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Uma equipa de cientistas da Universidade Estatal de São Petersburgo, na Rússia, descobriram uma forma de lidar com o trânsito nas grandes cidades, usando algoritmos matemáticos.
Uma vez que os veículos de transporte individual se estão a tornar mais acessíveis em todo o mundo, surge um problema nas grandes cidades: os veículos não conseguem circular livremente.
Os cientistas estão à procura uma solução para este problema há muito tempo. Desde o final da década de 1950, a teoria dos fluxos de tráfego transformou-se num ramo separado da matemática aplicada.
“Na Rússia, os engenheiros de transporte enfrentam historicamente o problema do gestão de tráfego”, disse Alexander Krylatov, um dos autores do estudo, em comunicado. “Ao mesmo tempo, especializam-se mais em soluções relacionadas com alterações de design de secções específicas da rede. Não têm competências no campo de aumentos relacionados com o sistema no desempenho do tráfego. Com fluxos de tráfego cada vez maiores, mesmo que os engenheiros consigam obter melhorias locais, depois de um tempo, os fluxos reorganizam-se e os mesmos congestionamentos aparecem noutros lugares”.
Krylatov, juntamente com Victor Zakharov, professor do Departamento de Modelagem Matemática de Sistemas de Energia da Universidade de São Petersburgo, escreveram uma monografia, onde apresentaram novas abordagens matemáticas para otimização de tráfego, bem como formas possíveis de implementá-las.
Os princípios que os cientistas recomendam usar como diretrizes foram formulados em 1952 por John Glen Wardrop, um matemático inglês e analista de transportes.
O primeiro deles – o princípio do equilíbrio – é uma construção matemática que permite simular sistemas, assumindo que cada motorista persegue objetivos pessoais. Assim, os modelos criados baseiam-se no facto de que, por trás de quaisquer mudanças nos fluxos de tráfego, deve haver um comportamento egoísta dos proprietários de carros. O segundo princípio afirma que existe a possibilidade de gestão diretiva de todos os veículos. No entanto, os autores dão importância específica ao primeiro princípio.
Os investigadores acreditam que o comportamento dos motoristas pode ser influenciado indiretamente – através de uma mudança na infraestrutura rodoviária. Modelos matemáticos possibilitam prever como isto mudará o tráfego em cada secção local da rede.
Os autores observam que os sistemas de navegação dos motoristas têm uma grande influência na getão do fluxo de tráfego. Na sua opinião, a situação mais eficaz surgirá se todos os motoristas usarem o mesmo sistema e receberem informações sobre rotas adequadas a partir de um único centro.
Em locais em que a estrada é difícil de ampliar fisicamente, é eficiente usar outros métodos, como a proibição de estacionar ao longo da rota. Além disso, a Ciência pode ajudar a criar faixas dedicadas ao transporte elétrico, se a administração da cidade quiser motivar os motoristas a usar carros ecológicos. É possível criar rotas especiais separadas e será muito mais fácil contorná-las.
Por fim, outra das maneiras de usar modelos matemáticos pode ser o desenvolvimento de gémeos digitais – réplica digital de uma entidade física viva ou não viva – e sistemas de transporte com base nesses modelos. Estas simulações, implementadas na forma de aplicações de software, tornar-se-ão uma ferramenta de pensamento extremamente útil nas mãos dos engenheiros de transporte.
