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Modelo del Tr�fico Vehicular en la Avenida 9 de Octubre de Riobamba

 

Model of Vehicular Traffic on Avenida 9 de Octubre in Riobamba

 

Maquete de Tr�fego de Ve�culos na Avenida 9 de Octubre em Riobamba

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: hvilla@unach.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 03 de febrero de 2024 *Aceptado: 18 de febrero de 2024 * Publicado: �04 de marzo de 2024

 

       I.          M�ster Universitario en Ingenier�a Matem�tica y Computaci�n. Mag�ster en Seguridad Telem�tica. Docente en la Universidad Nacional de Chimborazo en la Facultad de Ciencias Pol�ticas y Administrativas. Riobamba-Ecuador.

 

Resumen

La ciudad de Riobamba-Ecuador ha experimentado un incremento en su parque automotor, lo que conlleva a un incremento en la congesti�n vehicular y sum�ndole a este inconveniente el uso de equipos de control de tr�nsito obsoletos, hace que la congesti�n vehicular sea ca�tica. Por ese motivo, se desarroll� un modelo para simular el comportamiento de los sem�foros con la utilizaci�n de un sensor que permita determinar si hay muchos veh�culos en la cola de espera, con esta informaci�n se modifica los tiempos de fase verde los sem�foros o se mantiene el tiempo fijo establecido. Para la simulaci�n se tom� los datos durante las horas de mayor afluencia que es en la ma�ana, con estos datos se obtuvo: distribuciones de llegada, porcentajes de salidas, el ciclo que realizan los sem�foros y los tiempos de las fases de estos. Se realizaron dos simulaciones una con el escenario real y otra con uso del sensor. Con los resultados obtenidos se hizo una comparaci�n con el tiempo promedio de espera en la cola y la longitud media de las colas. Se observ� que con el uso del sensor no invasivo se descongestiona el tr�fico en los sem�foros A y D ubicados en la calle principal que es la Avenida 9 de octubre, pero en las calles secundarias que se ubican los sem�foros B y C hubo un incremento en el tiempo promedio de espera en la cola, como en la longitud media de las colas, mejorando el flujo vehicular en la avenida principal.

Palabras Clave: sensor; tr�fico vehicular; sem�foros.

 

Abstract

The city of Riobamba-Ecuador has experienced an increase in its vehicle fleet, which leads to an increase in vehicle congestion and adding to this inconvenience the use of obsolete traffic control equipment, makes vehicle congestion chaotic. For this reason, a model was developed to simulate the behavior of traffic lights with the use of a sensor that allows determining if there are many vehicles in the waiting queue. With this information, the green phase times of the traffic lights are modified or the traffic lights are maintained. established fixed time. For the simulation, the data were taken during the busiest hours, which is in the morning, with these data we obtained: arrival distributions, percentages of departures, the cycle carried out by the traffic lights and the times of their phases. Two simulations were carried out, one with the real scenario and the other with the use of the sensor. With the results obtained, a comparison was made with the average waiting time in the queue and the average length of the queues. It was observed that with the use of the non-invasive sensor, traffic is decongested at traffic lights A and D located on the main street, which is Avenida 9 de Octubre, but on the secondary streets where traffic lights B and C are located, there was an increase in the average waiting time in the queue, as well as the average length of the queues, improving vehicular flow on the main avenue.

Keywords: sensor; Vehicular traffic; traffic lights.

 

