Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación mensual de divulgación externa

NOTAS núm. 78, diciembre 2003, artículo 1
Señales de mensajes variables para el control del tránsito vehicular
 
Referencia

Introducción

Dentro del subsistema de divulgación de la información de un Sistema Inteligente de Transporte (SIT), se identifica a las señales de mensajes variables (SMV) como un medio para transmitir reportes actualizados acerca de las condiciones de tránsito a un mayor número de conductores a un costo menor al de otros medios, tales como sistemas de navegación con pantallas en el interior de los vehículos, Internet, kioscos o estaciones de radio o televisión con reportes de tránsito, usados para el mismo fin. Contrariamente a los sofisticados sistemas de información de tráfico en pantallas en el interior de los vehículos, los cuales requieren de la instalación de computadoras a bordo, además de sistemas de comunicación y el pago al proveedor del servicio, las señales de mensajes variables pueden ser vistas, sin necesidad de equipo adicional, por los conductores que pasen por el punto en el que se encuentre la señal.

El uso de mensajes variables puede ayudar a la selección de mejores rutas y a reducir los niveles de congestionamiento cuando la información es oportuna y correcta. También pueden ayudar en corredores con altos índices de accidentes provocados por condiciones que pueden ser anticipadamente advertidas.

Las SMV son dispositivos de control de tránsito que utilizan letras, símbolos o una combinación de ambos para, por medio de mensajes, informar a los usuarios acerca de las condiciones de tránsito en la zona de interés. Su ubicación puede ser sobre o a un lado de la carretera. Los mensajes mostrados pueden ser cambiados de manera manual o automática, en forma local o remota, con mensajes preestablecidos o escritos en el momento. Al igual que las señales fijas, la información mostrada puede ser informativa, de advertencia o restrictiva. Las fuentes de información de las señales son los sistemas de monitoreo o de vigilancia de la operación del sistema de tránsito. Ya que el éxito de las señales depende de la confianza que los usuarios tengan en ellas, es importante el mostrar información actualizada, completa y correcta.

Un sistema completo de señales de mensajes variables incluye: una o más pantallas, un centro de control, equipo de monitoreo y un sistema de comunicación de la información. Las pantallas pueden ser de reflexión de luz, emisión de luz o híbridas. El centro de control forma parte de los más elaborados centros de control de tránsito. El equipo de monitoreo puede contar con detectores de arco de inducción embebidos en el pavimento, sistemas de detección de imágenes por medio de video y vehículos que moviéndose en el tránsito sirven como detectores, entre otros. El sistema de comunicación puede estar formado por redes de cables o inalámbricas.

Los usos de las SMV se basan en el nivel de aplicación que se desee, van desde guías para estacionamientos hasta la señalización de rutas en zonas metropolitanas, pasando por la advertencia de congestionamientos o de condiciones climáticas peligrosas, aviso de incidentes, desviaciones por obras, velocidades límite, manejo de incidentes y control de patrones de viaje.

Respecto a la respuesta de los conductores a los mensajes mostrados en las SMV, se ha observado que su uso puede modificar sustancialmente los patrones de circulación de los vehículos, en particular en períodos de congestionamientos. Su uso es más efectivo en las horas pico de la mañana. El mensaje mostrado en una SMV es recordado por un mayor porcentaje de conductores que los mostrados por las señales fijas. El usar señales variables junto con radares es más efectivo que las señales estáticas para modificar la conducta de los conductores respecto a los límites de velocidad.

Las SMV portátiles pueden usarse como controles temporales de tránsito para el cierre de caminos, carriles o rampas; manejo de emergencias o accidentes; reducciones de velocidad; aviso de horarios de trabajo; manejo de usuarios del camino y desviaciones; advertencia de condiciones adversas y control de la operación.

Los principales beneficios asociados a las SMV son: mejoras en la selección de rutas, ahorros en tiempos y distancias totales recorridos, reducción de congestionamientos en las horas pico, mejoras en la selección de rutas al ocurrir incidentes y reducción en los costos de accidentes, reducción de efectos al medio ambiente por una menor contaminación de aire y reducción en el consumo de energía.

Los costos de los sistemas de SMV dependen de su propósito, escala y la tecnología a usar en el sistema. Los costos se relacionan con los costos de adquisición e instalación, su vida útil, costos de operación, mantenimiento y la tecnología usada.

