Medidor de rampa

Un semáforo de rampa , señal de rampa o luz de control de acceso es un dispositivo, generalmente un semáforo básico o una señal luminosa de dos secciones (solo rojo y verde, sin amarillo) junto con un controlador de señales, que regula el flujo de tráfico que ingresa a las autopistas según las condiciones del tráfico. Los semáforos de rampa se utilizan en las rampas de acceso a las autopistas para gestionar la velocidad de los automóviles que ingresan a la autopista. Los sistemas de control de acceso han demostrado ser eficaces para disminuir la congestión del tráfico y mejorar la seguridad de los conductores.

Se afirma que los semáforos de acceso reducen la congestión (aumentan la velocidad y el volumen) en las autopistas al disminuir la demanda y dispersar los grupos de vehículos. Se suelen citar dos variantes de reducción de la demanda: la tasa de acceso y la desviación. ^{[ 1 ]} Algunos semáforos de acceso están diseñados y programados para funcionar solo en horas punta; fuera de las horas punta, estos semáforos muestran una luz verde fija, una luz amarilla intermitente (Maryland) o se apagan por completo. Esto permite que el tráfico se incorpore a la autopista sin detenerse. Otros semáforos de acceso están diseñados para funcionar continuamente y solo se apagan para mantenimiento o reparaciones.

Algunas rampas de acceso con parquímetro tienen carriles de desvío para vehículos de alta ocupación , lo que permite a los vehículos compartidos, autobuses y otros vehículos elegibles saltarse la cola y acceder directamente a la autopista. En otros lugares, como el norte de California , los carriles para vehículos compartidos también tienen parquímetro, pero la cola suele ser más corta en comparación con los carriles regulares. Los parquímetros a menudo solo funcionan en las horas pico . Algunos parquímetros de rampa tienen solo un carril de tráfico en la señal; otros pueden tener dos o más carriles de tráfico. Generalmente, los parquímetros con múltiples 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-verde situada 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 junto a la línea de detención.

Las luces superiores son para los autos que se aproximan al punto de control; las luces bifásicas de montaje bajo están destinadas al vehículo que encabeza la fila. En el funcionamiento normal de los semáforos de rampa, solo se utilizan las luces roja y verde. Sin embargo, cuando el control de rampa está a punto de activarse, las luces superiores pueden mostrar una luz amarilla intermitente o fija para advertir a los conductores que se preparen para detenerse. (Una vez activado el control de rampa, ya no es necesario el semáforo amarillo). En California, algunos semáforos permiten que dos o tres autos avancen con luz verde. Estos semáforos utilizan señales rojo-amarillo-verde tanto en la parte superior como en la inferior del poste, y funcionan de forma estándar verde-amarillo-rojo.

En Ontario, las luces del semáforo de rampa siempre están en verde cuando no hay restricciones para que el tráfico continúe. ^{[ 2 ]}

La sofisticación y el alcance de un sistema de regulación de rampas se basan en la mejora deseada, las condiciones de tráfico existentes, los costos de instalación y los recursos necesarios para su funcionamiento y mantenimiento eficaces. La forma más sencilla de control es la operación con tiempo fijo. Esta realiza las funciones básicas de dividir los convoyes en entradas de vehículos individuales y establecer un límite máximo para el caudal de entrada a la autopista. Se pueden instalar detectores de presencia y paso en la rampa para activar y finalizar los ciclos de regulación, pero la tasa de regulación se basa en las condiciones promedio de tráfico en una rampa específica en un momento determinado. Este tipo de operación ofrece los beneficios asociados con la reducción de accidentes, pero no es tan eficaz para regular el volumen de tráfico en la autopista, ya que no se tiene en cuenta el tráfico de la vía principal. El control con tiempo preestablecido se puede implementar en cualquier número de rampas y, a menudo, se implementa como estrategia operativa inicial hasta que las rampas individuales se puedan incorporar a un sistema de respuesta al tráfico.

