Microsimulación de la operación de vehículos de emergencia

Abstract

El ruteo y modelación de la operación de vehículos de emergencia ha sido un tema de interés, aunque no muy presente en la literatura científica en el pasado. Los viajes involucrados se realizan con el propósito de atender urgencias y por ende es comprensible que se quieran realizar de la manera más rápida y eficiente posible. Para lograr esto, es necesario conocer el tiempo o costo asociado a cada calle que se recorre. Esto corresponde al desafío que actualmente presenta el sistema de ruteo que ocupa el Cuerpo de Bomberos de Santiago (CBS), dicho sistema se apoya en un algoritmo de rutas mínimas que se aplica sobre un grafo de calles de Santiago. Con el fin de estimar, corregir o validar los tiempos de viaje de dichas calles, tanto actuales como a futuro, es una buena idea el uso de un simulador microscópico de tráfico, herramienta que permite simular el tráfico real. En este trabajo de tesis se desarrolla una API en C++ que modifica un software de simulación de forma que pueda reproducir el comportamiento anómalo que presentan vehículos comunes al enfrentarse a un vehículo de emergencia, dicho comportamiento está documentado en la literatura y se puede observar en terreno. Éste consiste en cruzar intersecciones sin tener la preferencia, usar pistas exclusivas o vías solo bus, forzar maniobras de cambio de pista a vehículos cercanos u obligar a éstos a cruzar con luz roja. Adicionalmente, se desarrollan técnicas de minería de datos para procesar los datos GPS registrados por distintos vehículos del CBS con el fin de alimentar el microsimulador y para mejorar las estimaciones de tiempos de viaje en el sistema de ruteo que ocupa el Cuerpo de Bomberos actualmente. En paralelo, se codifica una red real del centro histórico de Santiago en el Software de Microsimulación PARAMICS para usarse a futuro en la estimación de tiempos de respuesta del CBS en la red de calles de esta zona. Por último, se propone y aplica una metodología de estimación y calibración de parámetros para simular un viaje hacia una emergencia real. Se ocupan videos capturados por cámaras de la UOCT en distintas intersecciones como información de terreno, que se complementa con el registro de pulsos GPS y videos tomados desde el carro bomba que efectúa la expedición que se pretende simular. Como resultado, se calculan los flujos de la red codificada de manera de maximizar la bondad de ajuste, cuantificada mediante el error cuadrático de la distancia recorrida en el tiempo (entre la simulación y los pulsos GPS). De esta forma se obtiene un error porcentual promedio de 16.3%. Un objetivo a mediano plazo de este trabajo es producir un impacto en la evaluación de efectos sobre los tiempos de respuestas de los vehículos del Cuerpo de Bomberos bajo distintas modificaciones potenciales en la red tales como: cierre de calles, mejora de veredas e implementación de nuevas vías para buses de transporte público.