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Hackeando el tráfico vehicular...

Ciudad de México (o cualquier otra metropoli sobresaturada). Viernes de quincena. 7.30pm...

Saliste del trabajo, y te diriges al lugar en el que decidiste pasar el inicio de tu fin de semana: tu casa, el cine, un restaurante o bar con los amigos, una cita con tu novio/a...

El problema es que, aunque era de esperarse, no te esperabas (como nadie en esa avenida importante que tú misma/o tomas), que varias cuadras más adelante la situación del tráfico vehicular se volviera tan crítica, que ahora todo está hecho un nudo apretado, más que uno marino, y no te puedes mover ni para adelante ni para atrás, ni para los lados vaya...

Estás atorado. ¿Qué haces?...

(necesario y espero que no tan aburrido) Breviario cultural (a.k.a. Paso 1: entiende el sistema)

El tráfico, como muchas otras cosas, resulta que también se puede ver como un sistema. Y como cualquier otro sistema, tiene la propiedad de ser 'hackeable'. ¿Cómo hackear el tráfico para mejorar tu situación?

En principio, una forma de ver el tráfico como 'sistema', es entenderlo como un grupo de partículas que interactúan entre sí. Es como lo que ocurre en una tubería (de gas, agua o lo que sea), en donde cada molécula de la sustancia que viaja en el tubo es equivalente a cada vehículo que viaja, en vez de por un tubo, por una avenida. Luego entonces, hay que entender cómo interactúan entre sí esas partículas, para entender cómo funciona el sistema, ¡desde esta perspectiva claro!

En un fluído, o más bien flujo, intervienen 2 factores principalmente: la densidad de las partículas (es decir, en nuestro ejemplo vehicular, qué tan apretados están los vehículos entre sí), y el flujo mismo, es decir, qué tan rápido fluyen las partículas.

Lo interesante aquí (aunque tal vez obvio, una vez que se piensa en ello) es que el flujo, la rapidez con que fluyen las partículas, está en función de la densidad de las mismas. En palabras claras, a más vehículos, más tráfico. Ésta situación se ve reflejada por la clásica gráfica de flujo vehicular, que nos muestra como durante un pequeño momento inicial en que la densidad es baja, esta puede ir creciendo sin problemas, e incluso el flujo irá creciendo. Pero llegados (más pronto que tarde) a un pico crítico, el flujo comienza a descender, hasta que se vuelve casi nulo conforme la densidad se incrementa. ¿Tiene esto o no similitud con lo que vivimos diariamente en ciudades como la capital de México?

Gráfica de flujo contra densidad vehicular

Aprovechemos entonces que sabemos que el trafico se comporta asi, en palabras (espero) más sencillas: a mayor cantidad de carros, más tráfico mientras que a menor cantidad de carros menos trafico (o: a mayor densidad vehicular menos flujo y a menor densidad más flujo). El objetivo último que perseguiremos será entonces disminuir de alguna manera (legal, claro :P) la densidad vehicular, ya sea distribuyéndonos en donde haya menos densidad, ya sea 'desapretando' los carros para lograr mejor flujo.

Distribuyéndose (a.k.a. Paso 2: primera aproximación)

¿Cómo puede entonces aprovecharse este conocimiento para mejorar la situación de un automovilista? He ahí el sentido del título de este post... ¿cómo hackear el tráfico vehicular una vez atorados en él?

En realidad, toda una avenida podría verse como un gran tubo por el que circulan los carros, que de manera general tiene una densidad de vehículos y por lo tanto cierto flujo. Pero tambien podriamos acercanos un poco y ver que ésto pasa exactamente igual por cada carril que tenga la avenida. En otras palabras, si un carril de la avenida está muy saturado (y por lo tanto con poco flujo), mientras que otro carril está menos saturado (y por lo tanto con mayor flujo), luego entonces la conclusion puede parecer obvia:

Cambiarse de carril, de uno de mayor densidad a otro de menor densidad.

