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Urbanismo

Luz al final la calle

Un simulador tiene en cuenta la personalidad de los conductores para controlar el tránsito

La fuerte conexión entre hombres y automóviles indica que los embotellamientos de tránsito están acá, y vinieron para quedarse. Pero hay científicos que creen que es posible ordenar el caos en el tránsito de las grandes ciudades con la ayuda de la inteligencia artificial. En la Universidad Federal de Río Grande do Sul (UFRGS), el grupo de la investigadora Ana Lúcia Bazzan, docente del Instituto de Informática, desarrolló un simulador de tránsito utilizando un software libre, que se pondrá a disposición de los municipios y de la comunidad académica. La tecnología está siendo sometida a pruebas en Porto Alegre. Algunos datos sobre el tránsito de la ciudad -topografía y conteo de vehículos- ya se han empleado en el ensayo de la herramienta.

Primero se recaban los datos, tales como el flujo de automóviles, la traza de las pistas y la localización de semáforos, así como sus planes de operación. El trabajo del simulador depende, en primer lugar, de la selección de elementos de puntos específicos, y del cálculo de la distribución de vehículos en la malla vial. Hasta ahí, no es novedad: muchos municipios disponen de instrumentos destinados a la obtención de tal información. El siguiente paso es utilizar recursos de la inteligencia artificial, útiles tanto para coordinar los semáforos de acuerdo con el flujo -las conocidas “ondas verdes”- como para identificar los modelos para la toma de decisiones que los conductores utilizan, y tenerlos en cuenta a la hora de prever el tránsito. Esta es la parte más complicada, toda vez que los conductores no se comportan todos de igual modo, tal como presuponen muchos de los sistemas comerciales disponibles. Los modelos de simulación y control utilizados en las grandes ciudades no tienen esto en cuenta. “Analizan en general únicamente los vehículos en movimiento, no los seres humanos que los manejan. Esto porque los modelos existentes suelen ser muy pesados como para hacer simulaciones de ese nivel en tiempo real”, dice Ana Lúcia. Los sistemas de control de tránsito en tiempo real existen desde la década de 1970, pero sólo recientemente la reducción de sus costos permitió que se difundieran en gran escala. En Brasil, los avances de la última década se alcanzaron mediante el uso sistemas caros e importados, como los de las ciudades de São Paulo y Fortaleza.

Teoría de los juegos
En las investigaciones en que Ana Lúcia participó en Alemania, entre 1999 y 2002, fueron claves para comprender esa ecuación. Merced a un convenio entre la UFRGS y el Instituto de Física de la Universidad de Duisburg-Essen, en el marco del proyecto Simulation of Social Agents in Traffic (Sociat), Ana Lúcia se juntó al grupo del profesor M. Schreckenberg, coautor de un modelo de microsimulación de tránsito, para introducir la variable del comportamiento de los conductores en ese modelo. La colaboración comprendió varios proyectos. En Alemania surgió el proyecto tripartito Survive, que contó con la participación de Reinhard Selten, de la Universidad de Bonn, vencedor del Nobel en 1994 por su contribución en el área de teoría de los juegos. El proyecto llevó adelante experimentos con cobayos humanos en situaciones de elección de ruta, con el objetivo de extraer patrones de comportamiento. El resultado, al margen del desarrollo del simulador, contempló el estudio de diversos tipos de personalidad de los motoristas en escenarios de elección de ruta. En Brasil surgió el Sistema Integrado de Simulación, Control y Optimización de Tránsito (Siscot), un proyecto destinado a desarrollar a infraestructura básica de simulación, previendo la extensión de las reglas del autómato para contemplar a conductores de diversos tipos. A partir de 2003, con el fin del Siscot, las actividades siguieron en el Sistema de Información y Control para la Movilidad Urbana (SincMobil), coordinado por investigadores de la Universidad Federal de Santa Catarina. El Sociat, el Siscot y el SincMobil contaron con el apoyo del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, el CNPq.

Esa tecnología se está utilizando con éxito para pronosticar embotellamientos en autopistas de Alemania, en los alrededores de la ciudad de Colonia. Los ingenieros de tránsito suelen calificar a las condiciones de tránsito dividiéndolas categorías tales como: fluido, congestionado y un estadio intermedio, conocido como flujo sincronizado. La novedad en el modelo consistió en considerar los matices de personalidad, que comprenden desde conductores agresivos, que cambian constantemente de franja, hasta aquellos excesivamente defensivos, o los que frenan por cualquier motivo -aceleraciones y desaceleraciones, como es sabido, interfieren en la fluidez. El modelo incluye la variable de comportamiento en sus cálculos, y eso se hace mediante tecnologías del área de agentes y sistemas multiagentes -un campo de la inteligencia artificial que, entre otras, se dedica a coordinar agentes autónomos que poseen conocimiento y pericia limitados. En el caso del modelo de simulación, los agentes son tanto los conductores como otros elementos del escenario -en particular los semáforos, que deben coordinarse para formar ondas verdes u otras formas de control.

