PLANIFICACIÓN DEL TRANSPORTE Ingeniería de tráfico en entornos urbanos
Velocidad VELOCIDAD Variabilidad de la velocidad. Necesario definir diferentes velocidades. Con tu compañero intenta deducir qué definición tendrán las siguientes velocidades:» VELOCIDAD INSTANTÁNEA:» VELOCIDAD DE RECORRIDO:» VELOCIDAD MEDIA TEMPORAL Vt:» VELOCIDAD MEDIA ESPACIAL Ve:» VELOCIDAD MEDIA DE RECORRIDO:
Velocidad VELOCIDAD Variabilidad de la velocidad. Necesario definir:» VELOCIDAD INSTANTÁNEA: Velocidad en un instante determinado» VELOCIDAD DE RECORRIDO: Velocidad media al recorrer un tramo de carretera» VELOCIDAD MEDIA TEMPORAL Vt: Velocidad media de todos los vehículos que pasan por un punto fijo durante un periodo de tiempo» VELOCIDAD MEDIA ESPACIAL Ve: Velocidad media de todos los vehículos que en un instante determinado están en un tramo de carretera» VELOCIDAD MEDIA DE RECORRIDO: Media de las velocidades de recorrido de todos los vehículos en un tramo
Distribución de frecuencias de velocidad Distribución de frecuencias de velocidad Distribución temporal: Velocidades de los vehículos que pasan por un punto fijo Distribución espacial: Velocidades de los vehículos en un instante dado en un tramo Las distribuciones normales se adaptan muy bien cuando consideramos grupos homogéneos de vehículos
Ecuación Fundamental del Tráfico DENSIDAD DEL TRÁFICO Densidad (D): Nº de vehículos por unidad de longitud de vía (L)» Difícilmente medible» Se puede obtener con la velocidad espacial (Ve) y la intensidad I Ve D D I Ve Ve I D» Nos permite definir el nivel de calidad de la circulación
Relación densidad - velocidad RELACIÓN DENSIDAD-VELOCIDAD
Relacion Intensidad - Densidad RELACIÓN INTENSIDAD-DENSIDAD c ESTABLE INESTABLE Dc CAPACIDAD DE LA CARRETERA (C): Valor máximo de la Intensidad de la carretera DENSIDAD CRÍTICA (Dc): Densidad para la que se obtiene la intensidad máxima
Relación velocidad - intensidad RELACIÓN VELOCIDAD-INTENSIDAD Fácil de medir y de gran importancia =>determinará el nivel de servicio o calidad que ofrece una vía ESTABLE INESTABLE
Capacidad y niveles de servicio CAPACIDAD: Máxima intensidad de circulación No ha sido posible desarrollar modelos teóricos generales Manual de capacidad de carreteras (Highway Capacity Manual) del Transportation Reserch Board de Estados Unidos, 1935 Para eliminar fluctuaciones aleatorias pero recoger las importantes se define la intensidad para un periodo de 15 minutos Las condiciones de circulación al alcanzar la capacidad son muy deficientes La carretera debería diseñarse para que funcione con intensidades inferiores Escala de condiciones de circulación de mejores a peores: Niveles de Servicio
Nivel de Servicio
Recordatorio: vías de alta capacidad
Recordatorio: no urbanas Tramos continuos Vías de alta capacidad Intensidad Velocidad libre de flujo Geometría de la vía Carreteras convencionales Velocidad Media Porcentaje de tiempo siguiendo a un vehículo Tramos discontinuos Trenzados Geometría del trenzado Número de interacciones (densidad) Ramales de salida y acceso VAC Capacidad del ramal Geometría del enlace Número de interacciones (densidad)
Variaciones horarias Perfiles horarios para un día laborable Fuente: Inventario de emisiones atmosféricas debidas al tráfico rodado en España. 2004
Factor Hora Punta Las variaciones horarias de la intensidad son de las más importantes técnicamente. Importantes en las Congestiones Se pueden medir las intensidades durante periodos menores de una hora. Ej. I15: nº de vehículos que pasan durante los 15 minutos de mayor circulación de la hora punta FACTOR DE HORA PUNTA: Relación Entre Intensidad horaria punta y la intensidad máxima (dentro de la hora punta) en un periodo de tiempo determinado Generalmente se emplea I15 FHP N FHP I60 60 I N I 60 4 I N 15
IH30, IH100: entornos urbanos y congestión La IH30 varia el orden de magnitud respecto a la IMD: Arterias urbanas:8% de la IMD Carreteras convencionales: 11-17% de la IMD Carreteras rurales turísticas o de fin de semana: 20% de la IMD
Conceptos Velocidad de flujo libre (Free-Flow Speed, FFS): solo afecta las condiciones de la vía, independiente de las interacciones con otros vehículos Velocidad de recorrido (running speed): influye la presencia de otros vehículos Velocidad comercial (travel speed): incluye paradas Densidad de intersecciones señalizadas Nivel de servicio es función de la media de velocidades comerciales Tramos de análisis de > 1,5 km por defecto FFS = 45 km/h Densidad de intersecciones = 6 intersecciones / km Factor Hora Punta = 0,92
Capacidad carriles urbanos: orden de magnitud Tipos de calles qué ocurre si hay intersecciones?