Resumo

A cidade de Riobamba-Equador tem experimentado um aumento em sua frota de ve�culos, o que leva ao aumento do congestionamento de ve�culos e somando a este inconveniente o uso de equipamentos obsoletos de controle de tr�nsito, torna o congestionamento de ve�culos ca�tico. Por este motivo, foi desenvolvido um modelo para simular o comportamento dos sem�foros com a utiliza��o de um sensor que permite determinar se h� muitos ve�culos na fila de espera. Com esta informa��o, s�o modificados os tempos da fase verde dos sem�foros ou o sem�foros s�o mantidos.hor�rio fixo estabelecido. Para a simula��o os dados foram retirados no hor�rio de maior movimento, que � pela manh�, com estes dados obtivemos: distribui��es de chegadas, percentuais de sa�das, o ciclo realizado pelos sem�foros e os hor�rios de suas fases. Foram realizadas duas simula��es, uma com o cen�rio real e outra com a utiliza��o do sensor. Com os resultados obtidos foi feita uma compara��o com o tempo m�dio de espera na fila e o comprimento m�dio das filas. Observou-se que com a utiliza��o do sensor n�o invasivo o tr�nsito � descongestionado nos sem�foros A e D localizados na rua principal, que � a Avenida 9 de Octubre, mas nas ruas secund�rias onde est�o localizados os sem�foros B e C, houve aumento no tempo m�dio de espera nas filas, bem como no comprimento m�dio das filas, melhorando o fluxo de ve�culos na avenida principal.

Palavras-chave: sensor; Tr�fego de ve�culos; luzes de tr�nsito.

 

Introducci�n

La ciudad de Riobamba o conocida tambi�n como San Pedro de Riobamba, es la capital de la provincia de Chimborazo y fue la primera ciudad espa�ola fundada en Ecuador, se encuentra rodeada por varios volcanes, entre ellos est�n el Carihuairazo, el Altar, el Tungurahua y el Chimborazo. Su poblaci�n oscila aproximadamente entre los 246.891 habitantes. En los �ltimos a�os el tener un autom�vil se ha vuelto una necesidad en los hogares, y en la ciudad de Riobamba se ha registrado un aumento del parque automotor de un 16,87% por a�o (Mass�n, 2019). Debido a este incremento, es muy com�n ver congesti�n vehicular en las principales calles de la ciudad, en especial en las horas pico.

Una de las calles de mayor tr�fico vehicular en Riobamba es la Avenida 9 de octubre. En esta avenida, circulan tanto veh�culos livianos como pesados, entre los que se destacan, buses interprovinciales y camiones. Por este motivo, se ha identificado como problem�tica: la congesti�n en el tramo de la Avenida 9 de octubre entre Avenida Atahualpa y Carabobo, siendo ca�tico en las horas de mayor tr�nsito. Adem�s, otra de las principales razones por la que esta Avenida se encuentra saturada es el uso de equipos de control de tr�nsito obsoletos, por ejemplo, los sem�foros de tiempo fijo. En este tipo de sem�foros, su ciclo, secuencia de intervalos y duraci�n est�n programados para que sean invariables.

Generalmente los sem�foros de tiempo fijo tienen 3 luces: Rojo (parar), Amarillo (prevenci�n) y Verde (avanzar). El tener sem�foros de tiempo fijo no ayuda a mejorar el tr�fico vehicular. Sin embargo, si se modifica los tiempos de la fase verde en el sem�foro, cuando se detecte que hay una cantidad determinada de veh�culos, ayuda a descongestionar el flujo vehicular.

Seg�n Carrasco y Clavijo (2021), para definir el modelo de simulaci�n m�s adecuado se debe considerar los principales par�metros de control que tiene un sem�foro, siendo:

�                  Ciclo: Es el tiempo que tarda el sem�foro para realizar una secuencia completa de las indicaciones de este.

�                  Fase: Son las acciones que realiza el sem�foro individualmente

�                  Secuencia de fases: Es el orden establecido en el que van a ocurrir las fases del ciclo

�                  Movimiento: Son las maniobras de un mismo acceso que tienen el derecho de paso y hacen una misma fila

Los sensores de sem�foros son dispositivos que detecta est�mulos externos y emite una respuesta de acuerdo con estos est�mulos.� Existen diferentes tipos de sensores para la detecci�n de presencia de veh�culos, entre los principales se tiene: (Hall, 2021).

�                  Sensores invasivos: Son aquellos que se instalan directamente sobre o debajo del asfalto, y son los m�s usados para mediciones del tr�fico vehicular. Una desventaja de este tipo de sensores es en su instalaci�n debido a que es necesario parar el tr�fico vehicular en la v�a.

