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Tabla de contenido
INTRODUCCION ................................................................................................ 1
1. OBJETIVOS ................................................................................................. 2
1.1. OBJETIVO PRINCIPAL ......................................................................... 2
1.2. OBJETIVOS SECUNDARIOS ............................................................... 2
2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................... 3
3. INTERSECCIN 1: CARRERA 12 CON CALLE 21 (CENTRO) .................. 4
3.1. PROCEDIMIENTO................................................................................ 4
3.2. DATOS RECOLECTADOS .................................................................... 5
3.2.1. ACCESO SUR................................................................................. 5
4. INTERSECCIN 2: CARRERA 5 CON CALLE 58 ....................................... 9
4.1. PROCEDIMIENTO................................................................................ 9
4.2. DATOS RECOLECTADOS .................................................................. 10
4.2.1. ACCESO NORTE .......................................................................... 10
4.2.2. ACCESO SUR............................................................................... 12
5. ANLISIS DE LA INFORMACIN ............................................................. 15
5.1. PARA LA INTERSECCIN DEL CENTRO DE LA CIUDAD DE TUNJA
..16
5.1.1. PARA EL ACCESO SUR .............................................................. 17
5.1.2. PARA EL ACCESO ESTE ............................................................. 18
5.2. PARA LA INTERSECCIN SOBRE LA AVENIDA NORTE ................. 19
5.2.1. PARA EL ACCESO NORTE ......................................................... 20
5.2.2. PARA EL ACCESO SUR .............................................................. 20
6. CONCLUSIONES ....................................................................................... 21
BIBLIOGRAFA ................................................................................................. 22
1
INTRODUCCION
Con el fin de establecer si una interseccin controlada por semforo est
funcionando eficazmente, es necesario evaluar el flujo de saturacin para cada
acceso de ser posible, ya que este valor junto con otros factores bsicos
responde a algunos interrogantes asociados con el fenmeno de espera en un
sistema vial como el nmero de vehculos en la cola, el tiempo medio de
espera, la longitud de la cola, la demora, la proporcin de utilizacin del
sistema entre otros, los cuales sirven como indicadores de la efectividad de la
interseccin y en el caso de no cumplir con ello, optimizarlo de tal manera que
se reduzca el tiempo de espera de la mayora de usuarios, reduciendo las
prdidas econmicas para cada uno de ellos y para la ciudad en general.
El presente estudio de flujo de saturacin corresponde a dos intersecciones
asignadas, las cuales son la carrera 12 con calle 21 (CENTRO DE LA
CIUDAD DE TUNJA) y la carrera 5 con calle 58 (AVENIDA NORTE), los datos
obtenidos en este informe servirn como base para realizar un anlisis
determinstico a dichas intersecciones para evaluar su efectividad, su
capacidad y su nivel de servicio.
2
1. OBJETIVOS
1.1. OBJETIVO PRINCIPAL
Establecer un flujo de saturacin para las intersecciones asignadas en
vehculos livianos.
1.2. OBJETIVOS SECUNDARIOS
- Determinar un factor de ajuste a vehculos livianos con respecto a
vehculos mixtos, teniendo en cuenta la composicin porcentual de cada
tipo (autos, buses, camiones, motos).
- Obtener los resultados adecuados bajo diferentes condiciones de
disponibilidad de datos.
3
2. MARCO CONCEPTUAL
Flujo de saturacin: Mximo volumen de trnsito que puede entrar por un
acceso o carril a una interseccin si el semforo exhibiese siempre la luz verde.
El flujo de saturacin base segn el HCM 2000 es de 1900 vehculos
equivalentes por hora por carril (pc/h/ln), este valor est determinado por el
ancho de calzada, porcentaje de vehculos pesados, pendiente, zonas de
parqueo, giros, entre otros.
Inercia: Propiedad de los cuerpos de no modificar su estado de reposo o
movimiento si no es por la accin de una fuerza.
Tiempo perdido en arranque: Tiempo pasado mientras los primeros vehculos
en una fila de espera vencen la inercia y alcanzan su velocidad de marcha
normal hasta entrar a la interseccin cuando el semforo da su indicacin
verde.
Intervalo de entrada: Tiempo medido cuando pasan los ejes traseros de dos
vehculos consecutivos sobre la lnea de pare, si los vehculos han tenido una
mayor distancia para acelerar, sus intervalos de entrada sern menores, los
intervalos de entrada disminuyen a medida que el vehculo cruza la lnea de
pare sin acelerar.
Ciclo: Tiempo en el que un semforo vuelve a mostrar un color especfico, por
ejemplo: tiempo que pasa para que el color rojo vuelva a aparecer.
