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CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO EN LAS
INTERSECCIONES CON SEMAFORO
LUIS CARLOS AUZA SAAVEDRA
MARICELA LIMA LOAYZA
PEREZ QUEZADA ALEXANDER
VICTOR MANUEL GOMEZ PEREIRA
NAZLI MARIELA CARDENAS ESCOBAR
TAMARA EGUEZ OLIVA
CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO EN LAS INTERSECCIONES CON SEMÁFORO El nivel de servicio de cualquier intersección en una vía tiene
un efecto importante sobre su desempeño general operativo. Los factores que afectan el nivel de servicio en las intersecciones, tienen en cuenta el flujo y la distribución del tránsito, las características geométricas y el sistema de señalización.
Una diferencia importante al considerar el nivel de servicio en los segmentos de una vía principal y, el nivel de servicio en las intersecciones, es que en el primer caso solamente se usan los flujos de travesía, mientras que en el segundo (las intersecciones) se usan los flujos de las maniobras de giro importantes. El sistema de señalización, que incluye la asignación de tiempo entre los movimientos en conflicto del tránsito vehicular y de los peatones en la intersección, es también un factor importante. Por ejemplo, la distribución del tiempo de luz verde entre estos flujos conflictivos, afecta significativamente tanto la capacidad como la operación de la intersección.
DEFINICIONES DE ALGUNOS TÉRMINOS COMUNES
Los movimientos permitidos de giro o vueltas permitidas son aquellos que se realizan aprovechando las brechas de un flujo vehicular en sentido contrario o atravesando un flujo de peatones en conflicto. La instalación de las vueltas permitidas en una intersección dada, depende de las características geométricas de la intersección, del volumen de la maniobra de giro, y del volumen en sentido contrario.
Los giros protegidos son aquellas vueltas protegidas que se dan entre flujos opuestos de vehículos o peatones en un cruce peatonal en conflicto. Una vuelta permitida toma más tiempo que una vuelta protegida similar y utilizará más del tiempo disponible de luz verde.
El intervalo de cambio y de despeje es la suma de los intervalos “amarillo” y “todo rojo “(dados en segundos) que se dan entre las fases para permitir que el tránsito de vehículos y de peatones salga de la intersección antes de liberar los movimientos en conflicto.
Las condiciones geométricas es un término que se usa para describir las características de las vías de acceso. Estas incluyen el número y ancho de los carriles, las pendientes, y la ubicación de los carriles para diferentes usos, como la designación de un carril de estacionamiento.
Las condiciones de señalización es un termino que se usa para describir los detalles de la operación del semáforo. Estos incluyen el tipo de control del semáforo, la secuencia de fases, los tiempos de fases, y del avance de las señales en cada acceso.
La razón de flujo (v/c) es el cociente de la tasa verdadera de flujo o la demanda proyectada v para un acceso o un grupo de carriles, entre la tasa s de flujo de saturación.
Un grupo de carriles consta de uno o más carriles que tienen una línea de alto común, llevan un conjunto de flujos vehiculares, y cuya capacidad es compartida por todos los vehículos del grupo.
CAPACIDAD DE LAS INTERSECCIONES SEÑALIZADAS La capacidad en una intersección señalizada, esta dada por cada grupo de
carriles y se define como la tasa máxima de flujo que puede cruzar la intersección, por cada grupo de carriles que se considera, de acuerdo con las condiciones prevalecientes de tránsito, de la vía y de la señalización. La capacidad se da en vehículos por hora (veh/h), pero se basa en el flujo durante un periodo pico de 15 minutos. No se considera la capacidad de toda la intersección; en lugar de ello, se enfatiza en el suministro de las instalaciones adecuadas para los movimientos principales en las intersecciones.
Por lo tanto la capacidad se aplica solamente a los movimientos o accesos principales de la intersección. Observe también que en comparación con otras instalaciones, tales como los segmentos de una vía de acceso controlado, la capacidad del acceso de una intersección, no se correlaciona tan estrechamente con el nivel de servicio. Por lo anterior es necesario que tanto el nivel de servicio como la capacidad se analicen por separado cuando se estén evaluando las intersecciones semaforizadas.
El concepto de flujo de saturación o de una tasa de flujo de saturación s se usa para determinar la capacidad de un grupo de carriles. La tasa de flujo de saturación es la tasa máxima de flujo que puede atravesar la intersección desde un acceso o en el grupo de carriles, bajo las condiciones prevalecientes de tránsito y de la vía, cuando se dispone del 100 por ciento del tiempo efectivo de luz verde. La tasa de flujo de saturación esta dada en unidades de vehículos/hora (veh/h) del tiempo efectivo de luz verde.
