Entendiendo la dinámica del tráfico complejo con la técnica de no dimensionalización
Autores: Sánchez-Pérez, Juan Francisco; Oviedo-Casado, Santiago; García-Ros, Gonzalo; Conesa, Manuel; Castro, Enrique
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Entendiendo la dinámica del tráfico complejo con la técnica de no dimensionalización
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Hidrodinámica
Modelos de tráfico
Ecuaciones
Flujo de tráfico
Caos
Embotellamientos de tráfico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Los modelos hidrodinámicos de tráfico son cruciales para optimizar la eficiencia del transporte y la planificación urbana. Suelen estar compuestos por un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales acopladas que presentan un número arbitrario de términos que buscan describir las diferentes sutilezas del flujo de tráfico. En consecuencia, los modelos de tráfico se vuelven rápidamente complicados de resolver y difíciles de interpretar. En este artículo, presentamos un modelo de tráfico general que incluye un término de relajación y un término de entrada de vehículos y utilizamos la técnica matemática de la adimensionalización para obtener soluciones universales al modelo. De esta manera, somos capaces de mostrar una extrema sensibilidad a las condiciones iniciales y a los cambios de parámetros, una firma clásica del caos determinista. Además, obtenemos relaciones simples entre las diferentes variables que rigen el tráfico, logrando así describir eficientemente el inicio de los embotellamientos. Validamos nuestro modelo comparando diferentes escenarios y resaltando los regímenes de aplicabilidad del modelo en las ecuaciones de tráfico. Mostramos que valores extremos de velocidad o un alto flujo de tráfico conducen a divergencias en el modelo, mostrando sus limitaciones pero también demostrando cómo se puede aliviar el problema de los embotellamientos. Nuestros resultados abren el camino para simular y predecir el tráfico con precisión en tiempo real.
Descripción
Los modelos hidrodinámicos de tráfico son cruciales para optimizar la eficiencia del transporte y la planificación urbana. Suelen estar compuestos por un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales acopladas que presentan un número arbitrario de términos que buscan describir las diferentes sutilezas del flujo de tráfico. En consecuencia, los modelos de tráfico se vuelven rápidamente complicados de resolver y difíciles de interpretar. En este artículo, presentamos un modelo de tráfico general que incluye un término de relajación y un término de entrada de vehículos y utilizamos la técnica matemática de la adimensionalización para obtener soluciones universales al modelo. De esta manera, somos capaces de mostrar una extrema sensibilidad a las condiciones iniciales y a los cambios de parámetros, una firma clásica del caos determinista. Además, obtenemos relaciones simples entre las diferentes variables que rigen el tráfico, logrando así describir eficientemente el inicio de los embotellamientos. Validamos nuestro modelo comparando diferentes escenarios y resaltando los regímenes de aplicabilidad del modelo en las ecuaciones de tráfico. Mostramos que valores extremos de velocidad o un alto flujo de tráfico conducen a divergencias en el modelo, mostrando sus limitaciones pero también demostrando cómo se puede aliviar el problema de los embotellamientos. Nuestros resultados abren el camino para simular y predecir el tráfico con precisión en tiempo real.