Un medidor de rampa , señal de rampa o luz de medición es un dispositivo, generalmente un semáforo básico o una luz de señal de dos secciones (solo roja y verde, no amarilla) junto con un controlador de señal, que regula el flujo de tráfico que ingresa a las autopistas de acuerdo a las condiciones actuales del tráfico. Los medidores de rampa se utilizan en las rampas de entrada de las autopistas para controlar la velocidad de los automóviles que ingresan a la autopista. Los sistemas de medición en rampa han demostrado ser exitosos a la hora de disminuir la congestión del tráfico y mejorar la seguridad de los conductores.
Se afirma que los medidores de rampa reducen la congestión (aumentan la velocidad y el volumen) en las autopistas al reducir la demanda y dividir los pelotones de automóviles . Comúnmente se citan dos variaciones de reducción de la demanda; uno es la tasa de acceso y el otro el desvío. [1] Algunos medidores de rampa están diseñados y programados para funcionar solo en momentos de máxima demanda de viajes; Durante las horas de menor actividad, dichos medidores muestran un verde fijo, un amarillo intermitente (Maryland) o están apagados por completo. Esto permite que el tráfico se incorpore a la autopista sin detenerse. Otros medidores de rampa están diseñados para funcionar continuamente y solo se apagan para mantenimiento o reparaciones.
Algunas rampas con parquímetro tienen carriles de circunvalación para vehículos de alta ocupación , lo que permite que los vehículos compartidos, los autobuses y otros vehículos elegibles se salten la cola y accedan directamente a la autopista. En otros lugares, como el norte de California , los carriles para viajes compartidos todavía tienen parquímetros, pero la cola suele ser más corta en comparación con los carriles normales. Los contadores a menudo sólo funcionan en las horas punta . Algunos parquímetros en rampa tienen un solo carril de tráfico en la señal; otros pueden tener dos o más carriles de tránsito. Generalmente, los medidores con varios carriles solo dan luz verde a un carril a la vez. En una configuración común, cada carril de entrada tiene dos señales; una señal roja, amarilla y verde colocada sobre cada carril (o montada en lo alto de un poste para un solo carril) y una lámpara bifásica montada en la parte baja de un poste al lado de la línea de parada.
Las luces del techo son para los automóviles que se acercan al punto de medición; Las luces bifásicas de montaje bajo están diseñadas para ser utilizadas por el vehículo que se encuentra al frente de la cola. En funcionamiento normal de los medidores de rampa, sólo se utilizan las lámparas roja y verde. Sin embargo, cuando la medición en rampa está a punto de habilitarse, las luces del techo pueden mostrar un color amarillo intermitente o fijo para advertir a los conductores que se preparen para detenerse. (Una vez que se activa la medición en rampa, ya no es necesaria la luz amarilla). En California, algunos medidores permiten que dos o tres automóviles avancen con una luz verde. Estos medidores utilizan señales de color rojo, amarillo y verde en los soportes superior e inferior del poste, y funcionan de forma estándar, verde, amarillo y rojo.
En Ontario, las luces del medidor de rampa siempre están en verde cuando no existen restricciones para el tránsito. [2]
La sofisticación y el alcance de un sistema de medición en rampa se basan en la cantidad de mejora deseada, las condiciones de tráfico existentes, los costos de instalación y los requisitos continuos de recursos que son necesarios para operar y mantener el sistema de manera efectiva. La forma más sencilla de control es una operación de tiempo fijo. Realiza las funciones básicas de dividir los pelotones en entradas de un solo vehículo y establecer un límite superior en los caudales que ingresan a la autopista. Se pueden instalar detectores de presencia y paso en la rampa para activar y finalizar los ciclos de medición, pero la tasa de medición se basa en las condiciones promedio de tráfico en una rampa particular en un momento particular. Este tipo de operación proporciona los beneficios asociados con la reducción de accidentes, pero no es tan eficaz para regular los volúmenes de las autopistas porque no hay información sobre el tráfico principal. El control programado previamente se puede implementar en cualquier número de rampas y, a menudo, se implementa como una estrategia operativa inicial hasta que las rampas individuales puedan incorporarse a un sistema de respuesta al tráfico.