La capacidad de un acceso o de un grupo de carriles está dada como
Donde ci= Capacidad del grupo i de carriles
(vehículos/carriles) si=Tasa de flujo de saturación para el
grupo de carriles o el acceso i (gi/c)=Razón de luz verde para el grupo
de carriles o el acceso i gi=Luz verde efectiva para el grupo de
carriles i o el acceso i C=Duración del ciclo
Generalmente se denomina a la relación de flujo a capacidad (v/c) como el grado de saturación y puede expresarse como
Donde:Xi=Razón (v/c) para el grupo de carriles o el acceso iVi=Tasa verdadera de flujo o demanda proyectada para
el grupo de carriles o el acceso i (vehículos/hora)Si=Flujo de saturación para el grupo de carriles o el
acceso i (vehículos/hora)Gi=Tiempo efectivo de luz verde para el grupo de
carriles i o el acceso i (segundos)
Puede verse que cuando la tasa de flujo es igual a la capacidad, es igual a 1.00; cuando la tasa de flujo es igual a cero, es igual a cero.
Cuando toda la intersección es evaluada con respecto a su geometría y relación al tiempo total del ciclo, se usa el concepto de la razón crítica volumen a capacidad ( ). La razón crítica (v/c) se obtiene para toda la intersección, pero considera solamente los accesos o los grupos de carriles críticos, que son aquellos que tienen la razón máxima de flujo (v/s), para cada fase. Por ejemplo, en una intersección señalizada de dos fases, si el acceso norte tiene una razón (v/s) más alta que el acceso sur, se requerirá más tiempo para los vehículos que atraviesan la intersección desde el acceso norte, durante la fase de luz verde para la dirección norte-sur, y la duración de la fase estará basada en el tiempo de la luz verde requerido para el acceso norte. Por tanto el acceso norte será el crítico para la fase norte-sur.
la razón crítica v/c para toda la intersección esta dada como
Donde:Xc=Razón crítica v/c para la intersección =Sumatoria de las razones delos flujos
actuales a flujo de saturación, para todos los carriles, grupos o accesos
C=Duración del ciclo (segundos) L=Tiempo total perdido por ciclo,
calculado como la suma del tiempo perdido ( ), para cada fase crítica,
Si se desconoce el tiempo de la señal, y la razón crítica (v/c) se especifica para la intersección, la ecuación puede ser usada para estimar el tiempo de la señal. En forma alterna, esta ecuación puede usarse para obtener un indicador general que permita determinar la razón crítica (v/c) mediante la sustitución de la duración del ciclo máximo permitido para la jurisdicción. Cuando la razón crítica (v/c) es menor que 1.00, la duración del ciclo asignada es adecuada para todos los movimientos críticos que atraviesan la intersección, si el tiempo de luz verde está distribuido en forma proporcional entre las diferentes fases.
Es decir, para la secuencia de fases establecida, se tendrán adecuados tiempos de luz verde para todos los movimientos en la intersección, si el tiempo total de luz verde se divide en forma proporcional entre todas las fases. Si el tiempo total de luz verde no está apropiadamente distribuido en las fases, es posible tener una relación crítica (v/c) menor que 1.00, pero con uno o más movimientos sobresaturados dentro del ciclo.
NIVEL DE SERVICIO EN LAS INTERSECCIONES
Los procedimientos pueden usarse ya sea para una evaluación detallada u operativa de una intersección o para una estimación general de planificación del desempeño general de una intersección señalizada existente o planificada. Para el análisis a nivel de diseño, se requieren más datos para una estimación directa del nivel de servicio que se quiere dar. Para este nivel de análisis también es posible determinar el efecto de modificar los tiempos de las fases del semáforo.
La demora por fase es parte de la demora total que se atribuye al dispositivo de control, se calcula para definir el nivel de servicio en la intersección señalizada. Esta incluye la demora debida a la desaceleración, el tiempo de avance de la fila, el tiempo de parada y al movimiento de aceleración. Sin embargo, la demora depende del tiempo de luz roja, el cual a su vez depende de la duración del ciclo. Por tanto pueden obtenerse niveles razonables de servicio para duraciones cortas de ciclo.