El siguiente nivel de control, el control adaptativo al tráfico, establece tasas de regulación en función de las condiciones reales de la autopista. Este enfoque utiliza detectores y un microprocesador para determinar el flujo de la vía principal en las inmediaciones de la rampa y la demanda en la misma, con el fin de seleccionar una tasa de regulación adecuada. El control adaptativo al tráfico también permite utilizar la regulación de rampas para gestionar la demanda en caso de incidentes en la autopista; por ejemplo, reduciendo la tasa de regulación en las rampas situadas aguas arriba del incidente y aumentándola en las situadas aguas abajo.

El control de todo el sistema es una forma de control de tráfico que se basa en las condiciones generales de la autopista. Los sistemas centralizados controlados por computadora pueden gestionar numerosas rampas en un esquema de respuesta al tráfico y cuentan con múltiples programas de control y anulaciones. Las estrategias de control también pueden distribuirse entre las rampas individuales. Una característica importante del control de sistema es la interconexión, que permite que la tasa de regulación en cualquier rampa se vea influenciada por las condiciones en otras ubicaciones. Denver demostró que este tipo de control ofrece beneficios significativos 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 los sistemas de control de autopistas y vías arteriales para operar en función de las condiciones del tráfico en todo el corredor. Las ventajas potenciales del control integrado incluyen la reducción de los costos de instalación y operación, la vigilancia en todo el corredor, una mejor información para los conductores y un uso más rápido y coordinado de todos los elementos de control (parquímetros, semáforos, señales, etc.) en respuesta a las condiciones del tráfico en tiempo real. Los resultados de una simulación demostraron que, durante un incidente, la coordinación de los semáforos de las vías arteriales y los parquímetros de las rampas puede mejorar el rendimiento del tráfico en un corredor.

Las señales de los semáforos de rampa se ajustan según las condiciones de tráfico actuales. Se instalan detectores (generalmente bucles de inducción ) en la carretera, tanto en la rampa como en la vía principal, que miden y calculan el flujo de tráfico, la velocidad y los niveles de ocupación. Estos datos se utilizan para regular el número de vehículos que pueden salir de la rampa. Cuanto mayor sea la congestión en la autopista principal, menor será el número de vehículos que podrán salir de la rampa; esto se logra aumentando el tiempo de luz roja de los semáforos.

Actualmente se están realizando numerosas investigaciones sobre los algoritmos más adecuados para el control de las señales de los semáforos de rampa. Algunos algoritmos que se utilizan o se han evaluado son ALINEA , el control por demanda y los algoritmos difusos.

Esta primera aplicación implicaba a un agente de policía que detenía el tráfico en una rampa de acceso y dejaba pasar los vehículos uno a uno a un ritmo predeterminado, de modo que se facilitaba el logro de una incorporación más segura y fluida al tráfico de la autopista sin interrumpir la circulación principal.

La regulación de rampas se implementó por primera vez en 1963 en la autopista Eisenhower ( Interestatal 290 ) en Chicago por Adolf D. May, ahora profesor de UC Berkeley. ^{[ 3 ]} El desarrollo en la teoría de control de sistemas permitió una mejor regulación del tráfico a lo largo de principios de la década de 1970, siendo pionero 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 rampas se han desplegado sistemáticamente en muchas áreas urbanas, incluyendo Los Ángeles ; San Diego ; Sacramento ; el Área de la Bahía de San Francisco ; Fresno ; Filadelfia, Pensilvania ; Seattle ; Spokane ; ^{[ 5 ]} Denver ; Phoenix ; Las Vegas ; Salt Lake City ; Portland, Oregón ; Minneapolis-St. Paul ; Milwaukee ; Indianápolis ; ^{[ 6 ]} Columbus ; Cincinnati ; ^{[ 7 ]} Houston ; Atlanta ; Miami ; Orlando ; Washington, DC (solo 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, Missouri ; ^{[ 8 ]} y a lo largo de la Queen Elizabeth Way en Mississauga, Ontario (rampas en dirección 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 de tráfico atrajo la atención de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , que buscaba formas innovadoras de reducir la contaminación del aire en California haciendo que el sistema de transporte fuera más eficaz. ^{[ 9 ]}

Los semáforos de rampa son comunes en las áreas metropolitanas de Nueva York , Los Ángeles , San Francisco , Chicago , Seattle , Phoenix , Houston , Atlanta , Milwaukee , Columbus ^{[ 10 ]} y Minneapolis-St. Paul , y también se encuentran en más de dos docenas de áreas metropolitanas más pequeñas. En el área metropolitana de Nueva York, los lugareños se refieren a los semáforos de rampa como "luces de incorporación" y en Houston como "señales de flujo".

