SEMAFOROS

Ing. Saúl Ramón

Vergel Peñaranda

Docente

1

Se define como semáforo a los dispositivos

electromagnéticos y electrónicos, que se usan

para facilitar el control de tránsito de vehículos y

peatones, mediante indicaciones visuales de

luces de colores universalmente aceptados,

como son el rojo, amarillo y verde.

Su función principal es la de permitir el paso

alternadamente a las corrientes de tránsito que cruzan,

permitiendo el uso ordenado y seguro del espacio

disponible.2

Definición de semáforos

Ventajas de los semáforos

Hacen que el tránsito se desenvuelva de manera ordenada,asignando el derecho de vía a diversos movimientos.

Permiten el flujo de tránsito de calles menores a través dearterias mayores y más congestionadas.

El uso de estos es más eficiente y económico que cualquiermétodo manual.

3

Desventajas del uso de semáforos

Causan demoras excesivas si no sediseñan apropiadamente.

Pueden aumentar la frecuencia deaccidentes en intersecciones, enparticular alcances por detrás.

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Selección del tipo de Mecanismo de Control.

La selección del tipo de control para unaintersección es un proceso particular para cadacaso. Cada situación es diferente y debe serestudiada detalladamente antes de seleccionarel tipo de control adecuado para ella.

El Manual de Señalización de Calles yCarreteras de Colombia, considera ciertosniveles de trafico para la instalación desemáforos, de acuerdo al detalle siguiente:

Tabla 13.1 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 1

Volumen mínimo de vehículos (condición A)

Aquí la intensidad del transito de las vías que se cruzan es la principal

justificación.

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Fuente. Manual de Señalización de calles

y carreteras de Colombia. Capitulo 5.

Interrupción al tránsito continuo (condición B)

Se aplica cuando las condiciones de operación de una calle princcipal sean

tales, que el tránsito de la calle secundaria sufra un retardo o riesgo indebido

al entrar en la calle principal o al cruzarla.

Tabla 13.2 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 2

7

Fuente. Manual de Señalización de calles

y carreteras de Colombia. Capitulo 5.

3. Volumen Mínimo de Peatones:

Se usa cuando existe un número significativo de peatones que desean

cruzar una calle y el volumen de vehículos de la calle es tal que les

impide cruzar la calle sin demoras excesivas o con altos riesgos.

Se satisface esta condición, si durante un día representativo en la calle

principal se verifican los siguientes volumemos de trânsito, para un

período de una hora:

a) Si entran 600 o más vehículos por hora en la intersección (total para

ambos accesos), o si 1.000 o más vehículos por hora si la calle ppal

tiene camellón.

b) Si durante el mismo período pico, cruzan 150 o más peatones en el

cruce de mayor volumen correspondiente a la calle principal.

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4. Experiencia de Accidentes: Es usada para justificar la instalación de un semáforocuando en un periodo de 12 meses han ocurrido más de cinco (5) accidentes quepuedan ser corregidos con la instalación de un semáforo.

5. Cruces Escolares: Se instala un semáforo cuando en un estudio de la frecuencia debrechas adecuadas en el flujo de vehículos, relacionadas con el número y tamaño de losgrupos de niños cruzando las calles, es menor al número de minutos que dura el estudio

6. Progresión: Se justifica la instalación de un semáforo cuando es necesario mantenerlas agrupaciones y velocidades de vehículos apropiadas para obtener flujo continuo devehículos en una calle. Idealmente, no se deben instalar semáforos a menos de 300 mtsentre uno y otro.

7. Sistemas: Se justifica la instalación de un semáforo cuando la intersección común dedos rutas principales tienen un volumen existente de 800 vph durante las horas pico decualquier día típico de la semana o en cada una de cinco horas en un sábado o domingo.