ANÁLISIS DE OPERACIÓN
El proceso de análisis a nivel de operación puede ser usado para determinar la capacidad o el nivel de servicio en los accesos de una intersección señalizada existente o el nivel general de servicio en la misma. El procedimiento también puede usarse para el diseño detallado de una intersección dada. Al utilizar el procedimiento para analizar un semáforo existente, se conocen los datos operativos de la secuencia de las fases, el tiempo de las fases del semáforo y los detalles geométricos (ancho de carril, número de carriles). El procedimiento se usa para determina el nivel de servicio al cual se desempeña la intersección, en términos de la demora de la fase o del semáforo. Al usar el procedimiento para el diseño detallado, generalmente no se conocen lo datos operáticos y por tanto tienen que calcularse o suponerse. Entonces se determinan la demora y el nivel de servicio.
NIVELES DE SERVICIO
Debe enfatizarse una vez mas que, encontraste con otros sitios, el nivel de servicio en una intersección con semáforo no tiene una relación univoca simple con la capacidad. Por ej. En los tramos de los caminos de acceso controlado, la relación (v/c) es de 1.00 en los limites superiores del nivel de servicio E.
Duración largas del ciclo. El lapso de la luz verde no está distribuido apropiadamente, lo que
conduce a largos periodos de luz roja para uno o mar grupos de carriles, es decir, hay uno o más grupos de carriles que están en desventaja.
Avance deficiente de las fases del semáforo, lo que implica que un alto porcentaje de vehículos llegan al acceso durante la fase de la luz roja.
También es posible tener demoras cortas en el acceso cuando la razón (v/c) sea igual a 1.00 es decir, un acceso saturado, que puede ocurrir si existen las siguientes condiciones:
Duraciones cortas de ciclo.
Avance favorable de las fases del semáforo, lo cual implica que en un alto porcentaje de vehículos llegan durante la fase de luz verde.
PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO PARA EL ANÁLISIS DE OPERACIÓN
PROCEDIMIENTO METODOLOGICO
PARA EL ANALISIS DE OPERACION
•ESPECIFICACIONES DE LAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
•La configuración física de la intersección se obtiene:
número de carriles
ancho de carril pendiente
movimiento en cada carril
ubicación del estacionamient
o
longitud de las bahíasde resguardo
•ESPECIFICACIONES DE LAS CONDICIONES DE TRANSITO
•Incluye el registro de los volúmenes horarios :
•VEHÍCULOS
•BICICLETAS
• PEATONES
Volumen de transito.- Son las tasas de flujo para el periodo de análisis, que en general se toma como 15 minutos (T=0.25).
La demora es influenciada marcadamente por la duración del periodo de análisis donde v/c es mayor que 0.9.
Los detalles del volumen de transito deben incluirse el porcentaje de vehículos pesados (%VP) en cada movimiento.
TIPOS DE LLEGADA
Tipo de llegada 1, que representa la condición de llegada mas adversa, es un pelotón denso que llega en el inicio de la fase de luz roja y contiene más del 80 por ciento del volumen del grupo de carriles.
Tipo de llegada 2, se considera todavía desfavorable, consiste en un pelotón denso que llega a la mitad de la fase de luz roja.
Tipo de llegada 3, se presenta en intersecciones aisladas y que no están interconectadas, se caracterizan por pelotones muy dispersos, lo que implica la llegada aleatoria de los vehículos.
Tipo de llegada 4, que en general se considera una condición favorable del pelotón, puede ser un pelotón moderadamente denso que llega a la mitad de la fase de luz verde.
Tipo de llegada 5, representa la mejor condición de llegada que frecuentemente se presenta.
Tipo de llegada 6, representa una calidad excepcional de avance, es un pelotón muy denso que avanza a través de varias intersecciones cercanas con muy poco transito proveniente de las calles laterales.
Es necesario determinar, con tanta exactitud como sea posible, el tipo de llegada para la intersección que se considere
El MCC define la proporción del pelotón como:
ESPECIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE SEÑALIZACIÓN
Deben especificarse los detalles del sistema de semáforos, incluye un diagrama de frases y la duración de las luces verde, amarilla y roja.
El agrupamiento de carriles y la tasa de flujo de demanda
ajuste de los volúmenes horario para los 15 minutos
de la hora pico
la identificación de los diferentes grupos
de carriles
el ajuste para dar vuelta a la derecha durante la luz roja
IDENTIFICACIÓN DE LOS DIFERENTES GRUPOS DE CARRILES Deben identificarse los grupos de
carriles en cada acceso y en cada intersección, como lo considera la metodología MCC.