El siguiente nivel de control, el tráfico sensible, establece tarifas de medición basadas en las condiciones reales de la autopista. El enfoque de respuesta al tráfico local utiliza detectores y un microprocesador para determinar el flujo de la línea principal en las inmediaciones de la rampa y la demanda de la rampa para seleccionar una tasa de medición adecuada. El control de respuesta del tráfico también permite utilizar la medición en rampa para ayudar a gestionar la demanda cuando ocurren incidentes en la autopista, es decir, reducir la tasa de medición en las rampas aguas arriba del incidente y aumentar la tasa en las rampas aguas abajo.
El control de todo el sistema es una forma de control sensible al tráfico, pero opera sobre la base de las condiciones totales de la autopista. Los sistemas centralizados controlados por computadora pueden manejar numerosas rampas en un esquema de respuesta al tráfico y cuentan con múltiples programas de control y anulaciones. Las estrategias de control también se pueden distribuir entre rampas individuales. Una característica importante del control del sistema es la interconexión que permite que la tasa de medición en cualquier rampa se vea influenciada por las condiciones en otras ubicaciones. Denver demostró que este tipo de control tiene importantes beneficios cuando se aplica correctamente.
El control del sistema no tiene por qué limitarse a la autopista y sus rampas. El concepto de control de tráfico integrado combina o coordina sistemas de control de autopistas y calles arteriales para operar sobre la base de las condiciones de tráfico de todo el corredor. Las ventajas potenciales del control integrado incluyen costos reducidos de instalación y operación, vigilancia en todo el corredor, mejor información para los conductores y un uso más rápido y coordinado de todos los elementos de control (medidores, señales, señales, etc.) en respuesta a las condiciones del tráfico en tiempo real. Los resultados de la simulación de un estudio demostraron que, durante un incidente, la coordinación de las señales de tráfico arterial y los medidores de rampa puede mejorar el rendimiento del tráfico de un corredor.
Las señales del medidor de rampa se configuran de acuerdo con las condiciones actuales del tráfico en la carretera. En la vía, tanto en la rampa como en la vía principal, se instalan detectores (generalmente un bucle de inducción ) que miden y calculan el flujo de tráfico, la velocidad y los niveles de ocupación. Luego se utilizan para modificar la cantidad de vehículos que pueden salir de la rampa. Cuanto más congestionada está la autopista principal, menos vehículos pueden salir de la rampa; esto se logra dando tiempos en rojo más largos a los semáforos.
Actualmente se están llevando a cabo muchas investigaciones sobre los algoritmos más apropiados para controlar las señales del medidor de rampa. Algunos algoritmos que están en uso o han sido evaluados son ALINEA, control de demanda y algoritmos difusos.
Los algoritmos de control de la demanda son ejemplos de control feed-forward . Una versión del algoritmo de control de la demanda es la estrategia RWS utilizada en los Países Bajos. En este algoritmo, el número de vehículos que las señales permiten salir de la rampa se calcula como la diferencia entre el flujo antes de la rampa y la capacidad preespecificada de la carretera.
Esta primera aplicación involucró a un oficial de policía que detendría el tráfico en una rampa de entrada y soltaría los vehículos uno a la vez a un ritmo predeterminado, de modo que los objetivos de incorporarse de manera más segura y fluida al tráfico de la autopista fueran más fáciles sin interrumpir los flujos de la línea principal.
