ingeniería de tránsito - clase 10

PROFESOR: M. PROFESOR: M. SILVERASILVERAInterseccionesInterseccionesCon dispositivo de control

Intersecciones Semaforizadas • En una intersección Semaforizadas Intersecciones Semaforizadas. los diversos puntos de conflicto son separados en el tiempo

Los diferentes movimientos sonLos diferentes movimientos sonagrupados (fases) y pueden cruzar laintersección en un tiempo determinado(verde). 32 puntos de conflicto( ) p

PROFESOR: M. PROFESOR: M. SILVERASILVERAInterseccionesInterseccionesSemáforos

Un semáforo es un dispositivo mecánico o eléctrico que regula el tráficoUn semáforo es un dispositivo mecánico o eléctrico que regula el tráficode vehículos y Peatones en las intersecciones de caminos. El tipo másfrecuente tiene 3 luces de colores

Verde: para avanzar

Rojo: para detenerseRojo: para detenerse

Amarillo o ámbar: para indicar el cambio defase cuando la luz ámbar aparecefase , cuando la luz ámbar apareceintermitentemente quiere decir que se puedecruzar la intersección pero con precaución.

Los semáforos pueden ser aislados o coordinados


Di t ib ió d l ti d l áf

Indicación o señal: es el encendido de una de las luces del semáforo

Distribución de los tiempos del semáforo

o una combinación de varias luces al mismo tiempo.

Ciclo o longitud de ciclo (C) : tiempo necesario para efectuart d l i i t ibl l i t ió t é dtodos los movimientos posibles en la intersección a través de unasecuencia completa de todas las indicaciones del semáforo

Movimiento: maniobra o conjunto de maniobras de un mismoMovimiento: maniobra o conjunto de maniobras de un mismoacceso que tienen el derecho de paso simultáneamente y forman unamisma fila.

Intervalo: cualquiera de las diversas divisiones del ciclo, durante lacual no cambian las indicaciones o señal del semáforo.


Distribución de los tiempos del semáforop

Fase (Φ) : parte del ciclo asignada a cualquier combinación de uno omás movimientos que reciben simultáneamente el derecho de pasodurante uno o más intervalos.

Puede significar un solo movimiento vehicular, peatonal o una combinacióng pde ellos. Un movimiento pierde el derecho de paso en el momento de aparecerla indicación ámbar.

Reparto : Porcentaje de la longitud del ciclo asignado a cada una de las diversas fases

Intervalo todo rojo : tiempo de exposición de la luz roja para todo eltránsito que se prepara a circular. Es utilizado para que los vehículos quepierden el derecho de paso despejen la intersección. Puede ser usadop p p jpara crear una fase exclusiva para peatones.


Giros permitidos y protegidos

El giro a la izquierda se da desde un carrilcompartido y el giro es consideradopermitido por que se realiza al mismopermitido por que se realiza al mismotiempo que el flujo directo en sentidoopuesto

Si cambian las fases del semáforo con respecto al ejemplo anterior, y se creaun carril de giro exclusivo a la izquierda en el acceso Oeste (Sentido Este),habría una diferencia

En este caso el giro a la izquierda (protegido)se da desde un carril exclusivo No entra en

habría una diferencia.

se da desde un carril exclusivo. No entra enconflicto con los vehículos que vienen delacceso contrario debido a la fase especialdiseñada para su realización.diseñada para su realización.


Demanda vehicular

En una intersección existirá una demanda vehicular que está representadapor todos los vehículos que llegan a la intersección y realizan algún tipopor todos los vehículos que llegan a la intersección y realizan algún tipode movimiento A través de un aforo se puede conocer el número y tipode vehículos involucrados; ya se había mencionado anteriormente que losdif i d hí l i di í i d iódiferentes tipos de vehículos tienen diversas características de operacióny dimensiones, por este motivo hay que expresar la demanda en autosequivalentes y además directos (considerando el efecto de giro a laderecha e izquierda).

