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Desarrollan sistema de semáforos auto-organizantes para enfrentar tráfico en las ciudades

Con este método los semáforos son independientes y permiten la adaptación del tráfico. Gráfico: Natalia Rentería.

11-04-2012

Por María Luisa Santillán, DGDC-UNAM


Los semáforos auto-organizantes son una opción viable para solucionar los graves problemas de tráfico que se viven en el Distrito Federal, que además conllevarían beneficios ecológicos, sociales y comunitarios a los habitantes de esta ciudad, afirmó Carlos Gershenson García, del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS) de la UNAM.
 
A través de simulaciones por computadora y por medio de distintos cálculos matemáticos, el sistema desarrollado por el doctor Gershenson García podría controlar mil de los tres mil semáforos del Distrito Federal, para que cada uno funcione de tal manera que se dé preferencia a las calles con mayor circulación y aquellos automóviles que se localicen en calles con poca demanda, esperen un poco más de tiempo, mientras se acumulan más carros.
“El método utiliza al máximo el recurso de la intersección y no está prediciendo cuándo va a llegar el coche, sino que simplemente cuenta cuántos coches se están acercando a cierta distancia. Si hay pocos coches, va a tardar más en darle a esa dirección el siga, y si hay muchos, se le va a dar más rápido”, señaló.
 
Detalló que el método auto-organizante no utiliza un control central, por lo que cada intersección o cruce de calles en donde hay un semáforo es independiente. Además, cuenta con sensores que miden cuántos carros vienen a cierta distancia, para darle preferencia a la calle con mayor número de coches. Esto también pueden hacerlo en distintas condiciones climáticas, por ejemplo, si llueve, hay neblina o si es de noche.
 
Carlos Gershenson precisó que, una vez que el número de carros haya aumentado, el semáforo les dará el siga y los carros que vienen de una intersección anterior no se detendrán, es decir, se busca una sincronización adaptativa, la cual se ajusta a las condiciones del tráfico, se adapta a las situaciones del medio ambiente y puede modificarse de acuerdo a las necesidades que se van presentando.
 
Este método se probó en una simulación de semáforos en Bruselas en la que participó el doctor Gershenson García. Se trabajó solo con 10 intersecciones y el ahorro que se tuvo fue de medio millón de litros de gasolina al año que, traducido en recurso económico, es mucho más de lo que se necesitaría para instalar este sistema en el mismo número de intersecciones, además de que también se tendría un ahorro de tiempo para los conductores, evitaría el estrés y se generarían menos gases de efecto invernadero.
 
El investigador comentó que lleva alrededor de siete años trabajando con este proyecto, periodo en el que ha realizado distintas simulaciones para comprender mejor el modelo y perfeccionar los algoritmos, tratando de coordinar los semáforos a la velocidad de los vehículos. Entre los resultados, destacó la reducción a la mitad en los tiempos de espera en el tráfico, y a la cuarta parte en el tiempo de viaje promedio.
 
Para Gershenson García, este sistema podría ser aplicado en los semáforos de las principales avenidas del Distrito Federal y el costo sería de alrededor de 25 millones de dólares, mismo que podría financiarse con créditos de carbono, el instrumento financiero contemplado en el Protocolo de Kioto que equivale a una tonelada de dióxido de carbono que se deja de emitir a la atmósfera.
Uno de los principales problemas de las grandes ciudades, sin duda alguna, es el tráfico vehicular, el cual genera un aumento de la contaminación ambiental, mayor gasto de gasolina, así como pérdida de tiempo para el conductor y estrés, entre otros factores. 
 
En el Distrito Federal, se calcula que existen alrededor de tres millones de coches y lograr su adecuado tránsito está determinado, entre otras cosas, por el uso de semáforos que, si no son coordinados correctamente y dependen del manejo de una persona, ocasionan que el avance de los vehículos sea lento, se generen embotellamientos e, incluso, se detenga el tránsito por completo. 
 

Sistemas auto-organizantes

De acuerdo con el investigador, la ciencia tradicional está basada en un enfoque reduccionista que aísla los componentes de un sistema para tratar de comprender su funcionamiento. Sin embargo, el comportamiento de los elementos tiene que ver con las interacciones que tiene con otros componentes. Esto puede observarse en distintos sistemas, desde seres vivos que interactúan hasta los ecosistemas, parvadas, cardúmenes o manadas, pues cuentan con reglas locales que les permiten tener un comportamiento global muy eficiente.
 
Por lo tanto, un sistema se puede considerar como auto-organizante cuando sus elementos interactúan permitiendo que el comportamiento del sistema sea, sobre todo, producto de esas interacciones y no de un agente externo. Además de que estos elementos buscan constantemente soluciones a los problemas que se les presentan, por lo que al auto-organizarse el sistema se adapta a la nueva situación.

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