Profesor Richard Sowers, izquierda, y el recién graduado Daniel Carmody han desarrollado un nuevo algoritmo informático que ayudará a los planificadores urbanos a comprender y medir la congestión del tráfico y sugerir rutas alternativas. Crédito:L. Brian Stauffer
Los planificadores urbanos pronto tendrán una nueva forma de medir la congestión del tráfico. Al capturar las diferentes rutas por las que los vehículos pueden viajar entre ubicaciones, Los investigadores han desarrollado un nuevo algoritmo informático que ayuda a cuantificar las regiones de congestión en áreas urbanas y sugiere formas de evitarlas.
El estudio, publicado en el Journal of Physics:Complexity , utilizó la velocidad del tráfico de los taxis en la ciudad de Nueva York para demostrar cómo la infraestructura vial y el comportamiento de los conductores pueden crear redes viales complejas que difieren entre las ciudades.
"Servicios de transporte compartido y transporte compartido, y eventualmente vehículos autónomos, están alterando los patrones de tráfico en las ciudades, "dijo Richard Sowers, profesor de matemáticas y de ingeniería de sistemas industriales y empresariales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y autor principal del estudio. "Identificamos la necesidad de una herramienta que pudiera ayudar a los planificadores urbanos a comprender cómo y por qué sucede esto".
El equipo abordó el problema mediante el diseño de un algoritmo informático para capturar la topología, o la relación entre las diferentes rutas entre ubicaciones, de las redes de carreteras.
"Las carreteras forman redes complejas, y el campo del análisis de datos topológicos parecía ofrecer las herramientas adecuadas para estudiar las rutas de viaje que eligen los viajeros. "Dijo Sembradores.
"Descubrimos que los cuellos de botella de tráfico más importantes en Manhattan parecen surgir como resultado del diseño estructural de la ciudad, "dijo el coautor del estudio, Daniel Carmody, quien recientemente completó un Ph.D. en matemáticas en la U. de I. "Por ejemplo, el hecho de que un puente ingrese a Manhattan en una latitud donde el tráfico ya es limitado debido a Central Park reduce considerablemente el tráfico en el área ".
Los investigadores realizaron un análisis comparativo utilizando patrones de tráfico en Chengdu, Porcelana, para probar si el algoritmo funciona igualmente bien en áreas con diferentes diseños. Manhattan tiene una estructura larga y delgada, mientras que Chengdu es redondo. Existen diferencias significativas en la forma en que se mueve el tráfico entre estas dos configuraciones diferentes, dijeron los investigadores.
"Los cuellos de botella en Chengdu parecen surgir debido a la función de los edificios en un área en particular, "Carmody dijo." Por ejemplo, Es difícil entrar y salir del distrito central de negocios de Chengdu solo por el gran volumen de tráfico. Circunvalaciones, o calles más rápidas alrededor de áreas congestionadas, han surgido en círculos alrededor de esta área, lo cual no es sorprendente porque esta característica se construyó intencionalmente en la ciudad ".
En manhattan los puentes y túneles que forman los puntos de entrada y salida provocan una ralentización del tráfico. Sin embargo, en el bajo Manhattan, donde los conductores parecen obedecer los límites de velocidad más bajos publicados, el tráfico se mueve más suavemente, formando una nueva circunvalación de tráfico con el extremo sur de Central Park actuando como una barrera entre el bajo y el centro de Manhattan.
"Nos sorprendió que haya una circunvalación emergente en una zona tan congestionada de Manhattan, "Carmody dijo." Esto indica que, a diferencia de Chengdu, las circunvalaciones parecen surgir del comportamiento del conductor incluso cuando no forman parte del plan estructural de una red de tráfico ".
Haga clic aquí para ver un video de cómo el algoritmo define las rutas conectadas, encuentra caminos alrededor de áreas congestionadas y compara el tráfico en diferentes ciudades.
Los investigadores imaginan que esta tecnología les dará a los planificadores urbanos un medio para cuantificar los patrones de tráfico, conduciendo a una mejor mitigación, Dijo Sowers. "A medida que evolucionan los métodos de transporte, surgirán nuevos problemas, y esperamos que nuestras herramientas brinden a los planificadores nuevas formas de medir lo que está sucediendo con el tráfico de la ciudad ".