29 - Flujos de saturación en la zona céntrica de santiago

8/14/2019 29 - Flujos de saturacin en la zona cntrica de santiago

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FLUJOS DE SATURACIN EN LA ZONA CNTRICA DE SANTIAGO

Tristn Glvez P. Departamento de

Ingeniera Civil, Universidad de Chile

y

Francisco Martnez C. CITRA

LTDA. *

R E S U M E N

Se presenta la metodologa seguida y resultados obtenidos en la medi-cin de flujos de saturacin en la zona cntrica de Santiago. Los resulta-dos son comparados con los provenientes de estudios anteriores* Adems delos flujos de saturacin, se exponen y comparan datos relativos a factoresde equivalencia de vehculos factores de viraje y factores de comportamiento en paraderos de buses. Finalmente, se sugieren lneas para futuras investigaciones en la materia.

* Actualmente en SECTU.


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1 Introduccin

En Noviembre de 1983, como parte de un contrato entre la I, Municipa-lidad de Santiago y la firma CITRA Ltda, [l] se realizo un programa de me-diciones de flujos de saturacin en el centro de Santiago, entendidoaproximadamente, como el rea comprendida entre el Ro Mapocho, la Av. orce-Sur y la Alameda.

Estas mediciones tuvieron como objetivo la generacin de datos paracorrer el modelo SATURN aplicado a la red del centro, mediante el cual sedeseaba evaluar diversos esquemas alternativos de gestin de la red. Serecurri a esta medicin directa en terreno debido a que los flujos de sa-turacin son uno de los parmetros mas importantes en la modelacin de unared, de modo que su correcta determinacin condiciona en gran medida la calidad de las predicciones del modelo.

El presente trabajo recoge loa aspectos metodolgicos y resultados deestas mediciones, 'con el objeto de compararlos con valores provenientes deestudios anteriores. Se ha preferido no incluir los aspectos conceptualesy de definicin relacionados con los flujos de saturacin, dado que stos

pueden ser consultados en publicaciones anteriores [2] , [3j .

2, Metodologa

Para la medicin de flujos de saturacin se utiliz el mtodo sincr-nico 6 con las siguientes convenciones:

a) Se defini como "instante de pasada" de un vehculo el instante enque su parachoque posterior (o parte equivalente) coincida con la l.nea de parada.

b) Se defini que el "intervalo" entre dos vehculos consecutivos equiyala a la diferencia entre sus respectivos instantes de pasada. Este

intervalo, dada esta definicin, puede dividirse en dos subintervalos:el que transcurre entre la pasada del parachoque trasero del vehculoantecesor y la del parachoque delantero del vehculo sucesor, que esel "intervalo libre"; y el que se produce durante la pasada del veh-culo sucesor propiamente tal.

c)

d)

Se asumi que el "intervalo libre" era funcin slo del tipo de veh-culo "sucesor", y que era independiente del tipo de vehculo "antece-sor". Este supuesto es el mas discutible. Sin embargo, para levan-tarlo se requerira modelos excesivamente complejos de dudosa aplicfl-pilidad prctica. Con este supuesto, mas el obvio supuesto adicionalde que el tiempo de pasada de un vehculo depende tambin de su pro-pia naturaleza, se tiene que el "intervalo" definido en b) es funcinslo del tipo de vehculo "sucesor".

Se supuso que los 10 segundos iniciales luego de la aparicin de laluz verde corresponden al transiente, por lo cual deben ser excluidosde la medicin


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e) Se considero que los vehculos elegibles para la medicin eran soloaquellos que se haban detenido completamente ante la cola,

f) Todas las mediciones se hicieron considerando solo una pista. Porconvencin, se asigno el nmero 1 a la pista de la derecha.

