Modelación Del Trafico Vehicular Con El Software Ptv Vissim Tramo Bomba El Gallo- Bomba El Amparo

1

Cartagena de Indias, 16 de julio de 2013

Seores:

COMIT EVALUADOR DE PROYECTOS DE GRADO

Programa de Ingeniera Civil

Facultad de Ingeniera

Universidad de Cartagena

E. S. D.

Cordial saludo,

Por medio de la presente, me dirijo a ustedes para informarles que he dirigido a satisfaccin el informe final del trabajo de grado titulado MODELACIN DEL TRAFICO VEHICULAR CON EL SOFTWARE PTV VISSIM TRAMO BOMBA EL GALLO-

BOMBA EL AMPARO., realizado la estudiante Ketty Fontalvo Arrieta, el cual es

presentado a su consideracin para que se le hagan todas aquellas sugerencias y recomendaciones que a su juicio consideren pertinentes para el mejoramiento de la calidad

acadmica del mismo.

Atentamente,

____________________________

PEDRO GUARDELA

DOCENTE ASESOR

Modelacin Del Trnsito Vehicular Con El Software PTV VISSIM Tramo Bomba El Gallo- Bomba El Amparo

2


Seores: COMIT EVALUADOR DE PROYECTOS DE GRADO

Programa de Ingeniera Civil

Facultad de Ingeniera

Universidad de Cartagena

E. S. D.

Cordial saludo,

Por medio de la presente, respetuosamente me dirijo a ustedes para hacerles entrega formal

del informe final del trabajo de grado titulado MODELACIN DEL TRAFICO VEHICULAR CON EL SOFTWARE PTV VISSIM TRAMO BOMBA EL GALLO-

BOMBA EL AMPARO, asesorado por el Ingeniero Pedro Guardela, el cual es presentado a su consideracin para que se le hagan todas aquellas sugerencias y recomendaciones que

a su juicio consideren pertinentes para el mejoramiento de la calidad acadmica del mismo.

Atentamente,

____________________________

KETTY FONTALVO ARRIETA

Cd.: 0210220076


3

MODELACIN DEL TRNSITO VEHICULAR CON EL SOFTWARE PTV

VISSIM TRAMO BOMBA EL GALLO - BOMBA EL AMPARO


UNIVERSIDAD DE CARTAGENA

FACULTAD DE INGENIERA

PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

2013


4

MODELACIN DEL TRNSITO VEHICULAR CON EL SOFTWARE PTV

VISSIM TRAMO BOMBA EL GALLO- BOMBA EL AMPARO

GRUPO DE INVESTIGACIN:

INVITRA

LNEA DE INVESTIGACIN: TRANSITO


DIRECTOR: ING PEDRO GURDELA VSQUEZ

MAGISTER EN INGENIERA DE TRANSITO Y TRANSPORTE

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA

FACULTAD DE INGENIERA

PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

2013


5

NOTA DE ACEPTACIN

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Firma del presidente del Jurado

_______________________________

Firma del jurado

_______________________________

Firma del jurado



6

AGRADECIMIENTOS

A Dios por ayudarme a culminar esta etapa de mi vida.

A mi madre por ayuda y apoyo siempre.

A mi esposo y a mis hijos por su ayuda incondicional.

A mi hermana y mis sobrinas por estar siempre conmigo.

A mi amiga la ingeniera Lia Zamora por asesorarme en este proyecto.

A mi asesor Pedro Guardela por su gua y ayuda.

Y a todas aquellas personas que me apoyaron de alguna manera.


7

DEDICATORIA

A mi madre, a mi esposo y

a mis hijos Alejandro y Laura.

Gracias por su apoyo


8

TABLA DE CONTENIDO

Pg.

RESUMEN. .................................................................................................................. 15

ABSTRACT.................................................................................................................. 16

INTRODUCCIN ......................................................................................................... 17

1. MARCO TERICO ......................................................................................... 19

1.1 ESTUDIOS DE TRANSITO ............................................................................ 19

1.1.1 Estudios De Volumenes De Transito. ............................................................ 19

1.1.2 Estudios De Velocidad. .................................................................................... 21

1.2 DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DEL TRNSITO ................................ 23

1.3 LONGITUDES DE COLAS DE LOS VEHCULOS ..................................... 25

1.4 DEMORAS EN TIEMPOS DE VIAJES ........................................................... 26

1.4.1 Demora ............................................................................................................ 26

1 .5 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO EN INTERSECCIONES CON

SEMAFORO.................................................................................................... 28

1.5.1 Capacidad En Intersecciones Semaforizadas...................................................... 28

1.5.2 Niveles De Servicio En Intersecciones Con Semforos ...................................... 29

1.6 MODELO DE SIMULACION DE TRAFICO .................................................. 31

1.6. 1 Modelo De Microsimulacin VISSIM ............................................................... 35

1.6.2 Elementos De Entrada Del Modelo. .................................................................. 38

2.0 OBJETIVOS .................................................................................................... 43

2.1 OBJETIVO GENERAL.................................................................................... 43

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ............................................................................ 43

3. ALCANCE DE LA INVESTIGACIN ............................................................ 44

4. METODOLOGA ............................................................................................ 46

4.1 TIPO DE ESTUDIO ......................................................................................... 46

4.2 UBICACIN DEL PROYECTO ...................................................................... 46

4.3 RECOLECCION DE LA INFORMACION ...................................................... 46


9

4.4 CREACION Y MODELACION DE LA RED VIAL CON EL SOFTWARE

PTV VISSIM ................................................................................................... 53

4.5 ANLISIS DE RESULTADOS ....................................................................... 56

5. RESULTADOS................................................................................................ 57

5.1 VOLMENES VEHICULARES ...................................................................... 57

5.1.1 Volumenes Vehiculares Por Acceso .................................................................. 59

5.2 Medicion De Longitudes De Cola ..................................................................... 62

5.3 ESTUDIO DE VELOCIDAD ........................................................................... 63

5.4 MODELACIN DE LA SITUACIN ACTUAL ............................................. 65

5.4.1 Resultado Para Situacin Actual ....................................................................... 67

5.5 MODELACION DE LA SITUACION FUTURA .............................................. 71

5.5.1 Resultado De La Modelacin Futura 5 Aos. Implementacion De Las

Rutas Transcaribe ............................................................................................ 78

5.6 RESULTADO DE LA MODELACIN FUTURA 10, 15 y 20 AOS

CON TRANSCARIBE ..................................................................................... 81

5.7 ALTERNATIVA DE SOLUCION .................................................................... 86

5.7.1 Resultados De Alternativa De Solucion. ............................................................ 86

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................................. 91

7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................... 93

ANEXOS.. .................................................................................................................... 95


10

LISTA DE TABLAS

Pg.

Tabla 1. Niveles De Servicio Para Una Interseccin Por Demora..................................... 30

Tabla 2. Nivel De Servicio Para Una Interseccin Por Volmenes ................................... 31

Tabla 3. Volumense vehiculares hora pico interseccin El Amparo ................................. 57

Tabla 4. Volumenes vehiculares hora pico interseccin El Gallo ..................................... 58

Tabla 5. Accesosur(S) .................................................................................................... 60

Tabla 6. Acceso noroeste(NW)....................................................................................... 60

Tabla 7. Acceso nor este(NE) ......................................................................................... 60

Tabla 8. Acceso sur oeste(SW) Gallo ............................................................................. 61

Tabla 9. Acceso sur( El Amparo) ................................................................................... 61

Tabla 10. Acceso sur (retorno) ....................................................................................... 61

Tabla 11. Longitudes de colas por acceso Bomba El Gallo .............................................. 63

Tabla 12. Longitudes de colas por acceso Bomba El Amparo .......................................... 63

Tabla 13. Velocidades para transporte mixto. interseccin Bomba

El Amparo ...................................................................................................... 63

Tabla 14. Velocidades vehculo mixto. Interseccin Bomba El Gallo............................... 64

Tabla 15. Velocidades vehculo moto. interseccin Bomba El Gallo ................................ 64

Tabla 16. Velocidades vehculo moto. interseccin bomba el Gallo ................................ .64

Tabla 17. Velocidades vehculo bus. Interseccin Bomba el Gallo ................................... 65

Tabla 18. Velocidaddes vehculo bus . Interseccin Bomba El Amparo .......................... 65

Tabla 19. Parametros evaluados por PTV VISSIM .......................................................... 66

Tabla 20. Comparacin Longitudes de cola interseccin El Gallo .................................... 66

Tabla 21. Comparacin Longitudes de cola interseccin El Amparo ................................ 67

Tabla 22. Nivel de servicio por demora .......................................................................... 69

Tabla 23. Nivel de servicio por Demora.......................................................................... 70

Tabla 24. Nivel de servicio por volumenes.Interseccion El Gallo..................................... 70

Tabla 25. Nnivel de servicio por volumenes.Interseccion El Amparo ............................... 70

Tabla 26. Rutas troncales . Parametros operacionales ...................................................... 72


11

Tabla 27. Rutas pretroncales . Parametros operacionales ................................................. 72