Sin embargo, hay que tomarse esta recomendación con cuidado. Muchas personas agarran fama al conducir de ir saltando de carril en carril según les convenga. Ésto, como veremos más adelante, aunque parezca beneficiar al conductor, en realidad es un perjuicio contra el resto del flujo vehicular. Y como aquí somos socialmente conscientes, no vamos a recomendar una solución que, además, es peligrosa para el conductor mismo y sus pasajeros.

¿Cuál es entonces la recomendacion en este punto? Si lo resumieramos en una frase, sería: "Distribuir la densidad de vehículos de manera que sea lo más uniforme en todos los carriles". Es decir movernos a otros carriles con menor densidad si así nos conviene (por la ruta que llevemos, jamás convendrá cambiarse a un carril cuando estamos próximos a una salida que debemos tomar). Nosotros, claro, notaremos una mejora en nuestro desplazamiento, pero de nuevo: insistir en estar siempre y a la menor oportunidad en el carril de mayor flujo puede provocar más trafico a los demás vehiculos, además de accidentes. La idea es buscar un estado en el que todos los carriles tengan aproximadamente la misma densidad, y el mismo flujo. Con esto conseguiremos, al menos, que de forma parejita toda la avenida por la que circulemos tenga en su conjunto la menor cantidad de tráfico posible.

Aunque parezca que eso conduciría a una avenida mucho más saturada, vamos a aplicar un poquito (realmente muy poquito) de matemáticas para comprobar que no sería así:

Supongamos que, en una avenida de 4 carriles (no se, el periférico de la ciudad de México), se tienen las siguientes densidades en cada carril:

  • Carril 1: 80%
  • Carril 2: 90%
  • Carril 3: 75%
  • Carril 4: 85%

Si repartimos las densidades de manera equitativa entre los cuatro carriles, tendríamos en promedio: 82.5% de densidad en los cuatro carriles. Que es apenas la misma que la del carril 1, un poco mayor que la del 3, pero para beneficio del resto de la avenida, los carriles 2 y 4 tendrían mucho menos densidad. Si asumimos que el estado de ánimo también influye en la forma en que pasamos a través del tráfico, será claro ver que, si notamos que TODA la avenida avanza parejo a una densidad menor que la que se tenía antes, lo pasaremos mejor que si notamos la avenida más saturada en algunas partes, cuidándose de que no se te metan y demás.

Esta solución, claro, tiene su truco: implica que todos los vehículos se movieran de carril para lograr una densidad pareja. Sin embargo, aunque no es una situación realista, al menos puede servir de incentivo pensar que, si yo muevo mi carro a un carril determinado, lograré para mí y para los que traigo atrás, así como para los del carril que dejé atrás, una situación que puede resultar más confortable...

Y aquí cabe una nota más: al viajar por avenidas que incluyen transporte público, he notado que mucha gente evita los carriles por donde viaja el transporte público, precisamente porque, además de que suelen ser unos cafres, sus paradas continuas provocan una situación de tráfico mucho más aparente en sus carriles que en otros. Sin embargo, hay ciertas condiciones, cuando el tráfico es mucho, pero no tanto para estar completamente detenido, en que si mucha gente prefiere viajar por los carriles de alta velocidad de por sí saturados, conviene mucho más viajar por los carriles del transporte público. OJO: como dije, depende de las condiciones, pero llega a darse el caso en que se viaja más cómodo y rápido en estos carriles que en los otros en donde ya hay saturación del flujo.

Pasemos a la siguiente propuesta...

¡Qué onda con el tráfico! (a.k.a. Paso 3: un poco más de información)

Otra característica del tráfico vehicular es que, como en muchos otros fluídos, viaja a través de ondas, muy apropiadamente llamadas ondas de tráfico.