9

DISEÑO, FASES Y TIEMPO DE

SEMAFOROS

Componentes del semáforo

10

FIG. 5.7 POSICION DE LENTES EN UN SEMAFORO DE TRES (3) LUCES

Componentes del semáforo

11

12

Tipos de semáforo

1. Semáforos de Tiempos Fijos.

2. Semáforos Accionados por el Tráfico.

3. Semáforos con Control Centralizado

mediante un puesto de control.

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1. Semáforos de tiempo fijo

Se utilizan en intersecciones donde el flujo de

tránsito no presentan variaciones importantes

en el tiempo, y que no ocasionen demoras o

congestionamientos excesivos.

Por su sencillez este tipo de semáforos ha sido

hasta ahora el mas utilizado en nuestras zonas

urbanas, especialmente cuando se emplean

varios semáforos próximos entre si.

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2. Semáforos accionados por el tráfico

Estos semáforos reciben información del número devehículos que llegan por los accesos a través dedetectores que se instalan en dichos accesos.

Teniendo en cuenta las intensidades de tráfico elregulador del semáforo decide si debe o no cambiar lafase.

Existen limitaciones de duración máxima y mínima decada fase para evitar largas esperas, estas duracionesse adaptan automáticamente a las variaciones del tráficoa través del regulador. Los semáforos accionados por eltráfico son ideales para intersecciones en carreteras.

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3. Semáforos con control centralizado

Este tipo de semáforos reciben órdenes de un ordenador central,que es el encargado de controlar todos los semáforos de una zona.

Este ordenador recibe información del tráfico por medio dedetectores colocados en lugares estratégicos y decide lo queconviene realizar en cada momento.

Estos semáforos son utilizados en grandes zonas urbanas.

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CALCULO DE LOS TIEMPOS DEL SEMAFORO

TERMINOS BASICOS (1)

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Indicación de señal: Se refiere al encendido de una delas luces del semáforo o una combinación de variasluces al mismo tiempo.

Ciclo o Longitud de ciclo: Tiempo necesario para queel semáforo efectúe una revolución completa osecuencia completa de todas las indicaciones de señaldel semáforo.

Movimiento: Maniobra o conjunto de maniobras de unmismo acceso que tienen el derecho de pasosimultáneamente y forman una misma fila.

TERMINOS BASICOS (2)

Intervalo: Cualquiera de las diversas divisiones del ciclo, durante lacual no cambian las indicaciones de señal del semáforo.

Fase: Es parte del ciclo asignada a cualquier combinación de uno omas movimientos que reciben simultáneamente el derecho de paso,durante uno o mas intervalos. Es la selección y ordenamiento demovimientos simultáneos.

Una fase puede significar un solo movimiento vehicular, un solo movimiento peatonal, o una combinación de

movimientos vehiculares y peatonales.

Secuencia de fases: Orden predeterminado en que ocurren las

fases del ciclo.

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TERMINOS BASICOS (3)

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Reparto: Porcentaje de la longitud del ciclo asignado a cada una de

las diversas fases.

Intervalo de cambio o despeje: Tiempo de exposición en el

intervalo amarillo del semáforo que sigue al intervalo verde. Es un

aviso de precaución para pasar de una fase a la siguiente.

Intervalo todo rojo: Exposición de una indicación roja para todo eltránsito que se prepara a circular. Es utilizado en la fase que recibeel derecho de paso después del amarillo de la fase que lo pierde,con el fin de dar un tiempo adicional que permita a los vehículosdespejar la intersección antes de que los vehículos, que lo ganan,reciban verde. Se aplica sobre todo en aquellas intersecciones quesean excesivamente anchas. También puede ser utilizado paracrear una fase exclusiva para peatones.

TERMINOS BASICOS (4)

Intervalo de cambio de fase: Intervalo que puedeconsistir solamente en un intervalo de cambio amarillo oque puede incluir un intervalo adicional de despeje todorojo.

