Quedarse atrapado en varios kilómetros de atasco no es la forma más relajante de empezar o terminar las vacaciones de verano y mientras vamos avanzando lentamente por la carretera y los camiones y las caravanas nos bloquean las vistas no podemos más que fantasear con un futuro sin atascos.
Como matemático y conductor, veo el tráfico como un sistema complejo constituido por muchas partes diferentes que interactúan entre sí: coches, camiones, ciclistas y peatones. A veces los diferentes participantes pueden circular sin problemas y otras veces, más exasperantes, simplemente se ven paralizados en medio del tráfico. Todas estas situaciones pueden examinarse (y esperemos que también mejorarse) con modelos matemáticos: una forma de describir el mundo mediante el lenguaje de las matemáticas.
Los modelos matemáticos nos dicen por ejemplo que si los conductores se atuvieran a los límites de velocidad variables que a veces se muestran en las autopistas, el tráfico circularía de forma constante a, digamos, 80 km/h. En cambio, tendemos a conducir de forma más agresiva, acelerando siempre que nos sea posible y forzándonos a frenar momentos después. El resultado es un mayor consumo de carburante y una mayor duración del trayecto. Una conducción colaborativa parece ser algo antinatural en cuanto nos sentamos al volante ¿Sería diferente si los coches sin conductores dominaran nuestras carreteras?
¿Puede ser el coche autónomo la solución a los atascos?
Incorporar los coches autónomos a los modelos matemáticos de tráfico sería clave para mejorar la circulación y para evaluar las condiciones en las que el tráfico se convierte en atasco o hay una “densidad de atascos”. Normalmente los atascos se producen debido a diferentes factores como el trazado de las carreteras, el volumen de tráfico y los sistemas de regulación del tráfico (los semáforos, entre otros) pero, sobre todo, los culpables de los atascos son las personas que van al volante.
Analizada desde un punto de vista matemático, la densidad del tráfico puede tratarse como un flujo y se puede modelar utilizando ecuaciones diferenciales que describen el movimiento de fluidos. Los modelos de colas tienen en cuenta los vehículos individuales en redes de carreteras y el tiempo estimado que pasan tanto en movimiento como esperando en los cruces.
Otro tipo de modelo consiste en una red en la que las posiciones de los coches se actualizan de una red a la siguiente de acuerdo a unas normas determinadas que pueden estar basadas en su velocidad actual, en la aceleración y deceleración debida a otros vehículos y en otros acontecimientos imprevisibles. Estos tipos de ralentización imprevista tienen en cuenta situaciones que no están causadas por vehículos (un peatón que cruza la carretera o un conductor distraído por otro pasajero del vehículo).
Las variaciones de estos modelos pueden tener en cuenta factores como la sincronización de los semáforos o los cortes de carreteras y tendrán que seguir adaptándose para tener en cuenta a los coches sin conductores.
En teoría, los coches autónomos circularán dentro de los límites de velocidad, contarán con mayores tiempos de reacción pudiendo conducir más cerca de otros vehículos y se comportarán de forma más previsible que las personas (que tienden a reaccionar de forma exagerada en ciertas ocasiones). A nivel táctico, escoger la ruta óptima (considerar los obstáculos y la densidad del tráfico), los coches sin conductor se comportarán de forma más racional, puesto que se pueden comunicar con otros coches y cambiar rápidamente la ruta o el tipo de conducción.
¿Quién controlaría realmente el tráfico?
Puede que los coches autónomos faciliten el trabajo a los matemáticos. A día de hoy es necesario tener en cuenta los imprevistos a la hora de programar los coches y un sistema sin conductores humanos debería ser más fácil de modelar que su equivalente al tráfico conducido por personas al haber menos incertidumbres: podríamos predecir con exactitud cómo respondería cada vehículo a las diferentes situaciones.
En un mundo en el que solo hubiera coches autónomos, los ordenadores tendrían todo el control del tráfico pero por el momento si queremos evitar atascos tenemos que comprender cómo interactuarán los coches autónomos con los coches conducidos por personas.
Está claro que, aún teniendo el mejor modelo matemático, no se puede garantizar un comportamiento colaborativo por parte de los coches autónomos en todos los casos. Puede que los diferentes fabricantes compitan por sacar el mejor software para controlar el tráfico con el fin de asegurar que sus coches vayan de un punto a otro en el menor tiempo posible. Al igual que en el caso de las personas, esto es algo que podría afectar de forma negativa al tiempo de ruta de todos los conductores.
Pero aún suponiendo que pudiéramos implementar ciertas normas para mejorar el tráfico de todos, podríamos llegar al punto en el que hubiera demasiados coches en la carretera y se produjera un atasco. Incluso en esa situación los coches autónomos serían de ayuda.
Algunos fabricantes de coches esperan que en algún momento dejemos de ver los coches como posesiones y simplemente los tratemos como un servicio de transporte. De nuevo, si aplicaramos las técnicas matemáticas y la modelización, podríamos optimizar el modo en el que este sistema de vehículos autónomos compartidos pudiera funcionar de forma más eficiente, reduciendo el número total de coches en la carretera.
Así que mientras los coches autónomos por sí solos no nos vayan a librar de los atascos, el uso de las matemáticas en las futuras normativas podría ayudarnos a mejorar nuestros viajes en coche.
Autor: Lorna Wilson, Investigadora Asociada en la Universidad de Bath
Este artículo ha sido publicado originalmente en The Conversation. Puedes leer el artículo original aquí
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