Tabla 28. Rutas alimentadoras. Parmetros operacionales ............................................... 72

Tabla 29. Rutas complementarias. Parmetros operacionales ........................................... 73

Tabla 30. Distribucin vehculo mixto para 5 aos .......................................................... 73

Tabla 31. Distribucin vehculo mixto para 10 aos ........................................................ 74

Tabla 32. Distribucion vehculo mixto 15 aos ............................................................... 74

Tabla 33. Distribucion vehculo mixto 20 aos ............................................................... 75

Tabla 34. Distribucion vehiculos publicos pra situacion futura ....................................... 78

Tabla 35 Distribucin vehculos pblicos para situacin futura . ..................................... 78

Tabla 36 Demora promedio para situacin a 5 aos El Amparo ....................................... 80

Tabla 37. Demora promedio para situacin a 5 aos El Gallo .......................................... 80

Tabla 38. Longitud mxima de cola para situacin futura Interseccin Bomba el Gallo .... 81

Tabla 39. Longitud mxima de cola para situacin futura. Interseccin El amparo ........... 81

Tabla 40. Demora para situacin a 10 aos con Transcaribe. Interseccin El Gallo .......... 83

Tabla 41. Demora para situacin a 10 aos con Transcaribe Interseccin El amparo ....... 84

Tabla 42. Demora para situacin a 15 aos con Transcaribe Interseccin El Gallo ........... 84

Tabla 43. Demora para situacin a 15 aos con Transcaribe Interseccin El amparo ........ 84

Tabla 44. Demora para situacin a 20 aos con Transcaribe interseccin El Gallo ........... 85

Tabla 45. Demora para situacin a 20 aos. Interseccin El Amparo ............................... 85

Tabla 46. Longitudes de cola 20 aos vs alternativa de solucin. Interseccin El Gallo .... 87

Tabla 47. Longitudes de cola 20 aos vs alternativa de solucin. Interseccin El Amparo 87

Tabla 48. Niveles de servicio Vs alternativa de solucin. Interseccin El Gallo................ 89

Tabla 49. Niveles de servicio Vs Alternativa de solucin. Interseccin El Amparo........... 89

Tabla 50. Volmenes vehiculares a 20 aos con la alternativa de solucin ....................... 90


12

LISTA DE GRAFICAS

Pg.

Grafica 1. Longitud de cola (m) ..................................................................................... 67

Grafica 2. Longitud de cola en metros ............................................................................ 68

Grafica 3. Demoras promedio ........................................................................................ 68

Grafica 4. Demora promedio. ......................................................................................... 69

Grafica 5. Longitud mxima de cola para 5 aos ............................................................. 79

Grafica 6. Longitud mxima de cola para 5 aos ............................................................. 79

Grafica 7. Longitud mxima de cola para situacin futura ............................................... 82

Grafica 8. Longitud mxima de cola para situacin futura con Transcaribe ...................... 82

Grafica 9. Longitudes de cola para 20 aos vs alternativa de solucin .............................. 87

Grafica 10. Longitudes de cola para 20 aos vs alternativa de solucin ............................ 88


13

LISTA DE FIGURAS

Pg.

Figura 1. Localizacin del proyecto ................................................................................ 44

Figura 2. Rutas de servicio pblico Transcaribe .............................................................. 77


14

LISTA DE ILUSTRACIONES

Pg.

Ilustracin 1. Rutas Transcaribe ..................................................................................... 47

Ilustracin 2. Imagen apoyo (background) ...................................................................... 53

Ilustracin 3. Creacin de link y conectores .................................................................... 54

Ilustracin 4. Volmenes vehiculares por acceso............................................................. 54

Ilustracin 5. Rutas de decisin ...................................................................................... 54

Ilustracin 6. reas de conflictos.................................................................................... 55

Ilustracin 7. Programacin de los semforos ................................................................. 55

Ilustracin 8. Codificacin Movimientos Vehiculares Interseccin

Bomba el amparo (UNICAT) .................................................................... 59

Ilustracin 9. Codificacin Movimientos vehiculares interseccin Bomba El Gallo .......... 59

Ilustracin 10. Longitudes de cola Interseccin Bomba El Gallo ..................................... 62

Ilustracin 11. Longitudes de cola Interseccin el amparo ............................................... 62


15

RESUMEN

La insuficiencia de las vas ocasionada por la mala planeacin del trfico y la poca

educacin vial de los conductores en la ciudad de Cartagena, han generado en algunas vas

largas longitudes de colas, accidentes e inseguridad vial. Por ejemplo en la transversal 73

en la interseccin bomba el Gallo se presenta congestionamiento vehicular, lo que resulta

un problema si para este sector se tiene planeado la implementacin del sistema de

transporte masivo, Transcaribe, cuya principal terminal de pasajeros est ubicada a unos

pocos metros de la interseccin . El presente trabajo de grado cuyo objetivo es simular el

comportamiento de la va con el software PTV VISSIM para el estado actual y estado

futuro a 5, 10, 15 y 20 aos en el tramo bomba el gallo- bomba del amparo, planea analizar

posibles alternativas de solucin para mejorar el problema de trfico.

Para cumplir este objetivo se busc informacin con la empresa Transcaribe y alumbrado

pblico, las cuales nos facilitaron informaciones referentes a las rutas que entraran en dicho

sector con Transcaribe y aforos vehiculares, respectivamente. Para la toma de informacin

de campo se realizaron estudios de transito como: estudios de velocidad, demoras y

longitudes de cola. Recopilados todos estos datos se procede alimentar al programa y

comenzar con la simulacin para la situacin actual y situacin futura mediante las

respectivas proyecciones del trnsito para 5, 10,15 y 20 aos. El anlisis de los datos

arrojados por el software referente a longitudes de cola y demoras nos permiten concluir

que en las respectivas intersecciones para situaciones futuras a 20 aos se presentarn

niveles servicios bajos, es por esto que se plantea la alternativa de solucin de disminuir en

un 90% las motos y para el acceso NW de bomba el Gallo, construir un carril adicional de

3,5 metros.


16

ABSTRACT

The lack of tracks caused by poor planning of the traffic and the little road education of

drivers in the city of Cartagena, have generated in some way long lengths of queues, road

accidents and insecurity. For example, in the transverse 73 at the intersection pump the

Cock presents traffic congestion, which is a problem if for this sector is planned

deployment of the mass transport system, Transcaribe, whose main passenger terminal is

located a few meters from the junction.

The present work aimed grade simulate the behavior of the road with PTV VISSIM

software to the current and future state at 5, 10, 15, 20 years in the stretch pump-pump cock

under plans to discuss possible alternatives solution to improve the traffic problem.

To achieve this objective, the company sought TRANSCARIBE information and street

lighting, which we provided information regarding the routes they entered that sector

TRANSCARIBE and vehicular traffic counts, respectively. For taking field data traffic

studies were conducted as studies of speed, delays and queue lengths. Collected all these

data procede and start feeding the program with the simulation for the current and future

situation by respective traffic projections for 5, 10, 15 and 20. The analysis of the data

produced by the software regarding queue lengths and delays allow us to conclude that in

the respective intersections for future situations will be presented 20 year low service

levels, which is why there is the alternative solution to decrease by 90% for motorcycles

and pump access the Gallo NW, build an additional lane of 3.5 meters.


17

INTRODUCCIN

La implementacin de planes de manejo de trfico y transporte y el creciente aumento de la

demanda vial, generan una serie de inconvenientes en el manejo del trfico vehicular de las

reas urbanas, es por esto que a nivel mundial se estn utilizando programas numricos

utilizados para entre otros aspectos simular los comportamientos de las redes viales y

optimizar las condiciones existentes en estas. Uno de estos programas es el VISSIM, que es

un micro simulador del trfico con el que se obtienen muy buenos resultados1.

A nivel nacional se ha utilizado esta herramienta para la elaboracin de proyectos que

tienen como objetivo mejorar los comportamientos viales. A nivel local, aqu en la ciudad

de Cartagena se estn construyendo las vas de la avenida Pedro De Heredia para iniciar

con el sistema de transporte masivo, TRANSCARIBE, como es un sistema que pretende

mejorar la movilidad vial de la ciudad es importante obtener una visualizacin del entorno

vial para ver si se ha mejorado el trnsito vehicular.

Este trabajo de grado es de gran importancia puesto que este sector hace parte de la troncal

o va principal en la operacin del sistema de transporte masivo TRANSCARIBE, es por

esto que se hace necesario que se realice una modelacin vial en el tramo comprendido

entre la Bomba El Amparo-Bomba El Gallo para evitar posibles incomodidades a la hora de

la puesta en marcha del proyecto.

El objetivo principal de esta investigacin, es analizar el estado actual del trfico vehicular

y el estado futuro para 5, 10, 15, y 20 aos en el sector Bomba el Gallo- Bomba El Amparo.