El intervalo de cambio de fase, tiene como funciónprincipal alertar al usuario de un cambio en la asignacióndel derecho al uso de la intersección. Se deberáconsiderar el tiempo de percepción-reacción delconductor, la deceleración y finalmente el tiemponecesario de despeje de la intersección.

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Movimientos

Calle "B"

Avenida "A"

21

Avenida "A"

Calle "B"

Avenida "A"

Calle "B"

FASES Fase "B"Fase "A"

22

23

DIAGRAMA DE FASES EN UNA INTERSECCIÓN CON SEMÁFORO

Intervalo de cambio = Amarillo + Todo Rojo

Tiempo necesario para recorrer la distancia de parada.

Tiempo necesario para cruzar la intersección.

Donde: y = Intervalo de cambio de fase, amarillo mas todo rojo (s)

t = Tiempo de percepción-reacción del conductor (usualmente 1 s.)

v = Velocidad de aproximación de los vehículos (m/s)

a = Tasa de deceleración (Valor usual 3,05 m/s2)

W = Ancho de la intersección (m)

L = longitud del vehículo (valor sugerido 6.10 m)

La velocidad de aproximación ”v”, se refiere a la velocidad límite prevaleciente o al percentil 85 dela velocidad P85.

24

1. Calculo del intervalo de cambio de fase

Fuente. Manual de Señalización de calles y carreteras de Colombia.

Capitulo 5.

Ejemplo 13.1

La velocidad de aproximación de los vehículos a uno de los

accesos de una intersección es de 60 Km/h.

La longitud promedio de los vehículos es de 6,10 metros y el ancho

de la intersección es de 24 metros.

Determinar la longitud del intervalo de cambio de fase.

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Datos:

L = 6,10 m

W = 24 m

v = 60 km/h (velocidad de aproximación)

Valores supuestos:

Para el tiempo de percepción-reacción “t”, t = 1s.

Para la tasa de deceleración “a”, a = 3,05 m/s2

v=16,67 m/s

Aparece

Distancia Recorrida

en el intervalo Ámbar

W=24 m L=6,1 m

Despejeel Amarillo total

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Solución:

Determinar el intervalo de cambio “y” de fase

Nota: El intervalo de fase es de 6 segundos, compuesto por 4

segundos de amarillo y 2 segundos de todo rojo. Valores muy usuales

en este tipo de intersecciones

27

F. V. Webster, demostró que la demora mínima de todos losvehículos en una intersección con semáforo, se puede obtener parauna longitud de ciclo óptimo de:

Donde:

Co = Tiempo óptimo de ciclo (s)

L = Tiempo total perdido por ciclo (s)

Yi = Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el flujo de saturación para el acceso o movimiento o carril crítico de la fase i. este valor depende del flujo vehicular en cada acceso i.

φ = Número de fases del semáforo.

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2. LONGITUD DEL CICLO DE SEMAFOROS

Intervalo de cambio de fase

Despeje

LW

en el intervalo Amarillo

Distancia Recorrida

Aparece

totalel Amarillo

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3. VEHÍCULOS EQUIVALENTES

La existencia de vehículos pesados y movimientos hacia la izquierda y hacia la derecha

hace necesario introducir factores de ajustes, convirtiendo estos vehículos y estos

movimientos en vehículos equivalentes, para tener un parámetro de medición igual.

El tipo de vehículo ya sea ligero, pesado o comercial más la dirección de su movimiento ya

sea de frente, hacia la izquierda o hacia la derecha hacen necesario el uso de factores de

equivalencia.

Donde:

fvp = Factor de ajuste por efecto de vehículos pesados

PC = Porcentaje de camiones

PB = Porcentaje de autobuses

PR = Porcentaje de vehículos recreativos

EC = Automóviles equivalentes a un camión

EB = Automóviles equivalentes a un autobús

ER = Automóviles equivalentes a un vehículo recreativo 30

31

Los vehículos pesados o comerciales (camiones y autobuses), por su mayor

longitud y menor poder de aceleración que los automóviles, necesitan más

tiempo para despejar la intersección.

