Eliminando atascos de tráfico inexplicables

Todo el mundo lo ha experimentado: un retroceso miserable en la autopista, que cree que debe ser causado por un accidente o una construcción hasta que se diluye en algún momento sin razón aparente.





Estas inestabilidades del flujo de tráfico se han estudiado desde la década de 1930, pero aunque hay media docena de formas de modelarlas matemáticamente, poco se ha hecho para prevenirlas.

Berthold Horn, profesor de informática e ingeniería, ha desarrollado un nuevo algoritmo para aliviar las inestabilidades del flujo de tráfico. Él cree que podría implementarse con una versión modificada de los sistemas de control de crucero adaptativos disponibles en muchos autos de alta gama.

Las inestabilidades en el flujo de tráfico surgen, explica Horn, porque las variaciones en la velocidad se magnifican a medida que pasan por un carril de tráfico. Suponga que introduce una perturbación simplemente frenando muy fuerte por un momento, dice. Eso se propagará corriente arriba y aumentará en amplitud a medida que se aleje de usted.



Un automóvil con control de crucero adaptativo usa sensores para monitorear la velocidad y la distancia del automóvil que se encuentra frente a él. Cuando el tráfico se atasca, el automóvil reduce la velocidad automáticamente y vuelve a la velocidad programada cuando es posible.

Un automóvil equipado con el sistema de Horn, de manera contradictoria, también monitorearía el automóvil detrás de él. Permanecer aproximadamente a mitad de camino entre los autos que están delante y detrás significa que un coche no tendrá que reducir la velocidad tan bruscamente si el que está delante frena, y hace que sea menos probable que pase las interrupciones corriente arriba.

Horn descubrió que este enfoque podría modelarse utilizando algo llamado ecuación de onda amortiguada, que describe cómo las oscilaciones, como las ondas que se propagan a través de un fluido pesado, desaparecen con la distancia. Una vez que tuvo una descripción matemática de su sistema dinámico, utilizó técnicas estándar en la teoría de control para demostrar que su algoritmo podía estabilizar la cadena de vehículos en movimiento.



atasco de tráfico en Singapur

Atasco de tráfico en Singapur.

Por supuesto, el algoritmo de Horn solo funciona si un gran porcentaje de automóviles lo usa. Y los telémetros láser y los sistemas de radar utilizados en los sistemas de control de crucero adaptativo existentes son relativamente caros.

Pero las cámaras digitales son baratas y muchos automóviles ya las usan para monitorear los puntos ciegos de los conductores. El área principal de investigación de Horn es la visión por computadora, y su grupo ha publicado anteriormente trabajos sobre la extracción de información sobre la distancia y la velocidad de una sola cámara.



Curiosamente, dice, si bien es difícil para una cámara monocular obtener la distancia con precisión sin información adicional, y es difícil obtener la velocidad con precisión sin información adicional, se puede obtener la relación. Horn está investigando si su algoritmo podría usar solo esa proporción, en lugar de información absoluta sobre velocidad y distancia.

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