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Dipl.-Ing. Klaus Banse

Sistemas de SemaforizaciónSistemas de Semaforización

FeriaFeria InternacionalInternacional de de ComputaciónComputación y y TelecomunicacionesTelecomunicaciones

C O M P U T E L ´96C O M P U T E L ´96CochabambaCochabamba -- BOLIVIABOLIVIA


Sistemas de SemaforizaciónSistemas de Semaforización

nn HistoriaHistoriann ConceptosConceptos básicosbásicos de de semáforizaciónsemáforizaciónnn SemaforizaciónSemaforización a a nivelnivel locallocalnn DependenciaDependencia de de tráficotráficonn SemaforizaciónSemaforización centralizadacentralizadann AplicaciónAplicación de de vídeovídeo en en semaforizaciónsemaforización


Historia de la semaforizaciónHistoria de la semaforización

Primer Primer semáforosemáforoGeneracionesGeneraciones de de equiposequipos

GeneracionesGeneraciones de de computadorescomputadores


Primer semáforoPrimer semáforo

nn 1914 en 1914 en BerlínBerlínnn FuncionamentoFuncionamento con gascon gas


Primer semáforoPrimer semáforo


Generaciones de equiposGeneraciones de equipos

nn Los 60 Los 60 -- EquiposEquipos electromecánicoselectromecánicosnn Los 70 Los 70 -- EquiposEquipos electrónicoselectrónicosnn Los 80 Los 80 -- EquiposEquipos con con microprocesadormicroprocesadornn Los 90 Los 90 -- EquiposEquipos de de altaalta integraciónintegración con con

microprocesadormicroprocesador y y alimentaciónalimentación remotaremota


Generaciones de computadoresGeneraciones de computadores

nn Los 70 Los 70 -- ComputadoresComputadores discretosdiscretos con con lectoralectora de de cintacinta

nn Los 80 Los 80 -- ComputadoresComputadores integradosintegrados con con discodisco duroduro y y cintacinta magnéticamagnética

nn Los 90 Los 90 -- ComputadoresComputadores de de altaalta potenciapotencia y y manejomanejo en ambiente en ambiente gráficográfico


Conceptos básicosConceptos básicos

PorquéPorqué se se instalaninstalan semáforossemáforosCriteriosCriterios para para semaforizarsemaforizar


Porqué se instalan semáforosPorqué se instalan semáforos

nn Para Para reducirreducir el el tiempotiempo de de esperaespera sobresobre la la víavíatransversaltransversal

nn Para Para bajarbajar la la accidentalidadaccidentalidadnn Para Para aumentaraumentar la la seguridadseguridad de de tránsitotránsito en en

interseccionesintersecciones de de malamala visibilidadvisibilidadnn Para Para manejarmanejar mejormejor volúmenesvolúmenes de de tráficotráfico

grandesgrandes en en interseccionesintersecciones complejascomplejas


Criterios para semaforizarCriterios para semaforizar

nn FlujoFlujo vehicularvehicular mínimomínimonn InerrupciónInerrupción del del flujoflujo vehicularvehicularnn InterseccionesIntersecciones complejascomplejasnn FlujoFlujo peatonalpeatonal mínimomínimonn AccidentalidadAccidentalidadnn CombinaciónCombinación de de criterioscriteriosnn FactoresFactores localeslocales



VolúmenesVolúmenes de de tráficotráfico mínimomínimo::

NúmeroNúmero de de carrilescarriles porpor aproximaciónaproximación

VíaVía principalprincipal VíaVía secundariasecundaria

11 11

2 o 2 o másmás 11

2 o 2 o másmás 2 o 2 o másmás

11 2 o 2 o másmás

VehículosVehículos / / horahora

VíaVía principalprincipal

500500 150150

600600 150150

600600 200200

500500 200200



Nota: Nota: estosestos volúmenesvolúmenes debendeben presentarsepresentarse durantedurante 8 8 horashoras al al díadía



InterrupciónInterrupción del del flujoflujo de de tráficotráfico::

NúmeroNúmero de de carrilescarriles porpor aproximaciónaproximación

VíaVía principalprincipal VíaVía secundariasecundaria

11 11

2 o 2 o másmás 11

2 o 2 o másmás 2 o 2 o másmás

11 2 o 2 o másmás



750750 7575

900900 7575

900900 100100

750750 100100






N

EjemploEjemplo



Vía

Vía

prim

aria

prim

aria

N

EjemploEjemplo



VíaVía secundariasecundaria

Vía

Vía

prim

aria

prim

aria

N

EjemploEjemplo




Vía

Vía

prim

aria

prim

aria

N

1

4

23

EjemploEjemplo




Vía

Vía

prim

aria

prim

aria

N

1

4

23

1234

2 carriles de aproximación1 carril de aproximación3 carriles de aproximación3 carriles de aproximación