Los automóviles equivalentes comúnmente utilizados tanto para camiones, ET,

como para autobuses, EB , varían de 1.4 a 1.6, tomándose un valor medio de 1

.5 que supone accesos con pendientes cercanas al 0% y predominio de

camiones livianos o medianos.

VEHÍCULOS EQUIVALENTES

Sin embargo, estos valores pueden ser mayores, como lo informa un estudiode tránsito realizado para la Ciudad de México [1], en el que se utilizaron 2.0automóviles equivalentes por un autobús y un camión, respectivamente, y 3.5automóviles equivalentes por un camión con remolque.

Para intersecciones, la metodología del HCM 2000 utiliza 2.0 automóvilesequivalentes para vehículos pesados (camiones y autobuses).

Donde:

qADE = Flujos de automóviles directos equivalentes

Ev =Automóviles directos equivalentes (ver tabla 13.3 Y 13.4)

VHMD = Volumen horario de máxima demanda

FHMD = Factor de hora de máxima demanda

fvp = Factor de ajuste por efecto de vehículos pesados

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FLUJOS DE AUTOMÓVILES DIRECTOS EQUIVALENTES

Estos factores, que se utilizan para convertir automóviles que dan vueltaa automóviles directos equivalentes, ADE, varían de acuerdo a los valoresmostrados en la tabla 13.3 para vueltas hacia la izquierda (EVI) y en latabla 13.4-para vueltas hacia la derecha (EVC)

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Tabla 13.3 Automóviles directos equivalentes para

vueltas hacia la izquierda (EVI)

Tabla 13.4 Automóviles directos equivalentes para

vueltas hacia la derecha (EVD)

4. FLUJO DE SATURACIÓN Y TIEMPO

PERDIDO

Cuando el semáforo cambia a verde, el paso de los vehículos que

cruzan la línea de alto, se incrementa rápidamente a una tasa

llamada flujo de saturación. La cual permanece constante hasta

que la fila de vehículos se disipa o hasta que termina el verde.

La tasa de vehículos es menor durante los primeros segundos,

mientras los vehículos aceleran hasta alcanzar una velocidad de

marcha normal.

EL FLUJO DE SATURACION ES LA TASA MAXIMA DE VEHICULOS

QUE CRUZAN LA LINEA, CUANDO EXISTEN FILAS Y ESTAS AUN

PERSISTEN HASTA EL FINAL DEL PERIODO VERDE.

EL HCM 2000 DEFINE UN FLUJO DE 1800 VPHPC

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actualflujo

Curva de

Verde

RojoAmarillo

Todo RojoAmarillo

en conflicto

el movimientoFase para

el movimientoFase para

la faseTermina

fe

f'e'

y G

b

ga

TIEMPO

y gananciaDemora final

Tiempo de verdeEntreverde

inicialPérdida

efectivoflujo

Curva de

Tiempo verde efectivoDemora inicial

satu

raci

ón

, s

Flu

jo d

e

VER

DE S

AT

UR

AD

OC

OLA

EN

UN

PER

IOD

O D

ETA

SA

DE D

ES

CA

RG

A D

E L

A

35

DISEÑO, FASES Y TIEMPO DE

SEMAFOROS

FLUJO DE SATURACIÓN Y TIEMPO PERDIDO

Del diagrama anterior, se puede deducir:

Tiempo perdido por ciclo = Σ (Ai + TRi)

Donde :

Ai = intervalo amarrillo en segundos

TRi = intervalo todo rojo en segundos

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TIEMPO TOTAL PERDIDO POR CICLO

ASIGNACION DE TIEMPOS VERDES

Donde:

gT = Tiempo verde efectivo total por ciclo disponible para todos los

accesos.

C = Longitud actual del ciclo (redondeando C a los 5 segundos mas

próximo).

