TRABAJO PRÁCTICO Nº 2 SISTEMAS DE TRANSPORTE NO PROGRAMADOS 1º PARTE: TRÁNSITO 1. Camino de dos carriles: TMDA / VHD Estimar el Tránsito Medio Diario Anual de un tramo de camino de dos carriles, para el año 2021 y 2036, a partir de los datos disponibles de una Estación Permanente de conteo volumétrico, correspondientes al período 2011-2016, y un Conteo de Cobertura efectuado en el año 2017. Se desea estimar el Tránsito Medio Diario Anual (TMDA) y el VHD para un tramo de camino de dos carriles, para el año 2021 y el año 2036. Para ello se dispone de un conteo realizado en el tramo de estudio y de la información elaborada por la Dirección Nacional de Vialidad (División Tránsito, TMDA-Consultas WEB 1 ) correspondiente a Estaciones Permanentes de conteo volumétrico y de clasificación, para el año 2016. Datos: Conteo 24hs Estación Permanente 1 http://transito.vialidad.gov.ar:8080/selce_web/intro.html [88.09] Análisis de Sistemas de Transporte - Departamento de Transporte - FI - UBA Página 1 de 5
a) Identificar en un mapa el tramo a estudiar. b) Estimar el TMDA 2017 utilizando los datos del conteo de cobertura y el factor mensual de días hábiles correspondiente a la Estación Permanente (se obtiene en Variaciones Temporales - Factores de ajuste mensuales EP Días hábiles). Compararlo con el TMDA 2017 real de la Estación Permanente, y obtener el porcentaje de error en la estimación. Comentar el resultado. c) Estimar el TMDA 2021 (año de implementación) y el TMDA 2036 (año de diseño), suponiendo una tasa de crecimiento anual acumulado estimada a partir del crecimiento anual promedio de los últimos 6 años. d) Estimar, para el año de diseño, VHD 2021 y el VHD 2036. [88.09] Análisis de Sistemas de Transporte - Departamento de Transporte - FI - UBA Página 2 de 5
2º PARTE: CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO 2. Segmento básico de autopista Para el tramo de camino estudiado en el problema anterior, determinar el nuevo Nivel de Servicio, luego de reemplazar el camino de dos carriles por una autopista de 4 carriles (2 por sentido). Se proyecta construir una autopista de 4 carriles (2 por sentido), estableciendo la velocidad máxima a 120 km/h. a) Identificar, según el método de cálculo del HCM 2010, cuáles son las condiciones ideales para un tramo básico de autopista. b) Estimar el Nivel de Servicio durante la hora pico, para el año 2021 y el año 2036. Exponer los resultados en la Hoja de Cálculo para un Segmento básico de Autopista. 2 c) Estimar los volúmenes máximos de servicio correspondientes a cada nivel de servicio, identificando el volumen correspondiente a la Capacidad. Datos: TRÁNSITO CALZADA - Volumen durante la hora pico V HP = VHD (veh/hora, en ambos sentidos) 3. - Porcentaje de camiones y ómnibus P C 4 - Porcentaje de vehículos recreacionales P R = 0% - Distribución direccional 5 - FHP = 0,92 - Ancho de carril A C = 3,65 metros - Obstáculos lado derecho a 0,6 m - Terreno llano - Cantidad de intercambiadores en todo el tramo = 2 (cantidad) - Velocidad de Flujo Libre de referencia VFLR = 120 km/h CALZADA - Porcentaje de zona de prohibición de paso P ZPP = 40% 2 Adaptada del "Highway Capacity Manual 2010". 3 Según punto d) del ejercicio 1. Camino de dos carriles: TMDA / VHD 4 Según la información de la DNV para la estación permanente (promedio anual). 5 Según la información de la DNV para la estación permanente (promedio anual). [88.09] Análisis de Sistemas de Transporte - Departamento de Transporte - FI - UBA Página 3 de 5