El procedimiento utilizado en la medicin fue el siguiente:

i) Se formo un equipo con dos observadores. El primero de ellos echabaa andar el cronometro al presentarse la luz verde Al aproximarselos 10 segundos elega un vehculo y transmita al segundo observador(anotador) su instante de pasada segn lo definido en a).

ii) El anotador haca un conteo clasificado a partir del vehculo siguien_te, distinguiendo los siguientes tipos de vehculo: automviles,taxis vacos, taxis ocupados, taxis colectivos, buses, taxibuses ycamiones. -

iii) El primer observador elega el vehculo con el cual terminara la me-dicin, de acuerdo al criterio e), y transmita al anotador su instante de pasada segn el cronmetro. Esta indicacin serva, adems, pra dar por terminado el conteo,

iv) Los datos fueron registrados en una hoja de terreno, cuyo formato seindica en la Figura N 1.-

Los lugares y horarios de medicin se eligieron luego de una inspec-cin preliminar en terreno. Muchas intersecciones debieron deseartajese, siendo las principales razones las siguientes:

- bajo grado de saturacin, disipndose las colas antes de 10 segundosI o muy poco despus,

desorden en el uso de pistas, que impeda la medicin por separado decada una de ellas,

- coordinacin de la red de semforos, que haca las detenciones casiinexistentes en algunos lugares.

Las dificultades anteriores implicaron que, en general, solo pudo me-dirse en los perodos de punta en algunos lugares. Parte de las medido*nes debi descartarse posteriormente por ser sus resultados poco confia*?

bles.

El procedimiento se orient a obtener los siguientes resultados:

Factores de equivalencia de vehculos, estimados como promedio parael conjunto de la red interna. Estos factores resultan necesarios dado que el SATURN no permite asignar factores de equivalencia varia- "

bles entre un punto y otro de la red.


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b) Flujos de saturacin caractersticos de diversos aubsectores de lared.

c) Factores de virajeB

-i) Factores aplicables a los paraderos de busos

Para todos estos clculos se utilizo regresin lineal mltiple me-diante el paquete TSF,

3. Procesamiento y resultados

3,1 Factores de equivalencia

Los factores de equivalencia se obtuvieron mediante regresiones linea^les de la ecuacin


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ii) En el centro, la base de datos no permite establecer una diferenciaestadsticamente significativa entre buses y taxibuses.

iii) Los flujos de saturacin de diferentes perodos presentan variacionesmenores En todo caso, estas son inferiores a la variacin que expe-rimenta el flujo de saturacin cuando se mide el mismo perodo en fe-chas diferentes. Por lo tanto, se decidi estimar flujos de satura-cin no diferenciados por perodos*

iv) La escasa presencia de taxis colectivos, en los lugares de medicin,no permiti obtener factores de equivalencia para este modo. Por lotanto, los registros que contenan taxis colectivos fueron eliminadosde la muestra

As, los factores de equivalencia finales resultan de ajustar la si-guiente ecuacin:

T - A.*AUTO + A2*BULI + Aj*TV+ AA*CA

donde T es el intervalo de medicin en segundos y las variables son nume-ro de pasadas, en el intervalo de medicin, de los siguientes modos:

automvil particular ms taxi* ocupados

buses mas taxibuses taxis vacos

CA : camiones

CUADRO N 1, Mediciones seleccionadas para el

clculo de factores de equivalencia

Calle Al llegar a: Pista* N Observac,

Agustinas San Martn 2 62

Puente RecoletaJ.M. Caro

J.M Caro PuenteRecoleta

34

79

San Pablo San Martn 2 27Agustinas Amunategui 1 31Merced J.M.de la Barra 2 90 "J.M.de la Barra I.V. Vergara 1 50BellavistaPursima

PursimaBellavista

2 49

Monjitas Miraflores 2 30J.M. Caro Placa Italia 1 15

Se ha considerado como pista 1 la de la derecha,


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En esta regresin intervienen los datos de las mediciones que apare-cen sn el cuadro N* 1.- El criterio utilizado para seleccionar la muestrafue el de incluir s6lo pistas "normales" en las cuales o existieran vira-jes ni paraderos de locomocin colectiva. Se excluya tambin el sector pr-ximo a los paseos peatonales por presentar caractersticas radicalmente djLferentes al resto, como se ver* ms adelante*

Los resultados de la regresin son:

INTERVALO (seg)

DESV. STANDAR(seg)

A, (AUTO) - 1.94461 0.034754

A2 (BULI) - 4.52497 0.140334

A3 (TV) - 2.75719 0.149409

A4 (CA) - 3.77250 0.503298

ma

Luego el flujo de saturacin bsico para el Centro de Santiago resulta conmedia S 1852 (veq/hr) y desviacin estndar de 33 (veq/hr.). Este valor esrepresentativo del promedio de los flujos de saturacin en las pistas "normales" de la red.