  • Imaginemos que viajamos en una calle de un único carril (para simplificar), en el cual viajan como en 'convoy' una serie de 10 vehículos, numerados del 1 al 10. Todos viajan parejitos, a velocidad constante y separados por una distancia de aproximadamente el largo de un vehículo entre sí.
  • Ahora imaginemos que el conductor del vehículo #3 reduce la velocidad por alguna circunstancia. Tal vez se le ocurrió excavar entre sus discos compactos para poner su música preferida.
  • Esto, por un lado, provocará que los vehículos 1 y 2 se comiencen a alejar, y por otro lado además del posible enojo de los vehículos 4 a 10, provocará que también se tengan que ir frenando. Se comienza a detener el vehículo 4, y por ello el 5 también debe comenzar a frenar momentos después.
  • En eso, antes de que el vehículo 6 comenzara a frenar, resulta que el conductor del vehículo 3 vuelve a acelerar porque ya encontró su pista favorita y se aleja...
  • A estas alturas seguramente el conductor de 6 ya tuvo que ir frenando, pero a la vez el conductor de 4 ya pudo acelerar. Mientras el 5 también acelera, el conductor de 7 tiene que ir frenando también.
  • Por último, El conductor de 6 acelera, el 7 también, y como justo ahí el 8 iba a tener que frenar, pero ya no tuvo que hacerlo, todos siguen su curso normal
ondas de tráfico

Esto fue una onda de tráfico en acción. Lo mismo se puede observar si, ante un semáforo que está en rojo, de pronto se pone en verde y no por ello todos los vehículos avanzan a la vez, sino que primero avanzan los de adelante, momentos después los que les siguen, y así sucesivamente hasta que todos los vehículos se están moviendo parejito. (Lo cual, además, hace inútil los bocinazos de claxon de los sujetos que están atrás: no por mucho tocar el claxon ante un semáforo que se pone en verde, los vehículos van a poder avanzar más rápido, pues no lo podrán hacer hasta que los que están adelante de ellos lo hagan... a menos que esos sujetos del bocinazo sean militares y piensen que todos debemos saber movernos parejito... XD)

Una característica de las ondas de tráfico (como de hecho de todo tipo de ondas) es que éstas se desplazan (sí, así como el sonido, sólo que en sentido inverso). Como vimos en el ejemplo, el vehículo detenido (3), provocó que los detenidos fueran 'yéndose' hacia atrás, hasta alcanzar al vehículo 7, a pesar de que al momento en que el vehículo 7 tuvo que detenerse, el 3 ya estaba en movimiento. Tal vez esta imagen ilustre mejor esa situación:

desplazamiento de una onda de tráfico

Las ondas de tráfico son el comportamiento esencial del tráfico vehicular para situaciones de flujo que podemos considerar de lento a detenido (en situaciones de flujo rápido a medio las ondas casi no se dan y de todas formas en situaciones así no nos afecta tanto que el flujo vaya a esa velocidad, pues no se 'siente' el tráfico). Por ello, vamos a concentrarnos en cómo aprovechar o mejorar (y hackear) las ondas de tráfico, para mejorar nuestro confort (y posiblemente el de los demás conductores) durante situaciones de tráfico vehicular lento a casi detenido...

Haciendo espacio (a.k.a. Paso 4: segunda aproximación)

Leí alguna vez en un sitio en internet que ahora ya está muerto, sobre un tipo de Seattle que descubrió esto por cuenta propia, y lo comenzó a aplicar en una autopista que le llevaba al interior de su ciudad, en horas en que el tráfico se hacía insoportable. Con un poco de destreza, puede llegar a aplicarse también dentro de la ciudad, dependiendo las condiciones...

Para quien ha viajado en transporte público en la ciudad de México, le será conocida la sensación cuando algún chofer desesperado metido en tráfico muy denso, intenta sin lograrlo avanzar más y más 'empujando' a los carros de adelante. En cuanto avanzan los vehículos de adelante, acelera mucho y como el tráfico es mucho también, casi inmediatamente debe detenerse. Esos 'empujones' no solamente son una molestia para los pasajeros que quisiéramos pasar por el tráfico lo mejor posible, ya sea durmiendo, leyendo o platicando, sentados o de pie, sino que además son una completa pérdida de tiempo, desgaste para los frenos y motores de las unidades, y causa de estrés tanto para chofer, pasajeros como incluso para los conductores de vehículos vecinos.