• factor de vehículos pesadosFactores que afectan losaforos por carril

• factor de vehículos pesados• factor de giro a la derecha• factor de giro a la izquierda


1. Vehículos equivalentes1. Vehículos equivalentes

No todos los vehículos que salen de una intersección son automóviles, haycamiones, buses etc. Debido a que las condiciones de operación, como aceleracióny deceleración, así como la facilidad de giros (izquierda y derecha) son diferentes ala de los automóviles, se requiere el uso de factores de ajuste conocidos como:factor de ajuste por vehículos pesados.

fHV = 100100 + PT (ET - 1) +PB (EB - 1) + PR (ER-1)100 PT (ET 1) PB (EB 1) PR (ER 1)

fHV: factor de ajuste por vehículos pesadosP : porcentaje de camiones

ET: automóviles equivalentes a un camiónE : automóviles equivalentes a un busPT: porcentaje de camiones

PB: porcentaje de busesPR: porcentaje de vehículos recreativos

EB: automóviles equivalentes a un busER: automóviles equivalentes a un vehículorecreativo

Los automóviles equivalentes comúnmente utilizados tanto para camiones E comoLos automóviles equivalentes comúnmente utilizados tanto para camiones ET comopara autobuses, EB varían de 1.4 a 1.6 tomándose un valor medio de 1.5 que suponeaccesos con pendientes cercanas al 0% y predominio de camiones livianos o medianos


Factores por movimiento de vuelta: Tienen en cuenta elFactores por movimiento de vuelta: Tienen en cuenta elmayor tiempo consumido al girar. Po presencia de vehículos.

V lt i i d (E i)

Flujo opuestoNúmero de carriles opuestos

Vuelta izquierda (Evi)

Flujo opuesto(veh/h)

1 2 3

0 1.1 1.1 1.1

200 2.5 2 1.8

400 5 3 2.5

600 10 5 4

800 13 8 6

1000 15 13 10

>1200 15 15 15>1200 15 15 15


Factores por movimiento de vuelta: Tienen en cuenta el mayor Factores por movimiento de vuelta: Tienen en cuenta el mayor tiempo consumido al girar por presencia de peatones.

V lt d h (E d)

V l t l l

Vuelta derecha (Evd)

Volumen peatonal en el crucePeatonal en conflicto (peatones/h) Equivalente

Ninguno (0) 1.18

Bajo (50) 1.21

Moderado (200) 1.32

Alto (400) 1.52

Extremo (800) 2.14


Flujos de automóviles equivalentes directos: los volúmenesFlujos de automóviles equivalentes directos: los volúmeneshorarios mixtos VHMD, se convierten a flujos de automóviles directosmediante la ecuación:

Q VHMD*E / (FHP*f )QADE = VHMD*Ev/ (FHP*fHV)

qn

Ejemplo • Los vehículos que van de frente se afectan solo

l f t d h i l f t d hí lpor el factor de hora pico y el factor de vehículospesados

Si FHP = 0.85, Fvp = 0.8, Evd = 1.21 yqe

qw 580

40 200Evi = 2.5 (flujo de 200 en sentidocontrario)

Q = 580/(0 85*0 80) = 853 veh

150

Fl j

Giro a la izquierda

QADE = 580/(0.85*0.80) = 853 veh

qs

Flujos enVeh/h

QADE = 40*2.5/(0.85*0.80) = 147 veh


Oferta vehicularLa oferta vehicular está representada por el flujo de saturación y lacapacidad del carril o grupo de carriles.

Oferta vehicular

Flujo de saturación

Es la máxima cantidad de vehículos equivalentes que puede pasar por unasección de la vía en una hora de verde continuo. Es una cantidad ideal

e s ne el iaje de ehíc l s en f rma ininterr m idaque supone el viaje de vehículos en forma ininterrumpida.

L fl j d ió d i 1700q

Los flujos de saturación pueden variar entre 1700 y2100 veh/h/carril


Tiempo perdidop p

Cuando el semáforo cambia a verde, el paso de los vehículos que cruzanla línea de alto se incrementa rápidamente a una tasa máxima llamadala línea de alto se incrementa rápidamente a una tasa máxima llamadaflujo de saturación, la cual permanece constante hasta que la fila devehículos se disipa o hasta que termina el verde.

