Los investigadores de ETH han demostrado que podemos utilizar la estructura de las redes de carreteras urbanas para predecir su capacidad de tráfico. Esta información permite a los planificadores urbanos y de transporte cuantificar cómo los cambios influirán en los volúmenes de tráfico.

Las personas que viajan en automóvil tendrán una idea de lo que significa "capacidad de tráfico", extraídos de su propia experiencia:cuando una corriente de automóviles se dirige a una ciudad temprano en la mañana, el flujo de tráfico aumenta inicialmente, hasta que se alcanza un punto crítico en términos de número de vehículos en las carreteras. A partir de ahora, cada coche adicional reduce el flujo de tráfico, y los vehículos se detienen o se atascan. Este punto crítico representa la capacidad de tráfico de una ciudad, o su posible volumen máximo de tráfico.

El número de vehículos que puede soportar una red de carreteras varía de una ciudad a otra, y los factores que influyen en estas diferentes capacidades de tráfico no estaban previamente cuantificados. Investigadores de ETH dirigidos por Kay Axhausen, Catedrático de Planificación del Tráfico y del Transporte, y la profesora Monica Menéndez (ahora en la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi) ahora han utilizado miles de millones de mediciones de tráfico para revelar un conjunto de reglas que nos permiten estimar fácilmente el número crítico de vehículos. y por extensión, la capacidad de tráfico de la red de carreteras de una ciudad.

Análisis de datos de tráfico de 41 ciudades

Para su estudio en la revista Informes científicos , Los investigadores analizaron miles de millones de observaciones de vehículos de detectores de tráfico estacionarios en 41 ciudades de todo el mundo. incluidos Tokio y Los Ángeles, así como numerosos centros europeos como París, Londres, Zúrich, Basilea, Berna y Lucerna. Una vez que los científicos simplificaron los enormes conjuntos de datos y los pusieron en una forma utilizable, empezaron calculando la capacidad de tráfico individual de cada ciudad. Se centraron en los coches excluyendo explícitamente otras formas de transporte.

Posteriormente compararon las capacidades de tráfico de las ciudades y buscaron características que pudieran explicar las diferencias entre ellas. Como resultado, descubrieron que ciertas características topológicas relacionadas con el sistema de carreteras y la red de autobuses podrían explicar alrededor del 90 por ciento de las diferencias en la capacidad de tráfico que observaron entre las distintas ciudades.

Cuatro variables de red características

Los investigadores dirigidos por Axhausen y Menendez identificaron cuatro factores que dan forma a la red de carreteras de una ciudad y, en última instancia, definen su capacidad de tráfico:la densidad de la red de carreteras (medida en kilómetros de carriles por superficie), y la redundancia de la red al proporcionar rutas alternativas para llegar a un destino en particular. La frecuencia de los semáforos también influyó, al igual que la densidad de las líneas de autobuses y tranvías que compiten con el tráfico vehicular tanto por el espacio como por los derechos de paso (como prioridad de señales o carriles para autobuses, una vista común en Zurich).

"Estos cuatro factores, todo derivado de las redes de autobuses / tranvías y del sistema de carreteras, son asombrosamente precisos al explicar las diferencias de capacidad que vemos de una ciudad a otra, ", explica Axhausen. Estos hallazgos les permitieron afirmar una teoría sobre la que habían estado reflexionando durante mucho tiempo, extraídos de simulaciones anteriores y una pequeña cantidad de datos empíricos:que, sujeto a la densidad vehicular en varias ciudades, los volúmenes de tráfico se comportan de manera similar y siguen los mismos patrones.

"Esto significa que podemos usar la infraestructura de una ciudad para predecir el punto crítico, y por extensión, la capacidad de tráfico de la red, "explica Lukas Ambühl, estudiante de doctorado en el grupo de Ingeniería de Tránsito y uno de los primeros autores del estudio.

Calculando la infraestructura ideal

Una persona común podría pensar que es bastante obvio que la forma de una red está vinculada a su capacidad de tráfico. Sin embargo, Los expertos en transporte de ETH ven como cualquier cosa menos evidente que un sistema tan caótico como una red de transporte urbano, con miles de participantes, todos actuando de forma independiente, Realmente seguiría los mismos patrones en todas las ciudades examinadas. Por eso están particularmente fascinados con este sencillo modelo.

Los resultados también son de relevancia práctica:los planificadores urbanos ahora pueden cuantificar sus expectativas de cómo las inversiones planificadas o las obras de construcción mejorarán o limitarán la capacidad de tráfico de su red. Por ejemplo, la construcción (o eliminación) de carriles de carreteras cambia la densidad de la red, mientras que la inutilización de un puente clave debido a trabajos de renovación disminuye su redundancia. Y si las empresas de transporte se encargan de que el transporte público funcione con más frecuencia, habrá más autobuses en las carreteras.

Sin embargo, los autores también señalan las limitaciones del estudio. Explican que la muestra, cubriendo 41 ciudades, Era pequeño, y que la mayoría de estas ciudades estaban en Europa. Además, no llevaron a cabo una exploración detallada de cómo se controlaban los semáforos en las intersecciones. Finalmente, el estudio solo se centró en la infraestructura, sin tener en cuenta cuestiones de demanda, por ejemplo, cómo reaccionan los viajeros a una situación cambiante del tráfico.

A pesar de esto, los resultados podrían ayudar a las ciudades a crear su infraestructura ideal. "Es posible que nuestra nueva comprensión de la capacidad de tráfico dentro de las redes urbanas no elimine los atascos para siempre. Sin embargo, probablemente jugará un papel clave en la mejora de la situación del transporte, "Explica Axhausen.