Control adaptativo para optimizar una intersección semafórica basado en un sistema embebido

Adaptive Control for Optimizing a Traffic Light Intersection Based on an Embedded System

Para optimizar el flujo vehicular en una intersección vial se diseñaron un algoritmo de control adaptativo y una base de datos que apoya la depuración del rendimiento del controlador, ambos alojados en el sistema embebido Raspberry Pi B+. El desempeño del algoritmo fue evaluado con un instrumento virtual, que emuló una intersección semafórica de la ciudad de Cúcuta, esto es, los sensores magnetorresistivos, el proceso de encendido las luces de los semáforos y el flujo vehicular. La manipulación de los tiempos de encendido en las luces de los semáforos, aumentó el flujo vehicular hasta 5.5 %y, disminuyó el tiempo máximo de espera del vehículo para avanzar hasta 28 segundos y el largo de fila hasta un 18 %. Con base en el caso de estudio, se puede inferir que es posible integrar el control adaptativo y los sistemas embebidos como herramientas de software y hardware para mejorar el funcionamiento en los sistemas de regulación vial.

1 INTRODUCCIÓN

El flujo vehicular es uno de los factores socioeconómicos que afectan de forma directa a las principales ciudades urbanas; su estrategia de control son los sistemas de semaforización, diseñados para la regulación del tráfico vehicular a través de los tiempos de encendido en las luces de los mismos, que permiten o detienen el avance de los vehículos 1.

Un control ineficiente en el tráfico vehicular genera impactos negativos en varios aspectos 2; por una parte, a nivel ambiental, siendo éste la mayor fuente de contaminación acústica en las ciudades, generando ruido, que es un contaminante común, definido según los especialistas como "aquella emisión de energía originada por un conjunto de fenómenos vibratorios aéreos que, percibidos por el sistema auditivo, puede originar molestias o lesiones de oído" 3. Por otro lado, a nivel de seguridad vial, debido a que los accidentes de tráfico constituyen hoy en día una de las principales causas de muerte e invalidez en el mundo 4.

De acuerdo a los últimos estudios de indicadores de tráfico vehicular realizados por el Departamento Nacional de Planeación (DNP) de Colombia, a partir de la información suministrada por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS) y por el Instituto Nacional de Concesiones (INCO) 5, el volumen de tránsito por las carreteras nacionales ha sufrido un incremento del 8.6 % en el año 2011 con respecto al año anterior; además, el volumen vehicular mensual tuvo un aumento considerable a través de los meses en la década del 2001 al 2011. Esto indica que se requiere una estrategia de control más eficiente, y debido al aumento del volumen vehicular, una estrategia que se adapte a estos cambios, para mejorar la movilidad vial en las intersecciones semafóricas. Los sistemas de regulación vial en una ciudad están compuestos principalmente por el conjunto de intersecciones semafóricas.