Según las simulaciones computacionales, añadir una cuarta luz a los semáforos podría mejorar su funcionamiento para los coches autónomos.
La luz se activaría cuando se acercara un número suficiente de vehículos autónomos (VA) a los semáforos.
El concepto se basa en que los VA pueden comunicarse inalámbricamente entre sí y con el ordenador que controla el semáforo.
Hay varios elementos de este concepto que podrían adoptarse con modificaciones menores tanto en las intersecciones como en los VA existentes.
Una «luz blanca» añadida a los semáforos podría permitir que los vehículos autónomos ayudaran a controlar el flujo del tráfico y que los conductores supieran qué está pasando.
En las simulaciones computacionales, el nuevo enfoque mejora significativamente los tiempos de desplazamiento en las intersecciones y reduce el consumo de combustible.
«Este concepto que proponemos para las intersecciones de tráfico, al que llamamos “fase blanca”, aprovecha la capacidad informática de los propios vehículos autónomos (VA)», afirma Ali Hajbabaie, profesor asociado de ingeniería civil, de construcción y medioambiental en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente del artículo publicado en IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems.
«El concepto de fase blanca también incorpora un nuevo semáforo para que los conductores sepan qué deben hacer. La luz roja seguirá significando detenerse. La verde seguirá significando avanzar. Y la blanca indicará a los conductores que simplemente sigan al coche que tienen delante».
El concepto de fase blanca se basa en que los VA pueden comunicarse inalámbricamente entre sí y con el ordenador que controla el semáforo. Cuando se acercara a la intersección un número suficiente de VA, se activaría la luz blanca.
La luz blanca indica que los VA están coordinando sus movimientos para facilitar el tráfico por la intersección de manera más eficiente. Los vehículos no automatizados —es decir, los conducidos por una persona— solo tendrían que seguir al vehículo de delante: si el coche que tienen delante se detiene, ellos se detienen; si el coche de delante cruza la intersección, ellos también la cruzan.
Cuando demasiados vehículos que se acercan a la intersección están bajo el control de conductores, y no de VA, el semáforo volvería al patrón convencional de luces verde, amarilla y roja.
«Ceder parte del control del flujo del tráfico a los VA es una idea relativamente nueva, llamada paradigma de control móvil», explica Hajbabaie. «Puede utilizarse para coordinar el tráfico en cualquier situación en la que haya VA. Pero creemos que es importante incorporar el concepto de luz blanca en las intersecciones porque indica a los conductores qué está pasando, para que sepan qué deben hacer al acercarse a la intersección».
«Y, para que quede claro, el color de la “luz blanca” no importa. Lo importante es que haya una señal que los conductores puedan identificar claramente».
Los investigadores presentaron por primera vez el concepto de intersección con «fase blanca» en 2020. Sin embargo, aquel concepto inicial dependía de un enfoque de computación centralizada: el ordenador que controlaba el semáforo debía recibir información de todos los VA que se acercaban, realizar los cálculos necesarios y luego indicarles cómo debían cruzar la intersección.
«Hemos mejorado ese concepto y este artículo describe una fase blanca que se basa en la computación distribuida: utiliza, en la práctica, los recursos informáticos de todos los VA para dirigir el flujo del tráfico», afirma Hajbabaie.
«Este enfoque es más eficiente y menos propenso a sufrir fallos de comunicación. Por ejemplo, si se interrumpe la comunicación con el semáforo o se produce un retraso, el enfoque de computación distribuida seguiría permitiendo gestionar el flujo del tráfico con fluidez».
Para probar el rendimiento del concepto de fase blanca con computación distribuida, los investigadores utilizaron simuladores microscópicos de tráfico. Estos simuladores son modelos computacionales complejos diseñados para reproducir el tráfico del mundo real, hasta el comportamiento de cada vehículo. Con ellos, los investigadores pudieron comparar el comportamiento del tráfico en intersecciones con y sin fase blanca, así como evaluar cómo influye en ese comportamiento el número de VA participantes.
«Las simulaciones nos revelan varias cosas», afirma Hajbabaie. «En primer lugar, los VA mejoran el flujo del tráfico, haya o no fase blanca. En segundo lugar, si hay VA, la fase blanca mejora aún más el flujo del tráfico. También reduce el consumo de combustible, porque hay menos tráfico de paradas y arranques. En tercer lugar, cuanto mayor sea el porcentaje de VA en el tráfico de una intersección con fase blanca, más rápido cruzará el tráfico la intersección y mejores serán las cifras de consumo de combustible».
