Los modelos matemáticos que se emplean para la simulación, se pueden clasificar de diferentes formas, si se toman en cuenta diferentes tipos de elementos.
Desde el punto de vista del proceso de selección de trayectos, estos modelos pueden ser determinísticos o estocásticos; si el fundamento se basa en la forma como se obtienen las soluciones, se tienen de tipo analítico o de simulación; en términos de la incorporación de efectos dinámicos del tráfico, pueden ser estáticos o dinámicos; si se observa desde la perspectiva del nivel de detalle de los elementos a ser modelados, estos se clasifican como macroscópicos, mesoscópicos y microscópicos.
A continuación, se corresponde a realizar una descripción de los modelos clasificados en función del último criterio.
Figura 39: Modelos de simulación
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6.2.1.1 MODELOS MACROSCÓPICOS
Estos modelos, se emplean básicamente para la descripción y el análisis integrado del comportamiento de las corrientes de tráfico vehicular, representándolo a gran escala. Estos análisis, se basan en la premisa de que las corrientes de tráfico son un medio con carácter continuo.
Para poder estudiar el comportamiento de un flujo vehicular, el modelo macroscópico aplica leyes de la hidrodinámica, es decir, que el tráfico que circula a través de la red vial es considerado como un fluido unidimensional, razón por la cual, se conoce también como analogía hidrodinámica del tráfico. Por lo anterior, no son los más apropiados para estudiar comportamientos dinámicos de tipo discreto, al no considerar los automóviles desde una visual individual, sino en un conjunto global como tal.
La simplicidad de este modelo - por decirlo de alguna forma - , posibilita su empleo en las investigaciones que se realizan para implementar estrategias de optimización de sistemas de control del tráfico. Esto, tiene que ver con la construcción de modelos analíticos que establezcan relaciones entre las principales variables involucradas en la corriente del tráfico, representando los cambios que se producen en las condiciones de circulación a lo largo del tiempo. Este enfoque, precisa en forma considerable menos requerimientos computacionales que los modelos con enfoque microscópico.
6.2.1.2 MODELOS MESOSCÓPICOS
En este ítem, el comportamiento de los vehículos se describe por conjuntos o pelotones de vehículos, considerando fundamentalmente, el comportamiento de los conductores a través del espacio y el tiempo, sin examinar de forma especial el comportamiento de los otros vehículos. Se considera en una escala intermedia entre los dos modelos que forman parte de este criterio, combinando propiedades de ambos modelos.
Los modelos mesoscópicos de tráfico, conservan en su tipología ciertos niveles de segregación en la forma como representan la entidades de flujo y de las interacciones entre ellas.
Al igual que en los modelos microscópicos, la unidad del flujo del tráfico es el vehículo individual, no obstante, su movimiento sigue el comportamiento del enfoque macroscópico y, está dado por la velocidad promedio del viaje a través del enlace.
Estos modelos, presentan características adecuadas para analizar las redes viales interurbanas, no obstante, presentan limitaciones en el ambiente de medios urbanos.
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6.2.1.3 MODELOS MICROSCÓPICOS
Con los constantes avances en materia de recursos computacionales, la implementación de modelos microscópicos de simulación para la evaluación de proyectos de transporte y diagnósticos operativos es cada vez más frecuente.
Estos modelos, son utilizados con hábito para efectuar el ejercicio de analizar el rendimiento actual de una vía a partir del uso de información de patrones conocidos del tránsito que, de otro modo sería muy complejo estimar si se emplean los métodos convencionales de recolección de datos o los métodos analíticos de la ingeniería de tráfico. Asimismo, los modelos microscópicos, también se emplean para predecir el rendimiento futuro estimado en una vía que va a ser sometida a cambios en diferentes aspectos como: la demanda de volúmenes vehiculares o de los patrones de viaje, cambios propuestos en la configuración geométrica de la vía – como ampliación de la misma o rediseño – o posibles estrategias de control y gestión de la operación del tráfico urbano.
Los modelos microscópicos, se caracterizan además de otras cosas, por analizar el comportamiento del flujo del tráfico vehicular desde un plano individual, reproduciendo la dinámica de cada vehículo a través de la red, basado en las características de los vehículos y de los conductores, proporcionando al usuario una observación muy puntual del comportamiento operacional de la red vial, lo cual es un mecanismo de gran valor para entrar a analizar el funcionamiento del sistema cuando se somete a modificaciones específicas en las características de la infraestructura viaria o de demanda vehicular. Estos modelos de microsimulación, debido a su profundidad de análisis, permiten una comprensión detallada de los sistemas de transporte urbano individual y colectivo.
La microsimulación cuenta con una magnifica ventaja, dado que las situaciones objeto de estudio son reproducidas en una realidad virtual tridimensional, posibilitando esto, la visualización con un alto grado de detalle de los comportamientos operativos y su eventual reproducción en video con un notable nivel de percepción de la realidad. De igual forma, las escenas animadas que son generadas, constituyen una herramienta que proporciona señales de diagnóstico valiosas durante la etapa de desarrollo del modelo, que a su vez aumenta la confianza del usuario de la simulación en la validez de los resultados arrojados por el modelo resultante.
La aplicación empleada en este proyecto, concede la posibilidad de simular diversos tipos de infraestructuras complejas como intercambiadores, glorietas, puentes, rampas, puestos de control, etc.
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Tabla 20: Facultades de los modelos de simulación microscópica
LOS MODELOS MICROSCÓPICOS POSIBILITAN
No tener límites en el tamaño de la red en estudio. Visualizar y simular simultáneamente.
Visualización tridimensional. Editor de la red gráfico e intuitivo.
Colección de datos estadísticos comprensivo. Modelación integrando zonas urbanas y autopistas.
Fuente: Elaboración propia