La medición en rampa se implementó por primera vez en 1963 en la autopista Eisenhower Expressway ( Interstate 290 ) en Chicago por Adolf D. May, ahora profesor de UC Berkeley. [3] El desarrollo de la teoría de control de sistemas permitió mejorar la regulación del tráfico a principios de la década de 1970, iniciado por Leif Isaksen en su artículo "Control subóptimo de sistemas a gran escala con aplicación a la regulación del tráfico en autopistas". [4] Desde entonces, los medidores de rampa se han desplegado sistemáticamente en muchas áreas urbanas, incluida Los Ángeles ; San Diego ; Sacramento ; el Área de la Bahía de San Francisco ; Fresno ; Filadelfia, Pensilvania ; Seattle ; Spokane ; [5] Denver ; Fénix ; Las Vegas ; Salt Lake City ; Portland, Oregon ; Minneapolis-St. Pablo ; Milwaukee ; Colón ; Cincinnati ; [6] Houston ; Atlanta ; Miami ; Washington, DC (sólo a lo largo de la Interestatal 270 en el condado de Montgomery, Maryland y la Interestatal 395 y la Interestatal 66 en el condado de Arlington, Virginia ); Kansas City, Misuri ; [7] y a lo largo de Queen Elizabeth Way en Mississauga, Ontario (rampas con destino a Toronto desde Cawthra Road, Hurontario Street, Mississauga Road, Erin Mills Parkway, Winston Churchill Boulevard, Ford Drive) Canadá desde la década de 1970. [2] A principios de la década de 1970, esta práctica de control del tráfico llamó la atención de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. , que buscaba formas innovadoras de reducir la contaminación del aire en California haciendo que el sistema de transporte fuera más eficaz. [8]
Los medidores de rampa son comunes en la ciudad de Nueva York , Los Ángeles , San Francisco , Chicago , Seattle , Phoenix , Houston , Atlanta , Milwaukee , Columbus , [9] y Minneapolis-St. Paul áreas metropolitanas, y también se encuentran en más de dos docenas de áreas metropolitanas más pequeñas. En el área metropolitana de la ciudad de Nueva York, los lugareños se refieren a los medidores de rampa como "luces de fusión" y en Houston se les conoce como "señales de flujo".
Los medidores de rampa se han retirado después de su introducción inicial en varias ciudades, incluidas Dallas , San Antonio y Austin , Texas. Todavía se pueden encontrar señales de medición en desuso a lo largo de algunas avenidas que rodean la ciudad de Nueva York y Detroit . Aunque se desactivaron poco después de su adición, los medidores de rampa se reactivaron en cruces selectos de la Interestatal 476 en los suburbios de Filadelfia .
Se instalaron medidores de rampa a lo largo de la Interestatal 435 en Overland Park, Kansas y Kansas City, Missouri en 2009. [7] En 2017, se instalaron medidores de rampa a lo largo de la Interestatal 35 en Kansas City. [10]
Los medidores de rampa en Mississauga, Ontario, están diseñados de tal manera que si la cola que espera para ingresar al QEW crece hasta el punto en que puede retroceder hacia las calles de la ciudad, el medidor se levanta y todo el tráfico que ingresa a la autopista puede moverse libremente. sin esperar el medidor. El medidor vuelve a estar en servicio una vez que la cola en la rampa se reduce a un nivel razonable. Si bien este método puede aumentar la congestión en la propia autopista, tiene la ventaja de mantener las arterias de la ciudad libres de tráfico detenido esperando en cola. Las colas en las rampas suelen ser bastante cortas y duran sólo entre 5 y 6 segundos en promedio antes de que el conductor pueda continuar hacia la autopista.
En 2000, la Legislatura del Estado de Minnesota encargó un experimento de 650.000 dólares en respuesta a las quejas de los ciudadanos y a los esfuerzos del Senador Estatal Dick Day . El estudio implicó cerrar los 433 medidores de rampa en Minneapolis-St. Paul durante ocho semanas para probar su eficacia. El estudio fue realizado por Cambridge Systematics y concluyó que cuando se apagaban los medidores de rampa, la capacidad de la autopista disminuía en un 9%, los tiempos de viaje aumentaban en un 22%, la velocidad de la autopista disminuía en un 7% y los accidentes aumentaban en un 26%. Sin embargo, los medidores de rampa siguen siendo controvertidos y el Departamento de Transporte del Estado de Minnesota ha desarrollado nuevas estrategias de control de rampa. Durante el transcurso de un día normal se activan menos medidores que antes del estudio de 2000, se han eliminado algunos medidores, se ha modificado el tiempo para que ningún conductor espere más de cuatro minutos en la cola de la rampa y no se permite que los vehículos retrocedan en calles de la ciudad.