El proyecto de grado dar respuesta a la hiptesis de la investigacin si mediante la

simulacin del trnsito vehicular con el software PTV VISSIM, en el sector Bomba el

1 SUREZ CASTAO, Liliana Andrea. 2007. Anlisis y evaluacin operacional de intersecciones urbanas

mediante microsimulacin. Tesis. Medelln


18

Gallo- Bomba el Amparo, es posible generar alternativas de solucin que mejoren la

operacin del trfico vehicular

El software utilizado para la simulacin arroja ciertos parmetros y la visualizacin del

entorno, que mediante un anlisis detallado mostrara las condiciones que se presenta en el

sector que se pretende modelar.

El presente trabajo se realiz en la ciudad de Cartagena de indias en la transversal 53 entre

las intersecciones Bomba El Amparo (UNICAT) hasta la interseccin de la Bomba El

Gallo, incluyendo el retorno de las Kra 69.

Para comenzar con la investigacin se recolect informacin secundaria, como fueron tesis

de grado y consulta con algunas entidades como TRANSACARIBE y Alumbrado pblico,

principalmente. Para la informacin primaria se tomaron algunos valores de campo como

fueron estudios de trfico. Dentro de estos estudios tenemos, los aforos que fue la

informacin esencial para cargar al software. Se tomaron las velocidades, los tiempos de

demora y las longitudes de cola.

Para lograr que el software refleje las condiciones existentes en la ciudad de Cartagena,

puesto que este es un software alemn, se calibran ciertos parmetros para el

comportamiento del conductor logrando as que el sector estudiado se presente en lo sumo

posible a la realidad.

Modelada la situacin actual y la situacin futura se procedi a evaluar los parmetros

arrojados por el software. Y a crear una alternativa de solucin en dicho programa, para dar

una posible solucin al problema planteado inicialmente.


19

1. MARCO TERICO

1.1 ESTUDIOS DE TRANSITO2

Para la realizacin de la modelacin del trfico vehicular para las situaciones actual y futura

para 5, 10,15 y 20 aos con el software PTV VISSIM fue necesario realizar ciertos estudios

de trnsito, adems de recolectar informacin por parte de la empresa TRANSCARIBE,

informacin necesaria para la modelacin puesto que el rea de estudio hace parte de la

troncal o ruta en la cual se piensa implementar el sistema de transporte masivo. Despus de

recolectar la informacin secundaria y de la toma de informacin de campo se procede a

introducir los datos requeridos por el software a utilizar (PTV VISSIM), los datos arrojados

por el software referentes a demoras, longitudes de cola por cada acceso no suministra la

informacin que se requiere para conocer los niveles de servicio con que trabajan las dos

intersecciones, por lo que utilizamos el manual "Highway Capacity Sofware (HCS2000),

que establece el Nivel de Servicio de una interseccin en funcin de las demoras que nos

arroja el software. Para la realizacin del presente trabajo se realizan ciertos estudios de

trnsito, como son:

1.1.1 Estudios De Volmenes De Trnsito. Los estudios de volmenes de transito se

realizan siempre que se desea conocer el nmero de vehculos que pasan por un punto dado.

Estos estudios varan desde los muy amplios en un sistema de caminos hasta recuentos en

lugares especficos tales como tneles, puentes o intersecciones con semforos. Las razones

para efectuar estos recuentos son tan variables como los lugares en donde se realizan, por

ejemplo, los aforos se realizan para determinar la composicin y los volmenes del trnsito

2 Manual de estudios de ingeniera de trnsito. Mxico. Representaciones y servicios de ingeniera S. A. 3ra

ed. Pg. 10


20

Mtodos de aforos. En un sistema de carretera; para determinar el nmero de vehculos

que viaja en cierta zona o a travs de ella; para evaluar ndices de accidentes; como datos

tiles la planeacin de rutas; para proyectar sistemas de control de trnsito; para determinar

el transito futuro y muchas otras aplicaciones.

Para la realizacin de los aforos se us el mtodo manual. Estos aforos ya se haban

realizado por parte de la empresa concesin de alumbrado pblico. La fecha de los aforos

corresponde al da 27 de marzo 2012.

Mtodo manual. El recuento manual es un mtodo para obtener datos de volmenes de

trnsito a travs del uso de personal de campo conocidos como aforadores de trnsito Los

aforos manuales son usados cuando la informacin deseada no puede ser obtenida mediante

el uso de dispositivos mecnicos. El mtodo manual permite la clasificacin de vehculos

por tamaos, tipo, nmero de ocupante y otras caractersticas.

Registro de movimientos de vuelta y otros movimientos tanto vehiculares como de

peatones. Los recuentos manuales son usados frecuentemente para comprobar la exactitud

de los contadores mecnicos. El personal de campo a registra los datos en forma de campo

para un aforo en particular.

Cuando dos personas lleven a cabo el aforo de volmenes en una interseccin simple, de

cuatro ramas con sentido de circulacin doble, debern estar colocados diagonalmente, en

esquinas opuestas. Cada observador deber contar los vehculos que entran desde los

accesos. Generalmente una persona puede atender dos accesos cuando el transito es de

orden mediano. Sin embargo cuando el transito es elevado puede necesitarse un observador

por cada acceso o, en casos extremos varios observadores por acceso. Entre las ventajas de

los recuentos manuales estn su mayor exactitud que pueden ser obtenidas mayor

observacin y que el trabajo de gabinete se simplifica generalmente. Sin embargo, es ms

caro obtener los datos en esta forma que a travs del uso de equipos para recuentos

automticos. Por lo tanto, los recuentos manuales estn generalmente limitados para

periodos cortos o en lugares donde esta forma es la nica para poder realizarlos.


21

1.1.2 Estudios De Velocidad. El estudio de lasa velocidades de los vehculos de motor

puede ser tratado en dos categoras generales. Estudio de velocidad de punto y estudios de

tiempo de recorrido. Los estudios de velocidad de punto tienen por objeto medir la

distribucin de velocidades de los vehculos en un tramo de camino de longitud

relativamente corta. Los resultados se expresan normalmente como velocidades promedio.

Estudios de tiempos de recorrido .Los estudios de tiempos de recorrido pueden ser

clasificados a su vez, en dos distintos sistemas de estudio.

Particularmente efectivo para registrar el tiempo de recorrido en una corriente de transito

que no incluye a gran nmero de vehculos que den vuelta o que salgan del camino. Su El

primero, el mtodo es funcin es determinar la velocidad promedio sobre toda la ruta. El

segundo sistema, estudio de tiempo de recorrido, el mtodo del vehculo de prueba, es

aquel en el cual la ubicacin y duracin de cada demora puede ser registrada y

cronometrada.

Donde hacer el estudio. Virtualmente cualquier tramo de camino o calle se presta para

realizar un estudio de tiempo de tiempo de recorrido, si el tramo estudiado es de longitud

apreciable.

Personal y equipo. Cada mtodo de estudio tiene requerimientos variados en el personal

empleado. A menos que se use equipo especial, solo sern necesarios cronmetros, formas

de campo y lpices.

Horas de duracin del estudio. El tiempo y la duracin son determinados de acuerdo con

la aplicacin deseada. Si se usa en combinacin con el estudio de congestionamiento

naturalmente deber hacerse durante el periodo de congestionamiento. Si es usado como un

estudio de planificacin, las observaciones sobre la ruta debern hacerse como sigue:

1 hora entre las 7:00 y las 9:00 horas.



22


Lo anterior es con objeto de coger una medida del mximo flujo en la maana, del flujo del

medioda de la demanda mxima, del flujo mximo en la tarde y del flujo de la tarde fuera

del mximo. Estas observaciones deben hacerse bajo condiciones normales de trnsito y del

tiempo.

Mtodo de estudio. El estudio de tiempo de recorrido para determinar nicamente la

velocidad promedio del movimiento normalmente se efecta con cualquier de los siguientes

mtodos: Mtodo de las placas o mtodo del vehculo de prueba.

Mtodo del vehculo de prueba. El Mtodo del vehculo de prueba para obtener tiempo de

recorrido, velocidad a lo largo de una ruta, congestionamiento de una ruta o datos sobre

velocidades o retardos, es probablemente el mtodo ms flexible o adaptable y uno de los

que se usan ms ampliamente. El estudio es realizado por dos personas un anotador y el

conductor del vehculo. El procedimiento requiere que el conductor controle la velocidad

del vehculo, sea que este se mantenga flotando en el trnsito (en este caso el vehculo

rebasa tantos vehculos como vehculos rebasan al vehculo de prueba) o, que conduzca el

vehculo a lo largo de la ruta conservando la velocidad promedio del resto de los vehculos.

En este caso el operador no debe intentar rebasar tantos vehculos como los que rebasan al

vehculo de prueba como en la tcnica del vehculo flotante.

Equipos .el equipo requerido para el estudio con el vehculo de prueba incluye:

1. Uno o varios automviles de prueba.

2. Hojas de campo y de resumen

3. Uno o ms cronmetros, dependiendo de los datos por recopilar.

Se puede usar como equipo adicional una grabadora.