3.2, Flujos de Saturacin Sectoriales

Loe resultados preliminares de las regresiones de prueba realizadas indicarn que la red poda ser subdividida en tres sectores homogneos:

1) Un sector en el cual los flujos de saturacin eran notoriamente superiores al promedio, ubicado prximo al Ro Mapocho, comprendiendo las Avdas,J.M. Caro, Santa Mara y Bellavista. A este sector se le llam Zona B.


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ii) Un sector con flujos de saturacin notoriamente inferiores al promedio,ubicado en las intersecciones con paseos peatonales. A este sector sele llamo Zona C.

iii) Un sector normal compuesto por el resto de los nodos de la red. Se lellamo Zona A.

Para cada uno de estos tres sectores se otuvo un valor medio represen-tativo del flujo de saturacin. Para ello se construy" una variable INT1 da-da por la elacin:

INT1 - T - 4*52*BULI - 2.76*TV - 3.77*CA

La variable INT1 representa el tiempo de saturacin ocupado por autom-viles, dado que a la duracin total "T" de la medicin se le ha sustrado eltiempo ocupado en promedio por las restantes categoras de vehculos* Los factores de ponderacin de estos ltimos corresponden a los intervalos medioscalculados en el punto 3.

Las intersecciones utilizadas como dato para cada regresin se presen-tan en el Cuadro N 2.- La zona C se subdividi en dos sectores:

C* : pistas normales en la zona

C : pista 1 (la de la derecha) en calles con alto'flujo de taxis vaC08.

Para cada uno de los 4 casos considerados se corri* una regresin del tipo

INT1 - a * AUTO.

Los resultados obtenidos se presentan en el Cuadro N 3

3.3. Factores de;Viraje

Para el clculo de factores de viraje se realizo mediciones en pistasexclusivas de viraje que se indican en el Cuadro N 4.- Se proceso por sepa.rado los virajes de radio amplio de los de radio normal* Se defini1 primero*una nueva variable INT2 dada por la expresin:

INT2 - 1.94*AUT(M-4.52*BULI+2.75*TV+3.77*CA

y a continuacin se hizo la regresin

T a * INT2

La variable INT2 representa el tiempo medio que habra demorado el pa_so de la combinacin do vehculos presente en la medicin, si se hubiera tratado de un flujo directo. Por lo tanto, el parmetro a mide directamente elfactor de viraje*


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CUADRO N 2,-OATOS UTILIZADOS PARA EL

CALCULO DE FLUJOS DE SATURACIN SECTORIALES

;


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CUADRO N 4.-DATOS UTILIZADOS PARA EL

CALCULO DE FACTORES DE VIRAJE

TIPO VIRAJE W 03 S. DESDE VIRANDOHACIA PISTA SENTIDOVIRAJE

RadioAmplio

299

J.M.CaroBellavista

J.M.de laLoreto

arra 54

Izq.Izq.

RadioNormal

3130

MirafloresSan Pablo

MercedPuente

11

Der.Izq.

Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

Viraje amplio Viraje normal

Factor de virajeDesv. tpica

1.100.016

1.310,036

3.4. Factores de Paradero de Buses

El efecto de los paraderos de buses consiste mas bien en una elevacindel factor de equivalencia de estos que en una reduccin del flujo de saturacion. Por lo tanto, el trabajo estadstico se oriento a la bsqueda de dichofactor de equivalencia. Sin embargo, dado que el modelo SATURN exige un fac-

tor de equivalencia tnico para toda la red, en tanto acepta flujos de satu-racin variables, se recurri finalmente a un artificio de modelacin se-gn el cual se busc una reduccin al flujo de saturacin que causara unefecto similar al del aumento del factor de equivalencia de buses.

Los datos utilizados en la regresin se presentan en el cuadro N 5.