L = Tiempo total perdido por el Ciclo (s)

Ai = Intervalo amarillo en segundos

TRi = Intervalo todo rojo en segundos.

Tiempo Verde Efectivo Total (gT):

37

Donde:

Yi= Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el flujo de saturación

para el acceso o movimiento o carril critico de cada fase “i”.

φ = Número de fases.

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Ejemplo 13.2

39

La parte a) de la figura 13.8 muestra los volúmenes horarios máximos mixtosen una intersección.

Con estos volúmenes y los otros datos complementarios que se anexan, ysuponiendo que el flujo de saturación característico en la intersección es de1,800 automóviles directos equivalentes por hora de luz verde por carril,determinar el reparto de los tiempos del semáforo utilizando un plande dos fases con vueltas a la izquierda permitidas (estas vueltas noserán protegidas debido a sus bajos volúmenes).

La fase 1 maneja el sentido Este- Oeste y viceversa (EW — WE) y la fase 2 elsentido Norte-Sur y viceversa (NS — SN).

En los cruces peatonales, existe un número bajo de peatones en conflicto (50peatones/hora).

VOLUMENES HORARIOS DE MAXIMA DEMANDA

40

FASES DE LA INTERSECCION

41

42

1. Conversión de los volúmenes mixtos a automóviles directosequivalentes : ADE

Factor por presencia de vehículos pesados:

LOS FLUJOS EQUIVALENTES PARA EL ACCESO NORTE CON MOVIMIENTO DIRECTO SON:

43

Vuelta a la izquierda

Nótese que el volumen opuesto corresponde a 376 veh/h en un carrilInterpolando este volumen en la tabla 13.3 se obtiene un equivalente EVI=4.7

Por lo tanto

Vuelta a la derecha

Para un volumen bajo de peatones en conflicto (50 peatones/hora) con losvehículos que dan vuelta ala derecha, en la tabla 13.4 se obtiene unequivalente EVD = 1.21

Por lo tanto

44

Flujo total equivalente en el acceso

Efectuando este mismo procedimiento, laparte b) de la figura muestra los flujosactuales en automóviles directosequivalentes por hora, para todos losaccesos de la intersección.

VEHICULOS EQUIVALENTES EN LA INTERSECCION

45

Tabulado para los diferentes accesos

46

47

3. Calculo de la longitud de los intervalos de cambio yi

Valores supuestos para la longitud L de los vehículos, el tiempo de percepciónreacción t y la tasa de desaceleración:

Intervalo de cambio para los accesos Este y Oeste (Fase 1):

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3. Calculo de la longitud de los intervalos de cambio yi

Valores supuestos para la longitud L de los vehículos, el tiempo de percepciónreacción t y la tasa de desaceleración:

Intervalo de cambio para los accesos Norte y Sur (Fase 2)

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4.Tiempo perdido por fases

5. Tiempo total perdido por ciclo: L

50

6. Máximas relaciones de flujo actual (q) a flujo de saturación (s) por carrilpara cada fase :

Donde qimax, representa el flujo crítico o máximo por carril de la fase i.

Por lo tanto:

51

7. Cálculo de la longitud del ciclo óptimo: C0

Utilizando la ecuación de Webster, se tiene:

Longitud de ciclo a utilizar:

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8. Tiempo verde efectivo total: g

Reparto de los tiempos verdes efectivos: gi

La asignación de los tiempos verdes efectivos para cada fase son:

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9. Determinación de los tiempos verdes reales: Gi

Los tiempos verdes reales para cada fase son:

La figura 13.9 muestra el diagrama de bandas del reparto del tiempo del ciclo enlas dos fases dadas,

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Ejemplo 13.3

En la parte a) de la figura 13.10 se presentan los volúmenes máximos horarios envehículos mixtos en la intersección de dos arterias principales. Adicionalmente seconocen los siguientes datos:

Porcentaje de autobuses: 6% acceso Norte. 9% acceso Sur. 11% accesos Este yOeste.