�                  Sensores no invasivos: Estos sensores se basan en la propagaci�n de ondas. A diferencia de los Sensores Invasivos para su instalaci�n no es necesario interrumpir el tr�fico por lo que es f�cil su instalaci�n, adem�s no afecta ni la calidad ni la seguridad de la v�a.

La simulaci�n es un instrumento que ayuda a realizar el dise�o y las operaciones de sistemas de procesos complejos. Los resultados que se obtienen de una simulaci�n no son exactos, pero si son aproximaciones muy buenas. Para realizar un modelo de simulaci�n se necesita de un conjunto de t�cnicas con las cuales un ordenador imita como es el comportamiento del sistema seleccionado del mundo real (M�ndez, 2021).

Se han realizado investigaciones acerca del tr�fico vehicular como la de Morales y Gonz�lez (2013), en la que desarrollan un sistema de sem�foros inteligentes con la ayuda de sensores de ultrasonido, est� basado en un peque�o pic microcontrolador que est� programado con algoritmos para que sea capaz de tomar decisiones que ayude a establecer una rutina para el cambio de luces en los sem�foros, adem�s, este sistema en determinadas situaciones reduce los tiempos de espera de los veh�culos lo que hace que el flujo vehicular mejore en las intersecciones. Adem�s, realiza un cuadro comparativo entre un sistema inteligente y un sistema tradicional.

En el estudio de Gustavo y Cueva (2015), se realizan un modelo de sem�foro inteligente que funcione con energ�a renovable para que no contamine el medio ambiente, para eso usaron un panel solar y un banco de bater�as fotovoltaicas, contribuyendo a un ahorro econ�mico para la ciudad. Adem�s, implementaron formas adicionales de colores en el sem�foro para ayudar a las personas que sufren de daltonismo y que no sufran inconvenientes al manejar un veh�culo. Y el sem�foro como es inteligente con los sensores de ultrasonido puede realizar cambios de luz cuando detecta la presencia de peatones o veh�culos.

Igualmente, en la investigaci�n de Ayala (2012), realizan 4 escenarios y un escenario real. Se hace una comparaci�n entre los par�metros: N�mero de autos detenidos, tiempo de viaje y tiempo de espera de los 4 escenarios. En el primer escenario hay una reducci�n del 5% en el n�mero de autos detenidos, pero en los otros par�metros se mantienen iguales al escenario real.� En el segundo escenario tambi�n hay una reducci�n del 3% pero hay un incremento del 6% en el tiempo de viaje.

En el tercer escenario hay un incremento de casi el 4% en el n�mero de autos detenidos, por lo que le hace el escenario menos favorable. Y en el escenario 4 hay una reducci�n del 9% en el tiempo de viaje, pero los otros par�metros se mantienen iguales al escenario real. En el estudio de Narv�ez (2007), realizan un an�lisis para mejorar la calidad del servicio mejorando los tiempos de demora, velocidad y reduciendo la cantidad de veh�culos en espera. El software fue desarrollado en LabVIEW, adem�s la utilizaci�n de video c�maras ayud� a una �ptima informaci�n para el control del tr�fico vehicular. En la simulaci�n se observ� que a los 15 minutos el comportamiento del tr�fico vehicular entra a un estado estable, brindando m�s seguridad a los peatones como a los conductores, en comparaci�n con el sistema real de fases fijas.

En la investigaci�n de Atiencia y Ram�rez (2013), se dise�a un controlador usando ANFIS (Sistema de Inferencia Difusa basado en redes neuronales adaptivas), que controla la temporizaci�n y sincronizaci�n de la secuencia de sem�foros, adem�s, este controlador fue desarrollado en Matlab. Con los resultados obtenidos de la simulaci�n se muestra que hay descongesti�n vehicular sobre los sem�foros de la Av. Col�n.