Este artículo muestra la utilidad de las señales de mensajes variables para el control del tránsito vehicular, así como las ventajas y desventajas de las mismas, indicando sus diferentes usos, presentando ejemplos de aplicación de las mismas. y lista los lugares en donde estos sistemas están siendo utilizados. El trabajo presenta también los beneficios y costos asociados al uso de las señales de mensajes variables. Finalmente, el trabajo ofrece algunas recomendaciones generales y conclusiones.

Ventajas y desventajas de los medios de divulgación de la información de tránsito

Cada uno de los medios de divulgación de la información señalados tienen ventajas y desventajas. Los sistemas de navegación con pantallas en el interior de los vehículos pueden mostrar información actual y personalizada respecto a rutas a seguir para evitar congestionamientos y arribar al destino en el menor tiempo posible. Pueden mostrar también información detallada acerca de las condiciones de operación de la red de tránsito, balances en cuentas para el pago electrónico de peajes o estacionamientos, lugares disponibles en estacionamientos, etc. Sin embargo, este medio de difusión presenta el inconveniente de un alto costo inicial de instalación del equipo y la necesidad de subscribirse a un sistema que proporcione la información actualizada vía señales de radio, de satélite o telefonía celular y cubrir un pago periódico.

Los tableros con señales de mensajes variables por su parte, contrariamente a las señales fijas, pueden proporcionar información actualizada acerca de las condiciones de tránsito en la zona aledaña al tablero. Estos tableros pueden mostrar información tal como niveles de congestionamiento o retrasos en vías principales, alternativas de circulación para llegar a un destino o lugares disponibles en estacionamientos. Aún cuando no proporcionan información con el nivel de detalle con que puede hacerlo un sistema de navegación instalado en el interior de un vehículo, su bajo costo por usuario beneficiado representa un importante atractivo para su uso en corredores que cuenten con un elevado número de usuarios o con un alto índice de accidentes provocado por condiciones que puedan ser anticipadamente advertidas a los conductores tales como la formación de neblina, pavimento resbaladizo por hielo o lluvia y construcción o mantenimiento de calles y carreteras.

Los sistemas de información de tránsito vía Internet proporcionan información a un bajo costo para la planeación de viajes antes de iniciar el trayecto. En la actualidad, existen sitios de Internet en diversos países que muestran información casi en tiempo real, con mapas de las principales vialidades en ciudades e inclusive imágenes que muestran las condiciones de tránsito. Su principal desventaja es la necesidad de contar con un equipo de computación y con una conexión a Internet. Su uso en el interior de los vehículos puede verse limitado ya que, por la atención que se le debe prestar, se requiere la presencia de un operador del equipo de computo distinto al conductor.

Los kioscos son pantallas con acceso a Internet o a sistemas de información de transporte público instaladas en lugares con acceso libre. Su utilidad principal es mostrar información de tránsito sin la necesidad de contar con equipo de cómputo propio. Este medio de difusión presenta el inconveniente del número limitado de usuarios posibles, ya que sólo aquellos que se encuentren cerca de los lugares en donde se instalen los kioscos podrán consultar la información.

Las estaciones de radio con reportes del tránsito proporcionan información de las condiciones de tránsito en forma oral. La potencia de sus transmisores limita la zona cubierta y el nivel de detalle con el que pueden proporcionar la información. Estaciones comerciales, generalmente con una gran potencia de transmisión, limitan sus reportes a información regional y sólo en el caso de problemas serios a información más detallada. Estaciones con menor potencia y dedicadas exclusivamente a la transmisión de información de tránsito, transmiten en puntos localizados de un corredor y pueden proporcionar información detallada acerca de las condiciones de operación de la red, restricciones de circulación, eventos especiales o direcciones a atracciones turísticas (Wanat, 1998).

Las estaciones de televisión comercial con reportes del tránsito transmiten imágenes que muestran las condiciones de operación de la red, pero su utilidad y cobertura se ven limitadas por el número y alcance de las cámaras de video con las que cuente el sistema de cobertura de la red. Se utilizan comúnmente las imágenes de cámaras fijas y en ocasiones desde helicópteros. Generalmente, transmiten imágenes captadas por los sistemas de circuito cerrado de la autoridad que opera la red de tránsito.

Aplicaciones de las SMV en los Estados Unidos de América y en el resto del mundo

Las SMV se utilizan en una diversidad de lugares en el mundo. Por lo que respecta a los EUA, se tienen instaladas SMV en diversas poblaciones, tales como Anaheim y Santa Anna en California; Carretera Interestatal 95 en Filadelfia, Pensilvania; Charlotte, Carolina del Norte; Austin, Dallas, El Paso, San Antonio y Houston, en Texas; Arlington y Suffolk en Virginia; Phoenix en Arizona; Nueva Jersey; Maryland; Illinois; y Nueva York. En Europa las hay instaladas en Tapiola, Leicester, el Corredor Kent y la envolvente Birmingham-Nottingham-M25, Inglaterra; Costa Sur de Finlandia; Paris, Francia; Holanda, Dinamarca y Escocia.