No hay presencia de camiones. Factor de la hora de mínima demanda: 0.85 para todos los accesos. Automóviles equivalentes: 1.5 por autobuses. 1.05 por vueltas a la izquierda(protegidas). 1.18 por vueltas a la derecha, sin peatones en conflicto.

Según los anchos existentes de los carriles y las fajas separadoras centrales de laintersección, considérese para cada fase un intervalo amarillo de 3 segundos y unintervalo todo rojo de 2 segundos.

Debido a la disponibilidad de carriles especiales de vuelta a la derecha enlos accesos Este, Sur y Oeste, los vehículos realizan esta maniobra sin lainfluencia del semáforo, excepto los del acceso Norte donde la vuelta a laderecha es compartida con movimientos directos

Flujo de saturación: 1,800 automóviles directos equivalentes por hora deluz verde por carril.

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Se quiere determinar la programación de los tiempos del semáforo, operandola intersección en un plan de cuatro fases, una para cada acceso, como semuestra en la parte b) de la figura 13.10

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COORDINACIÓN DE SEMÁFOROS

SISTEMAS DE COORDINACIÓN

Los sistemas coordinados pueden, o no, estar sujetos aun control maestro. En caso de existir, la interconexiónpuede lograrse mediante cables o radios. En los controleslocales de estos sistemas, se emplean motores desincronización o de inducción, o bien, dispositivoselectrónicos de tiempo.

En general, los semáforos de tiempo fijo dentro de unradio de 400 metros y que regulan las mismas condicionesde tránsito, deben funcionar coordinadamente. Aún adistancias mayores, pueden resultar convenientes.

Existen cuatro sistemas de coordinación de semáforos detiempo fijo, a saber:

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1. Sistema simultáneo

Todos los semáforos muestran la misma indicación aproximadamente almismo tiempo, útil para coordinar intersecciones muy cercanas.

En condiciones de tránsito muy intenso puede dar mejores resultados que elsistema progresivo.

Las duraciones de los ciclos y sus subdivisiones están controladas por lasnecesidades de una o dos de las intersecciones más importantes, lo quepuede dar lugar a serias fallas en las demás. La relación entre la velocidad,ciclo y distancia, puede expresarse así:

Donde:v = velocidad de progresión entre intersecciones (km/h)D = distancia entre intersecciones (m)C = duración del ciclo (s)

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2. Sistema alternado

Los semáforos de intersecciones cercanas, por grupos, muestran indicacionesalternadas, a lo largo de una ruta.

En el sistema sencillo se tienen indicaciones contrarias en semáforosadyacentes.

Los sistemas alternos dobles y triples consisten de grupos de dos y tressemáforos que, respectivamente, muestran indicaciones contrarias.

Mejora la circulación de los grupos de vehículos en comparación con el sistemaanterior. Habrá más fluidez si las longitudes de las calles son más uniformes.

En estas condiciones se consigue una banda del 100% siempre y cuando lavelocidad de los vehículos sea:

No se adapta muy bien cuando las cuadras son desiguales. El sistema doblereduce la capacidad de la calle con volúmenes altos.

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El sistema alterno es operado con un solo control, pero puede usar controlesindividuales, lo que es una ventaja sobre el sistema anterior. La imagen de lafigura 13.12 ilustra un sistema centralizado a través del cual se coordina,supervisa y monitorea la operación de forma remota de un gran número desemáforos en la ciudad.

Figura 13.12 Sistema Centralizado (cortesía SEMEX)

60

3. Sistema progresivo simple o limitado

Este sistema trata de varios semáforos sucesivos, a lo largo de una calle, quedan la indicación de verde de acuerdo con una variación de tiempo quepermite, hasta donde es posible, la operación continua de grupos devehículos a velocidad fija en “ondas verdes”.

Cada intersección puede tener una división diferente de ciclo, pero dichadivisión permanece fija.