Un medidor de línea principal acelera el flujo de tráfico de un segmento de una carretera al siguiente midiendo directamente el tráfico de la carretera. Un esquema de este tipo suele implementarse en situaciones especializadas, como puentes y túneles. A principios de la década de 1970 se instaló un medidor de línea principal en la plaza de peaje del puente de la Bahía de San Francisco-Oakland . También se han instalado medidores similares en la línea principal aguas abajo de las plazas de peaje en otros dos cruces de la Bahía de San Francisco, el Puente de San Mateo y el Puente de Dumbarton . Sin embargo, estos medidores principales aún no se han activado (en septiembre de 2006). [ necesita actualización ] También existe un medidor de línea principal en la ruta 125 del estado de California en dirección sur en su cruce con la Interestatal 8 en La Mesa, California .
La medición en rampa se ha instalado en varios países de Europa, incluidos el Reino Unido, Alemania y los Países Bajos. En marzo de 2007 se completó un proyecto de investigación, EURAMP - Proyecto europeo de medición en rampa , financiado por la Unión Europea. Los entregables del proyecto EURAMP [11] incluían información sobre los resultados de la medición en rampa en varios lugares y situaciones, y si eran útiles. en esas situaciones, y un Manual de medición en rampa .
La primera prueba en el Reino Unido se realizó en la M6 J10 cerca de Walsall en 1986. No se desarrollaron más sitios durante las siguientes dos décadas hasta que un segundo estudio "piloto" en 2006 realizado por la Agencia de Carreteras (HA) concluyó que la medición en rampa proporciona un beneficio neto. en determinadas condiciones, generalmente cruces más congestionados. Un informe resumido [12] de la HA, con fecha de noviembre de 2007, incluye una descripción general de los antecedentes y la historia, la experiencia internacional, las limitaciones, el funcionamiento del sistema, los algoritmos y la implementación de la medición en rampa. En su conclusión, "la medición en rampa prevista se implementará más ampliamente en el próximo período". Luego, la medición en rampa se introdujo ampliamente en Inglaterra: la Fase 1 implicó la implementación de aproximadamente 30 sitios y se completó en 2008. Siguió la Fase 2 y, en marzo de 2011, hay 88 sitios de medición en rampa [13] en las 4.500 millas (7.242 km) de carreteras estratégicas operadas y mantenidas por la HA.
La primera medición en rampa en los Países Bajos se introdujo en 1989. La medición en rampa se está introduciendo cada vez más en los Países Bajos después de un estudio piloto realizado por el Centro de Investigación de Transporte AVV que concluyó que la medición en rampa puede proporcionar un pequeño beneficio para el flujo de tráfico en la autopista. lo que lleva a una mayor capacidad. Los medidores de rampa también pueden contribuir a disminuir la " corrida de ratas ". En 2006 se instalaron 50 rampas medidoras. Este número aumenta de 4 a 5 cada año.
Se ha implementado la medición en rampa en las autopistas de varias zonas de Alemania, incluida la zona del Rin-Ruhr, Munich y Hamburgo.
Se ha implementado la medición en rampa en la Tangenziale di Venezia (A57) como solución temporal al aumento del tráfico antes de la solución definitiva (construcción del Passante di Mestre ).