En el caso de México, este tipo de tableros se empiezan a usar en áreas metropolitanas como las de la Ciudad de México o la Zona Metropolitana de Monterrey. En la Ciudad de México, ya se cuenta con paneles con SMV instalados en las principales vialidades como el Periférico o el Viaducto Miguel Alemán. Las normas para la instalación y uso de las señales dinámicas en la Ciudad de México han quedado ya incluidas en el “Manual de Dispositivos para el Control de Tránsito en Áreas Urbanas y Suburbanas”, publicado el 11 de diciembre de 2001 en la Gaceta Oficial del Distrito Federal.

El “Manual de Dispositivos para el Control de Tránsito en Áreas Urbanas y Suburbanas” clasifica las señales dinámicas en tres tipos: señales dinámicas para regular el uso de carriles, señales dinámicas para el control del límite de velocidad y señales dinámicas para información general. En el manual se describen las especificaciones que deberán cumplir este tipo de señales en cuanto a características, fabricación, colocación e instalación y su adecuación al contexto urbano.

El efecto de las SMV en los conductores de la Ciudad de México no ha sido todavía evaluado y se estima sólo de manera subjetiva que ese efecto ha sido positivo, en particular cuando se advierte de congestionamientos o rutas alternas cuando ocurren manifestaciones.

Por lo que respecta a la Zona Metropolitana de Monterrey, se cuenta con tableros electrónicos de SMV, de 5 líneas y 15 caracteres por línea, instalados en 20 puntos diferentes de la red vial. La instalación de los tableros se concluyó en noviembre del 2000 y su puesta en funcionamiento, como parte del sistema de manejo de tránsito, inició a principios de este año. Los mensajes que los tableros muestran responden, de manera automática, a las condiciones de operación de la red de tránsito en un área adyacente a la señal y son tomados de una biblioteca de mensajes predefinidos. También pueden enviarse mensajes determinados por los operadores del sistema de manejo de tránsito. La mayor parte del tiempo, las señales muestran mensajes de educación vial y sólo bajo condiciones especiales, hacen uso de los mensajes de la biblioteca o de los determinados por los operadores.

Al igual que en la Ciudad de México, no se ha llevado a cabo una evaluación del efecto de las SMV en los conductores, aunque se estima que son atendidas por la mayoría de los conductores que las observan. La ciudad de León Gto., está contemplando la compra, en este año, de dos tableros electrónicos con SMV fijos. Los tableros se instalarían en el Blvd.. Adolfo López Mateos, avenida principal de la ciudad y servirían para proporcionar información de tránsito a los conductores.

En cuanto al uso de tableros electrónicos de SMV en carreteras de nuestro país, Caminos y Puentes Federales de Ingresos y Servicios Conexos (CAPUFE), la principal entidad operadora de las carreteras de cuota en México, no cuenta aún con señales de mensajes variables fijas para informar acerca de las condiciones de tránsito en las carreteras de su jurisdicción. Sin embargo, aún cuando no se han definido las características de las señales que utilizarían, se está considerando seriamente su utilización. Su preocupación es también definir adecuadamente la ubicación que las señales tendrían; su localización antes de los puntos negros o en lugares en donde existan rutas alternas pueden ser los candidatos más viables para su instalación.

Respecto al uso de señales de mensajes variables portátiles, CAPUFE cuenta con un buen número de señales (dos por delegación), pero éstas se usan solamente en los sitios en donde se cuenta con información anticipada respecto a mantenimiento de carreteras. Su uso en lugares en donde han ocurrido accidentes se ha visto limitado ya que, generalmente, la señal es llevada al lugar después de que se ha despejado la carretera.

Usos de las señales de mensajes variables

 

Las Señales de Mensajes Variables (SMV) tienen, como se muestra en el cuadro 1, diversas aplicaciones dependiendo de la escala a la que pretendan usarse.