La lección a aprender aquí es que, como vehículo particular (o de cualquier otro tipo), lo mejor es no andarse 'empujando' (ni severamente como los transportistas, ni siquiera ligeramente como ya lo hacen algunos particulares). ¿Por qué? por las ondas de tráfico...

Un 'empujón' no es otra cosa que un avance de una onda de tráfico, pero muy pequeña y muy efímera, que con el frenón inmediato provoca que la onda se vaya prolongando más y más hacia atrás conforme los vehículos de atrás también se mueven al mismo ritmo de empujones. Lo ideal para viajar confortablemente, a pesar del tráfico, sería un flujo más o menos parejito, sin frenones (ni dolores de nuca posteriores). ¿Cómo lograrlo?

Lo que este sujeto de Seattle descubrió fue lo siguiente: manteniéndose sobre un mismo carril, si los vehículos de adelante avanzaban, en lugar de perseguirlos inmediatamente (dando 'empujones'), esperaba a que se hiciera una brecha más o menos larga (en autopista es más fácil hacer la brecha larga, en ciudad considero que tendría que ser más corta). Una vez con una brecha larga, comenzaba a avanzar, pero no a toda velocidad para tener que frenar de golpe al llegar a los vehículos de adelante que, alcanzados por otra onda de tráfico habrían tenido que frenar, sino que avanzaba a una velocidad más o menos lenta, pero justa para que cuando llegara detrás de los vehículos que tenía adelante, estos ya estuvieran avanzando sobre la siguiente onda de tráfico. De esa forma, en un par de ciclos de ondas de tráfico, y a pesar de que no por ello llegaría más rápido a su destino (ni más lento, el tráfico es el tráfico y nada podía hacer al respecto), lograba al menos mantenerse fluyendo, a velocidad menor pero de manera más confortable por estar en constante movimiento.

Sorprendentemente (al menos para los neófitos en el tema), después de sincronizarse correctamente con el flujo de las ondas de tráfico, este sujeto se daba cuenta, al voltear por el retrovisor, que su carril fluía constantemente gracias a su simple acción. Tal vez a aparente menor velocidad que el resto de carriles que se dejaban llevar por los empujones a los que los orillaban las ondas de tráfico, y sin embargo más tranquilo, y muchas veces llegando al mismo tiempo o antes que los vehículos de los otros carriles. El respaldo teórico detrás de esta solución se encuentra, precisamente, en las ondas de tráfico: podría decirse que esperando un poco, la onda de tráfico se cura, o más bien se provoca que su amplitud sea mayor, logrando así una sensación de mayor flujo a pesar de que la velocidad o el tiempo de llegada fuera el mismo. (En otras palabras, sucede lo que le pasó a los vehículos de nuestro carril imaginario: la onda provocada por 3 se terminó desvaneciendo al punto de que ni 8 ni 9 ni 10 sintieron dicha onda).

Aquí este sujeto hacía una observación: es obvio pensar que, si uno deja una brecha larga, los vehículos de los carriles aledaños aprovecharían para meterse en el propio carril, adelante de uno, dejando menos espacio. ¿Su recomendación? Dejarlos ser, no faltarán los desesperados, o peor aún los que se imaginan que están en unas carreras de autos en que deben llegar más rápido (a ninguna-parte digo yo...) que los demás. ¿Por qué? porque el chiste aquí no es llegar más rápido, ya que el tráfico provocará que todos lleguen al mismo tiempo: tarde. La diferencia es la calidad con la que se quiere pasar por ese trauma: estresado, empujando, sintiéndose inferior porque se meten delante de ti o superior porque te metes para que al final y al cabo no seas ni más ni menos que nadie... o confortable, tranquilo, fluyendo... Además, este tipo notó que a pesar de ello, sí había gente que se metía inútilmente en carriles de por sí saturados más adelante, pero la gran mayoría se quedaba en sus carriles, pues entendía que no valía la pena. (Meterse a otro carril podría considerarse una opción de la primera aproximación que ya mencionamos, pero cuando la densidad ya es pareja en todos los carriles de la avenida, y las únicas brechas aparentes de densidad son como burbujas provocadas por las ondas de tráfico como aquí se ilustra, lo mejor es ni moverle...)

