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El congestionamiento vehicular es un problema que afecta a una enorme cantidad de comunidades y muchas veces es por ineficiencia en la distribución de los tiempos de semáforos, ya que estos no se adaptan a los cambios de tráfico, sino que funcionan independientemente. Con una red inteligente de sensores para el control de tráfico se propone aliviar este conflicto optimizando el tiempo y control de los semáforos en base a los datos adquiridos constantemente sobre el flujo de vehículos en la vía.
Este problema va más allá de un disgusto por tardar mucho en una colas, estudios en ciudad de México demuestran que los capitalinos pierden 3.3 millones de horas al día estancados en el tráfico, lo que, según varias organizaciones civiles, se traduce en, al menos, pérdidas económicas por 33 mil millones de pesos al año, casi 2 mil 500 millones de dólares. Si bien hay muchos otros factores influyentes como el crecimiento excesivo del parque automotriz sin que lo mismo suceda con las vialidades, o también incluso la planificación urbana, el proyecto propuesto puede de igual manera contribuir a la solución ya que incluso ligeras mejoras pueden significar sumas muy significativas de ahorro y productividad.
Estudiando el caso mas pequeño de control de trafico, nos podemos enfocar en una intersección simple en un solo sentido vehícular.
En este caso se pueden apreciar las variables principales de control de trafico, las dos mas importantes son:
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La cantidad de vehículos que transitan durante un periodo de tiempo permitido por el semáforo.
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La cantidad de vehículos que se acumulan en el semáforo durante un periodo de tiempo de espera.
Esto es debido al transito vehícular presente, ya que nunca es constante, si no que depende de las llamadas "Horas pico" las cuales hacen colapsar algunos sectores de la ciudad. Estas se presentan en distintos sentidos dependiendo del horario, por lo que no siempre es el mismo tiempo ni flujo de vehículos. Por lo que si se realiza un control de los tiempos de la intersección de semáforos, esta presentara un flujo vehícular promedio mucho mas optimo, evitando en su mejor medida la congestión de vehículos en los canales. También se pueden establecer otros usos como realizar una clasificación de los vehículos que han pasado según la altura que estos presenten, por otro lado se realiza comunicación con una estación de vialidad donde una persona capacitada en transito este pendiente del trafico presente y sea capaz de modificar los tiempos de los semáforos en el caso de que sea necesario, de tal forma que si se presenta una emergencia por cuerpos de seguridad, desde la estación se pueda establecer vía libre a los semáforos donde este organismo de seguridad vaya a transitar y así por llegar a tiempo a la emergencia.
Podemos visualizar a escala como funcionaria un sistema de control de tráfico en una intersección de semáforos inteligentes. Para ello se agregaran nuevas variables y algunos usos que se pueden incorporar a dicho proyecto para mejorar la vialidad.
Se usara un microcontrolador DEMOQE para adquirir la señales, preprocesarlas y enviarlas por comunicación serial a un lenguaje de alto nivel "python" en la computadora.
Inicialmente se debe realizar la etapa de acondicionamiento y adquisición de señales, para ello se definen los sensores de a usar para cada semáforo como: un infrarrojo, un ultrasonido y un fotodiodo con un fototransistor. En una intersección simple se presentan dos semáforos, por lo que se necesitan:
- Dos sensores GP2Y0A21YK Infrarrojo Sharp.
Estos sensores se usarían de forma analógica para la clasificación de vehículos, dependiendo de la altura de los mismos.
- Dos sensores SRF04 Ultrasonido Devantech:
Estos sensores se usarían de forma analógica para obtener mayor información de la congestión de vehículos durante el tiempo de parada del semáforo.
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Dos NTE30047 Emittig Diode
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Dos XRNI53w Fototransistor
Un fotodiodo con un foto transistor, juntos, se comportan como un sensor digital captando el paso de vehículos por la vía.
Se realiza una herramienta digital para poder visualizar y analizar las señales obtenidas. De esta forma se pueden realizar análisis de toda la señal obtenida tanto en un periodo de tiempo, como a tiempo real y poder caracterizar errores propios de cada sensor, realizar filtrados digitales, visualizar histogramas, visualizar señales temporales y frecuenciales.
Se presenta una interfaz para el efectivo de seguridad de vialidad que se encontrara presente en la estación, desde donde podrá interceder en los semáforos al momento de ser necesario. Esta interfaz presentara el tiempo de cada semáforo de la intersección, cantidad de carros transcurridos y una variante de la cola presente en el semáforo que este en rojo. En el caso de una emergencia de algún agente de seguridad, este efectivo se vera en la obligación de habilitar las vías mas cortas para llegar a la emergencia de una forma mas optima y eficiente.
Maqueta de intersección
Interfaz de vialidad
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