De los diferentes usos mencionados en el cuadro 1, los más comunes han sido los basados en un arco o en un corredor. La información que proporcionan acerca de los congestionamientos e incidentes resulta la más útil para los conductores. La advertencia sobre condiciones climatológicas adversas, resulta particularmente práctica en lugares de alta propensión a la formación de neblina o de hielo en las caminos. La advertencia de la presencia de neblina es una aplicación que podría ponerse en práctica de manera inmediata en México. Existen carreteras como la de Saltillo a Monterrey que podrían beneficiarse con la aplicación de esta clase de señales.

Beneficios y Costos de las Señales de Mensajes Variables

En esta parte se describen los beneficios y costos asociados a las Señales de Mensajes Variables (SMV), en particular la información incluida se refiere a los Tableros Electrónicos de Mensajes Variables (TEMV). Aún cuando los beneficios pueden ser identificados claramente, su evaluación resulta complicada ya que habrá que hacer diversas consideraciones. Los costos en cambio, serán más fácilmente evaluables y dependerán del grado de complejidad que se desee para el sistema de SMV.

Cuadro 1. Aplicaciones de las SMV

Nivel de Aplicación de las SMV

 

Ejemplos

 

Justificación

Basada en un Punto

- Guía en Estacionamientos

 

Se utilizan para mejorar la eficiencia del uso de estacionamientos, reducir congestionamientos en áreas aledañas, reducir el tiempo de búsqueda por espacios en estacionamientos y hacer el área más atractiva a los visitantes

Basada en un Arco (sección de una carretera)

- Advertencia de congestionamientos

- Advertencia de condiciones climáticas peligrosas

- Aviso de incidentes

- Desviaciones por obras

- Aviso de velocidades límite

Hacen los viajes más seguros. Reducen el tiempo de viaje y mejoran la operación de las carreteras.

Basada en un corredor

- Manejo de incidentes

- Señalización de rutas y desviaciones en corredores cuando existen caminos paralelos o interconectados

Ayudan a reducir los accidentes secundarios. Reducen el tiempo de viaje y mejoran la operación de corredores.

Basada en una región

- Manejo de incidentes

- Control de patrones de viaje

- Señalización de rutas en zonas metropolitanas

Se utilizan para manejar la demanda de viajes en una región y mejorar las condiciones de tránsito para toda el área.

Fuente: Wei, 1998.

Beneficios

Los beneficios del uso de los TEMV pueden ser:

1)     Mejoras en la selección de rutas, ahorros en tiempos y distancias totales recorridos.

2)     Reducción de congestionamientos en las horas pico.

3)     Mejoras en la selección de rutas al ocurrir incidentes y reducción en los costos de accidentes.

4)     Reducción de efectos al medio ambiente por una menor contaminación de aire.

5)     Reducción en el consumo de energía.

La medición de estos beneficios para algunos proyectos específicos arroja los siguientes resultados (Wei, 1998):

La reducción anual en retrasos por el uso de TEMV para el proyecto INFORMS fue de 1,900 horas vehículo para el caso de incidentes durante las horas pico y 300,000 horas vehículo para los efectos relacionados con incidentes.

El uso de TEMV para estacionamientos en Leicestershire, Inglaterra ha conducido a un mejor aprovechamiento de los espacios disponibles, lográndose que la demanda por lugares en los estacionamientos incluidos en el sistema de control de tránsito de la ciudad se distribuya más uniformemente.

Costos

Como cualquier proyecto en el área de sistemas inteligentes de transporte, el costo de un sistema de TEMV depende de su propósito, escala y la tecnología a usar en el sistema. Los costos se relacionan con los costos de adquisición e instalación, su vida útil, costos de operación, mantenimiento y la tecnología usada. No hay que olvidar que un sistema de TEMV puede ser parte de un sistema de control de tránsito más complejo y que los costos aquí indicados reflejan sólo la parte correspondiente a los tableros y sus componentes.

El cuadro 2 muestra los resultados de un estudio económico realizado en el año de 1991 por la Universidad Estatal de Arizona para el Departamento de Transporte del mismo estado. El estudio comparó dos tecnologías diferentes, fibra óptica y diodos de emisión de luz (LED por sus siglas en inglés).

Notas:

1.      El costo inicial incluye el costo de compra e instalación de las señales. Se usaron precios de finales de 1990 y principios de 1991.

2.      El costo anual de la energía se basó en la tecnología de las señales, el tamaño de los mensajes y el tiempo que se muestran. Se supuso que la señal estaba encendida durante cuatro horas al día (una hora en la noche y tres horas durante el día). El mensaje común era de 30 caracteres y el costo de la energía se supuso de 10 centavos de dólar por kilowatt-hora.