CUADRO N 5.-

AT0S UTILIZADOS PARA EL CALCULO DE FACTORES DE PARADERO DE BUSES,-

N* OBSERVAC, CALLE AL LLEGAR A PISTA

303031

San AntonioBanderaTeatino8

CompaaMonedaSan Pablo

Con estos datos, se realiz el ajuste de la siguiente ecuacin:


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INT1 - a * BULI donde

INT1 - T - 1.94 AUTO - 2.75TV - 3.77 CA

121 intervalo medio resultante de la regresifin fue de 5,64 (seg/veh),coa una desviacin tpica de 0.33 . Este valor debe ser comparado con el de

4.52 (seg/veh) obtenido en pistas sin paradero. Por lo tanto, el factor deequivalencia de buses aumenta en paraderos de 2.33 a 2.30 , esto es, en un25%.

El flujo de saturacin necesario para compensar este efecto dependede la proporcin de buses en el flujo que ocupa la pista paradero. En el caso limite, si no hay uses se mantendr el flujo de saturacin normal. En "el otro caso extremo, si s6*lo hay buses, el flujo de saturacin debiera re-ducirse en un 25%. Para situaciones intermedias cabe la interpolacin li -neal entre ambos puntos extremos. Esta relacin se ha representado esquem-ticamente en la figura N 2. En esta figura, debe llevarse en abscisas elflujo de buses expresado en. vehculos equivalentes, calculado con el fac-tor de equivalencia comn para la red (2.33), como proporcin sobre el flujototal de la pista, expresado cambian en vehculos equivalentes.

33:4 Resultados Finales

Los valores finalmente adoptados han sido redondeados a la cincuentenay se presentan en el Cuadro N* 6.

CUADRO N 6.-

FLUJOS DE SATURACIN ADOPTADOS(veh.equiv./hora)

ZONA A B Cl C2Flujo de saturacin directo Platacon paradero Viraje amplio Virajenormal Paradero+viraje amplioParadero+viraje normal

Resultados de EstudiosAnteriores

A mediados de 1980, como parte de un convenio entre la Universidad deChile, OufiPLAN y,la Ilustre Municipalidad de Santiago, se realizo un progra-ma de mediciones 'de flujos de saturacin, cuya metodologa se describe en WLos lugares y fechas de mediciSn, as como los tipos de vehculos y mo-vimientos considerados en cada uno, se presentan en el Cuadro Nb 7.

2050 17501650 14001850 15501550 13001500 12501250 1050

1300

550.1050 4501150 5001000 400950 400800 300


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^394 -

UBICACIN

Merced esq. Mac IverMerced esq. Mac IverMonjitas esq. S. AntonioAgustinas esq.S. Antonio

Sto.Domingo esq. Mac IverMac IverAlameda esq. San AntonioMoneda esq* S. Antonio

Aplicando el mtodo de regresin mltiple ya descrito se obtuvieron va-lores para los flujos de saturacin y factores de equivalencia de vehculos Estos parmetros fueron significativamente diferentes para la medicin en Ala

meda con respecto a los restantes. Los resultados obtenidos se presentan enel Cuadro N' 8.

CUADRO N 8.-

RESULTADOS DE LAS MEDICIONES DE 1980.-

Alameda Zona Cntrica

Flujo de saturaci6nFactores de equivalencia- locomociSn colectiva- taxis Factores de

viraje

2.358

1.28

1.667

1.751.131.38

En estas mediciones el tipo de vehculo locomocin colectiva incluyebus es y taxibuses, dado que no se encontraron diferencias significativas entre ellos. En la categora de tpxis se incluyS taxis ocupados y taxis libres

Por otra parte, mediciones realizadas por la Universidad Catlica deChile, citadas en [5]. entregaron los resultados que se presentan en el Cuadro N 9. Estos valores se refieren a zonas fuera del rea cntrica.


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I CUADRO N 9.-RESULTADOS DE MEDICIONES DE LA UNIVERSIDAD CATLICA.-

Flujo de saturacin

Factores de equivalencia- Buses- Taxibuse3 Taxis sin pasajeros

Los resultados de estos estudios han sido aparentemente recogidos porel Manual del Ministerio de Transportes )_2j, el cual indica que si no se dipone de mediciones de terreno puede adoptarse por defecto los valores siguietites para los flujos de saturacin:

5.