Estos modelos funcionan tanto en áreas urbanas como autopistas. En las carreteras, como no hay semáforos, el objetivo es menos el control y más el pronóstico: el sistema en Colonia informa por internet las condiciones de tránsito en la hora siguiente, con el 90% de acierto. Pero el experimento comienza a ser víctima de su propio éxito. Como miles de personas visitan el sitio diariamente, se observan los cambios en el patrón de comportamiento de los conductores, con riesgo de comprometer las previsiones.

Ésta es la principal limitación de cualquier sistema de ordenamiento del tránsito. “Dejan de funcionar bien cuando alguien intenta burlarlos”, dice Ana Lúcia. “Es aquella cosa de los embotellamientos en las carreteras a la madrugada en la víspera de un feriado, porque muchos conductores tuvieron una misma idea, con la esperanza de escapar del embotellamiento al día siguiente”, afirma. Desde la década de 1970, las emisoras de radio empezaron a suministrar informaciones sobre el tránsito a los conductores. Cuando todos tienen acceso a la misma información, su capacidad de ayudar se ve neutralizada. La cantidad cada vez mayor de coches, que es el origen de los problemas de tránsito, neutralizó a su vez las grandes reformas viales hechas en las metrópolis entre los años 1960 y 1980, y conspira contra la eficacia de cualquier intento de ordenamiento. Se estima que el parque nacional de automóviles asciende a 29 millones de vehículos. En 1970 era de 3,1 millones.

Una cuestión multidisciplinaria
“En el universo urbano o en las carreteras, un sistema absolutamente impersonal de señalizaciones solamente puede operar con eficiencia cuando sus usuarios siguen la norma de la igualdad ante la ley, y con ello respetan los movimientos, unos y otros. La gramática del tránsito, como toda regla fundada en el individualismo igualitario, es un código que privilegia el derecho de quien llega primero”, observó el antropólogo Roberto da Matta, en el artículo “Tránsito, igualdad y jerarquía” publicado en el diario O Estado de S. Paulo. Para Da Matta, los índices de muertes en el tránsito en el país resultan, en buena medida, de la costumbre nacional de desafiar esas reglas. “En Brasil, obedecer las reglas de esa competencia cotidiana es algo molesto y casi siempre ofensivo”. Este comportamiento agresivo, que no es exclusividad brasileña, se está teniendo en cuenta ahora. Por eso es que se trata al tránsito como cuestión multidisciplinaria. Principalmente en Europa, se han planteado diversas medidas, bajo la forma de sistemas inteligentes de transporte (ITS o Intelligent Transportation Systems) y sistemas avanzados de información al usuario (Atis ou Advanced Traveler Information System). “Pretenden suministrarle al usuario de sistemas de transporte informaciones dinámicas referente a rutas, estacionamientos y accidentes, lo que ayudaría a disminuir los embotellamientos y la agresividad”, dice Ana Lúcia. “Estas medidas se suman a los métodos tradicionales, con los cuales los ingenieros de transporte operan, pero que no ocupan el lugar de un equipo multidisciplinario, como el del proyecto Survive, donde físicos, científicos del área de la computación y economistas ligados al área de comportamiento individual actuaron juntos para operar con la cuestión de la elección de ruta.”

Código abierto
El intercambio entre Brasil y Alemania rindió otros frutos, como la venida a Brasil de investigadores del grupo del profesor Schreckenberg y de la Universidad de Würzburg, sumada a una tesis doctoral en Alemania y dos tesinas de maestría de alumnos de la UFRGS. Estos últimos están iniciando sus doctorados en este semestre -una alumna en la UFRGS y otro en Alemania. El simulador está sendo licenciado como código abierto, para su distribución a otros grupos de investigación. Ana Lúcia, egresada de la escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo, máster en ciencia de la computación de la UFRGS y doctora en el área de sistemas multiagentes por la Universität Karlsruhe, de Alemania, lamenta que no existan, fuera de la ingeniería, muchos investigadores en el país interesados en ese campo del conocimiento. “Poca gente de las áreas de psicología y sociología se interesa en el tema”, dice Ana Lúcia, que trabaja también con otras aplicaciones de inteligencia artificial y sistemas multiagentes, como en bioinformática, para anotación de genomas.

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