Planificación del tráfico en las ciudades con modelos precisos
Investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) han desarrollado una herramienta de simulación para crear modelos detallados de todo, desde cruces de tráfico hasta ciudades enteras, con el fin de responder a diversas preguntas sobre movilidad. Vamos de compras, al trabajo o de vacaciones. Los trenes transportan mercancías a largas distancias, los camiones abastecen las obras con nuevos materiales o los comercios con mercancías. La movilidad es una necesidad humana básica y también un factor global importante. Sin embargo, las intersecciones y el trazado de las carreteras son diferentes en cada lugar. Cuando los planificadores de tráfico y carreteras conciben nuevos proyectos, como la electrificación del transporte local, la implementación debe adaptarse a ellos.
En este sentido, los modelos digitales resultan muy útiles. Los investigadores de la TUM han desarrollado el software City Mobility Simulator (CityMoS), que permite crear y calcular simulaciones detalladas de ciudades enteras en ordenadores estándar.
CityMoS se desarrolló en Singapur en “TUMCREATE”, una plataforma de investigación multidisciplinaria. Se trata de las instalaciones de investigación de la TUM en el “Campus de Excelencia en Investigación y Empresa Tecnológica” (CREATE), y la mayor parte de sus investigaciones están financiadas por la Fundación Nacional de Investigación de Singapur. TUMCREATE colabora con universidades asociadas como la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU), instituciones de investigación públicas y privadas, así como con socios de la industria. Con su campus de estudios TUM Asia, la TUM está presente en Singapur desde 2002.
El Dr. David Eckhoff lleva casi diez años en Singapur como científico principal responsable del simulador en varios proyectos. “El tráfico es un resultado de la movilidad y, por muy diferentes que sean los pueblos o las ciudades, también lo son los requisitos de la planificación del tráfico”, explica. “Nuestro simulador puede responder a esto muy bien”.
Computación paralela para precisión a escala
Las simulaciones de áreas más grandes, como ciudades enteras, generalmente se basan en fórmulas matemáticas o modelos de movimiento simplificados. También existen modelos microscópicos, es decir, representaciones muy precisas en las que se muestra el comportamiento de cada vehículo, como su aceleración, frenado y cambio de carril detallados. Como este nivel de detalle requiere una gran capacidad de procesamiento, estas simulaciones de alta resolución solo se podían utilizar anteriormente para áreas más pequeñas, como intersecciones o distritos urbanos.
Aquí es donde entra en juego CityMoS: David Eckhoff y su equipo han desarrollado su herramienta de simulación inteligente de forma que todos los procesadores de los ordenadores se utilicen de forma simultánea y eficiente para llevar a cabo una simulación. Como resultado, se pueden crear simulaciones detalladas de ciudades enteras y su tráfico en ordenadores normales. El software también puede simular varios aspectos de la movilidad simultáneamente: analiza el comportamiento de los viajeros, tiene en cuenta el transporte público e incluso incluye el comportamiento de carga de los vehículos eléctricos; en otras palabras, abarca todos los factores de movilidad, no solo el tráfico.
La amplia gama de aplicaciones de CityMoS dio a David Eckhoff y a dos de sus colegas la idea de comercializar su producto. En 2020, fundaron “intobyte” en Singapur. Ahora tienen clientes tanto en Asia como en Europa que utilizan sus servicios y software.
La calidad de los datos es crucial para la simulación
Desde 2012, la ciudad-estado de Singapur ha sido el primer campo de pruebas del simulador. En aquel momento, los científicos de TUMCREATE que trabajaban en el proyecto estaban bajo la dirección del profesor Alois Knoll, de la Cátedra de Robótica, Inteligencia Artificial y Sistemas Integrados de la TUM. Ahora existe un gemelo digital completo de la ciudad, que se está utilizando para investigar diversas cuestiones: ¿Dónde deben ubicarse las estaciones de carga para la electrificación del tráfico de mercancías y comercial? ¿Qué hay que tener en cuenta a la hora de electrificar las flotas de autobuses? ¿Cuándo y cuánta electricidad hay que planificar para la carga de vehículos?
Independientemente de las preguntas que la herramienta ayude a responder, los datos subyacentes siempre son decisivos. “Si solo se dispone de datos incompletos o inexactos, existe el riesgo de que una simulación no tenga sentido. Los datos son la base de las soluciones inteligentes; afortunadamente, se han producido muchos avances en este ámbito en los últimos 10 años”, afirma Eckhoff.
Los datos pueden proceder de diversas fuentes: de socios comerciales como fabricantes de automóviles, de semáforos inteligentes, de agencias gubernamentales o de encuestas ciudadanas. Singapur es un lugar ideal para los investigadores: la Autoridad Nacional de Transporte Terrestre pone a disposición del público gran parte de los datos en su “DataMall”, que ayuda a los investigadores a modelar la ciudad.
Plataforma de investigación para el intercambio internacional
Los investigadores de TUMCREATE también se benefician de las sucursales de las instituciones de investigación más importantes del mundo, como el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la Universidad de Cambridge y la ETH de Zúrich, ubicadas en el mismo campus. «En el campus de CREATE las distancias son cortas, lo que facilita la colaboración con los mejores científicos», afirma el Dr. Eckhoff. «Para los jóvenes investigadores que trabajan aquí, esta es una gran oportunidad para desarrollar su red científica y trabajar en cuestiones de investigación de vanguardia». TUM News. Traducido al español
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