Tiempo de verde: Tiempo dentro del ciclo en el cual el semforo exhibe la
indicacin verde, es decir cuando da permiso de cruzar.
Tiempo de verde efectivo: Es el tiempo que se aprovecha por los
movimientos que se permiten en una fase dada. Se suele tomar como el tiempo
de verde ms el amarillo y menos el tiempo perdido para la fase considerada.
Vehculos mixtos: Volumen vehicular que no tiene en cuenta de qu tipo de
vehculo se compone, se cuentan vehculos livianos y pesados por igual sin
tener en cuenta su tamao, categora o su relacin peso/potencia.
Vehculos equivalentes: Volumen vehicular mixto convertido a vehculos
livianos, utilizado para obtener un flujo de saturacin ms confiable.
Intervalo de saturacin: Tiempo entre los ejes traseros de los vehculos que
entran a la interseccin cuando los vehculos entran sin acelerar, su inverso es
el flujo de saturacin o volumen mximo.
4
3. INTERSECCIN 1: CARRERA 12 CON CALLE 21 (CENTRO)
3.1. PROCEDIMIENTO
La recoleccin de datos fue realizada el da jueves 6 de Marzo de 2014,
comenzando a las 11:30h y terminando a las 13:30h, contando 25 ciclos que
formasen una cola de seis vehculos como mnimo. Debido a que la
interseccin maneja un nivel de trfico relativamente bajo en relacin con otras
intersecciones en el centro de la ciudad, se procedi a hacer el conteo de
tiempo entre el tercer y sexto vehculo, no del cuarto al sptimo, este
procedimiento est justificado debido a que ambos accesos se encuentran en
una pendiente negativa, lo cual ayuda a vencer la inercia de arranque del
vehculo en un tiempo menor que si el acceso se encontrara en pendiente
positiva. El formato para la recoleccin de datos en esta interseccin utilizado
fue el siguiente:
Ciclo Tiempo en segundos entre el 3 y el
6 7 8 9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
5
25
Total
3 al 6 3 al 7 3 al 8 3 al 9
3.2. DATOS RECOLECTADOS
3.2.1. ACCESO SUR
El anlisis para el acceso sur fue realizado en el carril izquierdo, ya que a pesar
de presentar demoras debido al giro que hacan algunos vehculos a la
izquierda, estas demoras eran menores que en el carril derecho, usado por
buses en su mayor parte, quienes recogan y dejaban pasajeros cerca a la
interseccin, formando colas incluso cuando el semforo estaba en verde.
La siguiente figura muestra la operacin vehicular descrita anteriormente:
Operacin vehicular en el acceso sur
6
Los datos recogidos durante el periodo de tiempo de anlisis, fueron los
siguientes:
Ciclo Tiempo en segundos entre el 3 y el
6 7 8 9
1 7.8
2 11.9
3 10
4 7.1
5 8.2
6 7.5
7 8.1
8 8.6
9 9.3
10 9.1
11 8.6
12 8.9
13 10.6
14 10.3
15 13.5
16 9
17 7.5
18 8
19 11.1
20 8.7
21 11.8
22 8.9
23 9.7
24 10.1
25 9.5
Total 208.4 11.9 13.5 0
3 al 6 3 al 7 3 al 8 3 al 9
Para el clculo del flujo de saturacin medio se utiliz la siguiente expresin:
Cuyo resultado se expresa en vehculos mixtos por hora (
Para este acceso el flujo de saturacin medio es:
7
3.2.2. ACCESO ESTE
Debido a que en el acceso sur, a pesar de que haya dos carriles,
frecuentemente se utiliza uno solamente, o dicho de una mejor manera, se
transita ocupando ambos carriles (por la lnea divisoria de ambos), debido a
que varios usuarios se estacionan a los lados de las vas y al hecho de que
haya un parqueadero cerca a la interseccin, lo cual debido a los radios de giro
de los vehculos que salen, hacen que estos vayan por la mitad de la calzada y
no por el carril correspondiente.
Adems de no utilizar completamente la calzada, se producen demoras debido
a que algunos vehculos giran hacia la derecha, causando que se logren
evacuar menos vehculos durante el tiempo de verde que lo esperado.
Operacin vehicular crtica en el acceso este
Debido a los factores mencionados anteriormente, se logran formar colas de
ms de seis vehculos ocasionalmente a pesar de que por este acceso transite
un menor volumen vehicular que en el acceso sur.