AJUSTE DE VOLÚMENES HORARIOS
Anteriormente, se vio que el análisis para el nivel de servicio, se basa en la tasa de flujo de los 15 minutos de la hora pico. Por tanto es necesario convertir los volúmenes horarios a tasas de flujo de 15 minutos, dividiendo los volúmenes horarios entre el factor de hora pico (FHP).
AJUSTE PARA DAR VUELTA A LA DERECHA DURANTE LA LUZ
ROJA (VDLR) Este ajuste puede reducirse por el
volumen de vehículos que dan vuelta a la derecha durante la fase de luz roja
Esta reducción se hace en términos del volumen horario y antes de la conversión a tasas de flujo
ECUACIÓN BASE PARA EL FLUJO DE SATURACIÓN
El flujo de saturación (s) depende de un flujo de saturación ideal (so), que generalmente se toma como 1900 automóviles por hora, de tiempo de luz verde por carril.
Este flujo de saturación ideal se ajusta a las condiciones prevalecientes, para obtener el flujo de saturación para el grupo de carriles que se está considerando.
ECUACIÓN BASE PARA EL FLUJO DE SATURACIÓN
El ajuste se hace:
número de carriles
ancho de carril
porcentaje de vehículos pesados en el tránsito
pendiente del acceso
actividad de estacionamiento
vueltas a la derecha y a la izquierda
ECUACIÓN BASE PARA EL FLUJO DE SATURACIÓN
s=(so)(N)(fw)(fHV)(fg)(fp)(fa)(fbb)(fLu)(fRT)(fLT)(fLpb)(fRpb)
Donde:
s = Flujo de saturación para el grupo de carriles considerado, expresado como un total para todos los carriles en el grupo, bajo las condiciones prevalecientes (vehículos/hora/grupo)
so = flujo de saturación ideal por carril, generalmente tomado como 1900 (vehículos/hora/carril)
N = número de carriles en el grupo de carrilesfw = factor de ajuste del ancho de carril
fHV = Factor de ajuste por vehículos pesados en el flujo vehicular.
fg = Factor de ajuste por pendiente de acceso
fp = Factor de ajuste por la existencia de un carril de estacionamiento, adyacente al grupo de carriles y la actividad de estacionamiento en ese carril.
fa = Factor de ajuste por tipo de área (para el distrito de negocios, 0.90; para todas las otras áreas. 1.00)
fbb = Factor de ajuste por el efecto de obstrucción de autobuses, que paran dentro del área de la intersección
fLu = Factor de ajuste por la utilización del carril
fRT = Factor de ajuste por las vueltas a la derecha en el grupo de carriles
fLT = Factor de ajuste por las vueltas a la izquierda en el grupo de carriles
fLpb = Factor de ajuste de peatones para los movimientos de vuelta a la izquierda
fRpb = Factor de ajuste de peatones para los movimientos de vuelta a la derecha
FACTORES DE AJUSTE
La necesidad de los factores de ajuste se detallaron en el capitulo 8.
Factor de ajuste del ancho de carril, fw
Depende del ancho promedio del carril en un grupo de carriles.
Factor de ajuste de vehículos pesados, fHV
Es un factor de corrección por demora adicional, reduce el flujo de saturación.
Factor de ajuste por pendiente, fg
Se usa para corregir el efecto de la pendiente sobre la velocidad de los vehículos.
Factor de ajuste por estacionamiento, fp
Este factor depende del número de carriles en el grupo y del número de maniobras de estacionamiento por hora.
Factor de ajuste por tipo de área, fa
Cuando se considera un área comercial fa=0.9 y fa=1 para las demás áreas.
Factor de ajuste por la obstrucción de autobuses, fbb
Esta relacionado con el numero de autobuses en una hora que paran en el carril de transito.
Factor de ajuste de utilización del carril, fLu
Se calcula mediante la siguiente formula:fLu = (vg/vgl N)
Donde: Vg = tasa de flujo de demanda no ajustada
para el grupo de carriles en vehículos/hora.vgl = tasa de flujo de demanda no ajustada
en un carril dentro del grupo con el volumen mas alto.
N = numero de carriles en el grupo
Factor de ajuste por las vueltas a la derecha, fRT
Se considera por el efecto de la geometría y por el uso del cruce peatonal.
Factor de ajuste por las vueltas a la izquierda, fLT
Se usa para considerar el efecto del mayor tiempo que toma el movimiento de giro a la izquierda.