EjemploEjemplo



InterseccionesIntersecciones complejascomplejas::

N




•• 5 o 5 o másmás aproximacionesaproximacionesN




•• 5 o 5 o másmás aproximacionesaproximaciones•• flujoflujo vehicularvehicular igualigual oomayormayor a 800 a 800 vehveh / h / h porpor flujoflujo

N



FlujoFlujo peatonalpeatonal mínimomínimo para para víavía sencillasencilla::




F1F1




F1F1F2F2




F1F1F2F2

PP





F1F1F2F2

PP

PF1 + F2

= 250 peatones / hora= 600 vehículos / hora



FlujoFlujo peatonalpeatonal mínimomínimo para para víavía con con separadorseparador::




F1F1




F1F1

F2F2




F1F1

F2F2

PP

PP





F1F1

F2F2

PP

PF1 + F2


PP





F1F1

F2F2

PP

PF1 + F2


PP

>1m>1m



AccidentalidadAccidentalidad::



AccidentalidadAccidentalidad::

Se Se debedebe semaforizarsemaforizar cuantocuanto ocurenocuren hayhay 5 o 5 o másmás accidentesaccidentes porpor anoano los los cualescuales se se puedenpuedenevitarevitar con la con la instalacióninstalación de de unun semáforosemáforo..



CombinaciónCombinación de de criterioscriterios::

Se Se debedebe semaforizarsemaforizar cuantocuanto se se cumplencumplen::





1 de los 1 de los criterioscriterios en 100%en 100%



FactoresFactores localeslocales::




VisibilidadVisibilidad::




VisibilidadVisibilidad::

Para Para interseccionesintersecciones con con malamala visibilidadvisibilidad se se puedenpueden aumentaraumentar los los valoresvalores de los de los criterioscriteriosentre 10% y 20 %entre 10% y 20 %


Tipos de control de semáforosTipos de control de semáforos

TiemposTiempos fijosfijosActuadoActuado porpor tráficotráfico

ControlControl centralcentral


Tiempos fijosTiempos fijos

nn ProgramasProgramas de de tiempostiempos fijosfijos ejecutadosejecutados en la en la unidadunidad centralcentral del del equipoequipo

nn SelecciónSelección de de diferentesdiferentes programasprogramas segúnsegún la la horahora del del díadía

nn SelecciónSelección de de diferentesdiferentes programasprogramas segúnsegún el el tipotipo de de díadía

nn IntermitenciaIntermitencia en la en la nochenoche porpor pocopoco tráficotráfico



1

4

2

3

N

Equipo de control conprogramas fijos

IntersecciónIntersección 001001



1

4

2

3

N

Equipo de control conprogramas fijos


Actuación de lámparas




1234

ROJO AMARILLOVERDEAMARILLOROJOOSCURO

LEYENDA

10 20 30 40 50 60ProgramaPrograma 11




1234


LEYENDA

10 20 30 40 50 60

1234

10 20 30 40 45

ProgramaPrograma 11

ProgramaPrograma 22


Actuado por tráficoActuado por tráfico

ActuadoActuado porpor::nn DemandaDemanda vehicularvehicularnn DemandaDemanda peatonalpeatonal



Con Con detectoresdetectores de:de:nn BucleBucle magnéticomagnéticonn Sensor de Sensor de vídeovídeonn BotonesBotones manualesmanualesnn SensoresSensores infrarojosinfrarojos



Tipos de Tipos de actuaciónactuación de de tráficotráfico::nn SelecciónSelección de de programasprogramasnn SelecciónSelección de de fasesfasesnn AtenciónAtención de de movimientosmovimientos de de bajabaja demandademandann AtenciónAtención de de demandademanda peatonalpeatonal



1

4

2

3

N

Equipo de control




1

4

2

3

N

Equipo de control


Valores de detectores



1

4

2

3

N

Equipo de control






IntersecciónIntersección 002 con 002 con selecciónselección de de programasprogramas

1234


LEYENDA





1234


LEYENDA


1234





1234


LEYENDA


1234


SelecciónSelección segúnsegún valoresvaloresde de detectoresdetectores y y lógicalógica