23

Horas de estudio. La hora del estudio depende de los datos que se requieran. Los estudios

de velocidad de retardo o estudios de congestionamientos en rutas principales, usualmente

incluyen la determinacin de la hora de mxima demanda, as como los tiempos de

recorrido y velocidades en horas fuera de la de mxima demanda. Los periodos de transito

mximo (normalmente 7:00-8:15 h y 16:00-17:30) deben determinarse de aforos del

trnsito, antes de que los estudios de tiempo de recorrido se hayan iniciado. Es importante

hacer pruebas durante los periodos de mxima demanda en los que se registran los mayores

flujos.

Mtodo. El anotador deber indicar al conductor que lo lleve a un punto localizado un poco

antes del extremo del tramo. El vehculo es detenido mientras el anotador escribe los datos

en la hoja de campo, relativos a la hora al comenzar, la ubicacin y kilometraje. Antes de

que se inicien los recorridos de prueba el anotador debe elegir puntos adecuados en todas

aquellas intersecciones donde se vallan a tomar lecturas. Debe determinar tambin el

comienzo y fin del tramo de manera que el vehculo pase por estos puntos a velocidad

normal.

1.2 DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DEL TRNSITO3

Se denominan dispositivos para el control de trnsito a las seales, marcas, semforos y

cualquier otro dispositivo, que se coloca sobre o adyacente a las calles y carreteras por la

autoridad pblica para prevenir, regular, y guiar a los usuarios de las mismas.

1.2.1 Semforos. Son dispositivos elctricos que tienen como funcin ordenar y regular el

trnsito de vehculos y peatones en calles y carreteras por medio de luces generalmente

rojas, amarillo y verde, operados por una unidad de control. Los diferentes tipos de

semforos que hay son vehiculares, peatonales y especiales.

3 CAL Y MAYOR. Ingeniera de Transito


24

Distribucin De Los Tiempos De Semforos.

Reparto De Tiempos Verdes.

Independientemente de lo que resulte de los clculos, la duracin del ciclo tiene que estar

forzosamente comprendida entre los lmites que fija la psicologa del conductor. La prctica

indica que ciclos menores de 35 segundos o mayores de 120 se acomodan difcilmente a la

mentalidad del usuario de la va pblica.

Duracin Del Tiempo Amarillo.

En gran parte de los casos, la proximidad entre intersecciones obliga a que se adopte una

misma duracin de ciclo. Cuando las distancias entre intersecciones son grandes, es posible

elegir ciclos distintos, pues se produce una dispersin de los vehculos que circulaban

agrupados.

La utilizacin de la luz amarilla entre la verde y la roja se debe a que no es posible detener

instantneamente un vehculo. Su finalidad es avisar al conductor que va a aparecer la luz

roja y que, por tanto, debe decidir si tiene tiempo para pasar antes que se encienda o si, por

el contrario, no lo tiene y ha de frenar. En muchos tratados de ingeniera de trfico, se hace

el clculo de la duracin del amarillo basndose en los dos supuestos siguientes:

El tiempo de amarillo ser igual o superior al requerido para frenar antes de la lnea de

detencin. Si se ha entrado en la interseccin, dar tiempo a atravesarla antes de que se

encienda la luz roja.

Para que en todo momento se cumplan ambos supuestos habr de tomar siempre el mayor

de los valores que resulte de calcular el tiempo de amarillo con ambos criterios. A pesar de

que los criterios antes indicados parecen muy razonables, como con la aplicacin de

algunas frmulas se llega generalmente a tiempos de amarillo muy largos, la mayora de los

autores recomiendan reducirlo a 3 o 4 segundos, ya que la prctica indica que los valores


25

tericos generalmente obtenidos son menos eficaces que los ms reducidos aconsejados por

la experiencia.

La duracin del amarillo, es un factor que hay que tener en cuenta, pues en los ciclos cortos

puede llegar a representar un porcentaje apreciable del tiempo total. Con un tiempo

amarillo de 3 segundos y un ciclo de 30, el semforo est el 10 % del tiempo amarillo,

mientras que si el ciclo es de 90 segundos slo lo est el 3,3%.4

1.3 LONGITUDES DE COLAS DE LOS VEHCULOS

La longitud de cola de los vehculos se determina basadas en la teora de las colas las que

consiste en Utilizar la estadstica y ciertas asunciones sobre el proceso de servicio. Permite

estimar, a partir de las tasas de llegada de los clientes (ya sean vehculos o personas) y de la

velocidad de atencin de cada canal de servicio, la longitud de cola y el tiempo promedio

de atencin. La tasa de llegada de los clientes debe analizarse para conocer, no solamente

su intensidad en nmero de clientes por hora, sino su distribucin en el tiempo.

Se ha hallado, experimentalmente que la distribucin de Poisson y las distribuciones

geomtricas reflejan bien la llegada aleatoria de clientes y la llegada de clientes agrupados,

respectivamente. Se utiliza principalmente para la estimacin de nmero de casetas de

peaje, surtidores en estaciones de combustible, puestos de atencin en puertos y aeropuertos

y nmero de cajeros o lneas de atencin al cliente requeridas en un establecimiento. La

teora de colas se basa en procesos estocsticos59

9

4 CAL Y MAYOR. Ingeniera de Transito 5 TIMANA, Jorge. Master en ingeniera de transporte. Introduccin a la teora de colas. Universidad de Per


26

1.4 DEMORAS EN TIEMPOS DE VIAJES

Demoras, es el tiempo perdido en un viaje que un vehculo realiza de un punto a otro

debido a la concentracin del trfico. Puede ser por Congestin o por Interseccin. Las

demoras estacionarias resultan de la diferencia entre la velocidad de viaje y la velocidad de

recorrido. La demora por congestin reduce la velocidad de recorrido por debajo de un

nivel razonable. Los dos tipos de demora representan un tiempo gastado o no productivo, y

esto puede ser convertido a valor monetario, el cual demostrar el costo hacia la comunidad

por efectos de una va inadecuada.

Demoras por Congestionamiento. Es el tiempo adicional por los vehculos cuando viajan

bajo la velocidad crtica velocidad razonable. Se produce por vehculos estacionados,

carriles muy angostos, altos volmenes de trfico.

Demoras por Interseccin. Es producido por las demoras causadas por todas las

aproximaciones a una interseccin dada, frecuentemente se miden estas demoras para

evaluar ciertos efectos como: Diseo Geomtrico de ciertas intersecciones, y tipos de

control.

Velocidad crtica, involucra un grado de arbitrariedad, por ello debe ser tomado con una

aproximacin consistente a cada situacin. Es conveniente pensar en trminos de: Demoras

de colas, Implica el tiempo empleado en la cola de las aproximaciones a las intersecciones.

1.4.1 Demoras. El trabajar con las velocidades instantneas o locales no suele ser til, por

lo cual es preferible trabajar con tiempos de recorrido. Se entiende por tiempo de recorrido,

el tiempo empleado por un vehculo en desplazarse entre dos puntos fijos separados una

cierta longitud. La velocidad de recorrido ser la relacin entre la longitud del viaje y el

tiempo de recorrido.


27

Velocidades Medias En Tiempo Y Espacio.Cuando se miden los tiempos empleados por

cada vehculo en recorrer una cierta longitud, hallando luego la media de las velocidades

individuales, se obtienen velocidades medias en el tiempo (velocidad media local). Si por el

contrario, se obtiene primero la media de los tiempos empleados por cada vehculo y la

velocidad se halla dividiendo la longitud recorrida por este tiempo medio, se obtiene la

velocidad media en el espacio.

La primera es realmente un valor medio de velocidades: la segunda, un valor medio de

tiempos de recorrido. Es interesante tener esto en cuenta en los estudios de trfico, para

seguir siempre uno de los dos procedimientos, aunque cualquiera de ellos puede utilizarse,

siempre que se mantenga a lo largo de un mismo estudio.

La ventaja de operar con tiempos, es que los tiempos pueden sumarse directamente y las

velocidades no, lo que hace que en estudios urbanos sea generalmente ms cmodo trabajar

con tiempos que con velocidades. En cambio, las medias obtenidas con velocidades son

ms estables que los tiempos, y como consecuencia de ello, para un mismo grado de

fiabilidad basta una muestra ms reducida.

Definicin De Demora. Formas De Obtencin.Cuando se mide el tiempo de recorrido

conviene distinguir el tiempo de vehculo en movimiento y el tiempo de vehculo parado.

La demora es una medida crtica de las prestaciones existentes en vas con circulacin

discontinua y en accesos a grandes ciudades. La palabra demora puede significar muchas

cosas. La demora media por detencin es la medida de eficacia principal utilizada en la

evaluacin del nivel de servicio en las intersecciones semaforizadas. La demora por

detencin es el tiempo que un vehculo permanece parado en una cola mientras espera su

turno para pasar por la interseccin.

La demora media por detencin es la demora por detencin total de todos los vehculos de

un acceso o de un grupo de carriles durante un tiempo dado dividida entre el volumen total


28

que entra en la interseccin por el acceso o grupo de carriles durante el mismo perodo,

expresada en segundos por vehculo.