Se pueden hacer bajo cualquiera de las siguientes condiciones:
Caso 1: Carriles exclusivos con fase protegida
Caso 2: Carriles exclusivos con fase permitida
Caso 3: Carriles exclusivos con fase protegida mas permitida
Caso 4: Carril compartido con fase protegida
Caso 5: Carril compartido con fase permitida
Caso 6: Carril permitido con fase protegida más permitida
Caso 7: Accesos de un solo carril con vuelta a la izquierda permitida
Caso 1: Carril exclusivo para dar vuelta a la izquierda con fase protegida
Se usa un factor de vuelta a la izquierda de: fLT1 = 0.95
Caso 2: Carril exclusivo de vuelta a la izquierda con fase permitida
Donde:g = tiempo de luz verde para el grupo de carriles
(seg.)
fLT2 = valor mínimo práctico para el factor de ajuste a la izquierda, para giros a la izquierda permitidos en carriles a la izquierda y asumiendo un intervalo promedio de 2 seg/veh en un carril exclusivo
Caso 3: Carriles exclusivos con fase protegida mas permitida
El factor para dar vuelta a la izquierda para la parte protegida, se toma como 0.95 y para la fase permitida se calcula mediante la ecuación adecuada.
Caso 4: Carril compartido con fase protegida
Donde:PLT = es la proporción de vueltas a la izquierda en el
grupo de carriles
Caso 5: Carril compartido con fase permitida
Se considera el efecto resultante sobre el grupo de carriles completo
Donde:fm5A = Es el factor de ajuste para dar la vuelta a la izquierda para
el carril desde el cual, se hacen las vueltas permitidas a la izquierda.
Caso 6: Carril compartido con fase protegida y permitida
En este caso se calcula cada fase por separados, para la fase protegida se calcula con la ecuación del caso 4 y para la fase permitida con la ecuación del caso 5.
Caso 7: Accesos de un solo carril con vueltas permitidas a la izquierda.
Donde:g = tiempo efectivo de luz verde para el grupo de
carriles (seg). gf7 = parte de tiempo efectivo de luz verde, que
termina antes que llegue un vehículo que de vuelta a la izquierda (seg).
gu7 = parte del tiempo efectivo de luz verde, durante el cual los vehículos que dan vuelta a la izquierda, se infiltran a través del flujo en sentido contrario
Factores de ajuste para peatones y bicicletas
Se incluyen en la ecuación del flujo de saturación, para considerar la reducción en el flujo de saturación que resulta de los conflictos entre los automóviles, peatones y bicicletas.
El procedimiento puede dividirse en 4 etapas:
Determinar la ocupación promedio peatonal, OCCpedg
Determinar la ocupación relevante en la zona de conflicto, OCCr
Determinar los factores de ajuste por peatones y bicicletas, para la fase permitida para los movimientos de giro ApBT
Determinar los factores de ajuste para el flujo de saturación, para los movimientos de giro
Determinar la ocupación promedio de los peatones, (OCCpedg)
Se calcula primero la tasa de flujo de peatones a partir del volumen de peatones, luego se calcula la ocupación promedio de los peatones a partir del flujo de peatones.
Donde:
DETERMINACIÓN DE LA OCUPACIÓN RELEVANTE DE LA ZONA DE CONFLICTO
1. Las bicicletas y los automóviles que dan vuelta a la derecha, se cruzan antes de llegar a la línea de alto.
2. Los movimientos de vuelta a la izquierda se hacen desde una calle de un solo sentido
PARA ESTAS DOS CONDICIONES :
DONDE:OCC pedg = Ocupación promedio peatonal obtenida de las ecuaciones 10.42 y 10.43
Cuando también se espera las interacción de
bicicletas dentro de las intersección se calcula
primero el flujo de las bicicletas
Luego se determina la ocupación de la zona de
conflicto de las bicicletas
Luego se calcula la ocupación relevante de la
zona de conflicto
DONDE:
V bicg = Flujo de bicicletas ( bicicletas por hora )
V bic = Volumen de bicicletas
Cuando se hacen vueltas a la izq. desde un acceso en una calle de dos sentidos , se hace primero la comparación de la evacuación de la fila en sentido contrario (gq) con el tiempo de luz verde para los peatones (gp) para determinar si gq es mayor que gp
-si gq≥ gp, entonces el tiempo de luz verde para los peatones, se usa completamente para la fila de sentido contrario y el factor de ajuste es 1.
