Unidad 2: Capacidad y Nivel de Servicio 18/03/2011

Transcripción

1 2.1 Variables de Tráfico Volumen e Intensidad de Fluo Velocidad Densidad Espaciamiento e Intervalo Ecuación Fundamental del Tráfico Volumen de fluo (q) e Intensidad de Fluo (I) Elvolumen de fluo y la intensidad de fluo son dos medidas que caracterizan la cantidad de tránsito que pasa por un punto de una carretera, durante un intervalo de tiempo determinado. Volumen (q): Número de vehículos que circula por una sección de una pista en un intervalo de tiempo. El volumen puede ser expresado en términos semanales, diarios, horarios, o períodos subhorarios. Intensidad de Fluo (I): Volumen horario equivalente de vehículos que pasan por la sección de una pista, en un intervalo de tiempo menor a 1 hora, usualmente 15 minutos. Prof. Sergio Vargas T. - UBB 1

2 Eemplo: Volumen e Intensidad de Fluo En una sección de una autopista se midieron los siguientes fluos en períodos de 15 minutos Período de Tiempo Volumen (q 15 ) 7:00 7: :15 7: :30 7: :45 8: :00 8:00 Σ = 480 Máximo Fluo (q 15 ) Volumen Horario (q) = 480 veh/h Intensidad de Fluo (I) = 4 x q 15 MAX = 4 x 158 = 632 veh/h Variaciones Temporales El volumen de tráfico no es constante en el tiempo. Esta variabilidad condicionará el modo en que se diseñe y utilice la vía. La demanda (volumen de tráfico) varía según: olos meses del año (Variación estacional) olos días de la semana (Variación semanal) olas horas del día (Variación horaria) oen intervalos subhorarios dentro de la misma hora Prof. Sergio Vargas T. - UBB 2

3 a) Variación Estacional La variación reflea la actividad social y económica del entorno de la vía. Por eemplo: zonas agrícolas zonas turísticas zonas de explotación de recursos naturales localesl en general zonas regidas por una fuerte estacionalidad climática. Cual es la condición de diseño? b) Variación Semanal Variación de Tránsito que se produce en los 7 días de la semana. Por tipo de vehículos Por tipo de vía Prof. Sergio Vargas T. - UBB 3

4 c) Variación Horaria Es la variación de tránsito que se produce dentro de las 24 horas del día. La variación es significativa cuando se compara día hábil con fin de semana El día Lunes y Viernes se ve afectado por las condiciones del fin de semana La hora de mayor demanda se conoce como Hora Punta. d) Hora Punta (HP) Corresponde al período horario de mayor demanda y por tanto al más crítico para la circulación. Se caracteriza por: o No es un valor constante día a día ni estación a estación o Las vías interurbanas y turísticas presentan una gran variación en los volúmenes de HP o Las vías urbanas presentan poca variación en los volúmenes de HP o En muchas zonas urbanas, la HP presenta períodos de más de una hora o La HP cambia de posición horaria según sentido del tránsito (vías reversibles) Prof. Sergio Vargas T. - UBB 4

5 e) Variaciones subhorarias Son variaciones que ocurren dentro de una hora. En el caso particular de la hora punta interesa realizar estudios de tránsito que consideren la variación en períodos de 15 minutos la hora punta corresponde a los 60 minutos más demandadosd d dldí del día yno necesariamente a una hora horaria. La variación horaria en la hora punta queda caracterizada por el Factor de Hora Punta (FHP) f) Factor de Hora Punta (FHP) El FHP se define como la razón entre el Volumen horario en hora punta (q) y la Intensidad de Fluo en hora punta (I). FHP = q/i Si se conoce el volumen horario en hora punta (q) y el Factor de Hora Punta (FHP), es posible calcular la Intensidad de Fluo que corresponde al Volumen de Diseñode la Vía. I = q/fhp Prof. Sergio Vargas T. - UBB 5

6 g) Hora Punta de Diseño El volumen horario de diseño es el de la trigésima (30ava) hora de mayor demanda en el año. La experiencia indica que no es eficiente diseñar la carretera promedio para un volumen horario menor al que se excedera solo en 29 horas al año (sobredimensionamiento) Variaciones Espaciales a) Distribuciones por sentido Dependiendo de la hora del día es posible que se produzcan importantes diferencias entre ambos sentidos de una carretera. Esto sucede frecuentemente durante la hora punta. Prof. Sergio Vargas T. - UBB 6