Hay una rampa con parquímetro en Irlanda, ubicada en la J1 de la autopista M1 (Irlanda) en dirección norte. Está en la rampa de entrada de Coolock Lane y se utiliza cuando la M1 se congestiona debido al túnel del puerto de la M1 y la reunión de la M1 más arriba. [14]
Los dos primeros medidores de rampa del país se instalaron en 2022 en dos rampas de acceso a la autopista S2 en Varsovia. Estas son las últimas rampas de acceso antes de la entrada del túnel Ursynów, tanto en dirección este como en dirección oeste. [ cita necesaria ]
La medición en rampa se instalará en Japón en los próximos años [ ¿cuándo? ] para mantener el flujo de tráfico en movimiento en Japón. Hay planes para instalar medidores de rampa en todas las rampas de entrada del sistema de autopistas de Japón. [ cita necesaria ]
La red de medición en rampa más grande del país se encuentra en Melbourne (administrada y controlada a través de VicRoads ) en la Eastern Freeway y, sobre todo, en toda la ruta M1 del centro de la ciudad, que incluye la Monash Freeway , la CityLink Tollway , la West Gate Freeway y la sección metropolitana (al sur del inicio de la Autopista Monash ) por la Autopista Princes . También hay varios parquímetros en rampa en el tramo del centro de la ciudad de la autopista Calder . La autopista Pacific Motorway y Bruce Highway de Brisbane (S/Bound Caboolture - Gateway Mwy) también utilizan medición de rampa en algunas rampas de entrada, al igual que las rampas de entrada en dirección norte de la autopista Kwinana Freeway de Perth entre las autopistas Roe y Canning . En la mayoría de las autopistas, la medición en rampa se activa cuando los sensores indican que hay mucho tráfico; sin embargo, algunas autopistas sin sensores utilizan la activación basada en el tiempo.
La actualización M1 de 2010 en Melbourne instaló 62 medidores de rampa que se coordinan utilizando el conjunto de algoritmos HERO desarrollado por Markos Papageorgiou y asociados de la Universidad Técnica de Creta . El sistema se construyó sobre la plataforma STREAMS y utiliza la arquitectura ITS de última generación. Todas las rampas se pueden conectar cuando sea necesario para resolver los cuellos de botella en las autopistas antes de que surjan. Los resultados de una prueba mejoraron la capacidad en un 9% con respecto al sistema anterior de medición de rampa de tiempo fijo, las velocidades promedio aumentaron en 20 km/h (12 MPH) y el rendimiento del tráfico en lugares con cuellos de botella se puede mantener de manera confiable alrededor de 2200 PCE por carril. El sistema HERO toma datos en tiempo real cada 20 segundos de la autopista, rampas y vías arteriales para determinar el mejor momento de señal para los próximos 20 segundos. El sistema de detección de datos comprende detectores Sensys en cada carril de la autopista a una distancia de 500 m (1640 pies) con un mínimo de detectores en tres ubicaciones en cada rampa, incluida la entrada a la autopista con la vía arterial. El sistema también gestiona la interfaz de la vía arterial con la autopista, equilibra las colas y los retrasos en las rampas y es capaz de gestionar los cuellos de botella de 3 a 4 km (1,8 a 2,4 millas) aguas abajo de la entrada de una rampa. El sistema también se complementa con información en tiempo real sobre el tiempo de viaje a destinos clave e información sobre incidentes y congestión que se muestra en VMS a todo color especialmente diseñado en los accesos a las rampas de entrada a la autopista. Esta información proporciona consejos suficientes para que los conductores determinen si deben utilizar o no la autopista durante incidentes, etc. El sistema también proporciona un cierre dinámico de rampa en caso de un incidente importante.
Auckland tiene actualmente 91 medidores de rampa en las autopistas Sur, Sudoeste, Norte y Noroeste, lo que lo convierte en el sistema de medición de rampa más grande del hemisferio sur . [15] La medición en rampa se instaló en toda Auckland después de una prueba exitosa en Mahunga Drive en 2004, [16] antes del puente Mangere .