-si gq‹gp la ocupación peatonal una vez evacuada la fila en sentido contrario(OCCpedu)se determina a partir de la ocupación promedio peatonal(OCC pdeg)
Con el uso de la ecuación(10.48) La ocupación relevante de la zona de
conflicto(OCCr) se determina a partir de OCCpedu ec 10.49
Donde:OCCpedu= ocupación peatonal después de que se evacue la fila en sentido contrario
OCCpedg=ocupación promedio peatonal
Gq=tiempo de evacuación de la fila en sentido contrario
Qp= luz verde para que crucen todos los peatones
DETERMINACION DE LOS FACTORES DE AJUSTE DE LA FASE PERMITIDA DE PEATONES-BICICLETAS PARA EL MOVIMIENTO DE GIRO (APBT) Dos condiciones: 1)El numero de carriles para dar vuelta
es igual al numero de carriles de receptores
Nturn=Nrec 2)El numero de carriles para dar la
vuelta, es menor que el numero de carriles receptores
Si Nturn=Nrec , entonces la proporción del tiempo durante el cual se ocupa la zona de conflicto es el factor de ajuste.
Apbt=1-OCCr Apbt=factor de ajuste la fase permitida
de peatones bicicletas. Si Nturn < Nrec, se reduce el impacto de
los peatones y de las bicicletas sobre el flujo de saturación.
Apbt= 1-0.6(OCCr)
DETERMINACION DE LOS FACTORES DE AJUSTE PARA EL FLUJO DE SATURACION DE GIRO, IZQUIERDA DERECHA Se define con la sgte ecuación : Para la izquierda
Donde:
Plt= proporción del volumen que da vuelta a la izquierda
Apbt= factor de ajuste de la fase permitida para peatones-bicicletas para los movimientos de giro
Plta= proporción de vueltas a la izquierda que utilizan la fase protegida
Para la derecha
Donde: Prt=proporción del volumen que da
vuelta a la derecha Apbt= factor de ajuste para la fase
permitida de peatones-bicicletas para los movimientos de giro
Prta= proporción de vueltas a la derecha con el uso de la fase protegida
HOJA DE CALCULO PARA DESARROLLAR ESTOS PROCEDIMIENTOS
DETERMINACIÓN DEL FLUJO DE SATURACIÓN EN CAMPO Generalmente este flujo se alcanza a 10 o 14
segundos después del inicio de la fase verde.
Se necesitan dos personas para desarrollar el procedimiento una que sea cronometrista equipado con un cronometro y la otra un registrador equipado con un registrador de fenómenos de botón pulsador o una computadora con el software apropiado y se usa el siguiente formato para registrar los datos:
Para cada ciclo y cada carril se desarrollan los siguientes pasos:
Paso 1.- El cronometrista pone en funcionamiento el cronometro al inicio de la fase de luz verde y notifica al registrador
Paso 2.- El registrador observa inmediatamente el ultimo vehículo inmóvil en la fila y lo señala al cronometrista, así como los vehículos pesados y los que dan vuelta a la derecha o a la izquierda
Paso 3.-Elcronometrista cuenta cada vehículo en la fila
Paso 4.-El cronometrista anuncia el momento en que cruzan la línea de alto el cuarto, el decimo y el ultimo vehículo en la fila, luego el registrador los anota
Paso5.- En caso de que existan vehículos en fila que todavía entran a la intersección al final de la fase verde, el cronometrista identifica y avisa al registrador el momento que el ultimo vehículo pasa al final de la luz verde.
Paso 6.-Se miden el ancho del carril y la pendiente de acceso y se registran con cualquiera de los sucesos poco comunes que puedan haber afectado el flujo de saturación.
Paso 7.- El flujo de saturación se determina a partir de la sgte ecuación:
Flujo de saturación= 3600
donde: (t4-tn)/(n-4) t4= instante en el que el eje trasero del
cuarto automóvil cruza el punto de referencia.
tn= instante en el que el eje trasero del ultimo vehículo de la fila al inicio de la luz verde, cruza el mismo punto de referencia.
n= es el numero de vehículo censado.
DEMORA UNIFORME
Se determina como :
Donde: dli= demora uniforme
(segundos/vehículos para el grupo de carriles i)
C= duración del ciclo (segundos) Gi=tiempo efectivo de luz verde para
carriles Xi= razón(v/c)para grupo de carriles i
DEMORA POR INCREMENTOS
Esta dada como:
Donde: d2i= demora por
incrementos(seg/vehículos) para el grupo de carriles i ci= capacidad del grupo de carriles i
(veh/hr) T= duración del periodo de análisis(hr)
Ki=factor de demoras por incrementos que depende de las ordenes del controlador
Ii=factor de ajuste de la permeabilidad o filtración antes dela interseccion.