Este sistema puede ser supervisado por un control maestro para mantenerlas relaciones debidas de tiempo entre las indicaciones de los semáforos. Esnecesario realizar revisiones periódicas de los controles, por variacionesdebidas a cambios de voltaje y temperatura.

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4. Sistema progresivo flexible

En este sistema es posible que cada intersección con semáforos varíeautomáticamente en varios aspectos.

Mediante el uso de controles de intersecciones con carátulas múltiples sepueden establecer varios programas para subdividir el ciclo.

Además, es posible cambiar los desfasamientos con la frecuencia deseada.Se pueden establecer programas de tiempo predeterminado en los controlesmúltiples para dar preferencia a las circulaciones en las horas de máximademanda.

No obstante que todo el sistema usa un ciclo común, la duración ysubdivisión de éste pueden variar en función de los cambios de volumen devehículos. Con base en la variación de los volúmenes de tránsito y laselección de la velocidad adecuada, se puede lograr un movimiento continuoa lo largo de una arteria, especialmente si es de un solo sentido.

62

La supervisión de los controles individuales de las intersecciones se logra desdeun control maestro a través de circuitos interconectados por medio de señalesde radio o bien, por intermedio de líneas telefónicas o fibra óptica.

Para obtener la máxima flexibilidad de este sistema, los recuentos de tránsitose deben efectuar frecuentemente.

Este sistema es el que da mejores resultados para intersecciones ubicadas adistancias variables.

El arreglo más usual en área urbanas proporciona tres diferentesprogramas:

a) dando prioridad al flujo de entrada a la zona comercial, durante la mañana;

b) equilibrando ambas direcciones de movimiento, fuera de las horas demáxima demanda;

c) dando prioridad al flujo que sale de la zona comercial, en el otro período degrandes volúmenes, durante la tarde.

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DIAGRAMA ESPACIO-TIEMPO

Mediante el diagrama espacio-tiempo, se pueden proyectar los desfasamientospara obtener un movimiento continuo a lo largo de una arteria.

Como complemento del método gráfico puede verificarse el proyecto por elmétodo matemático, que permite conocer a fondo las condiciones en quefuncionará el sistema.

El ejemplo de dicho diagrama, que se presenta a continuación, ilustra losdiferentes factores que intervienen.

Ejemplo 13.4

La figura 13.13 muestra una arteria principal con circulación en un sentido,compuesta por seis intersecciones, A, 8, C, D, E y F, separadas entre si 140,180, 280, 280 y 140 metros, respectivamente. Se desea dibujar el diagramaespacio-tiempo, que permita obtener una velocidad de progresión de 40 km/hen un ciclo de 60 segundos, repartido en 27 segundos de verde, 3 segundosde amarillo y 30 segundos de rojo.

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Figura 13.13 Diagrama espacio-tiempo para coordinación de semáforos

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La velocidad de crucero o progresión está dada por la relación del espaciorecorrido dividido entre el tiempo. Gráficamente dicha velocidad serepresenta por la pendiente de la banda Con respecto al eje vertical detiempos.

La finalidad del diagrama espacio-tiempo, en el que Las representacionesverticales de la distribución de tiempos de los semáforos pueden variar entanteos sucesivos, es encontrar los desfasamientos necesarios de unaintersección a otra para obtener la velocidad (pendiente) y el ancho debanda más convenientes.

Así, por ejemplo, el desfasamiento entre la intersección A y la Intersección Bes:

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PROGRAMAS DE CÓMPUTO

Debido a la complejidad del gran número de variables que intervienen en elfenómeno del flujo vehicular en redes viales urbanas, y a la dificultad, algunasveces, del entendimiento de cómo ellas caracterizan el tránsito, en muchassituaciones la toma de decisiones se basa en la experimentación, dando comoresultado proyectos viales muy alejados de la realidad en la solución de undeterminado problema.

Lógicamente esto hace que no existan propuestas de alternativas de solución oque éstas sean reducidas.