3º PARTE: ECONOMÍA 3. Uso de la tarificación para el Control de Flujos en Autopistas Urbanas Funciones de costo para automóviles privados, externalidades y tarificación del uso de la infraestructura. Adaptado y traducido del Assignment 4 Question 2 del MIT - Massachusetts Institute of Technology - OpenCourseWare de la materia: 1.201J / 11.545J / ESD.210J Transportation Systems Analysis: Demand and Economics Fall 2008 Los viajes en autopistas urbanas pueden ser descriptos por la siguiente ecuación lineal simple entre la velocidad actual a la cual el tránsito fluye (S, medida en millas por hora) y el flujo de tránsito (Q, medida en vehículos por hora en cada carril): S = S 0 aq donde S 0 representa la velocidad de flujo libre (a la que los vehículos circularían sin interacción del tránsito ni restricciones de velocidad máxima) y a es un parámetro de la función. El Manual de Capacidad de Caminos sugiere valores de 70 millas por hora para S 0 y 0,015 para a. Estos valores son similares a los estimados de valores de velocidad y flujos reales de tránsito en autopistas urbanas de California, en donde eran S 0 =75,7 millas por hora y a=0,0165. a) Usando los valores estimados de California para S 0 y a, y asumiendo que los gastos fijos de operación para un automóvil típico suman 24 centavos de dólar por milla, desarrolle una expresión del costo por millas promedio del uso del automóvil privado en autopistas urbanas cuando el auto es ocupado por n personas, cada una valuando su tiempo en V dólares por hora. Calcule y grafique el costo para una amplia gama de flujos de tránsito de 0 a 2.000 vehículos por carril por hora, con n = 1,5 y V = 12 USD por hora. b) Usando las mismas hipótesis, escriba una ecuación para el costo social marginal impuesto a cada vehículo usando la infraestructura, definido como el cambio en el costo total de los automóviles incurrida por todos los pasajeros en la carretera cuando un vehículo adicional ingresa al flujo. (Los costos totales de los vehículos privados son el producto del costo promedio por vehículo por el número de vehículos en el flujo, Q) Calcule y grafique este costo sobre el mismo rango de flujos de tránsito que el realizado en la parte (a) más arriba, nuevamente utilizando n = 1,5 y V = 12 USD por hora. c) Supongamos una autopista urbana caracterizada por estas funciones de costos que inicialmente recibe un flujo de 2.000 vehículos por carril por hora durante las horas pico. Cuánto es el costo por milla impuesto por cada vehículo a los otros viajeros que utilizan la infraestructura? Cuánto es la proporción de los costos que son asumidos en forma privada por cada vehículo? Si los automóviles rinden en promedio 6,61 millas por litro de combustible, cómo se compara el valor del costo generado a los otros usuarios respecto de los 0,12 dólares por litro que se cobra en impuestos federales y estatales a los combustibles? d) Responder lo siguiente: i. Basado en los cálculos del punto (c), cuál es el peaje que debe ser impuesto por el gobierno para el uso de la carretera? ii. Si la elasticidad de la demanda para viajar en esta infraestructura durante las horas pico con respecto al costo de hacerlo es -0.3, qué flujo resultaría si se aplicara este peaje a los conductores? iii. Cuál sería la velocidad de los vehículos que viajarían en este flujo? Cuál sería [88.09] Análisis de Sistemas de Transporte - Departamento de Transporte - FI - UBA Página 4 de 5
el peaje que debería aplicarse a este nuevo flujo? Están los conductores pagando en exceso? iv. Calcule el peaje de equilibrio óptimo, tomando en consideración la respuesta de la demanda a cambios en el peaje. Elementos de respuesta b) Q (autos/carril) S (miles/h) AVC TC MC 2000 42,70 $0,662 $1.323,09 $0,987 AVC: Costo Promedio (Average Cost) TC: Costo Total (Total Cost) MC: Costo Marginal (Marginal Cost) d) ii. Flujo con peaje: 1.705 veh/carril/hora [88.09] Análisis de Sistemas de Transporte - Departamento de Transporte - FI - UBA Página 5 de 5