La tasa de vehículos que cruzan la línea al arrancar es menor durante losprimeros segundos, mientras los vehículos aceleran hasta alcanzar una

l id d d h lvelocidad de marcha normal.

Comúnmente los flujos de saturación usados son de 1800 vehículosligeros por hora de luz verde por carril. El manual de capacidad decarreteras americano recomienda 1900 veh/h/carril como valor poromisión.


L: tiempo perdidoTi did L = [ (∑ li) + TR]L: tiempo perdidoli: ámbar de una faseTR: todo rojo

Tiempo perdidoen el ciclo


Cálculo de los tiempos del semáforoCálculo de los tiempos del semáforo

a) Intervalo de cambio de fase (A + TR) Desde que aparece el ámbar elconductor tarda 1 seg (t) eng ( )reconocer la señal y luego deceleraa una tasa de 3.05 m/s2 (a)Aparece el ámbar

Distanciat: tiempo percepción- reacciónv: velocidad de aproximación(velocidad límite prevaleciente il 85 d l l id d )

Distanciarecorrida en ámbar W L

Tiempo de ámbar = t + v / (2*a)

En el intervalo todo rojo, el vehículo despeja laIntersección

o percentil 85 de las velocidades)a: tasa de deceleraciónW: ancho de la intersecciónL: longitud del vehículo-valorIntersección.

TR = (w + L ) / v

gsugerido 6.10 m


) i fa) Intervalos de cambio de fase

y = (t + v/2a) + (w+l)/v donde:y (t v/2a) (w l)/v donde:Ámbar TR (todo tojo)

y: intervalo de cambio de fase, ámbar mas todo rojot: tiempo de percepción-reacción del conductor (1seg)p p p ( g)v: velocidad de aproximación de los vehículosa: tasa de deceleración (3.05 para todas las fases)l: longitud del vehículo (6 10 m)l: longitud del vehículo (6.10 m)w: ancho de la intersección


2 L it d d l i l ( C )2. Longitud del ciclo ( C )

F. V. Webster con base en observaciones de campo y simulación de un ampliorango de condiciones de tránsito demostró que la demora mínima de todos losrango de condiciones de tránsito demostró que la demora mínima de todos losvehículos en una Intersección con semáforo se puede obtener con:

Co = 1.5 *L + 5 1- Yi

Co : ciclo óptimoL : tiempo total perdido por ciclo (s)Yi : máximo valor de la relación entreel flujo observado y el flujo de saturación1- Yi el flujo observado y el flujo de saturaciónpara el acceso o movimiento o carril crítico de la fase (i)

Nota: ciclo máximo práctico 120 segundos


Al i t t d i l ét d d b tAlgo importante de mencionar es que el método de webster suponearribos aleatorios de todos los movimientos y el flujo de saturación esconstante en todo el tiempo de verde efectivo.

6. Asignación de tiempos de verde

El tiempo de verde efectivo para toda la intersección está dado por:

t C L C [ (∑ l ) +TR] gt: tiempo de verde efectivo totalgt = C – L = C – [ (∑ li) +TR] g pL: tiempo perdido en todo el cicloli: tiempo de ámbar en la fase (i)

Un método común de repartir el tiempo útil es igualando los grados desaturación críticos de las fases usadas


6 Asignación de tiempos de verde6. Asignación de tiempos de verde

Fase 1 (Φ1) Fase 2 (Φ2)N

qn

qe

qw

qs

Supongamos que cada fase tendrá un movimiento crítico (X más grande). Para el ejemplo que se brinda supongamos que los accesos norte y Este j p q p g q yson los críticos


6 Asignación de tiempos de verde

El tiempo de verde efectivo total debe repartirse proporcionalmente

6. Asignación de tiempos de verde

El tiempo de verde efectivo total debe repartirse proporcionalmente entre las diferentes fases de acuerdo a sus valores de Yi.

gi = Yi * gt /(∑ Yi) Yi = flujo crítico de Φiflujo saturación ideal

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