Los datos recogidos durante el periodo de anlisis fueron los siguientes:
8
Para este acceso el flujo de saturacin medio es:
Ciclo Tiempo en segundos entre el 3 y el
6 7 8 9
1 9.4
2 8.6
3 8.6
4 16.9
5 19.2
6 10.9
7 10.8
8 9
9 10.3
10 8.5
11 8.5
12 12.2
13 10.2
14 10.6
15 17.8
16 11.1
17 19
18 15.8
19 11.1
20 12.11
21 13.1
22 12.7
23 15.14
24 13.82
25 8.46
Total 178.29 52.64 17.8 55.1
3 al 6 3 al 7 3 al 8 3 al 9
9
4. INTERSECCIN 2: CARRERA 5 CON CALLE 58
4.1. PROCEDIMIENTO
La recoleccin de datos fue realizada el da 7 de Marzo de 2014, comenzando
a las 13:30h y finalizando a las 15:00h, contando 25 ciclos que formasen una
cola de seis vehculos como mnimo, observando una cola mxima de trece
vehculos en el carril estudiado. Para los accesos Este y Oeste no se
observaron colas de ms de tres vehculos, por lo cual estos accesos no se
tienen en cuenta en el presente informe.
La razn por la que se cont desde el tercer vehculo es debido a que segn lo
observado en campo, mientras que el primero y el segundo vencen la inercia al
acelerar, lo cual lleva algunos segundos, el tercero lleva una aceleracin
cercana a cero, es decir, que lleva una velocidad relativamente constante. El
formato utilizado para la recoleccin de datos en la interseccin es el siguiente:
Ciclo Tiempo en segundos entre el 3 y el
6 7 n-1 n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
10
Total 3 al 6 3 al 7 3 al n-1 3 al n
4.2. DATOS RECOLECTADOS
4.2.1. ACCESO NORTE
El anlisis para el acceso norte fue realizado en el carril izquierdo, ya que no
presenta retardos en el arranque debido a giros a la derecha.
La siguiente figura muestra la operacin vehicular de este acceso:
Operacin vehicular en el acceso norte
Los datos recogidos durante el periodo de tiempo de anlisis fueron los
siguientes:
11
Ciclo Tiempo en segundos entre el 3 y el
6 7 8 9 10 11 12 13
1 6.12
2 16.8
3 9.11
4 11.45
5 10.34
6 15.32
7 19.23
8 13.45
9 15.23
10 9.34
11 7.22
12 17.56
13 20.45
14 9.45
15 18.21
16 8.23
17 9.28
18 9.15
19 14.91
20 16.72
21 13.33
22 22.3
23 7.34
24 8.28
25 19.47
Total 46.34 58.97 59.66 30.14 34.93 36.03 39.92 22.3
3 al 6 3 al 7 3 al 8 3 al 9 3 al 10 3 al 11 3 al 12 3 al 13
Para el clculo del flujo de saturacin medio se utiliz la siguiente expresin:
Cuyo resultado se expresa en vehculos mixtos por hora (
Para este acceso el flujo de saturacin medio es:
12
4.2.2. ACCESO SUR
El anlisis para el acceso sur fue realizado en el carril izquierdo, ya que no
presenta retardos en el arranque debido a giros a la derecha y su trfico no es
interrumpido debido a un taller de mecnica automotriz localizado en la esquina
de este acceso.
La siguiente figura muestra la operacin vehicular de este acceso:
Operacin vehicular en el acceso sur
Los datos recogidos durante el periodo de tiempo de anlisis fueron los
siguientes:
13
Para el clculo del flujo de saturacin medio se utiliz la siguiente expresin:
Cuyo resultado se expresa en vehculos mixtos por hora (
Ciclo Tiempo en segundos entre el 3 y el
6 7 8 9 10 11 12 13
1
19.02 2
18.13
3
14.23 4 5.02
5
11.23 6
13.43
7
18.02 8 5.39
9
8.23 10
21.51
11
14.65 12
15.22
13 6.12 14
12.11
15
13.12 16 7.24
17 6.97 18 8.34 19
10.14
20
20.42
21
19.04 22
16.69
23
15.1 24
9.79
25
19.36
Total 39.08 28.16 42.87 45.34 74.12 23.34 37.06 38.55
3 al 6 3 al 7 3 al 8 3 al 9 3 al 10 3 al 11 3 al 12 3 al 13
14
Para este acceso el flujo de saturacin medio es:
15
5. ANLISIS DE LA INFORMACIN
El resultado obtenido para flujo de saturacin est expresado en vehculos
mixtos, pero para propsitos de determinar el comportamiento operacional, la
capacidad y el nivel de servicio del acceso a la interseccin, es necesario
expresar el volumen en vehculos livianos, debido a que en las condiciones
base para determinar dichos factores, una de ellas es Todos los conductores
se comportan de la misma manera y los vehculos son automviles idnticos.