- En zonas cntricas- En zonas no cntricasConclusiones

La gran diversidad de resultados presentados podra conducir a la conclusiSn obvia de que, en general, ser siempre preferible realizar medicio-nes directas de los flujos de saturacin cuando se desee modelar una red urbaa. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los resultados de estas medi-ciones deben ser sistematizadas y analizados si se quiere pasar de la merarecoleccin de datos a la formulacin de criterios o teoras de alguna generalidad.

En el cuadro N 10 se presenta una comparacin de los factores de equivalencia de vehculos procedentes de diversos estudios. Los valores obtenidospara taxis son en general consistentes, y la diferencia de las fuentes B y Ccon respecto a las restantes proviene del hecho de que consideran conjuntamente taxis ocupados y vacos. Sin embargo, se obtiene para esta combi-nacin un valor intermedio entre los calculados por las otras fuentes paraambos tipos por separado. Por lo tanto, el conjunto de los datos disponiblestiende a indicar que los taxis sin pasajeros constituyen una categora significativament diferente a los automviles, lo cual debiera tomarse en cuentano slo en mediciones futuras de flujos de saturacin sino tambin en los conceos clasificados de vehculos.

En el caso de los vehculos de locomocin colectiva se presentan , encambio, diferencias de consideracin. En primer lugar , la fuente D entregaun factor distinto para buses y taxibuses, en tanto que las fuentes A y B encregan un factor nico. Ello puede deberse a que la primera ha sido obtenidade mediciones fuera del rea cntrica. Este resultado tiende a sugerir que enel rea cntrica puede predominar la funcifn de recogida de pasajeros sobrela de circulacin, tendiendo a atenuar la diferencia entre ambos tipos devehculo. De hecho, en los resultados preliminares de las mediciones de 1983|1| se observo" un factor de equivalencia levemente mayor para buses, peroesta diferencia no llego" a ser estadsticamente significativa. Comparando ahora los valores absolutos entre las fuentes A y D, se observa que los prime"""os son sustancialmente mayores. Esta diferencia es especialmente relevante""


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CUADRO N 10.-COMPARACION DE FACTORES DE

EQUIVALENCIA DE VEHCULOS

si se observa que los flujos de saturacin base son muy similares: 1852 y1836 veq/hora respectivamente. La conclusi6n que puede obtenerse es queaparentemente el factor de equivalencia de buses y taxibuses es variable entre una y otra va, de modo que trabajar con factores de equivalencia nicospodra introducir sesgos en la modelacin de redes heterogneas Comparan-do ahora las fuentes A y B se observa una diferencia apreciable entre losfactores obtenidos , del orden de un 33%. Sin embargo, estos factores de

equivalencia son referidos a flujos de saturacin diferentes, por lo cualresulta mas acertado comparar los intervalos medios entre vehculos. Estosson de 4,52 seg. para la fuente A y de 3.78 seg. para la fuente B, lo queimplica una discrepancia de s*lo un 20%, No es claro el origen de esta diferencia , pero probablemente se deba a la variabilidad intrnseca del fen6me_no estudiado*

El factor de equivalencia de camiones livianos obtenido en la fuente Aresulta muy similar al recomendado en la fuente E. Llama la atencin queresulte menor que el factor de equivalencia de locomocin colectiva, pese atratarse de vehculos de tamao similar. Esto puede deberse al diferente coraportamiento de los conductores.

En el cuadro N 11 se comparan los valores obtenidos de las diversasfuentes en cuanto a factores de viraje. Dado que cada estudio ha desagre-gado estos factores en forma diferente las cifras no son directamente compa.rabies. Las principales conclusiones para mediciones futuras o para reproceSarniento de las ya realizadas se refieren A la necesidad de dirimir las in"cognitas siguientes:

- si debe definirse factores de viraje por tipo de vehculo o factores comu-nes para todos ellos.


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- forma de introducir cuantitativamente el radio de giro en el modelo defuncionamiento de la interseccin.

- forma de introducir cuantitativamente la presencia de peatones que obs-truyan el viraje

- si debe establecerse un factor de viraje a izquierda con flujo contrario

prioritario y, en caso afirmativo, como introducir cuantitativamente lamagnitud de dicho flujo en contra.