En la investigaci�n de Monterrey y Sosa (2020), se muestra un sistema de semaforizaci�n inteligente para controlar el flujo vehicular a partir del procesamiento de im�genes. Este sistema se utiliza cuando los veh�culos se encuentran detenidos en el sem�foro, a fin de tomar im�genes de la cantidad de veh�culos que se presentan en la v�a. Se env�a estas im�genes mediante API al servidor, donde se procesa la imagen, lo que implica menos consumo de recursos inform�ticos y ayuda a que el sistema no falle en situaciones donde se puedan presentar fallas el�ctricas en la intersecci�n. Adem�s, el sistema cuenta con la capacidad de alimentarse por medio de energ�a renovable, siendo amigable al medio ambiente.

En el estudio de Jacobo (2015), evaluaron la Av. La Reforma de M�xico, debido a que es una avenida con mayor concentraci�n de veh�culos, est� avenida dispone de sem�foros de tiempo fijo. Y se propone la utilizaci�n del sensor TrafiCam para generar tiempos din�micos, modificando el tiempo de fase verde de la intersecci�n para cada sentido de circulaci�n. Al implementar y simular este sistema en las intersecciones se obtienen mejoras y se optimiza la viabilidad. Con estos resultados se concluye que se debe fomentar la implementaci�n en todas las intersecciones semaforizadas. En la investigaci�n de Lema et. al. (2012), se estudia el problema de regulaci�n del tr�fico a trav�s del ajuste de los ciclos de los sem�foros, proponiendo para su resoluci�n un algoritmo heur�stico. Los resultados que se obtuvieron permitieron tener colas m�s cortas, con un tiempo computacional m�s adecuado.

En el estudio de Guti�rrez (2017), el problema a solucionar es el control semaf�rico de la ciudad de Puno en Per�, que, al contar sem�foros de tiempo fijo, sin sensores que generen informaci�n del estado del tr�fico, ocasionando demora en el flujo vehicular, contaminaci�n ambiental y aumentando el estr�s de los conductores.� Se propone desarrollar un sistema de control de tr�fico vehicular centralizado, donde los sem�foros est�n conectados a una red industrial con la cual se podr� controlar y monitorear el funcionamiento. Concluyen que el proyecto mejora el flujo vehicular.

Finalmente, en el trabajo realizado por Carrasco et. al. (2021), se realiz� un levantamiento de la siguiente informaci�n: geometr�a de la v�a, conteos volum�tricos con su composici�n, conteos de veh�culos que giran y los que contin�an la calle Mariscar Lamar. Y se determin�: el tipo de control recomendado de las intersecciones (sem�foros, redondel, prioridad, paso a desnivel), el dise�o del tiempo de ciclo �ptimo de las 4 intersecciones con mayor flujo de veh�culos y la sincronizaci�n de los sem�foros. Se calcul� los tiempos �ptimos de ciclos y la sincronizaci�n semaf�rica, se realiz� una comparaci�n con los tiempos actuales, los cuales estuvieron dentro del rango recomendado por el m�todo utilizado.

La justificaci�n del presente trabajo se centr� en tratar de solucionar los problemas relacionados al flujo de tr�fico, realizando una simulaci�n del tr�fico vehicular, modificando el tiempo de fase verde del sem�foro con la ayuda de un sensor. El objetivo de modificar el tiempo de fase verde en el sem�foro es evitar la congesti�n vehicular, puesto que, el aumentar el tiempo de fase verde, incrementa la cantidad de veh�culos que circulen. Esto ayuda a que los conductores no pierdan su tiempo por mantenerse esperando en largas colas. Adem�s, ayuda a disminuir la probabilidad de accidentes de tr�nsito, debido a que los conductores al encontrarse esperando por mucho tiempo en la fila, pueden perder la concentraci�n y calma. Finalmente, disminuye el consumo innecesario de combustible por encontrarse detenido, pero con el motor encendido. Es importante revisar que las colas en los sem�foros no aumenten demasiado. Para eso, como novedad de la investigaci�n, se propuso el uso del sensor, que realiza un conteo de los veh�culos detenidos en la cola y env�a una se�al al sem�foro. �ste mediante un algoritmo recibe dicha se�al y con ese n�mero de veh�culos detenidos va a determinar si es necesario aumentar el tiempo de fase verde o mantener el tiempo fijo programado.�

Metodolog�a

La metodolog�a que se ha seguido en el presente trabajo se ha basado en el m�todo cient�fico y se realizaron las siguientes fases: An�lisis de las fases de los sem�foros de la avenida 9 de octubre, determinaci�n del tipo de sensor y modelo de simulaci�n.