Para poder convertir vehculos mixtos a vehculos livianos es necesario
conocer la composicin vehicular por acceso, dicha informacin fue recolectada
en la primera fase del proyecto, la cual dio a conocer el volumen vehicular, su
composicin, el volumen peatonal, la operacin semafrica y el inventario de
los elementos.
La composicin porcentual de vehculos por acceso servir para obtener el flujo
de saturacin en vehculos livianos, para lograr este fin se usarn las
equivalencias de cada tipo de vehculo a vehculo liviano, se utilizarn los
siguientes factores de conversin:
INTERSECCION CENTRO INTERSECCION AV NORTE
Tipo de
vehculo
Equivalencia en vehculos
livianos
Tipo de
vehculo
Equivalencia en vehculos
livianos
Bus 2 Bus 1.5
Camin 2.5 Camin 2
Motocicleta 0.3333333 Motocicleta N/A
Factores de conversin a vehculos livianos en las intersecciones asignadas
Dichos factores fueron estimados al observar la operacin vehicular en campo,
ya que a pesar de que estn cerca a la medida estndar, estos factores pueden
variar segn la interseccin, ya que la operacin no es la misma para cada
ubicacin y ninguna cumple con las condiciones base.
Conociendo la composicin vehicular por acceso y su respectivo factor de
conversin a vehculos livianos, con el fin de hacer la conversin, se generar
un factor mayor que 1 (Fl), que multiplicndolo por el flujo de saturacin en
vehculos mixtos nos d el mismo flujo de saturacin expresado en vehculos
livianos.
16
Para obtener el factor de conversin, se sabe que la composicin total
conocida es de 100%, es decir 1; por lo tanto se multiplicar el porcentaje de
cada tipo de vehculo por su factor de conversin, se generar un porcentaje
mayor que el 100% (a menos de que el porcentaje de vehculos pesados sea
cero y haya un porcentaje mayor de motocicletas que de vehculos), lo cual
dar un factor mayor que 1 en funcin de la composicin vehicular.
Ejemplo:
La composicin por tipo de vehculo en un acceso es la siguiente:
Autos y taxis: 30%
Buses: 20%
Camiones: 20%
Motocicletas: 30%
Se necesita convertir estos valores a vehculos livianos, entonces:
%/100 Factor conv a livianos %/100 nuevo
Autos y taxis 0.3 1 0.3
Buses 0.2 2 0.4
Camiones 0.2 2.5 0.5
Motos 0.3 0.333333 0.0999999
1 1.2999999
El resultado es que si todos los tipos de vehculos se convierten a vehculos
livianos, habran 1.3 veces ms vehculos que antes, es decir: Fl=1.3.
5.1. PARA LA INTERSECCIN DEL CENTRO DE LA CIUDAD DE TUNJA
El factor de conversin a vehculos livianos tom dichos valores debido al
espacio, velocidad y paradas que hacan los dems tipos de vehculo en
relacin con los vehculos livianos.
17
5.1.1. PARA EL ACCESO SUR
Los datos de composicin para este acceso fueron los siguientes:
Movimiento Movimiento 6 (S-W)
Tipo Autos Taxis Buses Camiones Motos
5 4 0 0 9
10 6 0 0 11
9 6 0 1 4
11 9 1 0 3
Total 35 25 1 1 27
Porcentaje 39.33% 28.09% 1.12% 1.12% 30.34%
Total Movimiento HMD 89
Movimiento Movimiento 2 (S-N)
Tipo Autos Taxis Buses Camiones Motos
26 18 32 2 23
38 19 30 1 16
48 17 29 2 20
36 18 24 2 7
Total 148 72 115 7 66
Porcentaje 36.27% 17.65% 28.19% 1.72% 16.18%
Total Movimiento 408
Composicin total en el acceso:
% Factor conv a livianos % nuevo
Autos y taxis 56.34% 1 56.34%
Buses 23.34% 2 46.68%
Camiones 1.61% 2.5 4.02%
Motos 18.71% 0.333333 6.24%
100.00% 113.28%
El factor obtenido en vehculos livianos (Fl) es de 1.1328, este factor se utiliza
para la conversin de la siguiente manera:
18
5.1.2. PARA EL ACCESO ESTE
Los datos de composicin para este acceso fueron los siguientes:
Movimiento Movimiento 4 (E-W)
Tipo Autos Taxis Buses Camiones Motos
22 24 15 1 9
23 19 13 0 10
13 10 15 1 5
15 9 18 1 6
Total 73 62 61 3 30