1

4

2

3

N

Equipo de control


6

5



1

4

2

3

N

Equipo de control



6

5



1

4

2

3

N

Equipo de control




6

5



PosiblesPosibles fasesfases intersecciónintersección 003003

Nota: Los giros derechos forman parte del movimiento hacia adelante




Fase 1Fase 1





Fase 1Fase 1 Fase 2Fase 2





Fase 1Fase 1 Fase 2Fase 2 Fase 3Fase 3





Fase 1Fase 1 Fase 2Fase 2 Fase 3Fase 3 Fase 4Fase 4




IntersecciónIntersección 003 con 003 con selecciónselección de de fasesfases

123456

Fase 1Fase 1

VERDEVERDEROJOROJOROJOROJO




123456

Fase 1Fase 1

123456

Fase 2Fase 2


ROJOROJOVERDEVERDEROJOROJO




123456

Fase 1Fase 1

123456

Fase 2Fase 2

123456

Fase 3Fase 3


VERDEROJOROJOROJOVERDEROJO





123456

Fase 1Fase 1

123456

Fase 2Fase 2

123456

Fase 4Fase 4

123456

Fase 3Fase 3




ROJOVERDEROJOROJOROJOVERDE




123456

Fase 1Fase 1

123456

Fase 2Fase 2

123456

Fase 4Fase 4

123456

Fase 3Fase 3




ROJOVERDEROJOROJOROJOVERDE

favorablefavorable

no no favorablefavorable




1

3

2

4

DiagramaDiagrama de de secuenciassecuencias de de fasesfases




1

3

2

4

DiagramaDiagrama de de secuenciassecuencias de de fasesfases

CondiciónCondición 11-->2>2

CondiciónCondición 22-->1>1

CondiciónCondición 11-->4>4Condición

Condición 44-->1>1

Con

dici

ónC

ondi

ción

11 -->3>

3

Con

dici

ónC

ondi

ción

33 -->1>

1




CondiciónCondición 11-->2 =>2 = [[DemandaDemanda 3 > o = 100) o3 > o = 100) o((DemandaDemanda 4 > o = 100)] y4 > o = 100)] y[([(DemandaDemanda 1 < o = 250) o1 < o = 250) o((DemandaDemanda 2 < o = 250)] ...2 < o = 250)] ...

EjemploEjemplo para para CondiciónCondición 11-->2:>2:




ComportamientoComportamiento sinsin demandademanda algunaalguna::





El El equipoequipo se se quedaqueda en la en la últimaúltima fasefase





El El equipoequipo se se quedaqueda en la en la últimaúltima fasefaseEl El equipoequipo conmutaconmuta a la a la fasefase principalprincipal y se y se quedaqueda alláallá





El El equipoequipo se se quedaqueda en la en la últimaúltima fasefaseEl El equipoequipo conmutaconmuta a la a la fasefase principalprincipal y se y se quedaqueda alláalláEl El equipoequipo conmutaconmuta a a todotodo rojorojo






ComportamientoComportamiento con con demandademanda plenaplena de de todostodos ladoslados::






ComportamientoComportamiento con con demandademanda plenaplena de de todostodos ladoslados::

El El equipoequipo ejecutaejecuta unun plan de plan de tiempostiempos fijosfijos




1

4

2

3

N

Equipo de control

6




1

4

2

3

N

Equipo de control


6




1

4

2

3

N

Equipo de control



6



IntersecciónIntersección 004 con 004 con atenciónatención de de movimientosmovimientos de de bajabaja demandademanda

12346


LEYENDA

10 20 30 40 50 60ProgramaPrograma básicobásico

70 80 90



IntersecciónIntersección 004 con 004 con atenciónatención de de movimientosmovimientos de de bajabaja demandademanda

12346


LEYENDA


70 80 90

20 30 40

12346

ProgramaPrograma dededemandademanda




N

3

423

BotonesBotones de de demandademanda



IntersecciónIntersección 005 con 005 con atenciónatención de de demandademanda peatonalpeatonal

1223



LEYENDA



IntersecciónIntersección 005 con 005 con atenciónatención de de demandademanda peatonalpeatonal

1223



LEYENDA20 30 40

1223

ProgramaPrograma dededemandademanda 20


Control centralControl central

UnaUna o o variasvarias centralescentrales de de tráficotráficonn controlancontrolan la la senalizaciónsenalización de las de las todastodas interseccionesinterseccionesnn tomantoman decisionesdecisiones a a nivelnivel de de dependenciadependencia de de tráficotráficonn coordinancoordinan las las interseccionesintersecciones para la para la olaola verdeverdenn reportanreportan danosdanos en los en los equiposequipos de de controlcontrol y las y las

lámparaslámparasnn alimentanalimentan los los nuevosnuevos programasprogramas en los en los equiposequipos

((requiererequiere equiposequipos de de últimaúltima generacióngeneración))



FilosofíasFilosofías de de controlcontrol

nn SistemasSistemas SFSF los los cualescuales trabajantrabajan con con puntospuntosde de cambiocambio

nn SistemasSistemas SVSV los los cualescuales alimentanalimentanprogramasprogramas completoscompletos en los en los equiposequipos