 

 

 

An�lisis de las Fases de los Sem�foros

En todo el Ecuador se ha observado el aumento del parque automotor, lo que conlleva a que se aumente la congesti�n vehicular. Para el presente trabajo se consider� un tramo de la Avenida 9 de octubre entre la Avenida Atahualpa y la calle Carabobo de la ciudad de Riobamba.

Descripci�n del Entorno

En el tramo de la Avenida antes mencionado, existen 12 sem�foros de tiempo fijo, el sem�foro que est� en el sentido sur a norte de la Avenida 9 de octubre se denomina Sem�foro A. El sem�foro que est� en el sentido oeste a estese denomina Sem�foro B. El sem�foro que est� en el sentido este a oeste se denomina Sem�foro C. El sem�foro en el sentido norte a sur se denomina Sem�foro D. Actualmente el funcionamiento de los sem�foros est� definido por ciclos y fases ya establecidos. Al observar el comportamiento de los 4 sem�foros se determin� que posees tres fases: Verde, Amarillo y Rojo. Se utiliz� un cron�metro para tomar los tiempos de cada fase de los sem�foros, y determinar la sincronizaci�n del ciclo de los sem�foros. Con esas mediciones se obtuvo los siguientes resultados:

�       El tiempo de las fases asignados para el Sem�foro A y C que est�n ubicados en la Avenida 9 de octubre son: Verde 22 segundos; Amarillo 4 segundos y Rojo 86 segundos����������������������������������

�       El tiempo de la fase asignados para el Sem�foro B ubicado en la Avenida Atahualpa y para el Sem�foro D ubicado en la calle Carabobo son: Verde 16 segundos; Amarillo 4 segundos y Rojo 86 segundos.�����

La secuencia que siguen los sem�foros como se describe en la Tabla 1.

�  Cuando el Sem�foro A est� en verde, los Sem�foros B, C y D est�n en rojo.

�  Cuando el Sem�foro B est� en verde, los Sem�foros A, C y D est�n en rojo.

�  Cuando el Sem�foro C est� en verde, los Sem�foros A, B, y D est�n en rojo.

�  Cuando el Sem�foro D est� en verde, los Sem�foros A, B y C est�n en rojo.

Tabla 1. Secuencia de los sem�foros

SEM�FORO	Sem�foro A	Sem�foro B	Sem�foro C	Sem�foro D
1 ciclo	Verde	Rojo	Rojo	Rojo
	Amarillo	Rojo	Rojo	Rojo
	Rojo	Verde	Rojo	Rojo
	Rojo	Amarillo	Rojo	Rojo
	Rojo	Rojo	Verde	Rojo
	Rojo	Rojo	Amarillo	Rojo
	Rojo	Rojo	Rojo	Verde
	Rojo	Rojo	Rojo	Amarillo

Fuente. Elaboraci�n propia a partir de la observaci�n

Con el estudio del comportamiento del tr�fico vehicular del tramo la Avenida 9 de octubre se pudo determinar que los tiempos de llegadas entre los veh�culos tiene un comportamiento de una distribuci�n exponencial, y debido a que cada sem�foro cuenta con dos carriles o dos colas, cada cola o carril se comporta de manera diferente a las dem�s.�

Determinaci�n del Tipo de Sensor

Considerando las particularidades analizadas, se determin� usar un sensor no invasivo de c�mara. En este caso se seleccion� el sensor TrafiCam, debido a que es un sensor de presencia de veh�culos que combina una c�mara y un detector de video. Este sensor detecta la presencia de veh�culos que se aproximan a un cruce o que esperan ante una intersecci�n. �Adem�s, este sensor es capaz de detectar veh�culos tanto en el d�a como en la noche, realizar un conteo de estos, detectar si existe contraflujo vehicular para no tener datos inexactos y se puede adaptar a cualquier superficie. Los sensores TrafiCam son utilizados para que las operaciones de los controladores de sem�foros sean m�s din�micas (Ayala & Cueva, 2015).

