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julio 24, 2024
tráfico vehicular
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Matemática para mejorar el tráfico vehicular

Un equipo científico de la UNICEN, en Tandil, analiza las redes de tráfico vehicular de esa ciudad y busca aportar distintas estrategias para mejorar su funcionamiento.

 

Por Agustín Casa

 

El crecimiento del parque automotor en ciudades grandes y medianas, y la circulación de vehículos en calles o caminos que fueron pensados en otros momentos del desarrollo urbano, requieren el estudio del funcionamiento de las redes de tráfico vehicular con el objetivo de buscar estrategias que permitan agilizarlas. Y la matemática puede brindar grandes aportes para elegir la estrategia adecuada.

Un equipo de investigación de PLADEMA, institución dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNICEN, estudia el funcionamiento de redes de tráfico desde la perspectiva matemática y busca brindar soluciones a las redes de tráfico vehicular congestionadas.

Hay muchas cosas que pueden analizarse del funcionamiento de una red de tráfico. La más común es tratar de pensar: si sabemos qué cantidad de vehículos viajan desde un lugar de la red hacia otro, ¿cómo se distribuyen esos vehículos entre los distintos arcos de la red? Esto se conoce como ´problema de asignación de tráfico´”, señala a Bacap Victoria Orlando, licenciada en Ciencias Matemáticas y becaria doctoral del CONICET en el PLADEMA de la Universidad Nacional del Centro de la provincia de Buenos Aires (UNICEN), en Tandil.

En esta línea, la matemática amplía: “Para estudiar este tipo de problemas se parte desde ciertos supuestos. Por ejemplo, se asume que cada conductor busca minimizar el tiempo de viaje desde su origen hasta su destino y elige su ruta en función de este objetivo. Este tipo de problemas, centrados en la minimización o maximización, se engloban en lo que se conoce como ´problemas de optimización´ en matemática. En este contexto, la formulación matemática del problema se realiza de manera que la solución indique la cantidad de vehículos que circulan por cada arco de la red, de forma tal que cada conductor tarde lo menos posible para realizar su viaje”.

Orlando destaca que la importancia de estudiar el comportamiento de las redes de tráfico vehicular radica en “la posibilidad de mejorar tanto la experiencia individual de cada usuario como el funcionamiento integral del sistema”.

“Analizar la distribución del flujo vehicular en cada arco de la red proporciona información valiosa que puede anticipar niveles de congestión, identificar áreas con alta demanda y prever la necesidad de implementar mejoras, como la incorporación de nuevas calles, semáforos o señalización. Este análisis no solo contribuye a la eficiencia del tráfico, sino que también desempeña un papel crucial en la seguridad, ayudando a reducir accidentes y optimizando la gestión de recursos en el entorno vial”, detalla..

En relación a la información obtenida en estos análisis, la docente de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNICEN aclara que la aplicación de esos datos depende del objetivo específico del estudio.

“Por lo general, tras plantear el problema a abordar, se selecciona el modelo más adecuado para la situación particular. Posteriormente, se implementa la solución utilizando datos disponibles de la red. El proceso de modelado y resolución de estos problemas implica la aplicación de algoritmos y/o simulaciones, que suelen desarrollarse mediante diversos lenguajes de programación”, explica.

La investigadora asegura que “no existe una estrategia universal para descongestionar el tráfico, ya que cada situación requiere un análisis específico para determinar las medidas más efectivas”. 

“La matemática desempeña un papel crucial porque permite formular distintas estrategias de modelado, simular diferentes escenarios y analizar la eficacia de cada opción disponible. Básicamente, la matemática nos da las herramientas necesarias para abordar los distintos problemas y diseñar la solución más efectiva para cada caso particular”, subraya.

Fotos del tráfico vehicular en Mar del Plata.

¿Qué es la “Paradoja de Braess”?

Postulada por el matemático alemán Dietrich Braess, la “Paradoja de Braess” plantea que en una situación particular, al sumar una calle a una red de tráfico vehicular, esta no mejora su funcionamiento, sino que puede llegar a empeorarlo.

“Esto sucede ya que en la práctica cada vehículo busca minimizar su tiempo de viaje, lo cual se entiende como un comportamiento ´egoísta´: cada conductor elegirá la mejor ruta para él, sin importar cómo afecta esto al sistema completo. Este comportamiento hace que la incorporación de un nuevo camino no sea beneficiosa”, detalla Orlando.

Y agrega: “Para evitarlo, se podrían tomar medidas como, por ejemplo, agregar costos adicionales a las otras rutas existentes, lo cual ´forzaría´ de manera indirecta a que los usuarios tomen ciertos caminos, contribuyendo a un funcionamiento óptimo del sistema”.

Matemática aplicada al tráfico vehicular en Tandil

Orlando es becaria doctoral del CONICET y está realizando un doctorado en Matemática Computacional e Industrial en la misma universidad. Integra el grupo OptimIA dentro del PLADEMA, dedicado a la optimización matemática, un área muy amplia con diversas aplicaciones. En ese contexto, el equipo de OptimIA ha desarrollado trabajos en el área de tráfico vehicular y transporte público.

Entre los temas abordados, la científica enumera: “El estudio de los tiempos de (luces) verdes para disminuir las colas de espera en semáforos o estudiar la coordinación de los mismos. También se estudian métodos para estimar la demanda a partir de la cantidad de autos observados y así poder comparar distintos escenarios de intervención”.

“En el caso del transporte público se estudian modificaciones a los recorridos para mejorar la eficiencia, es decir, aumentar la utilidad para los pasajeros reduciendo los kilómetros recorridos”, afirma.

Orlando añade que “estas investigaciones se llevan a cabo en estrecha colaboración con colegas a nivel nacional e internacional, lo que enriquece el enfoque multidisciplinario y la perspectiva global de los estudios en este campo”.

Desde OptimIA han llevado adelante diferentes trabajos aplicados a la red de tráfico vehicular de Tandil. Asimismo, realizaron estudios para estimar la demanda de transporte público en esa ciudad.

“Esto permitió proponer mejoras en los recorridos de los colectivos, con el objetivo de que el transporte público se vuelva una opción más atractiva para los ciudadanos, contribuyendo así a un menor uso de vehículos particulares”, finaliza.

Victoria Orlando será una de las expositoras del XII Encuentro de Matemáticas Mar y Sierras que tendrá lugar en el complejo turístico de Chapadmalal el 24 y el 25 de noviembre, organizado por la UNMDP, la UNICEN y la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC). En ese marco, brindará el curso “Redes de tráfico y congestión: ¿siempre conviene agregar una calle?”.

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