业增长，SDEIS报告称，当前基础设施拥堵的旅行时间增加了52％，浪费的时间增加了161％。这些评估对于接受两座桥梁的建设项目至关重要。
但是，这些趋势并不是人类生存的不变定律。 “这是一个经典的自我实现的预言伪装成技术客观性，”库特赖特说。 “人口增长预测意味着家庭和企业的权力下放无休止。”
由于这些原因，TDM的批评者说，预测的准确性（或者说缺乏预测）实际上并不重要，因为任何实施的项目都会改变基础设施，从而改变人们的行为。问题不是关于人类行为的模型预测是否准确，而是我们希望实现哪种人类行为。
美国进步中心（Center for American Progress）基础设施政策主管凯文·德古德（Kevin Degood）表示：“我并不在乎高速公路模型是否正确，他经常在高速公路规划中批评此类模型，因为即使精确，该项目也可能失败。”
因此，他认为，我们需要在计划阶段修改目标，从估计的运输，交通和拥堵速度转向其他与生活质量有关的问题。例如：在高质量公共交通四分之一英里以内的家庭比例是多少？在没有个人交通工具的情况下通勤工作或住在城市公园附近的百分比是多少？
运输项目着眼于社会价值的基础。我们是否希望郊区穿过交错的高速公路，以便人们可以轻松地从郊区到达市区？还是我们想要城市中的行人友好区域，那里的空气更清洁，街道更安静，工作和企业近在咫尺-如果人们不想，就不必买车？
根据这些问题的答案，各州将以截然不同的方式在基础设施上花钱。在第一种情况下，我们将有更多类似路易斯维尔的项目。第二，注意力将从道路转移到公共交通以及密度法的变化。
雷恩的话得到了以下事实的证实：在美国的大多数城市中，居民对这些问题的看法存在分歧。这种模式的最大好处也许是，它将这场辩论隐藏在科学确定性的面纱之后。对于明确的具体数字。他说：“从居民的角度来看，这些数字来自一个黑匣子。” “您不知道如何获得这些数字，因此您不能批评它们。”
换句话说，该模型让人感到恶心。可能并非如此，但在运输政策领域，再也没有有价值的质量了。