Xi=razón v/c para el grupo de carriles i.
DEMORA DE LA DEMANDA RESIDUAL
Esta demora se presenta como resultado de una demanda no satisfecha de vehículos Qb presente al inicio del periodo de análisis T. Es decir, existe un evento residual de duración Qb al inicio del periodo de análisis. Al calcular esta demanda residual, será aplicable uno de los siguientes cinco casos:
La demanda residual se obtiene de la sgte ecuación:
Donde:Qbi= demanda no satisfecha al inicio del
periodo ci= capacidad del grupo de carriles ajustada
por vehículos/horaT= duración del periodo de análisis (horas)Ti=duración de la demanda no satisfecha en
T para el grupo de carriles i (horas)Ui= parámetro de demora para el grupo de
carriles i
DEMORA TOTAL Para el grupo de carriles i esta dada como:
Donde: di= la demora promedio por vehículo para un
grupo de carriles dado PF= factor de ajuste de demora uniforme para la
calidad del avance dli=componente de la demora del control
uniforme suponiendo una llegada uniforme d2i= componente de la demora por incremento
de los carriles i, sin demanda residual al inicio del periodo de análisis T
d3i= demora de la demanda residual para el grupo de carriles i
DEMORA EN EL ACCESO
Podemos especificar la demora promedio para cualquier acceso ,como el promedio ponderado de las demoras de todos los grupos de carriles para ese acceso la cual esta dada por:
Donde: da= demora para el acceso A
(seg/vehículos) dia= demora ajustada para el grupo de
carriles i en el acceso A (seg/vehículo) Vi= tasa de flujo ajustada para el grupo
de carriles i (vehículo/hora) nA= numero de grupos de carriles en el
acceso A.
DEMORA EN LA INTERSECCIÓN
El promedio ponderado de las demoras en todos los accesos es la demora promedio en la intersección la cual esta dada como:
Donde: dI= demora promedio para intersección
(seg/vehículos) dA= demora ajustada para el acceso
A(seg/vehículos) vA= tasa de flujo ajustada para el
acceso A(vehículos/hora) An=numero de accesos en la
interseccion
EJEMPLO Calculo del nivel de servicio en una intersección
semaforizada usando el análisis del nivel de operación.
En la figura se muestran los volúmenes de hora pico, los volúmenes de peatones, el diseño geométrico, las maniobras del tránsito y las fases de los semáforos para una intersección aislada previamente de tiempo fijo. Si la intersección no se encuentra de un uso de suelo comercial, y los estudios han mostrado que el FHP en la intersección es de 0.85, ¿Cuál es el nivel esperado de servicio, si se permite el estacionamiento lateral en cada acceso? Use el nivel de análisis de evaluación de operaciones. No hay fase todo rojo y el tiempo de la luz ámbar es de tres segundos.
SOLUCIÓN
1. Condiciones geométricas.
2. Condiciones de transito.
3.Condición de la señalización.
Números de peatones que cruzan/hora=30Numero de intervalos/hora=3 600/100=36Numero promedio de peatones que cruzan /intervalo=30/36=0.83Para el sentido E
Para el sentido N-S
Los cálculos que se requieren para el modulo de volumen de ajuste, pueden desarrollarse con el empleo de la hoja de trabajo e ajuste de volumen, de la figura
Tasa de flujo. Los volúmenes se ajustan respecto al flujo pico de 15 minutos con el uso del FHP, por ejemplo
Grupos de carriles.-
Proporción de vueltas a la izquierda y vueltas a la derecha.
Por ejemplo, la proporción de la tasa de flujo de paso y de
vuelta a la derecha EN DIRECCION ESTE , que da
vuelta a la derecha es
135/1017= 0.13
Ajuste del volumen.
882+135=1017
El flujo de saturación ideal se toma como 1 900 automóviles por hora, de luz verde por carril
• Factor de ajuste de ancho de carril fw.
Factores de ajuste.-
Factor de ajuste de vehículos pesados, fHV.
Por ejemplo
Factor de ajuste de la pendiente, fg.
Factor de ajuste por estacionamiento, fp. En este caso, hay 10 maniobras de estacionamiento por hora en cada acceso. Cada uno de los grupos de carriles afectados por las maniobras de estacionamiento, tiene dos carriles. Por tanto el factor de ajuste por estacionamiento es 0.925 como se muestra enseguida. Observe que solamente el grupo de carriles a la derecha en cada acceso, está afectado por el estacionamiento.
