optimización inteligente de semaforos en Medellín

Optimizacin inteligente de semforos en la interseccin de la Carrera 80 con calle 65 y adyacentes en medelln

Tabla de contenidoResumen ejecutivo11Introduccin32Justificacin del problema33Planteamiento del problema53.1rbol de problemas63.2rbol de objetivos73.3Matriz de marco lgico84Estado del arte155Justificacin como proyecto de desarrollo social176Marco jurdico176.1Plan de desarrollo 2012-2015 de la ciudad de Medelln186.2Plan de ordenamiento territorial (POT) de la ciudad de Medelln186.3Plan maestro de movilidad del rea Metropolitana del Valle de Aburr186.4Resolucin 1050 de 2004 Ministerio de Transporte196.5Ley 62 de 1982196.6Ley 50 de 1990206.7Decreto 1504 de 1998 Presidencia de la Repblica de Colombia206.8Gua de gestin socio-ambiental para obras en construccin216.9Licencia217Localizacin217.1Macro localizacin227.2Micro localizacin228Estudio de mercado238.1Oferta248.1.1Netux248.1.2Grupo Jampig SAS248.1.3Sociedad Ibrica de Construcciones Elctricas S.A. (SICE)248.2Demanda258.2.1Proyeccin de la demanda259Estudio tcnico279.1Alternativas tecnolgicas289.1.1Detectores289.1.2Controladores299.1.3Semforos309.1.4Tecnologas seleccionadas309.2Normas tcnicas369.3Dimensionamiento379.4Maquinaria, equipos y obra civil399.5Materiales empleados409.6Personal necesario y salarios409.7Normas de seguridad industrial419.8Descripcin del proceso429.8.1Instalacin429.8.2Funcionamiento429.9Diseo de planta4910Evaluacin ambiental5010.1Requerimientos legales5010.2Manejo5010.3Ventajas ambientales del proyecto5111Evaluacin financiera5511.1Presupuesto y costos5511.2Fijacin del precio5811.3Punto de equilibrio5811.4Flujo de caja5912Evaluacin socioeconmica6012.1Poblacin beneficiada6012.1.1Cuantificacin de beneficios sociales y costos6013Anlisis de riesgos6313.1Identificacin de riesgos6313.2Medicin de riesgos6314Gerencia del proyecto6814.1Cronograma6914.2Anlisis DOFA7015Conclusiones y recomendaciones7216Referencias74ndice de Tablas82ndice de Grficos84ndice de Ilustraciones85Lista de anexos86

Resumen ejecutivo

Medelln cuenta con un sistema de semaforizacin tradicional, en donde los tiempos de los ciclos son fijos y predeterminados en base a un flujo vehicular medio [1], pero este mecanismo actualmente tiende a ser poco eficiente debido al aumento de la demanda vehicular, por ello se concibe la idea de la implementacin de un sistema inteligente que regule los tiempos de cambio en tiempo real y de una manera eficiente. Varios sistemas inteligentes de semaforizacin han sido empleados en el mundo, Mosc y Barcelona [2], [3] son pioneros en estos proyectos; San Juan de Pasto fue la primera en implementar este tipo de semaforizacin en Colombia [4].

Para la realizacin de este proyecto en la ciudad de la eterna primavera, inicialmente se presentan datos del parque automotor de la ciudad y otros datos importantes sobre el tema de movilidad, con el fin de identificar algunos puntos crticos candidatos para la aplicacin de este programa, luego se selecciona el lugar que ms se ajuste a la idea que se concibi y a los requerimientos tcnicos de esta; una vez identificado y seleccionado el lugar en donde se ejecutar el sistema de semforos inteligentes se procede con la identificacin de los distintos requerimientos legales que aplican para el programa.

A continuacin se trabaj en la bsqueda de datos estadsticos de la movilidad en la interseccin a tratar, esto con el fin de poder estimar la demanda que tendr el programa en los aos venideros. Una vez obtenidos todos los estudios y datos necesarios para la ejecucin de este proyecto, se procede a realizar el estudio de las alternativas tecnolgicas como los detectores de flujo vehicular, las cmaras, UPS y dems perifricos asociados a estos equipos, ubicacin ptima de la tecnologa tanto de los sensores para un conteo certero y de las cmaras para que desde su posicin tengan una gran visual de la interseccin, conexiones elctricas identificando el recorrido del cableado para el suministro de energa elctrica a los sensores y cmaras, y de paso la ubicacin del cableado de transferencia de datos hacia el centro de recoleccin de estos datos, adems tambin se consider el uso de los perifricos asociados a estos equipos. Se construy el diagrama de flujo para el algoritmo que usar el sistema de semaforizacin inteligente teniendo en cuenta el flujo vehicular de la interseccin.