Por lo tanto, en la medida que los problemas de la circulación vehicular seenfoquen técnica y científicamente, mediante la elaboración de un métodoespecífico o mediante la utilización de ciertas metodologías, como por ejemplola adaptación de modelos de optimización y simulación a las condicioneslocales, se podrán generar diferentes alternativas de solución, las cuales sepueden poner a prueba a un bajo costo antes de su implantación y, ejecutarobviamente, la óptima desde el punto de vista técnico y económico.

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A continuación se describen de manera muy general los principales programasde cómputo, actualmente de uso universal, que en gran parte tienen que vercon el análisis de la operación de las intersecciones con semáforos,consideradas éstas como uno de los elementos de cualquier sistema vial quemás incide en la movilidad.

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2. Programa HCS

Como se mencionó en el capítulo 12, los procedimientos de capacidad yniveles de servicio del HCM 2000, han sido convertidos en la herramientainformática HCS (Highway Capacity Software: Programas de Capacidad Vial)en su versión 5.2 del año 2005 [13], conocida como HCS+.

Específicamente, en lo referente a corrientes vehiculares de flujo discontinuo,con este programa se pueden realizar por una parte análisis operacionalespresentes o futuros de intersecciones con semáforos, incluyendo laoptimización de los mismos y, por otra parte, análisis de arterias compuestasde intersecciones con semáforos. En este último caso, y ante la posibilidad derealizar optimizaciones de los tiempos de los semáforos, de acuerdo con tiposde llegadas de grupos vehiculares al inicio de la indicación verde, es posibleobtener de manera indirecta coordinaciones de los semáforos a lo largo decorredores.

Como una propiedad adicional incluida en el HCS+, es que su nueva versiónpermite realizar animaciones, utilizando un enlace con el programa desimulación CORSIM [14] (CORridor SlMulation: Simulación de Corredores).

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3. Programa SYNCHRO

Para los procesos de análisis, evaluación y optimización de redes vialesactualmente se están utilizando programas de cómputo especializados, comoel SYNCRO [15] (SYNCHROnization: Sincronización), que también aplica elmétodo del HCM 2000. Podría decirse que hoy en día es el programa máscomúnmente utilizado por organismos e instituciones internacionales, por lasgrandes ventajas que ofrece, como por ejemplo:

Optimización de longitudes de ciclo y repartos de tiempos de verde porfase, eliminando la necesidad de realizar múltiples ensayos de planes y detiempos en búsqueda de la solución óptima.

Generación de planes de tiempo óptimos en menos tiempo que cualquierotro programa existente hoy en día.

Interacción, de tal manera, que cuando se efectúan cambios en los datosde entrada, los resultados se actualizan automáticamente, y los planes deoperación son mostrados en diagramas de tiempo-espacio de fácilinterpretación.

Aplicación en redes de hasta 300 intersecciones con bastante hito,pudiéndose desagregar redes mayores para luego unirlas.

Simulación y evaluación del comportamiento mezclado de interseccionessin semáforo y con semáforos, ofreciendo el análisis y resultados de ambasen una misma plataforma de estudio y bajo el mismo formato.

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Simulación de las condiciones de tráfico existentes en una red vial contandocon una variedad de parámetros ligados a un reporte gráfico que permitevalorar de manera directa qué tan aproximados son los resultados de losdatos de campo. Para asegurar que las condiciones de campo están siendorepresentadas, existen dos parámetros que tienen que ser previamenteinspeccionados, ellos son el grado de saturación y la longitud de cola. Estasdos medidas son fácilmente perceptibles en campo, definen el grado deexactitud de las corridas y forman parte elemental del proceso decalibración.

Importación de la cartografía a escala de la zona de estudio, que puedeser utilizada como mapa de fondo, de tal manera que la determinaciónde distancias y configuración de redes y subredes es totalmente amigabley fácil de construir.