SINCRONIZACION DE VEHICULOS

Supongamos una larga hilera de vehículos que se encuentran frente a un semáforo esperando a que este se ponga en verde. Una vez se haya abierto el semáforo permitirá el paso durante un periodo limitado de tiempo, de modo que solo pasaran algunos coches. Existe una forma optima para que pase el mayor numero de coches y es que todos ellos una vez se haya puesto el semáforo en verde se muevan en bloque, pero en la realidad los coches no se mueven en bloque, dependiendo de la capacidad de reacción y habilidad de los conductores existe un retardo en el inicio de la puesta en marcha entre un coche y el siguiente. Si entendemos el trafico como la circulación de un fluido a través de un conjunto de tuberías que esta siendo constantemente detenida por válvulas (semáforos, stops, cruces...), cuantos mas coches puedan discurrir entre una apertura y un cierre de la válvula tantos mas coches será capaz de distribuir el circuito en la misma unidad de tiempo. Las ventajas de hacer que el comportamiento en una válvula tienda a ser "a bloque" y se alcance un comportamiento optimizado son evidentes e importantes. Propondré un método para mejorar hacia este objetivo. Simulador de trafico.

Verdad que parece un corazón

Incluyo un modelo matemático aproximado para cuantificar en que grado el tiempo de reacción influye en el transito de vehículos. En este modelo los coches una vez hubieran reaccionado experimentarían una aceleración constante hasta llegar a la velocidad de la vía, no tiene en cuenta la necesidad de guardar una distancia de seguridad para diferentes velocidades.

Tenemos las siguientes variables:

No es dificil obtener las siquientes relaciones:

Podemos plantear un caso practico en las unidades del sistema internacional:

¿para cuando un editor de ecuaciones en Blogger?

Evaluando para ese intervalo en un procesador de graficos:

ampliar para ver como es debido

En la grafica que observa que para una velocidad de reacción de 0.5 segundos la cantidad de coches que pasan con el semáforo en verde pasa a ser de 248 en el óptimo a 103, y para 1 segundo solo pasarían 65 coches.

Se hace visible la magnitud de las perdidas que supone una circulación con este tiempo de reacción en el modelo simplificado, siempre y cuando la capacidad de la vía sea mayor que los coches que son capaces de pasar por el semáforo en verde.

Como ya se dijo las formulas anteriores no tienen en cuenta la necesidad de guardar una distancia de seguridad que hacen que un coche no pueda acelerar a fondo para poder ir así perdiendo tiempo con respecto al coche de enfrente. Esta puntualización hace que en la realidad el número de coches que pasan por el semáforo en verde sea aun menor. Tiempo de frenado.

No obstante interpolando el tiempo de frenado para 50Km/h (caso del ejemplo) se obtienen 1.4 segundos de tiempo de frenado. Para tiempos de reacción iguales o superiores a este el numero de coches que pasan no es menor en la realidad que en el modelo.

METODO DE SINCRONIZACION ENTRE VEHICULOS

Para aumentar el tiempo de reacción propongo los siguientes sistemas.

1º Se basa en instalar unos dispositivos en la parte frontal del coche que permitan medir constantemente la distancia al coche de enfrente, las medidas recibidas tanto en estos dispositivos como en el velocímetro se conducen a un controlador que evalúa los datos y envía una orden instantánea hacia los controles de velocidad del vehiculo adecuándolo. Mediante este sistema una vez que el 1º coche se haya puesto en marcha en el tiempo en que tarde en enterarse el sistema el siguiente coche se pondrá en marcha (un tiempo muy reducido), siendo el control de velocidad optimo para mantener una distancia de seguridad mínima para cada velocidad que se alcance.

2º El emisor de un coche situado enfrente envía una señal al coche que esta detrás informándole acerca de que ha emprendido una aceleración, avisándole por ejemplo de que el acelerador a sido pisado. Un controlador procesa este dato junto a otros para provocar una respuesta en la aceleración del propio vehiculo. El sistema podría completarse con los dispositivos propuestos en el 1º método, así como con un sistema de triangularizacion de la señal para identificar (sino fuera suficiente) la proveniencia de la señal.

No es necesario que todos los coches instalen estos dispositivos para notar sus beneficios, aun así instalarlo resultaría beneficioso para el propietario (si no costase dinero). La tecnología necesaria para su realización esta disponible, sin grandes costos y suponiendo claras e importantes ventajas.

3º Una automatización total del trayecto en los vehículos que componen el trafico, lo mas próximo a la optimización.

DISTANCIA DE SEGURIDAD

Guardar una distancia de seguridad tiene como objetivo la disposición de un tiempo en el que el conductor que va atrás puede reaccionar y adecuar la velocidad de su vehiculo a los cambios efectuados en el vehiculo que va delante, incluso los mas bruscos. Para utilizar los dispositivos que se han descrito en todo su potencial se debe de abandonar las distancias de seguridad usuales. Es decir no es necesario guardar un tiempo suficiente con el coche que va delante que garantice el frenado para ese punto, al sincronizar los cambios de velocidad entre coches cualquier variación en el coche de delante genera una respuesta prácticamente inmediata en el coche de detrás, haciendo que sus posiciones relativas durante el frenado se conserven. Aceptándose una holgura que en todo caso es mayor que la distancia de seguridad usual.

Por otra parte la implantación de estos sistemas es importante en tramos que sufren saturación, pudiendo prescindirse en aquellos tramos en donde la circulación es fluida.