Una vez teniendo esta base del proyecto se procedi a identificar los efectos que este proyecto tendr en el medio ambiente, para luego entrar en detalle en el mbito econmico mostrando los costos de todos los equipos, herramientas necesarias y la mano de obra.

Cabe resaltar que es muy importante identificar las falencias que el proyecto puede tener, y con el fin de cumplir este aspecto se realizar un anlisis de riesgos con base en el mtodo G.H.A. posteriormente se presenta la gerencia del proyecto, en donde se realiz el cronograma y el anlisis de Debilidades, Oportunidades, Fortalezas y Amenazas (DOFA).

Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se lleg a travs de la realizacin de este plan de trabajo.

Introduccin

En la ciudad de Medelln debido al continuo crecimiento del parque automotor [5], [6] se ha venido presentando un problema recurrente de la movilidad, este proyecto tratar mediante la implementacin de un sistema inteligente de semaforizacin mitigar, este problema para los habitantes que se movilizan a travs de la interseccin de la Avenida 80 con la Calle 65 en la comuna 7 de la ciudad. Cabe resaltar que el sistema vial es una red muy compleja y es complicado solucionar el tema de movilidad atacando un slo punto; por este motivo se decidi aplicar el proyecto en la ubicacin seleccionada, pues est lo suficientemente lejos de otras intersecciones semaforizadas lo que permite asumir que es un sistema aislado de la red vial. Durante el desarrollo de este trabajo se consideraron varias alternativas tecnolgicas y se decidi emplear un sistema de sensores tipo radar debido a su fcil instalacin. Con este proyecto se espera beneficiar a 3.824.967 vehculos que podran llegar a pasar en el ao 2020 [7] por este cruce vial.

Justificacin del problema

En la ciudad de Medelln al igual que en otras ciudades del pas se ha generado un problema de congestin vial desde 2007 [5], [8] debido a que el parque automotor de la ciudad ha venido creciendo constantemente como se observa en el Grfico 1, y tambin al hecho de no contar desde un principio con un plan de movilidad que previera las exigencias que se han presentado en Medelln y el rea Metropolitana del Valle de Aburr correctamente [8].

Grfico 1 Parque automotor en Medelln 2007-2014

Adaptado de [5], [6]

Es importante considerar que la congestin causa inconvenientes ambientales pues se aumentan las emisiones en horas pico (mostrado en el Grfico 2) como consecuencia de la gran cantidad de autos que circulan en esos lapsos de tiempo [9], largas esperas y por ende bastante tiempo perdido [8], [10], [11], afectacin psicolgica de los ciudadanos al generar estrs, rabia por prdida de momentos de ocio [8], [5], [10], aumento en el consumo del combustible debido a que los autos deben impulsarse ms veces y a una menor velocidad de rodaje [12], accidentes por el hecho de que algunos vehculos obstruyen las intersecciones o el carril por donde transita otro auto [8], [9]. Esta congestin no slo afecta a aquellos ciudadanos que poseen un vehculo particular o moto, tambin se ven afectadas las personas que usan el transporte pblico, peatones y ciclistas [8]. Por esta razn se considera importante encontrar maneras de abordar y darle solucin al problema de movilidad en la ciudad.

Grfico 2 Tasa de emisin vehicular en la malla vial

Tomado de [9]

Planteamiento del problema

Con el fin de mejorar la movilidad en la ciudad y reducir la congestin en el rea metropolitana este proyecto se centrar en el rea de semaforizacin, ajustando en la mayor medida posible los tiempos de cambio de una interseccin semaforizada acorde al flujo vehicular incidente en dicha zona, permitiendo de este modo un paso ms fluido de los automotores en dicha interseccin.

Cabe resaltar que no est en las manos de este proyecto manipular la cantidad de carros que circulan en determinadas horas del da en la ciudad, mejorar la cultura que tienen muchos de los ciudadanos y mucho menos la cantidad de carros que se venden; por ende estos aspectos se tomarn como parmetros en el marco del desarrollo de este proyecto.

rbol de problemas

En el Grfico 3 se muestran las causas y los efectos que el problema de congestin causa en la ciudad.

Grfico 3 rbol de problemas

Elaboracin propia a partir de [8], [10], [11], [12], [13], [1] & [14]

rbol de objetivos

En el Grfico 4 se presentan los objetivos que se pueden lograr al disminuir la congestin vehicular en Medelln.

Grfico 4 rbol de objetivos

Elaboracin propia a partir de [8], [10], [11], [12], [13], [1] & [14]

Matriz de marco lgico

En la matriz de marco lgico se muestran las actividades a desarrollar con el fin de ejecutar el proyecto en cuestin, adems de distintos parmetros tiles para el entendimiento del mismo.

Tabla 1 Matriz de marco lgico

Indicador

Fuentes de verificacin

Supuestos

Fin

Reducir la congestin vehicular en intersecciones semaforizadas.