Intersecciones: soluciones
Nivel Servicio Calles Urbanas (capítulo 15 HCM)
Esquema cálculo Geometría Número intersecciones Longitud tramos Número de carriles Velocidad Flujo Libre FFS Clasificación tipo de vía Determinar valor FFS Tiempo de viaje Tiempo de recorrido Tiempo de parada Velocidad comercial Nivel de servicio
Nivel de servicio Función del tipo de calle y la velocidad media de viaje
Capacidad conjunto de carriles
Tipos de llegada (Arrival type AT) Tenemos seis tipos de menor a mayor fluidez en la llegada y apelotonamiento de vehículos a su llegada a la intersección. Es peor si llegan concentrados y en la fase roja.
Demora en las intersecciones d = d 1 + d 2 + d 3 demora de control = uniforme + incremental + cola inicial
Demora en las intersecciones, factor PF d = d 1 + d 2 + d 3 demora de control = uniforme + incremental + cola inicial Factor de ajuste por la sincronización semafórica (Progession Adjustment Factor PF)
Demora en las intersecciones, factor k d = d 1 + d 2 + d 3 demora de control = uniforme + incremental + cola inicial Intersecciones con semaforización no regulada: k = 0,5
Demora en las intersecciones, factor I d = d 1 + d 2 + d 3 demora de control = uniforme + incremental + cola inicial Efecto de intersecciones cercanas: I = 1 (distancia >1,6 km)
Demora en las intersecciones, d3 Efecto de cola inicial en la intersección Capítulo 13, apéndice F
Running time
Velocidad media de viaje
Ejemplo 1 Descripción: calle multicarril urbana de 3,5 km con 7 intersecciones señalizadas cada 0,5 km Se pide: nivel de servicio por segmento y total del tramo por sentido Velocidad FFS = 63 km/h Calle tipo: clase II Ciclo semafórico = 70 s Ratio verde g/c = 0,60 Capacidad = 1.800 veh/h Llegada tipo = 3 y 5 Grado saturación (v/c) = 0,583 Señales programadas Periodo análisis: 1 hora
Ejemplo 2 Descripción: calle de dos carriles urbana de 3,5 km con 5 intersecciones señalizadas cada 3x400, 500 y 300 m. Alto flujo de giro a la izquierda ordenado por carril exclusivo y fase semaforica. Se pide: nivel de servicio por segmento y total del tramo por sentido Velocidad FFS = 50 km/h Grado saturación (v/c) = 0,822-0,951-0,977-1,105-0,456 Calle tipo: clase IV Ratio verde g/c = 0,289-0,566-0,467-0,566-0,60 Capacidad = 1.650 veh/h Llegada tipo = 3 Ciclo semafórico = 90 s Periodo análisis: 0,25 hora Señales programadas Cola inicial intersección 4 = 22 veh
Ejemplo 3 Descripción: calle multicarril urbana con 8 intersecciones señalizadas y carril reservado para giro a la izquierda. 3 Intersecciones por km más o menos Se pide: nivel de servicio por segmento y total del tramo por sentido Velocidad FFS = 70 km/h Periodo análisis: 1 hora Ciclo semafórico = 90 s Buen control de acceso Length of segment, L (km) 0,3 0,25 0,25 0,3 0,4 0,4 0,4 0,3 Segment travel time, ST (s) 28,3 19,2 21,8 29,4 49,7 40,6 35,2 28,1
Ejemplo 4 Descripción: calle de 4 carriles urbana de 3,2 km con 5 intersecciones señalizadas cada 800 m. Alto flujo de giro a la izquierda ordenado por carril exclusivo y fase semafórica. Se pide: nivel de servicio por segmento y total del tramo por sentido Velocidad FFS = 70 km/h Calle tipo: clase II AADT (IMD) = 30.000 Ratio verde g/c = 0,42 K (coef horario) = 0,091, Llegada tipo = 3 D (coef direccional)= 0,568 PHF = 0,925 Periodo análisis: 0,25 hora Ciclo semafórico = 120 s PLT (coef left turn)= 0,12 s (capacidad de saturación) = 1.850 (pc/h/ln)
Ejemplo 5 Descripción: calle de 6 carriles urbana de 3,6 km con 6 intersecciones señalizadas cada 600 m. Alto flujo de giro a la izquierda ordenado por carril exclusivo y fase semafórica. Se pide: la mínima velocidad aceptable, intensidad horaria e IMD para un nivel de servicio D Velocidad FFS = 65 km/h Calle tipo: clase II Ratio verde g/c = 0,42 K (coef horario) = 0,095, Llegada tipo = 5 D (coef direccional)= 0,55 PHF = 0,95 Periodo análisis: 0,25 hora Ciclo semafórico = 120 s PLT (coef left turn)= 0,12 s (capacidad de saturación) = 1.750 (pc/h/ln)
Álvaro Fernández Heredia www.transxte.net alvaro.fernandez@uem.es @transxte es.linkedin.com/pub/álvaro-fernández-heredia/28/94b/895/ https://www.facebook.com/transxte