Modelo de Simulaci�n

�    Descripci�n del Modelo

El modelo se describe a trav�s de las siguientes f�rmulas y valores que han sido considerados para el desarrollo de la simulaci�n, siendo las siguientes:

�       Variable aleatoria exponencial para el tiempo de llegadas

(1)

Donde:

�= Variable aleatoria exponencial

�= N�mero aleatorio

�= N�mero de llegadas de veh�culos en un segundo.

Para determinar el modelo de simulaci�n se consider� el n�mero de llegadas de los veh�culos con un cron�metro, tomando los tiempos de llegada de los veh�culos, y esos valores se procesaron en una hoja de c�lculo de Excel para obtener el promedio del tiempo de llegadas.�

�  Sem�foro A y D: Como los sem�foros A y D se encuentran en la Avenida 9 de octubre, tienen el tiempo base de llegadas de los veh�culos es de 3.5796 segundos, teniendo el valor de lambda de:

(2)

�  Sem�foro B y C: Como los sem�foros B y C se encuentran en las calles secundarias de la Avenida 9 de octubre, tienen el tiempo base de llegadas de los veh�culos que es de 6.9568 segundos, teniendo el valor de lambda de:

(3)

�       Porcentajes de salidas de los veh�culos

• Sem�foro A
• El 30% de veces salieron 8 veh�culos.
• El 60% de veces salieron 9 veh�culos.
• El 10% de veces salieron 10 veh�culos.
• Sem�foro B
• El 50% de veces salieron 8 veh�culos.
• El 30% de veces salieron 9 veh�culos.
• El 20% de veces salieron 10 veh�culos.
• Sem�foro C
• El 70% de veces salieron 8 veh�culos.
• El 15% de veces salieron 9 veh�culos.
• El 15% de veces salieron 10 veh�culos.
• Sem�foro D
• El 10% de veces salieron 7 veh�culos.
• El 30% de veces salieron 8 veh�culos.
• El 40% de veces salieron 9 veh�culos.
• El 20% de veces salieron 10 veh�culos.

�       Longitud media de la cola de espera

(4)

Donde:

= Tiempo de llegada de un veh�culo a la cola

�= Tiempo de salida de un veh�culo de la cola

�= Tiempo total de la simulaci�n.

�       Tiempo medio de espera en la cola

(5)

Donde:

= Tiempo de llegada de un veh�culo a la cola

�= Tiempo de salida de un veh�culo de la cola

�= Tiempo total de la simulaci�n.

�= Vector de ceros y unos (uno indica si quedaron veh�culos a la cola y cero indica que no quedaron veh�culos en la cola).

Para las pruebas se realizaron dos simulaciones:

�       La primera simulando el comportamiento actual de los sem�foros en la hora pico.

�       La segunda simulando el comportamiento de los sem�foros en ese mismo ambiente (hora pico) pero considerando la ayuda del sensor.

�    Diagrama de Flujo del Simulador�

En la Figura 1 se encuentra el dise�o del diagrama del flujo del simulador.

 

 

 

 

 

Figura 1. Diagrama de Flujo del Simulador

 

Fuente. Elaboraci�n propia

�    Estructura de la Simulaci�n

Se realiz� la simulaci�n la plataforma de programaci�n y c�lculo num�rico Matlab. La estructura de la Simulaci�n es la siguiente:

1.               Inicializaci�n de datos

a.      Lista de Eventos: Es una lista ordenada cronol�gicamente en la que se guardan todos los eventos que se generan en el sistema, se le pude decir que es una lista que resumen todo lo que paso en la simulaci�n.

b.     Estado: Es una lista con el evento que ocurre en ese instante de tiempo.

c.      Lef: Lista de Eventos Futuros, es una lista que nos garantiza que en la simulaci�n vayamos en orden y que no nos olvidemos de alg�n evento.