ArcitecturaArcitectura sistemasistema de de tráficotráfico centralizadocentralizado

N




N

Inte

rfac

e




Secretaría de Tránsito Municipal

09:36N

Inte

rfac

e

CentroCentro de de controlcontrol

RED



SistemaSistema SF con SF con puntospuntos de de cambiocambio




Central de tráfico Equipo de control




Central de tráfico Equipo de controlLos programas de senali-zaciónse eslaboran en la memoria del computador de tráfico el cualselecciona las estructuras y envia pulsos de sincronismohacia los equipos cada segundo




Transmisión de pulsosde avance y sincroni-sación cada segundo







El equipo tienealimentado variasestructuras las cualesforman los programasjuntos con los pulsos del computador







Los valores de detectoresse envian en vivo al centro de control





Transmisión de valo-res de detectores detráfico a la central








Transmisión de valo-res de detectores detráfico a la central




EL computador de tráficoselecciona diferentes programassegún la situación




12346

10 20 30 40 50 60EstructuraEstructura 11

70 80 90




12346


70 80 90

Fase 1 Fase 2




12346


70 80 90

Fase 1 Fase 2

Punto deespera




12346


70 80 90

Fase 1 Fase 2

Punto deespera

Punto deavance




12346


70 80 90

Fase 1 Fase 2

Punto deespera

Punto deespera

Punto deavance




12346


70 80 90

Fase 1 Fase 2

Punto deespera

Punto deespera

Punto deavance

Punto deavance




12346


70 80 90

Fase 1 Fase 2

Punto deespera

Punto deespera

Punto deavance

Punto deavance

tiempo por central tiempo por central



SistemaSistema SV con SV con alimentaciónalimentación de de programasprogramas

Central de tráfico Equipo de control




Central de tráfico Equipo de controlSegún la necesidad del tráfico el computador calcula unprograma de senales el cual se envía hacia el equipo donde se ejecuta




Transmisión de pro-gramas de senalizacióncompletos y sincroni-zación de la base del tiempo







El equipo ejecuta siempreel último programaenviado por la central en forma independiente





Transmisión de valores de detectoresde tráfico a la central








Transmisión de valores de detectoresde tráfico a la central




El computador calculadiferentes programas segúnnecesidad

Nota: Nota: RequiereRequiere la la posibilidadposibilidad de de alimentaciónalimentación remotaremota




12346

10 20 30 40 50 60ProgramaPrograma actualactual

70 80 90




12346


70 80 90

Alimentación de programa nuevo




12346


70 80 90

12346

10 20 30 40 50 60ProgramaPrograma nuevonuevo

70 80 90

Alimentación de programa nuevo


Vídeo en la SemaforizaciónVídeo en la Semaforización

SupervisiónSupervisión porpor vídeovídeoDetectoresDetectores de de vídeovídeo

RegistroRegistro de de infractoresinfractores porpor videovideo


Supervisión de tráficoSupervisión de tráfico

nn DetecciónDetección de de anomalíasanomalías en el en el tráficotráficonn DetecciónDetección de de tranconestrancones y y congestionescongestionesnn DetecciónDetección de de accidentesaccidentes


Supervisión de tráficoSupervisión de tráfico

1

4

2

3

N

Equipo de control


6

5

Cámara


Detectores de vídeoDetectores de vídeo

nn DetecciónDetección de de vehículosvehículosnn DetecciónDetección de de velocidadvelocidad de de vehículosvehículosnn ContéosContéos de de tráficotráficonn ClasificaciónClasificación de de vehículosvehículos



1

4

2

3

N

Equipo de control


6

5

Cámara



1

4

2

3

N

Equipo de control


6

5

Cámara

Area de detección



ContéoContéo



ContéoContéo

OcupaciónOcupación



ContéoContéo

VelocidadVelocidad

OcupaciónOcupación



VíaCámaraCámara



Vía

Detector

CámaraCámara



Vía

Detector

CámaraCámara

Los Los detectoresdetectores no no existenexisten físicamentefísicamente sinosino en la en la memoria de memoria de unun computadorcomputador. Se . Se debendeben imaginarimaginarcomocomo unauna proyecciónproyección de de unun diapositivodiapositivoproyectadoproyectado al al pavimientopavimiento


Detcción de infractoresDetcción de infractores

nn DetecciónDetección de de infractoresinfractores en en rojorojonn DetecciónDetección de de violaciónviolación de de límiteslímites de de

velocidadvelocidad


Detcción de infractoresDetcción de infractores

VíaCámaraCámara

Línea de pareDetector

DetecciónDetección de de infractoresinfractores de la de la luzluz rojaroja

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