Los parquímetros de rampa se han retirado tras su implementación inicial en varias ciudades, incluidas Dallas , San Antonio y Austin , Texas. Aún se pueden encontrar señales de parquímetro en desuso en algunas autopistas que rodean la ciudad de Nueva York y Detroit . Aunque se desactivaron poco después de su instalación, los parquímetros de rampa se han reactivado en algunos cruces de la Interestatal 476 en los suburbios de Filadelfia .

Se instalaron parquímetros en las rampas de acceso a lo largo de la Interestatal 435 en Overland Park, Kansas y Kansas City, Missouri en 2009. ^{[ 8 ]} En 2017, se instalaron parquímetros en las rampas de acceso a lo largo de la Interestatal 35 en Kansas City. ^{[ 11 ]}

Los semáforos de acceso a la autopista QEW están diseñados de tal manera que, si la cola para entrar en la QEW crece hasta el punto de extenderse a las calles de la ciudad, el semáforo se levanta y todo el tráfico que entra en la autopista puede circular libremente sin tener que esperar. El semáforo vuelve a funcionar una vez que la cola de acceso 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 urbanas libres de tráfico detenido en cola. Las colas de acceso suelen ser bastante cortas, con una duración media de tan solo 5 o 6 segundos antes de que el conductor pueda continuar hacia la autopista.

La medición de acceso a rampas se ha instalado en varios países de Europa, incluidos el Reino Unido, Alemania y los Países Bajos. Un proyecto de investigación, EURAMP - European Ramp Metering Project , financiado por la Unión Europea, se completó en marzo de 2007. Los entregables del proyecto EURAMP ^{[ 13 ]} incluyeron información sobre los resultados de la medición de acceso a rampas en varios lugares y situaciones, y si fueron útiles en esas situaciones, y un manual de medición de acceso a rampas .

Reino Unido

El primer ensayo 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 por la Highways Agency (HA) concluyó que la regulación de rampas proporciona un beneficio neto bajo ciertas condiciones, generalmente en intersecciones más congestionadas. Un informe resumido ^{[ 14 ]} 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 regulación de rampas. En su conclusión, "preveía que la regulación de rampas se implementaría más ampliamente en el período siguiente". La regulación de rampas se introdujo entonces ampliamente en Inglaterra: la Fase 1 implicó la implementación de aproximadamente 30 sitios y se completó en 2008. Le siguió la Fase 2 y, a marzo de 2011, hay 88 sitios de regulación de rampas ^{[ 15 ]} en las 4500 millas (7200 km) de carreteras estratégicas operadas y mantenidas por la HA. 

En algunos semáforos de rampa, hay una luz roja individual en la parte posterior del semáforo que se sincroniza con la luz roja del semáforo que ven los conductores mientras esperan. Cuando los conductores en espera ven la luz roja del semáforo, la luz roja trasera se enciende; cuando el semáforo muestra verde o amarillo, la luz roja trasera se apaga. Esto permite a la policía de carreteras hacer cumplir los semáforos haciendo que un agente estacione su automóvil o motocicleta en el arcén a poca distancia después del semáforo objetivo, observe la luz roja para detectar infractores y los detenga. Además, si la rampa en cuestión tiene un carril de desvío para vehículos compartidos, los agentes desde ese punto de vista también pueden detectar y detener a los conductores que no comparten vehículo y que están usando ilegalmente el carril para saltarse la cola del semáforo de rampa. En la I-80 en dirección oeste en Oakland, California , justo después de la plaza de peaje del Puente de la Bahía , hay una sección con semáforos elevados que se activan cuando el volumen de tráfico en la autopista es alto, equipados con cámaras que capturan imágenes de las matrículas de los conductores que se saltan el semáforo en rojo y luego envían una multa.

• Universidad de Minnesota. Archivado el 19 de septiembre de 2007 en Wayback Machine.
• Señalización de rampas - Información sobre la señalización de rampas en Auckland
• Medidores de acceso a rampas en EE. UU.
• VicRoads gestiona autopistas - Manual de señales de acceso a autopistas