Los datos de tráfico recopilados de 25 sitios de medición en rampa en 2007 (antes de la implementación de la medición en rampa) y 2009 (después) muestran una mejora promedio del 25% tanto en la duración de la congestión como en la velocidad del tráfico, así como un aumento del 8% en el rendimiento del tráfico. Los datos también muestran una reducción media de los accidentes del 22%. [15] Estos datos de rendimiento y seguridad se traducen en beneficios estimados de 1,6 millones de dólares EE.UU. por sitio de medición de rampa al año.
El sistema que controla las rampas promueve la coordinación tradicional entre las rampas de acceso, así como la integración en tiempo real con las señales de tráfico en la red arterial adyacente, lo que permite gestionar toda la red de carreteras como una única red integrada. [17] Por ejemplo, cuando los incidentes en las autopistas afectan negativamente a las vías arteriales adyacentes, se puede activar una respuesta automática a los semáforos de las arterias para mitigar los impactos del incidente y viceversa. Las colas de tráfico recurrentes y excesivas en las rampas de entrada y salida también se pueden gestionar de forma integrada en tiempo real. Esta gestión integrada es posible en Auckland porque el mismo sistema SCATS adaptativo controla tanto los semáforos arteriales como los medidores de rampa de las autopistas.
El término Ramp Signaling [18] en lugar de Ramp Metering se adoptó intencionalmente en Nueva Zelanda como un nombre orientado al usuario.
Durante un tiempo, se instalaron medidores de rampa en los cruces con destino a Samrand Sur, con destino a Old Johannesburgo Sur y en los intercambios con destino New Road Norte y Sur en la autopista N1 Ben Schoeman . La medición en rampa fue parte del Sistema de Transporte Inteligente lanzado en octubre de 2007 para ayudar al flujo de tráfico entre Johannesburgo y Pretoria .
También se ha instalado un medidor de rampa en la rampa de entrada en dirección norte desde Blue Lagoon a la autopista M4 en Durban desde principios de 2007.
Las autopistas en Taiwán utilizan rampas con parquímetros durante las horas pico desde 1993. [19] Se despliegan cámaras de control de tráfico para disuadir de pasarse los semáforos en rojo, pero hay un carril para autobuses en el cruce de Taipei desde Chongqing North Road en dirección norte hasta la Carretera Nacional No. 1 en dirección sur en el distrito norte de Datong. , Taipei permite que los autobuses y vehículos de emergencia debidamente señalizados eviten el control de tráfico impuesto por los medidores de rampa. [20]
En 2016, se instalaron dos medidores de rampa en una importante autopista de Estambul . [21] Se ha observado que hay una mejora del 10% en el tráfico junto con una disminución del 20% en los retrasos. [ cita necesaria ]
En algunos medidores de rampa, hay una luz roja singular en la parte trasera de la señal que está sincronizada con la luz roja del semáforo que los conductores ven cuando hacen cola. Cuando los conductores que hacen cola ven la luz roja en el semáforo, la luz roja trasera está encendida, cuando el semáforo se muestra verde o amarillo, la luz roja trasera está apagada. Esto permite a la patrulla de carreteras hacer cumplir las luces de medición haciendo que un oficial estacione su automóvil o motocicleta en el arcén a poca distancia de la señal objetivo, observe la luz roja en busca de infractores y los detenga. Además, si la rampa dada tiene un carril de circunvalación para vehículos compartidos, los oficiales desde ese punto de vista también pueden atrapar y detener a personas que no viajan en viajes compartidos y que están usando ilegalmente el carril para vehículos compartidos para saltarse la cola del medidor de rampa. En la I-80 en dirección oeste en Oakland, California , justo después de la plaza de peaje de Bay Bridge , hay una sección con luces de medición superiores que circulan cuando el volumen de tráfico de la autopista es alto, equipada con cámaras que capturan imágenes de las placas de los conductores que se pasan el semáforo en rojo. y luego enviar una multa.
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