Y aquí cabe muy bien la observación que ya hicimos en la aproximación anterior (la de mejorar las densidades cambiándo a carriles de menor densidad). Los conductores que se sienten muy vivos o muy intrépidos o que la ciudad no los merece ni a sus vehículos que podrían correr mucho más que los otros, acostumbran irse metiendo entre vehículos cambiando de carriles a diestra y siniestra según les convenga. Entre más rápido hagan la maniobra, más se sienten conductores de Fórmula 1. Además del evidente riesgo de provocar accidentes, tenemos aquí un inconveniente más: al meterse delante de otro vehículo de manera poco educada provoca, cuando menos, que este otro vehículo deba frenar, generando así una nueva onda de tráfico para los vehículos detrás de él en su mismo carril. Y esto, al final, genera más tráfico... gracias Alain Prost, pero mejor bájale antes de que te mates y nos mates también...

La importancia del uno en uno (a.k.a. Paso 5: tercera aproximación)

Esta otra recomendación también la descubrió nuestro amigo feliz conductor de Seattle, y se basa también en las ondas de tráfico.

Se puede aplicar tanto para cambiar de carril, como sobre todo para integrarse en avenidas. Provoca que tanto la avenida misma no genere ondas de tráfico innecesarias, como que la calle de la que vienen los vehículos que se integran también no genere ondas.

Para ilustrarlo, veamos la siguiente imagen:

El funcionamiento del zypper es el perfecto ejemplo del 'uno y uno'

Esto es un simple y sencillo zypper, o cierre. Uno de los principios por los que se rige es que, para funcionar al momento de cerrar, los dientes de una y otra hilera deben ir intercalándose uno y uno para embonar y así lograr un cierre perfecto.

Y esta situación es justamente la ideal en cambios de carril o integración a avenidas. Si los conductores entendiéramos este principio lograríamos dos cosas:

  1. Menos estrés para nosotros, los de atrás y los que se integran, y
  2. Un flujo óptimo tanto en la avenida como en la calle que se integra a la misma (o en caso de cambio de carril, en ambos carriles involucrados).

OJO: dije óptimo, no más rápido. El problema con el estrés que provoca la ciudad es que nos hace la ilusión de que en realidad debemos llegar más rápido, y si se puede antes que los demás, a donde quiera que vayamos. Relájate amigo, amiga, de todas formas vas a llegar...

¿Cómo se logra? Igual que con las otras aproximaciones: con civilidad, respetando... Si logramos sincronizar el uno a uno en estas situaciones, el flujo sería, valga la redundancia, fluido...

Y por último, una última recomendación. A veces las cosas no salen como uno espera, a veces la gente esta demasiado estresada y no coopera, a veces viajamos en transporte público y dependemos del chofer para que las cosas mejoren, o empeoren. ¿Qué hacer? De nuevo, relajarse... lee, duerme, platica, haz recuento de tu día, haz oración, qué se yo, pero no te estreses más...

Y si deseas más información, te recomiendo aquí algunos links:

Ondas de tráfico - del blog 'Laboratorio de Arturo'

Simulador de tráfico (y otros simuladores del mismo sitio aquí) - applets en Java que simulan varias situaciones comunes de tráfico vehicular, utilizando modelos matemáticos

Modelo de Nagel y Schreckenberg - basé la tesis de mi maestría en este modelo de autómatas celulares

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