CUADRO N 11.-

FACTORES DE VIRAJE

FUENTE TIPO DE VIRAJE VALOR

CZTRA Ltda [l] amplionormal

1.101.31

Universidad de Chile [4J cntrico 1.38

Manual de Trnsito [2] automvil 1.25taxi sin pasajeros 1.11taxibuses 1.09buses 1.25camin liviano 1.25


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Lamentablemente , en cuanto a paraderos de buses no se cuenta con datos deestudios anteriores para efectos de comparacin. Sin embargo, los resultadospresentados en este trabajo son concluyentes en el sentido que estos para derostienen una influencia significativa sobre los factores de equivalencia de buses, locual debiera ser considerado en versiones futuras del Manual de Sealizacin deTrnsito y en trabajos que impliquen modelacin de redes o in tersecciones.

En cuanto a los flujos de saturacin obtenidos, puede afirmarse que en el nivelactual de conocimiento resulta extraordinariamente difcil precisar los factoresobjetivos que los condicionan y la forma cuantitativa en que ac ta cada uno.Comparando resultados ya expuestos, el flujo de saturacin obtenido en las medicionesde la U. de Chile [4], de 1667 veq/hora es interine dio entre los valores indicadosen el Cuadro N 6 para las zonas B y Cl, res_ pectivamente 1750 y 1300 veq. Comparandolas vas en cuales fueron medidos estos flujos, se observa que, a priori, Lasmediciones de la U. de Chile se ubican en vas de naturaleza intermedia entre lasincluidas en las zonas B y Cl. Sin embargo, esta afirmacin apriorstica suele serrefutada por la realidad, como ocurre normalmente en los primeros procesos de losdatos de terreno. Hiptesis que parecan bien fundadas en cuanto a la probable simili-tud da un conjunto de vas, suelen derrumbarse y deben ser sustituidas.

Sin duda alguna la discusin anterior no agota el tema, sino ms bien cumple elobjetivo de abrir nuevas interrogantes que estudios posteriores debieran dilucidar.Entre ellos cabe destacar los siguientes:

-cual es la variabilidad intrnseca de los parmetros de comportamiento(flujos de saturacin, factores de equivalencia y de viraje), esto es, si serepite sucesivamente la misma medicin, en das diferentes, cual sera lavariacin de los resultados.

-existe o no una variacin temporal de los parmetros de flujo, esto es,si es o no distinta, por ejemplo, la punta maana de otros perodos.

-que criterios deben aplicarse para decidir fundadamente si una va para lacual no se dispone de mediciones es o no similar a otra que s las tiene.

-que variedad de situaciones y tipologa de vas es la ms adecuada*-cul es la real influencia de factores aun no medidos y publicados en elpas, como el efecto de los flujos peatonales, de la pendiente de la va dela rugosidad de la va y del ancho de las pistas.

Referencias \

1 Ilustre Municipalidad de Santiago - CITRA Ltda. "Impactos del ProyectoPlaza Baquedano sobre esquemas de operacin del Centro". Informe Final,Diciembre de 1983.

2. Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones. Manual de Sealizacin deTrnsito. 1983.

3. J. Gibson, A. Saavedra y J. Spocrer. "Metodologa para la programacin deredes de semforos de tiempos prefijados". U. de Chile. Depto. de Ingeniera Civil, Publicacin ST-INV/01/82, 1982.

4. A. Saavedra y J. Spoerer* "Programaci6n de redes de semforos de tiemposprefijados", U. de Chile. Depto. de Ingeniera Civil, Trabajo de Ttulo,1981.


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5. J.E. Coeymans y L.G. Willumsen. "Tcnicas Modernas de.GestiSn de Trnsito".1981.

6. Branston D, yH, Van Zuylen. "The estimation of saturation flow, effectivegroen time and passenger car equivalents at traffic signis by mltiple linear regression". Transpn. Res., Vol. 12, pp. 47-53, 1978.

7. Mood, Graybill y Boes, "Introduction to the theory of statistics". pp. 181.Mac Graw-Hill Kogakuaha Ltd., Tokyo, 1969.


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