Universidad y Región

Simulaciones de tráfico con autómatas celulares

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Jueves, 22 Septiembre 2016
Agencia de Noticias Univalle

“Para saber cómo funciona el tráfico de una ciudad y cómo funcionaría mejor, primero hay que simularla. La ciudad es muy compleja para descifrarla con ecuaciones, entonces generalmente lo hacemos con simulaciones” dijo José Daniel Muñoz, profesor del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional en Bogotá.

El profesor Muñoz presentó la conferencia “Simulaciones de tráfico con autómatas celulares” como parte de la agenda del Día sin Carro en Univalle y el Encuentro: Bicicleta, ciudad y movilidad urbana, que se desarrolla hoy en el campus Meléndez de la Universidad del Valle.

José Daniel Muñoz tiene un postdoctorado de la Universidad Stuttgart en Alemania y es Doctor (Ph.D) en Física de la misma institución. Físico de la de la Universidad Nacional de Colombia e ingeniero eléctrico de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

En su participación, José Daniel Muñoz presentó el modelo de cómo funciona una calle en Bogotá. Como parte de una investigación liderada desde hace 12 años con su entonces alumno de pregrado Luis Eduardo Olmos; y un prototipo de simulación de cómo sacar la información de origen-destino a través de los datos de celulares en diferentes ciudades del mundo, liderado por la profesora Martha González del Massachusetts Institute of Technology – MIT en colaboración con el ahora estudiante de doctorado Luis Eduardo Olmos.

“Decir autómatas celulares es realmente una mala traducción en español, porque en inglés cell no solo quiere decir celular sino también celda. Realmente podemos hablar de autómatas de celdas. Digamos entonces que dividimos una calle en celdas, en una celda puede haber un carro o no, cada carro nos indica la distancia con el carro de enfrente y de los que tiene alrededor, dice a qué velocidad va, si acelera, frena o cambia de carril. Y todos los carros nos pueden dar esa información al tiempo, esto se llama autómata de celdas para tráfico” dijo el profesor Muñoz.

La simulación de tráfico permite conocer la velocidad promedio de los carros a medida que aparecen más y más carros en la vía, cómo se puede cambiar el flujo libre donde todo el mundo se puede mover, a cuando nadie se puede mover que se llama congestión. Eso se puede hacer a nivel de calle y a nivel de toda la ciudad.

“Cuando uno tiene un modelo de simulación que funciona para la ciudad puedes decir cómo hacer que funcione mejor, por ejemplo, se puede decir qué pasaría si cerramos el centro en un círculo perimetral y solo dejamos una vía, qué pasaría si hacemos esta autopista o esta otra, qué pasaría si hacemos una política de transporte público o si hacemos nuevos centros de negocios para que no todas las personas tengan que ir al centro. Son decisiones que se pueden ensayar primero en una simulación antes de llevarla a la realidad” expuso sobre los beneficios de simulación autómata.

Hace doce años, con Luis Eduardo Olmos, el profesor Muñoz se subió a un carro en Bogotá y empezó a medir las distancias a las que debían frenar, acelerar o cambiar de carril tanto en automóvil y busetas. Con esta información lograron simular el tráfico en una calle de Bogotá y compararlo con medidas reales. Esta simulación en Bogotá  indica la congestión de la ciudad entre 8:00am a 9:00 am y cuánto se demoran todos esos carros en salir. Esa simulación se hace con todos los carros de Bogotá que están presentes a esa hora

Por otra parte, Luis Eduardo Olmos realizó una pasantía doctoral en el MIT con la profesora Marta González, aquí conoció y empezó a trabajar en un estudio para conocer información de la matriz origen-destino de la ciudad, a partir de la información de los celulares, que indica dónde viven las personas y hacia dónde se dirigen para trabajar.

“Normalmente la información de la matriz origen-destino se conoce a través de una encuesta  que se realiza cada cuatro años en cada ciudad del mundo. Pero la profesora González encontró una forma de hacer las matrices a partir de la información de las empresas de celulares. Una empresa de celulares divide la ciudad en celdas alrededor de antenas repetidoras. El teléfono móvil se llama celular porque cuando te mueves pasa de celda en celda de esas estaciones repetidoras. Con el celular las empresas telefónicas saben dónde estás, dónde vives y hacia dónde te mueves, lo que permite sacar la matriz origen-destino y hacer una simulación de ciudad”.

Este estudio, liderado por la profesora González y Luis Eduardo, fue apoyado por el Banco Mundial y acordado con empresas telefónicas de varios países para  hacer uso de los datos de celular. Este modelo ha sido utilizado para simular el tráfico en Rio, Lisboa, Porto, la Bahía de San Francisco, Boston y Bogotá. Y ha encontrado un patrón general que rige a la mayoría de ciudades con la misma ley, con características generales como cuándo tiempo se demora en descongestionarse una ciudad.

Según el profesor José Daniel Muñoz estas simulaciones ayudan a ciudades con tráfico pesado como Bogotá, pero la alternativa de utilizar la bicicleta debe pensarse mucho antes de llegar a este punto. En este sentido si en Bogotá se registran cerca de 700 mil viajes diarios en bicicleta, se podría tener en cuenta este número para impulsar el uso de bicicleta en ciudades como Cali, con un clima más amable y una geografía que favorece. En este sentido, el profesor Muñoz indica que la clave es pensar y trabajar en ciclorutas conectadas en toda la ciudad; generar condiciones de seguridad como policías en bicicleta; y construir zonas de parqueo, que orienten a que el uso de bicicleta deje ser una cuestión de clase a ser una alternativa de ciudad.