2.               Mecanismo de Avance mismo que fue programado en Matlab la simulaci�n con los sem�foros de tiempo fijo y de la simulaci�n de los sem�foros con el sensor.

3.               C�lculo de los Tiempos promedios en la Cola y Longitud media de las colas

Como se mencion� anteriormente cada cola tiene un comportamiento diferente por lo que se hace el c�lculo por cada cola de los sem�foros. Adem�s, en Matlab se realizaron los c�lculos tanto de la simulaci�n de sem�foros de tiempo fijo como de la simulaci�n de sem�foros con sensor.

Resultados

Para los resultados se utilizaron los par�metros:

�       Estado: listado de los estados del modelo

�       Evento_act: listado de eventos a realizarse

�       Lef: lista de eventos futuros, lista que garantiza que la simulaci�n se ejecute en orden y no olvidar eventos

�       Lista_eventos: lista ordenada cronol�gicamente en la que se guardan todos los eventos que se generan en el sistema.

�       Longitud_cola: promedio de veh�culos ubicados en la cola del sem�foro en el tiempo de estudio

�       Nuevo_evento: lista de eventos para cambiar la fase del sem�foro

�       Numevent: n�mero de eventos generados en el modelo

�       Tiempo_espera: promedio del tiempo de espera en el sem�foro en el lapso de estudio

�       Tiempo_simulaci�n: tiempo en la ejecuci�n de la simulaci�n

Simulaciones

En la Tabla 2, se detalla un resumen de la primera simulaci�n (tiempo fijo) y segunda simulaci�n (sem�foro con sensor):

Tabla 2. Resumen de la primera simulaci�n

Fuente. Elaboraci�n propia en base a los c�lculos realizados

Cuadro comparativo de las dos simulaciones

En las Tablas 3, 4, 5, y 6 se hace una comparaci�n entre los resultados obtenidos de los sem�foros A, B, C y D respectivamente en las dos simulaciones.

Tabla 3. Cuadro comparativo de los resultados del sem�foro A de las dos simulaciones

Fuente. Elaboraci�n propia en base a los c�lculos realizados

 

 

 

 

Tabla 4. Cuadro comparativo de los resultados del sem�foro B de las dos simulaciones

Fuente. Elaboraci�n propia en base a los c�lculos realizados

Tabla 5. Cuadro comparativo de los resultados del sem�foro C de las dos simulaciones

Fuente. Elaboraci�n propia en base a los c�lculos realizados

Tabla 6. Cuadro comparativo de los resultados del sem�foro D de las dos simulaciones

Fuente. Elaboraci�n propia en base a los c�lculos realizados

Discusi�n

El presente trabajo de investigaci�n contribuye a la creciente literatura sobre el an�lisis de tr�fico vehicular considerando los estudios m�s relacionados como los realizados por Jacobo (2015), Ayala (2012), Guti�rrez (2017) en los que se utiliza diferentes medios como: sensores, software, entre otros. En este caso, la presente investigaci�n, ha desarrollado un modelo matem�tico y se ha enfocado en realizar dos simulaciones en horas pico en los sem�foros ubicados en la avenida 9 de octubre considerando el tiempo promedio de espera en la cola y la longitud media de la cola en dos, la primera considera el sem�foro est�ndar y la segunda considerando el uso del sensor TrafiCam. En las simulaciones se consideran los siguientes par�metros: listas de eventos, lista de estados, lista de los eventos futuros (lef), mecanismos de avances a trav�s del modelamiento matem�tico, que permitieron generar una simulaci�n adecuada para la soluci�n de problemas en el tr�fico vehicular. Una vez implementado el modelo de simulaci�n se obtuvieron los resultados en los dos escenarios, los cuales fueron comparados, de lo cual los sem�foros A y D ubicados en la avenida 9 de octubre mejoran los tiempos promedio de espera y en la longitud media de la cola, descongestionando el tr�fico vehicular en esta avenida principal. En un futuro se puede incorporar a la simulaci�n otros par�metros como la velocidad de los veh�culos, giros a la derecha e izquierda, reacci�n de los conductores al ponerse en verde el sem�foro entre otros, con la finalidad de mejorar la toma de decisiones en la modificaci�n del comportamiento de los sem�foros generando un mejor desempe�o.

