Simulación de tráfico

De nuevo gracias a microsiervos, llego a la web Dynamic traffic simulation. Básicamente es un applet de java que simula gráficamente el funcionamiento del tráfico en un entono simplificado, pero como buen documento científico, propone modelos matemáticos y explica los fenómenos observados.

Traffic movie

El tráfico es un buen ejemplo de sistema complejo, como el tiempo meteorológico, la dinámica de fluidos o una colonia de hormigas. A partir de una modelización, generalmente simple, de los elementos del sistema (los coches, las hormigas, las partículas de un fluido…), se crea un sistema complejo de difícil predicción, ya que a partir de cambios pequeños en la situación inicial, encontramos grandes cambios en una situación avanzada del sistema. Ésto es lo que llamamos el «efecto mariposa», y sólo es una de las características de los sistemas complejos.

En este caso, hace falta modelar primero los elementos simples, esto es, los coches y los camiones.

  • Modelo de velocidad: Cada vehículo tiene una «velocidad ideal», a la que cuando llega ya no acelera ni frena, y sólo reduce la velocidad cuando el vehículo de enfrente está lo suficientemente cerca, a una distancia llamada «de seguridad». Hay dos tipos de vehículos: los coches, con velocidad ideal de 120 km/h y los camiones, que van a 80 km/h. Las fórmulas concretas se encuentran aquí.
  • Modelo de cambio de carril: Las situaciones que se muestran en estos casos muestran cambios de carril sin preferencia a delantar por la derecha o por la izquierda, algo que a nosotros nos resulta extraño, pero que en muchos países sí se da. El cambio de carril se hace cuando coinciden dos factores: el primero es que el vehículo de adelante vaya más lento que «tu velocidad ideal». El segundo, que el carril de al lado tenga las condiciones de seguridad suficientes para poder cambiar. El modelo matemático está mejor explicado aquí, e incluye hasta un «factor de cortesía».

Uno puede quedarse horas observando el comportamiento global del tráfico que se genera a partir del comportamiento individual del conductor. Nos encontramos con seis situaciones básicas que en su configuración por defecto ya nos muestran efectos de la congestión de tráfico:

  • Carretera circular: Es el escenario más simple, pero ya vemos varios de los efectos a gran escala de la congestión. Al cabo de un rato de observar los coches y en algún punto difícil de definir (probablemente donde coinciden dos camiones, uno en cada carril) el tráfico empieza a pararse. Lo curioso es que el lugar donde el tráfico es más denso y lento corre hacia atrás. Este efecto de propagación de la ola de tráfico denso hacia atrás es el culpable de que podamos encontrar un atasco mucho más atrás y mucho más tarde que donde y cuando se ha producido la causa original.
  • Traffic 1

  • Rampa de entrada: Este escenario explica por qué el punto de entrada de coches a la vía principal a través de un carril de entrada provoca tráfico denso y paradas hacia atrás y tráfico libre hacia adelante. Lo más curioso de este escenario es que hasta 2000 vehículos por hora el atasco puede tardar bastante en producirse o incluso no producirse, pero una vez producido, es necesario que el tráfico baje hasta 800 veh/h para que cese el atasco.
  • Traffic 2

  • Carril cerrado y velocidad límite: En este escenario observamos algo muy curioso: limitando la velocidad a 80 km/h el tráfico es fluido, pero si no la limitamos y los coches van a 140 km/h, se acaba produciendo el atasco debido a que a algún coche no le da tiempo a cambiar de carril antes de encontrarse con el estrechamiento de la calzada.
  • Traffic 3

  • Subida: La subida actúa como un limitador de velocidad a mitad de recorrido. El tráfico se acentúa, pero los coches no se paran y fluyen, aunque lentos. Aquí limitar la velocidad de origen no sirve de nada, pero es curioso ver lo que sucede cuando de entrada no dejamos que haya camiones: se elimina el tráfico denso.
  • Traffic 4

  • Semáforo: Muestra el efecto de un semáforo y cómo la onda de densidad de tráfico se va hacia atrás.
  • Traffic 5

  • Cambios de carril: La única particularidad de este escenario es mostrar cómo los vehículos que empiezan a un lado y otro de la carretera circular acaban mezcándose cuando hay obstáculos.
  • Traffic 6

Personalmente echo de menos situaciones algo más complejas, como cruces de caminos, encaminamiento en pueblos o ciudades, quizá en un modelo real de ciudad, algún componente aleatorio en la velocidad o que algunos coches se salten las normas, incluso accidentes de tráfico, el efecto voyeur, etc.

En cualquier caso el tema es fascinante. A partir de la misma página accedemos a otra donde nos muestran varias películas 3D donde se aprecia el mismo efecto desde el punto de vista del conductor y a vista de pájaro.

2 opiniones en “Simulación de tráfico”

  1. Bon dia Dr. Txap

    No havia vist aquesta entrada. Era el començament del meu bloc i no ens coneixiam. Excel.lent entrada. Juro que no me l’he copiat 🙂

    L’he conegut en un correu de la llista del Internauta a la que et recomano t’inscriguis.

    La web és http://www.internauta.net/ si tens qualsevol dubte m’ho dius.

    Val la pena. Es parla de tot i sobre tot no hi han insults (tot i que alguna anada d’ollà hi ha).

    Abraçades virtuals

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