Cuando los VA representaban solo entre el 10 y el 30 % del tráfico en una intersección con fase blanca, las simulaciones detectaron mejoras relativamente pequeñas en el flujo del tráfico. Sin embargo, a medida que aumentaba el porcentaje de VA en esas intersecciones, también aumentaban los beneficios.
«Dicho esto, incluso si solo el 10 % de los vehículos en una intersección con fase blanca son autónomos, se producen menos retrasos», afirma Hajbabaie. «Por ejemplo, cuando el 10 % de los vehículos son autónomos, los retrasos se reducen un 3 %. Cuando el 30 % de los vehículos son autónomos, los retrasos se reducen un 10,7 %».
Los investigadores reconocen que los VA aún no están preparados para adoptar mañana mismo el nuevo enfoque de computación distribuida, y que tampoco cabe esperar que los gobiernos instalen semáforos completamente nuevos en todas las intersecciones en un futuro inmediato.
«Sin embargo, varios elementos del concepto de fase blanca podrían adoptarse con modificaciones menores tanto en las intersecciones como en los VA existentes», afirma Hajbabaie. «También creemos que hay oportunidades para probar este enfoque en lugares concretos».
«Por ejemplo, los puertos registran un gran volumen de tráfico de vehículos comerciales, cuyo flujo es especialmente importante. Parece que los vehículos comerciales adoptan la conducción autónoma con mayor frecuencia, por lo que podría haber una oportunidad de poner en marcha un proyecto piloto en ese entorno que beneficie al tráfico portuario y al transporte comercial».
¿Cómo promueve el Foro Económico Mundial sistemas de movilidad sostenibles e inclusivos?
La Plataforma para definir el futuro de la movilidad del Foro Económico Mundial trabaja en cuatro industrias: aeroespacial y drones; automoción y nueva movilidad; aviación, viajes y turismo; y cadena de suministro y transporte. Su objetivo es garantizar que el futuro de la movilidad sea seguro, limpio e inclusivo.
A través de la Coalición Cielos Limpios para el Mañana, más de 100 empresas trabajan juntas para impulsar la aviación mundial con un 10 % de combustible de aviación sostenible para 2030.
En colaboración con UNICEF, el Foro elaboró una carta junto con importantes compañías navieras, aerolíneas y empresas de logística para apoyar a COVAX en la entrega de más de 1000 millones de vacunas contra la COVID-19 a comunidades vulnerables de todo el mundo.
El Proyecto Cero de Transporte de Carga por Carretera y la Coalición P4G-Getting to Zero han generado resultados que demuestran los motivos, los costes y las oportunidades para acelerar la transición al transporte de carga sin emisiones.
La iniciativa Medicine from the Sky está utilizando drones para entregar vacunas y medicamentos en zonas remotas de la India, donde ha completado más de 300 pruebas satisfactorias.
La iniciativa Target True Zero del Foro trabaja para acelerar el despliegue y la expansión de la aviación sin emisiones mediante tecnologías de vuelo eléctricas y de hidrógeno.
En colaboración con la ciudad de Los Ángeles, la Administración Federal de Aviación y la NASA, el Foro elaboró los Principios del cielo urbano para ayudar a implantar la movilidad aérea urbana en ciudades de todo el mundo.
El Foro lideró el desarrollo de la Calificación de Sostenibilidad Espacial para incentivar y promover una gestión de las misiones espaciales y una mitigación de los desechos en órbita más seguras y sostenibles.
La iniciativa Circular Cars está orientando la agenda de políticas de circularidad en la industria automotriz, tras recibir el respaldo de países de la Comisión Europea y del Consejo de Transición hacia Vehículos de Cero Emisiones, y ahora se le ha invitado a apoyar la hoja de ruta política de China.
La red Moving India trabaja con responsables políticos para impulsar políticas de fabricación de vehículos eléctricos, promover la adopción de vehículos de carga por carretera sin emisiones y financiar la transición.
La iniciativa Cuadros de mando de movilidad urbana —dirigida por la Coalición Global para la Nueva Movilidad del Foro— reúne a operadores de movilidad y ciudades para evaluar la transición hacia sistemas de movilidad urbana sostenibles.
Contáctenos para obtener más información sobre cómo participar.