Conclusiones

�       Del sem�foro A en la cola 1 el tiempo promedio de espera tiene una diferencia de 0.4554, es decir una mejora del 37.74% y en la longitud media de la cola tiene una diferencia de 1.2658, es decir una mejora del 5.60%. En la cola 2 el tiempo promedio de espera tiene diferencia de 0.4641, es decir una mejora del 38.62% y la longitud media de la cola tiene una diferencia de 5.6743, es decir una mejora del 25.57%.

�       Del sem�foro B en la cola 1 el tiempo promedio de espera tiene una diferencia de -0.765, es decir un incremento del 97.12% y en la longitud media de la cola tiene una diferencia de -11.7841, es decir un incremento del 76.63%. En la cola 2 el tiempo promedio de espera tiene diferencia de -1.1491, es decir un incremento del 98.60% y la longitud media de la cola tiene una diferencia de -8.768, es decir una mejora del 74.67%. Estos incrementos en las m�tricas de �Tiempo promedio de espera en la cola� y �Longitud de la cola� del sem�foro B, es debido a que cuando el sensor detecta que en una de las colas de un sem�foro hay m�s de veh�culos esperando aumenta 9 segundos al tiempo de la fase del verde de ese sem�foro. Lo que hace que las otras colas de los otros sem�foros se incrementen y esperen m�s tiempo. Adem�s, el tiempo de fase de los verdes de las calles secundarias es menor (16 segundos) a comparaci�n del tiempo de fase verde de las calles principales que es de 22 segundos.

�       Del sem�foro C en la cola 1 el tiempo promedio de espera tiene una diferencia de 0.8425, es decir un incremento del 96.01% y en la longitud media de la cola tiene una diferencia de -7.9904, es decir un incremento del 70.70%. En la cola 2 el tiempo promedio de espera tiene diferencia de -0.9058, es decir un incremento del 97.16% y la longitud media de la cola tiene una diferencia de -6.0094, es decir una mejora del 68.49%. Estos incrementos en las m�tricas de �Tiempo promedio de espera en la cola� y �Longitud de la cola� del sem�foro C, al igual que el sem�foro B, es debido a que cuando el sensor detecta que en una de las colas de un sem�foro hay m�s de veh�culos esperando aumenta 9 segundos al tiempo de la fase del verde de ese sem�foro. Lo que hace que las otras colas de los otros sem�foros se incrementen y esperen m�s tiempo. Adem�s, el tiempo de fase de los verdes de las calles secundarias es menor (16 segundos) a comparaci�n del tiempo de fase verde de las calles principales que es de 22 segundos.

�       Del sem�foro D en la cola 1 el tiempo promedio de espera tiene una diferencia de 1.4411, es decir una mejora del 81.39% y en la longitud media de la cola tiene una diferencia de 14.6537, es decir una mejora del 45.42%. En la cola 2 el tiempo promedio de espera tiene diferencia de 1.5661, es decir una mejora del 83.82% y la longitud media de la cola tiene una diferencia de 18.6283, es decir una mejora del 57.50%.

�       Al realizar el modelo propuesto y simularlo, en los sem�foros con mayor afluencia de veh�culos, siendo los sem�foros A y D de la avenida 9 de octubre, se observa una mejor�a en la fluidez del tr�fico vehicular, ya que el tiempo en espera y la longitud de la cola disminuye.

En los sem�foros B y C, que se encuentran en las calles secundarias existe un incremento tanto en el tiempo de espera como en la longitud de la cola, debido a que existe mayor afluencia vehicular en la avenida principal donde se encuentran los sem�foros A y D, por tanto, se puede notar que se ha dado prioridad al tr�fico de dicha avenida principal

 

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