Simulación Numérica del Modelo de Lighthill-Whitham-Richards mediante el Método de Diferencias Finitas

Alex Eduardo Pozo Valdiviezo, Andrea Belén Paredes Fonseca

Resumen


La congestión del tráfico vehicular representa un problema crítico en áreas urbanas. Este estudio se enfoca en la ecuación Lighthill-Whitham-Richards (LWR) para modelar el flujo de tráfico vehicular, implementando dos esquemas de diferencias finitas: Forward-Time Backward-Space (FTBS) y DuFort-Frankel, utilizando Python para la simulación y análisis del tráfico. Los resultados indican que el esquema FTBS es más adecuado para la ecuación LWR debido a su convergencia y capacidad de aproximar correctamente la solución. El análisis de consistencia, estabilidad y convergencia confirmó que el esquema FTBS ofrece una solución precisa y estable, haciéndolo ideal para aplicaciones prácticas en la modelación del tráfico vehicular. En contraste, el esquema DuFort-Frankel, aunque consistente con la ecuación de difusión, no es adecuado para la ecuación LWR debido a su naturaleza hiperbólica. Este trabajo proporciona una herramienta eficaz para abordar la congestión del tráfico vehicular a través de simulaciones numéricas.


Palabras clave


Tráfico vehicular; Congestión del tráfico; Ecuación Lighthill-Whitham-Richards; Diferencias finitas; Esquema Forward-Time Backward-Space; Esquema DuFort-Frankel.

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Referencias


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DOI: https://doi.org/10.23857/pc.v9i7.7539

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