7 b) Distribuciones por pista La distribución del uso real de las pistas varía significativamente en una carretera. La distribución defluoporpista dependerá principalmente de: o Composición del Tránsito o Presencia de obstáculos laterales ovelocidad de Diseño o Regulaciones Un buen diseño debería procurar que el uso de las pistas sea homogéneo. Concepto de Vehículo Equivalente El tráfico es heterogéneo en cuanto a: Tipo de vehículos (Camiones, Buses, Autos, Recreacionales), Características mecánicas (Potencia Motor, Peso/Potencia) Velocidades de circulación, Aceleraciones y Deceleraciones. Es necesario llevar el fluo a una unidad de medida común, denominada Vehículo Equivalente (Veq), que corresponde a la equivalencia en vehículos livianos (autos) de cualquier tipo de vehículo. Por eemplo, en terreno plano, un camión equivale a 2,5 vehículos livianos, un bus a 2 vehículos livianos y un vehículo recreacional a 1,5 vehículos livianos. Prof. Sergio Vargas T. - UBB 7

8 Los vehículos equivalentes (Veq) se estiman considerando un factor de equivalencia (FE) entre el vehículo i y el vehículo liviano. Una aproximación para estimar el FE es a través la razón entre la relación de velocidades (Va/Vi) y el espacio efectivo ocupado en la pista (Aa/Ai): Va Vi FEi = Aa A i La velocidad y el espacio ocupado depende del espaciamiento, de la longitud en pendiente, de la pendiente y de la posibilidad de giro a izquierda o derecha La Velocidad (S) La velocidad se utiliza como una medida de la eficiencia para la movilidad Es una medida simple de caracterizar la calidad del fluo La velocidad se relaciona directamente con los costos de los usuarios a través del tiempo de viae, los costos operacionales y la seguridad del conductor. Bá i t l l id d l di t i id di idid l ti Básicamente la velocidad es la distancia recorrida dividida por el tiempo de viae. Prof. Sergio Vargas T. - UBB 8

9 En el análisis de Nivel de Servicio (*) se utiliza la velocidad media de viae, que considera la longitud del tramo analizado dividido por el tiempo medio de recorrido de los vehículos. según: S = n L t= 1 ti n Donde: S = Velocidad media de Viae en km/h. L = Longitud del Tramo de camino expresado en Km.. t i = Tiempo de viae de los vehículos que atraviesan la sección, en horas. n = Número de vehículos observados La Densidad (k) Número de vehículos que ocupan una longitud determinada de una pista en un instante de tiempo determinado. Se expresa en (Veh/Km). (1) (2) 1 kilómetro Se estima directamente mediante filmaciones o indirectamente con el apoyo de otras variables de tránsito. Es una medida de calidad de fluo vehicular. Prof. Sergio Vargas T. - UBB 9

10 2.1.3 Espaciamiento (e) e Intervalo (h) Espaciamiento (e): Es la distancia entre vehículos sucesivos de la corriente de tránsito, medida del parachoques trasero de un vehículo, al parachoques trasero del que le sigue o precede. e = 1 k Donde: e = espaciamiento promedio. k = Densidad de fluo. Intervalo (h): Es el tiempo transcurrido entre el paso de dos vehículos sucesivos a través de un punto de una pista o calzada, medido del parachoque trasero a parachoque trasero de ambos vehículos. h = 1 q Donde: h = Intervalo promedio de la corriente de fluo. q = volumen de fluo. Relación Espacio Tiempo de las Variables Prof. Sergio Vargas T. - UBB 10

11 2.1.5 Ecuación Fundamental del Tráfico La relación más importante entre las variables anteriores involucra el fluo (q), la densidad (k) y la velocidad media espacial (S). Si se supone una corriente vehicular homogénea y estacionaria (igual velocidad y constante en el tiempo), en condición de circulación ininterrumpida: e S = e = S h 1 k q = k * S = S 1 * q ( k) q *h = k * S Generalizando a la corriente e de fluo Ecuación Fundamental del Tráfico Prof. Sergio Vargas T. - UBB 11

12 Cuando la densidad es cercana a cero, la velocidad del fluo tiende a la Velocidad de Fluo Libre (FFS). El valor máximo del fluo Q representa el número máximo de vehículos que puede cruzar la sección bao régimen no saturado. Este valor se conoce como Capacidad de la vía. Cuando la densidad supera el valor correspondiente a la capacidad, la velocidad disminuye, y por consiguiente los niveles de fluo comienzan a baar. Régimen Saturado. Cuando la densidad se hace máxima, lo cual dependerá de la longitud de los vehículos, tanto la velocidad como el fluo tienden a cero. Prof. Sergio Vargas T. - UBB 12