Porcentaje 31.88% 27.07% 26.64% 1.31% 13.10%
Total Movimiento 229
Movimiento Movimiento 9(4) (E-N)
Tipo Autos Taxis Buses Camiones Motos
16 3 0 0 2
17 7 0 1 0
12 10 0 0 4
11 6 0 0 2
Total 56 26 0 1 8
Porcentaje 61.54% 28.57% 0.00% 1.10% 8.79%
Total Movimiento 91
Composicin total por acceso:
% Factor conv a livianos % nuevo
Autos y taxis 67.81% 1 67.81%
Buses 19.06% 2 38.13%
Camiones 1.25% 2.5 3.13%
Motos 11.88% 0.333333 3.96%
100.00% 113.02%
19
El factor obtenido en vehculos livianos (Fl) es de 1.1302, este factor se utiliza
para la conversin de la siguiente manera:
5.2. PARA LA INTERSECCIN SOBRE LA AVENIDA NORTE
Debido a que no se cuentan con datos precisos sobre volumen y composicin
vehicular recientes, se procedi a buscar estudios que se hayan realizado
sobre esta interseccin, en lo concerniente a composicin vehicular se
encontr lo siguiente:
ACCESO SUR ACCESO NORTE
Autos 0.47 Autos 0.37
Buses 0.39 Buses 0.45
Camiones 0.14 Camiones 0.18 Composicin vehicular ao 2008
Dichos datos fueron tomados del trabajo de grado Estudio y anlisis de
capacidad y nivel de servicio de la avenida oriental y la avenida norte de la
Ciudad de Tunja, realizado por Ana Milena Miguez Garca, pgina 55, ao
2008.
El factor de conversin a vehculos livianos tom los valores mostrados a
continuacin debido al espacio, velocidad y paradas que hacan los dems
tipos de vehculo en relacin con los vehculos livianos, especialmente los
buses, quienes no suelen hacer paradas con mucha frecuencia, ya que la
mayora para en el puente peatonal situado 100 metros hacia el norte.
20
5.2.1. PARA EL ACCESO NORTE
Composicin total en acceso:
% Factor conv a livianos % nuevo
Autos 37.00% 1 37.00%
Buses 45.00% 1.5 67.50%
Camiones 18.00% 2 36.00%
100.00% 140.50%
El factor obtenido en vehculos livianos (Fl) es de 1.405, este factor se utiliza
para la conversin de la siguiente manera:
5.2.2. PARA EL ACCESO SUR
Composicin total en acceso:
% Factor conv a livianos % nuevo
Autos 47.00% 1 47.00%
Buses 39.00% 1.5 58.50%
Camiones 14.00% 2 28.00%
100.00% 133.50%
El factor obtenido en vehculos livianos (Fl) es de 1.335, este factor se utiliza
para la conversin de la siguiente manera:
21
6. CONCLUSIONES
- La razn porque se cont desde el tercer vehculo es debido a que los
dos primeros vehculos pierden tiempo acelerando, pero el tercero ya
pasa con una aceleracin baja debido a que ya viene acelerando desde
ms atrs y ya ha vencido la inercia.
- Las motocicletas no se tuvieron en cuenta para la toma de tiempos, ya
que debido a su baja relacin peso/potencia hace que su aceleracin
sea mayor a la de los vehculos livianos, pero para cuestiones de
composicin vehicular si se tuvieron en cuenta, ya que ocupan espacio
en la va aunque este no sea igual al de un vehculo pesado.
- Para hallar el factor de conversin de vehculos mixtos a livianos es
necesario contar con datos de composicin vehicular, en caso de no
poder tomarlos en campo debido a razones de tiempo, eventos o
anormalidad en el trnsito, ser necesario buscar datos confiables y
recientes para poder obtener dichos datos.
- El flujo de saturacin sobre la interseccin de la avenida norte es mayor
que en la del centro, esto se debe a que por esta va la proporcin de
vehculos pesados es mayor que la del centro, lo cual incide fuertemente
sobre la conversin a vehculos equivalentes.
22
BIBLIOGRAFA
Manual de ingeniera de trnsito, Guido Rabelat Eges.
Ingeniera de trnsito: Fundamentos y aplicaciones, Rafael Cal y Mayor.
Apuntes de clase, Operacin del trnsito II, I semestre de 2014.
Estudio y anlisis de capacidad y nivel de servicio de la avenida oriental y la
avenida norte de la ciudad de Tunja, Ana Milena Miguez Garca.