🚦 Gemelo Digital de Semáforos Adaptativos

Las llegadas de tráfico no son uniformes — son a rachas. Aunque la tasa media de llegada a largo plazo esté cómodamente por debajo de lo que la cuadrícula puede procesar, los vehículos no llegan a intervalos perfectamente regulares; por azar, varios coches se agrupan en un acceso mientras otro permanece vacío. La teoría de colas muestra que a medida que la utilización (demanda ÷ capacidad) se acerca a 1, la variabilidad en las llegadas hace que la longitud de la cola y el tiempo de espera crezcan de forma no lineal — una red que funciona al 90% de capacidad en promedio todavía puede producir colas grandes y visibles solo por agrupamiento aleatorio, mucho antes de alcanzar el límite de capacidad "de manual". Prueba a subir gradualmente el deslizador de tasa de llegada y observa cómo aparecen colas mucho antes de que la cuadrícula esté nominalmente saturada.

Surtrac, desarrollado en Carnegie Mellon y desplegado en Pittsburgh, extiende la misma idea central — leer la demanda en tiempo real, asignar el verde en consecuencia — con una optimización de programación descentralizada en cada intersección que predice el momento de llegada de cada vehículo (no solo si existe una cola) y calcula un breve calendario continuo de cambios de fase que minimiza el retraso total proyectado, y luego comunica ese plan a las intersecciones vecinas para que puedan formarse ondas verdes dinámicamente a lo largo del corredor en lugar de que cada cruce actúe solo. Los despliegues de campo reportaron reducciones de dos dígitos en el tiempo de viaje y los eventos de frenado. La regla de esta simulación — extender mientras la dirección actual todavía tenga demanda, si no, cambiar al lado con la cola más larga — es la semilla conceptual de ese sistema, sin la programación predictiva ni la coordinación entre intersecciones.

El tiempo de espera (retraso) de un viaje es el tiempo simulado total que ese vehículo pasó detenido — en cola detrás de otro coche o parado en un semáforo en rojo — sumado a lo largo de todo su trayecto desde la entrada hasta la salida, excluyendo el tiempo realmente en movimiento. Esto coincide con cómo los ingenieros de tráfico suelen definir el retraso de control en una señal. La simulación acumula esto por vehículo mientras viaja y solo incorpora el tiempo de espera de un viaje completado al promedio en curso una vez que ese vehículo ha llegado a su destino y ha salido de la red, así que la estadística de "tiempo de espera medio" refleja viajes genuinamente terminados, no vehículos todavía en cola a mitad de camino.

Este es un modelo deliberadamente simplificado: no tiene restricciones de movimiento de giro más allá de la ruta seguida, sin peatones, sin fases de giro a la izquierda ni giros protegidos, comportamiento uniforme de los vehículos (sin camiones, ciclistas ni distinta agresividad del conductor), y una única velocidad de flujo libre fija con una regla simple de seguimiento por espacio mínimo en lugar de un modelo de conductor calibrado. Herramientas reales como SUMO o VISSIM modelan la geometría individual de carriles, las curvas de aceleración/desaceleración, el tiempo de reacción del conductor, y validan los patrones de llegada frente a datos de sensores medidos antes de confiar en cualquier cambio de temporización de señales. Lo que esta simulación conserva fielmente es el mecanismo central que hace que el control adaptativo supere al control de tiempo fijo: leer el estado real de la cola y asignar tiempo en verde a donde realmente está la demanda.