Por ejemplo
Factor de ajuste por obstrucción de autobuses, fbb,-Ya que hay 10 autobuses que se paran en cada acceso por hora, y ya que cada una de los grupos de carriles afectados tiene 2 carriles.
Por ejemplo.-
Factor de ajuste por el tipo de área, fa. La intersección no se localiza en un área comercial; por tanto, el factor de ajuste por el tipo de área es 1.00 para todos los accesos.
Factor de ajuste del carril para dar vuelta a la derecha, fRT.
Por ejemplo
Factor de ajuste del carril para dar vuelta a la izquierda, flt.
El factor de ajuste para dar vuelta a la izquierda para la fase protegida del acceso EN DIRECCION OESTE, se obtiene directamente de la tabla 10.4 y es 0.95, ya que las vueltas a la izquierda en este acceso, se hacen desde los carriles exclusivos para dar vuelta a la izquierda con fase protegida. Sin embargo, es necesario usar el procedimiento especial para los demás accesos, ya que las vueltas a la izquierda en todos ellos se hacen durante una fase permitida
1. PASO.-
2. PASO.-
3. PASO.-
4. PASO.-
5. PASO.-
Factores de ajuste para peatones y bicicletas. Estos factores contemplan la reducción de la tasa de flujo de saturación, como resultado de los incidentes entre automóviles- peatones y bicicletas
Determine la ocupación promedio de los peatones
Determine la tasa de flujo de bicicletas
Determine la ocupación de los peatones después de la evacuación de la fila en sentido contrario (OCCpedu para las vueltas a la izquierda)
Determine la ocupación relevante de la zona de conflicto (OCCr)
Determine el factor de ajuste de la fase permitida con el uso de la ecuación 10.51. Observe que en este caso Nvuelta <N rec.
Determine el factor de ajuste del flujo de saturación de peatones / bicicletas para la vuelta a la izquierda
Observe que en este caso, PLT = 1 ya que el carril para dar vuelta a la izquierda EN DIRECCION ESTE, es un carril exclusivo, y PLTA=0 a medida que e transito que da vuelta a la izquierda EN DIRECCION ESTE, se mueve solamente durante una fase permitida
Determine la ocupación de bicicletas de la zona de conflicto (OCCbig)
Determine la zona de conflicto relevante para los peatones y las bicicletas ( (OCCbig)
•Determine ahora el factor de ajuste peatones-bicicletas para los movimientos de dar vuelta a la derecha.-
Determine el factor de ajuste Apbt de peatones-bicicletas para la fase permitida.-
Determine el factor de ajuste de flujo de saturación de peatones-bicicletas, para las vueltas a la derecha
Entonces se determina el flujo de saturación ajustado .-
Por ejemplo, la tasa ajustada de flujo de saturación para el grupo de vuelta a la izquierda EN DIRECCION ESTE es
Se resume en la siguiente hoja de trabajo:
Capacidad y modulo V/CYa que este es un problema de análisis, se conocen los tiempos de los semáforos y se determinan las razones g/C suponiendo un tiempo perdido de 3 segundos por fase. El tiempo de luz ámbar es de 3 segundos por fase.
RESUMEN
ANALISIS DE LA PLANIFICACIÓN
PLANILLAS U HOJAS DE TRABAJO PARA EL ANÁLISIS1RA HOJA DE TRABAJO DE LAS ENTRADAS DEL
MÉTODO DE LA PLANIFICACIÓN.- En ella se ingresa los datos necesarios.
2DA HOJA DE TRABAJO DE LOS VOLUMENES DE CARRIL PARA EL MÉTODO DE LA PLANIFICACIÓN.- Se emplea para determinar los carriles críticos en cada acceso, se debe :
Llenar en hojas separadas para cada acceso. Estimar el nivel de servicio con base en la demora.
3RA HOJA DE TRABAJO DE LA OPERACIÓN DEL SEMÁFORO POR EL MÉTODODE PLANIFICACIÓN.-
PASOS PARA EL DESARROLLO DEL ANÁLISIS DE PLANIFICACIÓN:
FÓRMULA DE CÁLCULO DE LOS VOLUMENES CRÍTICOS
EJERCICIO
=( 1-(12/120))*(1900)*(0.9)*(0.85)=1462 veh /h
Xcm=(CV/CL)=1363/1462
= 0.93
