Un cuello de botella de tráfico es una interrupción localizada del tráfico de vehículos en una calle, carretera o autopista. A diferencia de un atasco , un cuello de botella es el resultado de una condición física específica, a menudo el diseño de la carretera, semáforos mal sincronizados o curvas cerradas. También pueden ser causados por situaciones temporales, como accidentes vehiculares.
También pueden producirse cuellos de botella en otros métodos de transporte. Los cuellos de botella de capacidad son los puntos más vulnerables de una red y muy a menudo son objeto de acciones militares ofensivas o defensivas. Los cuellos de botella de capacidad de importancia estratégica (como el Canal de Panamá , donde el tráfico está limitado por la infraestructura) normalmente se denominan puntos de estrangulamiento ; Los cuellos de botella de capacidad de valor táctico se denominan corredores de movilidad .
Los cuellos de botella en el tráfico se deben a una amplia variedad de factores:
Los cuellos de botella son un ejemplo de cómo los cuellos de botella pueden ser inducidos por factores psicológicos; por ejemplo, los vehículos detenidos de forma segura en el arcén por un coche de policía a menudo hacen que los conductores que pasan reduzcan la velocidad para "ver mejor" la situación.
La teoría del flujo de tráfico se puede utilizar para modelar y representar cuellos de botella.
Considere un tramo de carretera con dos carriles en una dirección. Supongamos que el diagrama fundamental se modela como se muestra aquí. La carretera tiene una capacidad máxima de Q vehículos por hora, lo que corresponde a una densidad de k c vehículos por milla. La carretera normalmente se congestiona a k j vehículos por milla.
Antes de alcanzar la capacidad, el tráfico puede fluir a razón de vehículos A por hora o de vehículos B por hora. En cualquier caso, la velocidad de los vehículos es vf (o "flujo libre"), porque la carretera está por debajo de su capacidad .
Ahora supongamos que en un determinado lugar x 0 , la carretera se estrecha a un carril. El aforo máximo se limita ahora a D ', o la mitad de Q , ya que sólo está disponible un carril de los dos. El estado D comparte el mismo caudal que el estado D' , pero su densidad vehicular es mayor.
Usando un diagrama espacio-temporal, podemos modelar el evento de cuello de botella. Supongamos que en el momento t 0 , el tráfico comienza a fluir a velocidad B y velocidad v f . Después del tiempo t 1 , los vehículos llegan al caudal más ligero A .
Antes de que los primeros vehículos lleguen a la ubicación x 0 , el flujo de tráfico no se ve obstaculizado. Sin embargo, aguas abajo de x 0 , la carretera se estrecha, reduciendo la capacidad a la mitad (y por debajo de la del estado B ). Debido a esto, los vehículos comenzarán a hacer cola aguas arriba de x 0 . Esto está representado por el estado D de alta densidad . La velocidad del vehículo en este estado es la más lenta v d , como se desprende del diagrama fundamental. Aguas abajo del cuello de botella, los vehículos pasan al estado D' , donde nuevamente viajan a velocidad de flujo libre vf .
Una vez que los vehículos lleguen a la velocidad A a partir del momento t 1 , la cola comenzará a despejarse y finalmente se disipará. El estado A tiene un caudal inferior a la capacidad de un carril de los estados D y D' .
En el diagrama espacio-temporal, una muestra de trayectoria de un vehículo se representa con una línea de flecha punteada. El diagrama puede representar fácilmente el retraso vehicular y la longitud de la cola. Es una simple cuestión de tomar medidas horizontales y verticales dentro de la región del estado D.
Para este ejemplo, considere tres carriles de tráfico en una dirección. Supongamos que un camión comienza a viajar a velocidad v , más lentamente que a la velocidad de flujo libre v f . Como se muestra en el diagrama fundamental siguiente, la velocidad q u representa la capacidad reducida (dos tercios de Q , es decir, 2 de 3 carriles disponibles) alrededor del camión.
El estado A representa el flujo normal de tránsito que se aproxima, nuevamente a velocidad vf . El estado U , con caudal q u , corresponde a la cola aguas arriba del camión. En el diagrama fundamental, la velocidad del vehículo v u es más lenta que la velocidad v f . Pero una vez que los conductores han rodeado el camión , pueden volver a acelerar y pasar al estado aguas abajo D. Si bien este estado viaja con flujo libre, la densidad de vehículos es menor porque menos vehículos sortean el cuello de botella.
Supongamos que, en el instante t , el camión desacelera desde la velocidad de flujo libre hasta v . Detrás del camión se forma una cola, representada por el estado U . Dentro de la región del estado U , los vehículos circulan más lentamente, como lo indica la trayectoria de la muestra. Debido a que el estado U limita a un flujo menor que el estado A , la cola retrocederá detrás del camión y eventualmente ocupará toda la carretera (la pendiente s es negativa). Si el estado U tuviera el mayor flujo, todavía habría una cola creciente. Sin embargo, no retrocedería porque la pendiente s sería positiva. [1]