1.5 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO EN INTERSECCIONES CON

SEMFOROS

1.5.1 Capacidad De Intersecciones Con Semforo. La capacidad de intersecciones con

semforo se define para cada acceso, como la tasa de flujo mxima que puede pasar a

travs de la interseccin bajo condiciones prevalecientes del trnsito, de la calle y del

semforo. Se miden vehculos por hora (vhp) con base en flujos que tienen perodos picos

de 15 minutos.

Las condiciones prevalecientes del trnsito incluyen los volmenes por tipo de movimiento

(izquierda, recto, derecha), su composicin vehicular (automviles, buses camiones),

maniobras de estacionamiento, conflictos peatonales y paradas de autobuses.

Las condiciones prevalecientes de la calle describen las caractersticas geomtricas de los

accesos en trminos de nmero y ancho de carriles, pendientes y uso de carriles incluyendo

carriles de estacionamiento. Las condiciones prevalecientes del semforo incluyen la

secuencia de fases, asignacin de tiempos y el tipo de operacin o control.

Entonces, para el anlisis de la capacidad se debe calcular la relacin volumen a capacidad

(v / c) para movimientos crticos en carriles simples o grupos de carriles en todo el acceso.

La relacin se determina dividiendo, para los 15 minutos pico, el flujo actual v del acceso o

grupo de carriles de un acceso que carga un conjunto de flujos vehiculares, formado con

base en las caractersticas geomtricas del acceso y en las caractersticas de los flujos

vehiculares.


29

1.5.2 Niveles De Servicio En Intersecciones Con Semforo. El nivel de servicio de una

interseccin con semforo se define a travs de las demoras, las cuales representan para el

usuario una medida del tiempo perdido de viaje, del consumo de combustible, de la

incomodidad y de la frustracin. Especficamente, el nivel de servicio se expresa en

trminos de la demora media por vehculo debida a las detenciones para un perodo de

anlisis de 15 minutos. Caractersticas de los principales niveles de servicio:

NIVEL DE SERVICIO A: Operacin con demoras muy bajas, menores de 5 segundos por

vehculo. La mayora de los vehculos llegan durante la fase verde y no se detienen del

todo. Longitudes de ciclo corto puede contribuir a demoras mnimas.

NIVEL DE SERVICIO B Operacin con demoras entre 5.1 y 15 segundos por vehculo.

Algunos vehculos comienzan a detenerse.

NIVEL DE SERVICIO C Operacin con demoras entre 15.1 y 25 segundos por vehculo.

La progresin del trnsito es regular y algunos ciclos empiezan a malograrse.

NIVEL DE SERVICIO D Operacin con demoras entre 25.1 40 segundos por vehculo.

Las demoras pueden deberse a la mala progresin del trnsito o llegadas en la fase roja,

longitudes de ciclo amplias, o relaciones de v /c muy altas. Muchos vehculos se detienen y

se hacen ms notables los ciclos malogrados.

NIVEL DE SERVICIO E Operacin con demoras entre 40 y 60 segundos por vehculo.

Se considera como el lmite aceptable de demoras. Las demoras son causadas por

progresiones pobres, ciclos muy largos y relaciones de v/c muy altas.

NIVEL DE SERVICIO F Operacin con demoras superiores a los 60 segundos por

vehculo. Los flujos de llegada exceden la capacidad de la interseccin, lo que ocasiona

congestionamiento y operacin saturada.


30

Para evaluar el funcionamiento de las intersecciones afectadas se utilizaron las tcnicas del

"Highway Capacity Sofware (HCS2000), establece que el Nivel de Servicio de una

interseccin est dado por la demora promedio que sufren los vehculos en ella.

Tabla 1. Niveles De Servicio Para Una Interseccin Por Demora

Nivel de

Servicio

Demora

Promedio(seg)

Nivel de

Servicio

Demora

Promedio(seg)

A < 10 A 50 F >80

Niveles de servicio para una interseccin sin

semforo

Niveles de servicio para una interseccin con

semforo Fuente: HCM 2000

Volumen De Servicio

Para determinar el nivel de servicio por medio de los volmenes para las cuatro clases de

calles urbanas definidas para la HCM 2000, se utiliza la tabla 2. Esta tabla es til para las

estimaciones de cuantos vehculos en una calle urbana puede llevar a dado nivel de

servicio, para una determinada clase y nmero de carriles (por direccin).

Esta tabla contiene valores aproximados, es tomada para propsitos ilustrativos, los valores

dependen de los supuestos utilizados, no se debe utilizar para un anlisis final.


31

Tabla 2. Nivel De Servicio Para Una Interseccin Por Volmenes

Fuente. HCM 2000 tabla 10.7.

1.6 MODELOS DE SIMULACIN DE TRNSITO

Los diferentes modelos para el trnsito vehicular, estn basados en teoras con enfoques

microscpicos y macroscpicos. Todos estos modelos estn basados en mtodos y modelos

matemticos, los cuales representan el comportamiento del flujo. Por esta razn despiertan

gran inters aquellos modelos basados en las teoras dinmicas de fluidos y seguimiento de

vehculos. El problema que se presenta con este tipo de modelos es el manejo de dos

variables espacio y tiempo continuas, por lo que al llevar a simular se debe de alguna

manera discretizar. La lgica vara de modelo a modelo y los diferentes escenarios para

representar la operacin del trnsito. Los modelos pueden tener diferentes clasificaciones

las cuales son: clasificacin por infraestructura que el modelo puede analizar como aquellos


32

para intersecciones, arterias, redes urbanas y autopistas; clasificacin basada en el volumen

de la incertidumbre que representa; clasificacin por tipos de evaluacin por intervalo o por

evento y la clasificacin ms frecuente, basada en detalles de simulacin.

Clasificacin de los Modelos. La clasificacin da presentar aqu, estar basada en los

detalles de simulacin, teniendo en cuenta esto, los modelos pueden ser, macroscpicos,

microscpicos y mesoscpicos.

Modelos Macroscpicos. Los modelos macroscpicos se caracterizan por ser

representaciones continuas del flujo de trnsito, se refieren a medidas generales como la

relacin entre flujo, velocidad, y densidad. Estas caractersticas del modelo pierden mucho

detalle pero ganan en habilidad para tratar los problemas grandes dentro de tiempos de

ejecucin cortos.

Modelos Mesoscpicos. La metodologa de estos modelos consiste en simular pelotones de

vehculos como si fueran uno solo, los movimientos de giro, tiempos de entrada y salida

son singularmente determinados por el mecanismo simulado. Algunos modelos existentes

combinan las caractersticas de modelos microscpicos, macroscpicos y mesoscpicos, es

el caso del KRONOS, clasificado como modelo macroscpico, pero simula las conductas

de cambio de carril y por lo tanto se podra decir que es un modelo mesoscpico.

Modelos Microscpicos. Los modelos microscpicos consideran las caractersticas de cada

vehculo individual, y sus interacciones con otros vehculos en el flujo de trnsito. Por

consiguiente, ellos pueden simular las operaciones de trnsito con gran detalle pero

normalmente pueden requerir de entradas extensas, y tiempo de ejecucin extenso para su

aplicacin.

MODELOS MICROSCPICOS DE TRFICO VEHICULAR

Los modelos microscpicos de trfico tratan de describir con gran nivel de detalle el

comportamiento de los vehculos que circulan a travs de la va, para ello, ser necesario


33

describir exhaustivamente tanto el entorno de simulacin como el modo de comportamiento

de los vehculos en distintas situaciones.

Los modelos de simulacin microscpica de trfico urbano se basan en modelos de

simulacin de tiempos discretos combinados con modelos de eventos. Los modelos

empleados en este tipo de simulacin pueden tener distinta naturaleza, en funcin de las

necesidades de aquellos que se desea simular:

Modelos de tiempo discreto. Se aplican para la caracterizacin del comportamiento en

pequeos intervalos de tiempo, tras cada uno de los cuales, los conductores deciden que

accin efectuar en funcin de las situaciones con las que se encuentren.

Modelos de eventos. Son empleados para determinar el efecto que ejercen los semforos,

obstculos y otros sucesos puntuales sobre los conductores que transitan por la va.

Modelos estocsticos: se aplican a todas aquellas situaciones en las que existe cierta

aleatoriedad en lo que se puede ocurrir. Son utilizados, por ejemplo, en la generacin de

nuevos vehculos y en todo aquello que tenga cierta probabilidad de producirse.

El desarrollo de todo proceso de simulacin est sujeto a un conjunto de etapas, que para el

caso de la simulacin microscpica de trfico son las siguientes:

1. Especificar el problema y el objetivo del modelo. El objetivo principal es el desarrollo

de un simulador microscpico de trfico urbano que describa el comportamiento de los

conductores mediante modelos de aceleracin, cambio de carril y aparcamiento, as como

una simulacin precisa del comportamiento en el interior de las intersecciones.

