Prioridad semafórica y regulación del tráfico: ¿cómo un algoritmo transforma la movilidad urbana a movilidad inteligente?
La prioridad semafórica alude a sistemas de tráfico urbano diseñados para dar preferencia a vehículos del transporte público, como autobuses y trolebuses, en el cruce de calles y avenidas para reducir el flujo vehicular. Consiste en desplazar la movilidad urbana en dirección de la movilidad inteligente mediante la planificación de la regulación semafórica con base en un algoritmo.
En otras palabras, justo como el algoritmo de las redes sociales registra la actividad de los usuarios para darle prioridad al tipo de contenido con el que suelen tener más interacción, el algoritmo del sistema de prioridad semafórica registra la actividad de los autobuses para modificar los ciclos de luz verde con el propósito de reducir el gasto energético, el tiempo de traslado para los viajeros y el tráfico para otros usuarios de la vía pública.
La comunicación, vital en el sistema de prioridad semafórica inteligente: conectando vehículo y semáforo
Previo a que mediante el algoritmo sean realizados los cálculos necesarios entre la velocidad del autobús y el cambio de luces en la intersección, primero debe haber una comunicación fluida entre vehículo y semáforo.
Existen varios sistemas de comunicación útiles para la prioridad semafórica como:
- Vehicle Communication and Information Systems (VICS) que consiste en colocar sensores de movimiento en puntos determinados de una calle o avenida para comunicar al semáforo los patrones del flujo vehicular. Se ordena dicha información y se transmite a los sistemas de navegación del vehículo.
- Probe Car System (PCS), a diferencia de VICS, cada vehículo tiene un dispositivo de registro que comunica a un servidor central información relativa a su posición, velocidad y movimiento para sugerir al conductor de la unidad una velocidad de aproximación hacia el semáforo en color verde.
- Un sistema híbrido entre VICS y PCS donde tanto el semáforo como el vehículo están equipados con sistemas de emisión y recepción de información en tiempo real. Esto se logra mediante sistemas GPS y odómetros sobre el camino, así como aparatos de radiofrecuencia de corto alcance instalados en el servidor del semáforo.
Mientras que los primeros dos sistemas de comunicación entre vehículos y semáforos pueden ser implementados para diseñar proyectos de movilidad urbana que incluyen el transporte público tanto como a los automóviles particulares, el tercer sistema es idóneo para la priorización semafórica, exclusivamente para el transporte público, visto como alternativa y solución al problema del uso masivo del auto particular.
El algoritmo de la prioridad semafórica: criterios y beneficios
Todo algoritmo de prioridad semafórica diseñado para redireccionar la movilidad urbana hacia un escenario de movilidad inteligente incorpora algunos de estos criterios:
- Longitud de la fila de vehículos con el semáforo en rojo
- Tiempo de retraso en cruces e intersecciones semafóricas
- Tiempo de retraso total en más de un ciclo semafórico o cambio de luces
- Flujo vehicular medido en cantidad de vehículos según horario
- Variabilidad de los patrones de tránsito de vehículos según horario
Procesando la información específica de tráfico, el algoritmo jerarquiza esta información en tres pasos básicos: recolección de información observada, cálculo y ajuste para el ciclo semafórico posterior. De este modo, gracias al algoritmo pueden ajustarse también los horarios de salida y llegada de los autobuses para ajustar el flujo y reducir los tiempos de retraso.
Veamos algunos ejemplos de ciudades con sistemas de prioridad semafórica en el mundo
- Chicago, Estados Unidos
La ciudad más grande del estado de Illinois cuenta con un sistema regional integrado de prioridad semafórica operando en aproximadamente 500 intersecciones y más de 150 kilómetros de camino distribuidos en 13 rutas.
De acuerdo a la Regional Transportation Authority, órgano encargado de supervisar lo relativo a regulación semafórica en Chicago, su sistema consiste en:
“Nuestra prioridad semafórica utiliza tecnología de comunicación inalámbrica y de localización en tiempo real acortando o alargando el cambio de luces en el semáforo para permitir que los autobuses de la Autoridad de Transporte de Chicago y del operador Pace puedan transitar sin interrupción, cuando el vehículo tiene retraso en su bitácora. Esto para reducir tiempos de traslado y garantizar llegadas puntuales.”
- Toronto, Canadá
Esta ciudad de Ontario cuenta con dos sistemas de prioridad semafórica: uno está destinado al transporte público y otro es de uso exclusivo del departamento de bomberos para atender incendios y otras emergencias.
El primer sistema es usado por los autobuses de la Toronto Transit Commission (TTC) a través de un sistema VICS descrito más arriba: los vehículos de transporte público de la TTC son detectados en una distancia de 250 a 50 metros antes de la intersección semafórica para señalizar la llegada del vehículo y permitir el cambio de luces.
El segundo sistema se activa a través de botones de emergencia localizados en la central de radio de las estaciones de bomberos, o en los andenes de los autobuses de bomberos. Estos botones permiten modificar temporalmente el ciclo semafórico para permitir una circulación continua e ininterrumpida. Una vez presionados, los botones activan una red de más de 50 señales especiales de tráfico para coches de bomberos que se desactivan cuando estos pasan.
- Zaragoza, España
Desde 2017 el ayuntamiento de la capital de Aragón entró en un convenio con el operador de transporte público Grupo Avanza para iniciar los periodos de prueba de sistemas de prioridad semafórica dentro del espíritu de seguir desarrollando una movilidad inteligente.
El proyecto consistió en usar 30 autobuses equipados con GPS y equipo de radiofrecuencia que comienza a establecer comunicación con el regulador del semáforo 300 metros antes del arribo a la intersección entre avenidas. El algoritmo se va poniendo en marcha registrando la información adicional provista por un odómetro y realiza los cálculos para dirigir el cambio de luces. El avance del vehículo se actualiza cada cinco segundos.
Las rutas seleccionadas para dichas pruebas fueron la 31 y 33 transitando por vías de Zaragoza, cuyo flujo vehicular puede sobrepasar las 39 mil unidades diariamente. Se trata de travesías concurridas que someten a análisis otras variables como el tránsito perpendicular y tiempo destinado al paso de los peatones.
Los semáforos inteligentes no son la única innovación en la movilidad. Aprende cómo los autobuses del futuro están cambiando el transporte público:
Conclusión: no hay movilidad inteligente sin regulación semafórica
El reto de la modernización entre movilidad urbana y movilidad inteligente implica abordar el problema del flujo vehicular como un asunto de proceso de información, establecimiento de prioridades y ejecución de sistemas.
Una adecuada regulación semafórica, que incorpore prioridad semafórica en favor de los vehículos del transporte público, acorta tiempos de recorrido, reduce gasto de recursos e incluso es capaz de ser solución ante emergencias como lo demuestra el caso del departamento de bomberos en Toronto. Grandes metrópolis como Chicago cuentan ya con prioridad semafórica en 500 intersecciones viales y ciudades más pequeñas como Zaragoza comienzan a explorar lo que una mejor comunicación entre autobuses y semáforos puede ofrecer.
Y, sin embargo, estos avances en cuanto a la lucha contra el tráfico y las vialidades saturadas son imposibles de entender sin un algoritmo adaptable que observe, mida, calcule y ajuste en tiempo real la información de flujo vehicular.