3.      Requerimientos de mantenimiento: reemplazo y reparación de las partes. Se asumió que los diodos de emisión de luz tienen una vida útil de 100,000 horas y que las lámparas de fibra óptica de 6,000 horas.

4.      Costo anual por intereses. Se asumió una tasa de interés anual del 10 por ciento y una duración del proyecto de 10 años. El valor de rescate es cero.

Cuadro 2. Costo Anual para Señales de Fibra Óptica y LED. (Dólares de Estados Unidos de América).

Concepto

Fibra óptica

LED

Costo Inicial

118,303

141,437

Interés Anual Correspondiente al Costo Inicial

  19,204

  23,018

Costo Anual de la Energía

386

3,810

Costo Relativo Anual de Mantenimiento

576

0

Costo Anual de Operación (Incluye energía y mantenimiento).

962

3810

Costo Total Anual (Incluye interés anual mas costos de operación).

20,166

26,828

Fuente: Wei, 1998.

Otro estudio, realizado por el Ministerio de Transporte de Ontario comparó, en 1989, los costos de operación y mantenimiento de diferentes tecnologías de TEMV. Los resultados se presentan en el cuadro 3.

Cuadro 3. Costos Anuales de Operación y Mantenimiento para Señales de Mensajes Variables para el Ministerio de Transporte de Ontario (1989, dólares de Estados Unidos de América).

Tecnología

Energía

Mantenimiento Rutinario

Mantenimiento de Emergencia

Costo Total

LED

760

8,620

4,200

13,580

Fibra óptica/ Disco reflejante

280

6,780

4,400

11,460

Fibra óptica

820

10,450

5,020

16,290

Disco reflejante

640

12,820

4,200

17,660

Lámpara Incandescente

5,000

19,630

3,000

27,630

Fuente: Dudek, 1992 citado en Wei, 1998.

Los costos arriba mencionados son para un TEMV. Por lo que respecta al costo de un sistema completo, se cuenta con información del Estado de Virginia, el sistema INFORMS en Nueva York y el sistema de identificación automática de vehículos en Houston (Wei, 1998).

El caso del Estado de Virginia, el costo del equipo para 104 TEMV y 36 unidades para el sistema de Advertencia en Carreteras vía Radio se estimó en 13 millones de dólares (1996). El costo inicial de un TEMV fue de alrededor de 100,000 dólares y el de la unidad para el sistema de Advertencia de Carreteras vía Radio de 20,000 dólares. En el sistema INFORMS, el costo de la instalación de los TEMV fue de 6,341,000 dólares. Para 1992, el costo total anual de operación fue de 4,497,000 dólares. En el caso de la instalación de los TEMV en Houston (1996), estos tuvieron un costo de 18,500 a 25,000 dólares por km y se tardó 6 meses en instalarlos.

Conclusiones

Este trabajo ha presentado una revisión de las SMV. Se ha descrito como forman parte de los diversos equipos para proporcionar información a los viajeros en los Sistemas Inteligentes de Transporte. Se ha mencionado cuáles serían los beneficios que se han identificado por el uso de las SMV y los diversos costos asociados a la instalación y operación de las SMV.

Entre las conclusiones más relevantes, puede anotarse que las SMV:

  • Son un medio de información de tránsito que puede ayudar a resolver los problemas de congestionamiento.
  • Su uso es particularmente útil en situaciones cambiantes o de emergencia.
  • Pueden ayudar a evitar accidentes, particularmente los secundarios.
  • En el caso de un sistema de señales fijas, el alto costo requiere la justificación adecuada de su propuesta de instalación. Las señales portátiles pueden ser un valioso dispositivo de control de tránsito, que usado correctamente ayuda a aliviar situaciones de emergencia en carreteras que no cuentan con sistemas de señales fijas. También resultan especialmente útiles en zonas de construcción. México puede continuar ampliando el uso de las SMV, pero habrá que evaluar adecuadamente los sistemas de control de tránsito en los que se utilizarán.

 

Jorge A. ACHA DAZA
Síntesis de la Publicación Técnica No. 192, “Señales de mensajes variables para el control del tránsito vehicular”, elaborada por el mismo autor, investigador del Instituto Mexicano del Transporte. La edición del presente artículo fue elaborada por José Antonio ARROYO OSORNO
y Fernando BUELNA SÁNCHEZ
investigadores de la misma institución.



* Síntesis del documento: ACHA DAZA, Jorge A., “Señales de mensajes variables para el control del tránsito vehicular”, Publicación Técnica No. 192, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2002.

 
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