2. Especificar aquello que el sistema debe estudiar. Las entidades principales del sistema

son los vehculos que pueden ser de diferentes tipos y los objetos que componen la va

(tramos e intersecciones)


34

3 Desarrollo del modelo. Debido a que el nivel de precisin usado es elevado, el grado de

complejidad para poder cumplir los objetivos es muy alto. As mismo es necesario

desarrollar un sistema de almacenamiento y explotacin de resultados estadsticos que

recojan con exactitud cada una de las variables que se desean medir en la simulacin.

a) Calibrar el modelo. la calibracin de los modelos aplicados a la simulacin es

obtenida mediante la experimentacin y estudio de modelos.

b) Verificacin del modelo. Determinar si la ejecucin del modelo es acorde a la

especificacin del diseo.

c) Validacin del modelo. La validacin del modelo se realiza mediante las diversas

pruebas parciales y totales que acompaan a cada uno de los modelos de

comportamiento de los que dispone tramos.

d) Documentacin. Finalmente recogemos toda esta informacin y recapitulamos.

REQUERIMIENTOS DE LOS SIMULADORES MICROSCPICOS DE TRFICO

La realidad a representar en un simulador microscpico est reflejada en la va. Ser

necesario describir el entorno de simulacin con gran exactitud. Para ello es necesario

observar la realidad y modelar los componentes que la constituyen y caracterizan.

Existen dos tipos diferentes de elementos presentes en estas simulaciones, en funcin de la

naturaleza de los mismos. Por un lado se encuentran los componentes estticos, que son

aquellos que determinan con precisin el escenario que se desea simular y que permanece

inalterable a lo largo de la simulacin. Por otro lado, se encuentran los componentes

dinmicos que determinan las interacciones entre los diferentes elementos.

Componentes estticos. Una va est compuesta por las calles por donde circulan los

vehculos y las intersecciones o cruces de las mismas. Los tramos se descomponen en

diferentes carriles que pueden ser de muy distinto tipo como por ejemplo, carril de doble

sentido, carril de frenado y carril de desaceleracin.


35

En el interior de las interseccin es se definen giros y movimientos. Los giros representan

las posibilidades de desplazamiento de un vehculo que procede de un tramo con destino a

otro tramo. Los movimientos representan una desagregacin de los giros en la que se

incrementa el grado de detalle, identificando las trayectorias que siguen los vehculos al

realizar un giro.

Otro componente esttico de importancia fundamental son las seales de trfico que

influyen en el comportamiento de los vehculos sobre la va, haciendo que se atengan a

determinadas normas. El tipo de conductor que cada uno de los vehculos que circulan por

la va es otro componente esttico.

Componente dinmico. Se caracteriza porque vara en el tiempo y porque determinan las

interrelaciones existentes entre distintos componentes del simulador microscpico de

trfico. El nivel de detalle con el que se definen estos componentes va a determinar la

precisin del modelo de simulacin. Los componentes dinmicos de mayor importancia van

a ser los modelos que reflejen el comportamiento de los vehculos en la va. Entre estos se

encuentran: Modelo de aceleracin, modelo de cambio de carril, modelo de seleccin de

ruta, modelo de generacin de vehculo, modelo de incidencia. Hay varios modelos de

microsimulacin, pero para nuestro caso estudiaremos el modelo de microsimulacin

VISSIM.

1.6.1 Modelo De Microsimulacin Vissim6. Para el desarrollo del proyecto presentado se

utiliz el software PTV VISSIM para modelar la situacin actual y futura para 5, 10, 15 y

20 aos.

Este modelo se desarroll en los inicios de los aos 70 en la Universidad de Karlsruhe en

Alemania; para 1973 se inicia la comercializacin y distribucin por parte de PTV Amrica

6 PTV VISION, traffic mobility logistics. Manual del Vissim 4.20. Ao 2006


36

Inc. En 1995 se aplica en Norte Amrica por primera vez en Eugene. Oregn, y en 1999 se

realiza la actualizacin con el modelo de seguimiento de vehculos en autopista.

Definicin. Vissim est basado en un modelo de microsimulacin que se desarroll para

modelar el trnsito urbano y operaciones del transporte pblico, este programa puede

analizar: configuracin de carriles, composicin del trnsito, semaforizacin; seal de

PARE, etc. convirtindose as en una herramienta til para la evaluacin de varias

alternativas basadas en el diseo y la planeacin del trnsito y transporte.

Aplicacin. Los resultados de VISSIM se utilizan en la definicin de estrategias en el

control de la semaforizacin para el manejo ptimo de vehculos, tambin para probar

varias disposiciones y asignaciones de cruces complejos, lo mismo que para la ubicacin de

bahas de autobuses, la viabilidad de paradas complejas, la viabilidad de sitios de peaje, as

mismo se encuentra que es para asignar carriles de mezclamiento, entre otros.

VISSIM es un simulador multiuso que se dirige al personal tcnico responsable del control

de la semaforizacin, operacin de trnsito, planificacin de ciudades e investigadores que


37

requieran evaluar la influencia de tecnologas nuevas de control. El VISSIM es usado para

simulacin de trnsito y las necesidades del transporte pblico, esto incluye:

Desarrollo, evaluacin y ajuste de la lgica de las seales de prioridad.

Puede usar varios tipos de lgica de semaforizacin. Adems de la funcionalidad de

la construccin de programacin de tiempos fijos, hay semaforizacin accionada por

el trnsito idntica a los paquetes de software de semaforizacin instalados en el

campo.

En VISSIM algunos de ellos pueden ser incorporados, algunos se pueden aadir

usando agregaciones y otros se pueden simular a travs del generador externo del

estado de la semaforizacin (VAP) que permite diseo de la lgica de control

definida por la semaforizacin.

Evaluacin y optimizacin (interfaces para signal97/TEAPAC) de la operacin del

trnsito en una red con combinacin de semforos coordinados y actuados.

Evaluar la viabilidad y el impacto de integrar trenes ligeros dentro de la red vial

urbana.

Es aplicado para el anlisis de oscilacin de velocidades bajas y reas de

mezclamiento.

Permite la comparacin fcil de alternativas que incluyen semaforizacin e desnivel.

Anlisis de operacin y capacidad de estaciones de tren y sistemas de bus.

Soluciones de tratamientos especiales para buses (Ej. Colas, longitud, carriles solo

para bus)

Con la incorporacin de un modelo de asignacin dinmica, VISSIM puede

responder a un cambio de ruta dependiendo de cuestionamientos tales como es el

impacto de las seales de mensaje variable o del posible trnsito dentro de los barrios

vecinos para la red o para ciudades de tamao mediano.


38

1.6.2 Elementos De Entrada Del Modelo

Funciones De Aceleracin Y Deceleracin. Vissim utiliza distribuciones estocsticas

para las funciones de aceleracin y deceleracin las cuales dependen de la velocidad

actual y representan los diferentes comportamientos en la conduccin.

Para cada tipo de vehculo se asigna dos funciones de aceleracin y otras dos para la

deceleracin; y se representan mediante grficas. Cada grfica consiste de tres diferentes

curvas que muestran los valores mnimos, medios y mximos de las funciones.

Aceleracin Tcnica: Es la aceleracin factible tcnica para los vehculos. Es considerada

slo si una aceleracin excede la aceleracin deseada para mantenerla velocidad en

pendientes. (Esta es la aceleracin que garantizan las industrias de vehculos)

Aceleracin deseada: La que el conductor desea. Esta es usada para cualquier otra

situacin. (Medida de campo).

Deceleracin Tcnica: Es la deceleracin factible tcnicamente para por los vehculos.

sta es ajustada a pendientes por cada 1 m/s2 para pendientes positivas y para pendientes

negativas en - 1 m/s2. (Esta es la deceleracin que garantizan las industrias de vehculos).

Deceleracin deseada: La que el conductor desea. Si esta es menor que la mxima

deceleracin tcnica, entonces la deceleracin deseada es usada como la mxima para la

deceleracin (Medida de campo).

Distribuciones. Algunos parmetros que se manejan en Vissim estn representados por

medio de distribuciones de naturaleza estocstica, los cuales permiten asemejarse ms a

las situaciones reales. Los siguientes son parmetros que corresponden a esta

naturaleza:


39

Distribucin de Velocidad: Para cualquier tipo de vehculo, la distribucin de la velocidad

es un parmetro de gran influencia en la capacidad de las vas. Para alimentar el programa

se debe tener en cuenta la velocidad deseada para cada tipo de vehculo, la cual se define,

como la velocidad a la que un conductor desea viajar a flujo libre la cual puede tener

pequeas variaciones llamadas oscilaciones.

Distribucin de Color: Est distribucin es slo necesaria para la visualizacin de las

grficas, y no es un parmetro que afecte los resultados de la modelacin.

Distribucin de Modelo de Vehculos: Est distribucin modela los diferentes tipos de

vehculos que se pueden encontrar en una red de acuerdo a las caractersticas de sus

dimensiones, (longitud, distancia al eje frontal, al eje trasero, 40etc.). Adems se puede

definir el porcentaje que cada tipo de vehculos conforma en su clase.

Distribucin de Tiempos de Demora: Estas distribuciones son usadas en Vissim para

simular: parqueo, seales de pare, conteo en peajes, paradas de buses. Se puede ingresar

mediante dos formas:

Distribucin Normal: Con una media y una desviacin estndar.

Distribucin Emprica: Se definir por medio de una grfica similar a las distribuciones de

velocidades donde se hallar un valor mximo y un mnimo y con puntos intermedios

con los que se construir la grfica.

Tipos de Vehculos. Se le denomina tipo a un grupo de vehculos con caractersticas

tcnicas y comportamiento de conduccin similar, por defecto el Vissim presenta los

siguientes tipos: autos, camiones, bus, bus articulado, trenes, bicicletas y peatones.

Clases de Vehculos. En este tem se puede agrupar diferentes tipos de vehculos

(creados previamente) que contengan ciertas caractersticas similares, para efectos de la

investigacin se dejarn establecidas las mismas clases que el programa trae por defecto


40

las cuales son: Livianos, pesados, buses, trenes, peatones y bicicletas, adems de crear

la moto, ya que este vehculo representa un porcentaje considerable en la composicin

vehicular de la ciudad de Cartagena y hay que incluir los buses articulados, patrones y

alimentadores, que harn parte del nuevo sistema de transporte masivo en esta ciudad.

Comportamiento de Conduccin. El comportamiento de los conductores se refleja en

diferentes variables las cuales pueden ser: velocidades, distancias de seguridad, brechas,

tiempos de reaccin e inclusive dependen de las caractersticas fsicas de los vehculos

y del tipo de conductor (anciano, joven, mujer, etc.).

En Vissim se modela el comportamiento del conductor en cuatro fases las cuales son:

1. Seguimiento de Vehculo.

2. Cambio de Carril.

3. Movimiento lateral.

4. Control por semaforizacin.

Cada una de estas fases est compuesta por diferentes parmetros los cuales afectan

directamente la interaccin de los vehculos y por lo tanto pueden causar diferencias

substanciales en los resultados de la simulacin. El Vissim asigna un comportamiento de

conduccin a cada arco por medio del tipo de arco, por lo tanto existe para cada clase de

vehculo diferentes parmetros de comportamiento de conduccin.

Calibracin del modelo al ambiente local. Distribuciones estocsticas de velocidad y

umbrales de espacio, replican caractersticas individuales de comportamiento del

conductor. El modelo se debe calibrar a travs de mediciones de campo peridicas y la

actualizacin constante de los parmetros del modelo, para asegurar que se tengan en

cuenta modificaciones tanto en el comportamiento de los conductores como mejoras de

vehculos

El simulador de trfico de VISSIM no solo habilita a los conductores para que consideren

varios vehculos precedentes en calzadas con mltiples carriles, sino tambin aquellos

vehculos que viajan sobre carriles adyacentes. Adicionalmente la aproximacin a un


41

semforo hace que los conductores se pongan en alerta mxima a una distancia de 100 m de

la lnea de pare.

VISSIM simula flujo de trfico de unidades-vehculo-conductor movindose a travs de la

red. A cada conductor con sus caractersticas propias de comportamiento se le asigna un

vehculo especfico. El comportamiento del conductor coordina con las posibilidades

tcnicas del vehculo.

Comportamiento de conduccin Tanto los modelos de seguimiento como de cambio de

carril en VISSIM, emplean un rango extenso de parmetros. Algunos de estos pueden ser

adaptados para cambiar el comportamiento de conduccin bsico.

Se puede definir para cada clase de vehculo una serie diferente de parmetros de

comportamiento de conduccin e incluso dentro del mismo tipo de vehculo.

El modelo de seguimiento de Wiedemann est basado puramente en la percepcin y

reaccin de los conductores en las diferentes situaciones de trfico. Dentro del modelo de

simulacin cada conductor est relacionado con su propio vehculo, es decir, est modelado

separadamente. El modelo representa la percepcin humana de vehculos influenciando sus

propios movimientos principalmente la percepcin de distancias como tambin las

diferencias de velocidad. ste modela como los conductores humanos reaccionan a una

situacin percibida cambiando su propio comportamiento de conduccin. El modelo de

Wiedemann, est basado en mediciones e investigaciones de la conduccin humana. A

continuacin se describen brevemente estos parmetros:

rea de conduccin libre: No se puede observar ninguna interaccin con el vehculo

delantero. No hay influencia de vehculos observables que preceden. En este modo, el

conductor busca alcanzar y mantener cierta velocidad, es decir, su velocidad deseada

individual. En la realidad de la conduccin a flujo libre, la velocidad no se puede mantener

constante pero oscila alrededor de la velocidad deseada a raz del control imperfecto del

acelerador.


42

rea de aproximacin: Es el proceso durante el cual el conductor trata de adaptar su

velocidad a la velocidad ms baja del vehculo del vehculo delantero. Durante la

aproximacin, un conductor desacelera a tal grado hasta que la diferencia de velocidades de

ambos vehculos es cero justo en el momento en el que l alcanza su distancia de seguridad

deseada.

rea de seguimiento: el conductor sigue a su vehculo antecesor sin ningn rasgo de

aceleracin o desaceleracin consiente. El mantiene su distancia de seguridad deseada ms

o menos constante pero de nuevo, a raz del control imperfecto del acelerador y la

estimacin, la diferencia de velocidad oscila alrededor de cero.

rea de frenado o desaceleracin: La aplicacin de una desaceleracin de media a alta,

califica si la distancia cae por debajo de la distancia de seguridad deseada. Esto puede

suceder si el vehculo que precede cambia de velocidad abruptamente o si un tercer

vehculo cambia de carril en frente del conductor observado.

Conduccin influenciada conscientemente: El conductor nota que se acerca al vehculo

que precede y disminuye su velocidad. El valor absoluto de su desaceleracin se adapta a la

situacin actual y a su distancia deseada.

Conduccin influenciada inconscientemente: En este estado, la diferencia de velocidad

es tan pequea, que sta no es percibida. El conductor intenta seguir al vehculo precedente.

En caso de que la distancia del vehculo alcance un umbral de percepcin, entonces el

conductor intentar de nuevo acomodar su velocidad. A travs de esto se forman en sta

rea ondas tpicas de distancia. Para calibrar el modelo se realizaron mediciones en campo

basadas en procedimientos preestablecidos para determinacin de demoras, colas y otros

parmetros que sirvieran como condiciones de frontera, para con estos variar los diferentes

parmetros de comportamiento de las unidades vehculo-conductor, en lo que se conoce

como comportamiento de seguimiento del vehculo.


43

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVOS GENERAL

Realizar la modelacin del trfico vehicular en el tramo comprendido entre la diagonal 53

(Bomba El Gallo) y la calle 31 (Bomba El Amparo) en la ciudad de Cartagena utilizando el

software PTV VISSIM con el fin de simular el comportamiento de la va para el estado

actual y estado futuro a 5, 10, 15, 20 aos y presentar alternativas de solucin si se

presentan deficiencias de movilidad vehicular.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar aforos vehiculares, con el fin de determinar el trnsito vehicular existente, el

tipo de vehculo que se presenta en la red vial.

Determinar el nivel de servicio con que est trabajando la va, para esto se medirn

las demoras, la longitud de colas y tiempos de viaje en diferentes tramos de la va.

Realizar el montaje del modelo VISSIM en el tramo Bomba El Gallo Bomba El

Amparo, para simular el trfico vehicular.

Calibrar y verificar el modelo, para que la simulacin refleje las condiciones reales de

la ciudad.

Plantear posibles alternativas de mejoras del trnsito en tramo si el tramo presenta

deficiencias.


44

3. ALCANCE

ALCANCE GEOGRFICO

El estudio a desarrollar se enmarca en la ciudad de Cartagena de Indias Colombia, en el

sitio ubicado en la calle 31 a la altura de La Bomba El Amparo hasta la transversal 53 en el

sitio llamado Bomba El Gallo y desde la calle 31 siguiendo por la carrera 69 hasta

encontrar nuevamente la Transversal 53. . Este tramo consta de tres intersecciones

semaforizadas que son la interseccin Bomba El Amparo, la interseccin que est a la

altura del Centro Comercial Ronda Real y la interseccin Bomba El Gallo. La ubicacin

geogrfica del proyecto en la ciudad de Cartagena se puede apreciar mejor en la figura 1.

Figura 1. Localizacin del proyecto

Fuente: Google mapas. Modificado por autor


45

ALCANCE TCNICO

El alcance tcnico del proyecto, est enmarcado en el estudio de micro simulacin usando

como herramienta el software PTV Vissim, especficamente el PTV Vissim en su versin

5.3 -08. Este micro simulacin se aplic sobre las vas estudiadas y reflejo en el mayor

grado la realidad de la movilidad vehicular del sector.


46

4 METODOLOGA

4.1 TIPO DE ESTUDIO

El tipo de investigacin con la que se desarroll el presente proyecto fue de tipo descriptivo

y cuantitativo, debido a que se plante unas hiptesis y con base en la informacin primaria

y secundaria se procedi a la realizacin de la modelacin empleando el software PTV

Vissim, con el cual se procedi a analizar y evaluar la salida de datos del modelo para luego

analizar los resultados.

4.2 UBICACIN DEL PROYECTO

El proyecto desarrollado est ubicado en la calle 31 a la altura de La Bomba El Amparo

hasta la transversal 53 en el sitio llamado Bomba El Gallo y desde la calle 31 siguiendo por

la carrera 69 hasta encontrar nuevamente la Transversal 53.

4.3 RECOLECCIN DE LA INFORMACIN

Para la recoleccin de informacin secundaria se recurri a diferentes fuentes entre estas

tenemos:

Concesin de Alumbrado pblico: la cual suministro informacin referente a aforos

vehiculares y los tiempos de los semforos que estn actualmente en operacin en las dos

intersecciones. Ver anexo 1.

TRANSCARIBE: De la cual se obtuvo informacin referente a la operacin del trfico

que se dar durante la implementacin del sistema de transporte masivo e informacin

sobre las rutas que transitaran por el sitio de estudio con sus respectivas frecuencias de

operacin. En la siguiente ilustracin se presentan las rutas para el transporte pblico

fijadas por Transcaribe durante su operacin.


47

Ilustracin 1. Rutas Transcaribe

T01e. Ruta troncal expresa

T101s. Ruta troncal

T102p. Ruta troncal


48

T102s. Ruta troncal

X101p.Ruta pre-troncal

X102p Ruta pre-troncal


49

X103p Ruta pre-troncal

A103p Ruta Alimentadora

A104p Ruta alimentadora


50

A105p Ruta alimentadora

A106P Ruta alimentadora



51


A109C Ruta alimentadora

A110c Ruta alimentadora


52


C007P Ruta complementaria

Fuente: TRANSCARIBE

Recopilada la informacin secundaria se procedi al anlisis de la informacin, la cual se

utiliz como datos principales para adelantar la simulacin.

De la informacin secundaria se hizo una revisin bibliogrfica de varios temas de tesis que

se han realizado en la universidad de Cartagena. Entre alguno de estos tenemos:

Modelacin de los planes de manejo de trnsito, tramos Amparo Cuatro Vientos realizado

por los ingenieros LIGIA SNCHEZ FERNNDEZ Y SINDRY CAMARGO

MARTNEZ.


53

Modelacin de los planes de manejo de trnsito, tramo Cuatro Vientos Bazurto,

realizado por la ingeniera ANGIE QUIROZ.

Modelacin de los planes de manejo de trnsito, tramo Parque De La Marina Boca

grande realizado por los ingenieros FREDY BETTIN HERNNDEZ Y YOEL

ALCAL ZIGA.

Modelacin del trnsito vehicular en el sector bomba el amparo - sao la plazuela,

cartagena por medio del software ptv vissim realizada por los ingenieros RAFAEL

QUEZADA Y ALLEN MAURICIO PAJARO.

4.4 CREACIN Y MODELACIN DE LA RED VIAL EN EL SOFTWARE PTV

VISSIM

Para la realizacin de la modelacin vial con el software PTV VISSIM se procede al

anlisis de todos los estudios de trnsito y del anlisis de los aforos para luego introducir

estos datos al programa para que este refleje las condiciones del rea de estudio. Los pasos

son los siguientes:

Cargar el background o imagen de fondo, sobre la cual se va a cargar la red del rea

de estudio.

Ilustracin 2. Imagen apoyo (background)

Fuente: elaboracin propia


54

Creacin de los links y conectores, para el diseo de la red vial.

Ilustracin 3. Creacin de link y conectores


Se ingresaron los volmenes de trfico vehicular para cada una de las entradas

vehiculares

Ilustracin 4. Volmenes vehiculares por acceso


Se Trazar las rutas de decisin para cada acceso

Ilustracin 5. Rutas de decisin



55

Se establecen las reas de prioridad en las zonas donde se presentan conflictos.

Ilustracin 6. reas de conflictos


Creacin de grupos de seales y ubicacin de semforos en la red. Esto se realiza con

los datos de los ciclos de los semforos

Ilustracin 7. Programacin de los semforos



56

4.5 ANLISIS DE RESULTADOS

El anlisis de los resultados para la situacin actual y futura para 5,10, 15, y 20 aos, nos

permiti conocer los problemas de trfico que se presentan y se presentaran si no se toman

medidas preventivas para el ptimo manejo del trfico en el rea estudiada. Para el anlisis

de resultados se tuvieron en cuenta ciertos parmetros arrojados por el software como

mxima longitudes de cola, longitudes de cola promedio, demoras. Adems con base en

estos resultados se realiz en vissim una alternativa de solucin, la cual nos permiti dar

algunas recomendaciones y conclusiones para visualizar y mejorar el problema que se

supuso al principio de la investigacin.


57

5. RESULTADOS

5.1 VOLMENES VEHICULARES

Para presentar los resultados se procedi a digitalizar los aforos vehiculares del da 27 de

marzo 2012. Con base en los aforos se obtuvieron los volmenes vehicularse para la hora

pico. Estos se presentan a continuacin.

Tabla 3. Volmenes vehiculares hora pico interseccin El Amparo


RETORNAN AL AMPARO (2)

AUTOS MOTOS CAMIONES Total

18:30 18:45 193 157 2

18:45 19:00 230 167 3

19:00 19:15 268 202 2

19:15 19:30 105 190 3

796 716 10 1522

52,3% 47,0% 0,7%

RETORNO SALEN DIRECTO A BOMBA DEL GALLO (3)

AUTOS MOTOS CAMIONES total

18:30 18:45 70 124 1

18:45 19:00 61 148 2

19:00 19:15 103 171 0

19:15 19:30 74 137 0

308 580 3 891

34,6% 65,1% 0,3%


58

Tabla 4. Volmenes vehicules hora pico interseccin Bomba El Gallo


DIAGONAL 32 (2)

AUTOS MOTOS CAMIONES Total

18:30 18:45 106 132 2

18:45 19:00 96 131 4

19:00 19:15 93 109 1

19:15 19:30 74 121 0

369 493 7 869

42% 57% 1%

13 de junio (1)

motos autos camiones total

18:30 a 18:45 136 72 5 213

18:45 a 19:00 88 66 3 156

19:00 a 19:15 103 83 2 188

19:15 a 19:30 101 85 - 186

429 305 10 744

57,6% 41,1% 1,3%


59

Ilustracin 8. Codificacin Movimientos Vehiculares Interseccin Bomba el amparo

(UNICAT)

Fuente: Google modificada por autor

Ilustracin 9. Codificacin Movimientos vehiculares interseccin Bomba El Gallo

Fuente: Google modificada por autor

5.1.1 Volmenes Vehiculares Por Acceso. Las rutas para transporte mixto y pblico en la

interseccin bomba el gallo- bomba el amparo se aprecia en las tablas 5,6 y 7.(ver anexo

2)

3B

4

3

2

1

2

4

3


60

Acceso Madre Bernarda (diagonal 32)

Tabla 5. Acceso Sur (S)


Acceso 13 de junio

Tabla 6. Acceso noroeste (NW)


Acceso terminal de transporte

Tabla 7. Acceso noreste (NE)


GIROS ACCESO 2

AUTOS MOTOS CAMIONES BUSES

DIRECTO 190 376 7 26

IZQUIERDA 95 73 0 27

DERECHA 84 44 0 12

369 493 7 65

GIROS ACCESO 1


DIRECTO 230 345 2 8

IZQUIERDA 49 22 0 21

DERECHA 25 62 8 12

305 429 10 41

GIROS ACCESO 4


DIRECTO 273 663 19 68

DERECHA 89 38 0 44

362 701 19 112


61

Las rutas para transporte mixto y pblico en la interseccin bomba la Amparo (UNICAT) -

bomba el gallo se aprecia en las tablas 8,9 y 10

Tabla 8. Acceso suroeste (SW)

Acceso bomba amparo


Tabla 9. Acceso Sur(S)

Acceso retorno hacia bomba el gallo


Tabla 10. Acceso Sur(S)

Acceso retorno hacia el amparo


GIROS ACCESO 3a


DIRECTO 308 580 3 115

IZQUIERDA

DERECHA

308 580 3 115

GIROS ACCESO 3b


DIRECTO 240 158 25 24

IZQUIERDA

DERECHA

240 158 25 24

GIROS ACCESO 2 amparo


DIRECTO

IZQUIERDA 796 716 10 117

DERECHA

796 716 10 117


62

5.2 MEDICIN DE LONGITUDES DE COLA

Para la medicin de las colas se tuvo en cuenta cuales eran los periodos en que los

volmenes de transito eran mayores. Se midieron las longitudes en cada uno de los accesos

(entradas vehiculares) y se tomaron los valores mayores por acceso.

5.2.1 Medicin De Colas Interseccin Bomba El Gallo

Ilustracin 10. Longitudes de cola Interseccin Bomba El Gallo

Fuente: Google. Modificada por autor.

5.2.2 Medicin De Colas En Interseccin Bomba El Amparo (UNICAT)

Ilustracin 11. Longitudes de cola Interseccin el

Documents

Modelación Del Trafico Vehicular Con El Software Ptv Vissim Tramo Bomba El Gallo- Bomba El Amparo