[15]

Donde:

ndice de congestin

Elaboracin propia

La demanda de la interseccin crece en el tiempo con respecto a la cantidad de vehculos circulantes.

El entorno de la interseccin evaluada se mantiene en el tiempo de manera que no vara las caractersticas que hacen crecer la demanda de transporte

Secretara de trnsito de Medelln

Secretara de movilidad de Medelln

Propsito

Optimizar la programacin semafrica de acuerdo al trfico vehicular y la demanda de uso de la interseccin.

[16]

Demora total

Elaboracin propia

Las vas que conforman la interseccin se mantienen en buen estado y no generan ms demoras.

Los conductores y peatones presentan conductas apropiadas y respetuosas con las indicaciones de los semforos.

No se presentan obras de gran magnitud sobre la interseccin o zonas aledaas que generen estados de movilidad an ms crticos que las horas pico.

[16]

Demora promedio por vehculo detenido

[16]

Demora promedio por vehculo en acceso

Secretara de trnsito de Medelln

[16]

Porcentaje de vehculos que paran

[16]

Cola vehicular o

Secretara de movilidad de Medelln

[16]

Vehculos en cola

[16]

Grado de saturacin

Componentes

1. Realizar estudios previos que permitan el diseo del sistema

Cantidad de horas

Elaboracin propia

No se presentan eventos anmalos en las vas estudiadas durante el aforo.

Los lenguajes de programacin y simulacin funcionan correctamente.

Los recursos necesarios para el diseo, pruebas piloto, instalacin y puesta en marcha del sistema son suministrados de manera eficiente y suficiente

Porcentaje de vehculos aforados con respecto a la mnima muestra

2. Disear la programacin semafrica

Eficiencia del algoritmo en tiempos de ejecucin

3. Verificar el funcionamiento del sistema

4. Instalacin, pruebas y puesta en marcha del sistema

Porcentaje de avance de la obra

Reduccin del ndice de congestin

Actividades

Componente 1

Estudio de la demanda de la interseccin (Aforos vehicular)

Personal encargado de realizar los aforos vehiculares y analizar la informacin obtenida para determinar la cantidad de vehculos que circulan por la interseccin y su comportamiento diario

Formatos de recoleccin de datos aforados y de estudios de demoras

La secretara de trnsito y transporte presta el personal de apoyo para las jornadas de prueba y para su propia capacitacin

Anlisis de variabilidad del flujo de trnsito de la interseccin durante el da. Identificacin de horas pico y horas valle (Aforos vehicular)

Estudio de demoras en intersecciones vehiculares

Personal encargado de realizar los estudios de demoras en la interseccin y de analizar la informacin obtenida para determinar las caractersticas necesarias del flujo

Determinacin de viajes promedio esperados en el sector a analizar

Formatos de encuestas origen-destino e informe del anlisis de datos obtenidos

Caracterizacin geomtrica de la interseccin

Personal encargado de la encuesta origen-destino y el anlisis de su informacin para determinar los viajes esperados para la interseccin

Las personas estn dispuestas a responder las encuestas

Componente 2

Establecer parmetros del funcionamiento del sistema

Personal encargado del modelamiento y diseo del sistema inteligente de semaforizacin

Elaboracin del algoritmo de trabajo

Computadores y softwares necesarios para la elaboracin y prueba del algoritmo que se disea para el funcionamiento del sistema (Matlab, Python, Transyt)

Informes de avance del personal encargado del modelamiento y diseo del sistema inteligente que controla la interseccin semaforizada de manera sincronizada

Componente 3

Hiptesis de modelado concordantes con la realidad

Establecer el nivel de detalle del sistema

El personal encargado de aforos, estudios de demora y encuesta origen y destino tienen conocimiento de los estudios y de la interpretacin de la informacin obtenida

Verificacin del funcionamiento del algoritmo y modelado

Software de simulacin de flujo de trnsito (Transyt)

Simulacin del trfico real de la interseccin

Simulacin del funcionamiento del sistema inteligente

Materiales e insumos de construccin para la intervencin de las losas de pavimento

Resultados de las pruebas de simulacin y del cdigo del sistema

Componente 4

Instalacin de los detectores vehiculares

El personal encargado del diseo y modelacin del sistema inteligente es idneo y conoce el funcionamiento de los softwares y computadores necesarios

Instalacin de cmaras de sensor ptico

Materiales e insumos para la construccin de los detectores vehiculares

Instalacin de sensores maestros de sincronizacin de los semforos de la interseccin

Actas e informes de cantidades de obra ejecutada

Socializacin del proyecto con la comunidad beneficiada

Personal del Trnsito de Medelln para la regulacin del trnsito en los das de prueba

Construccin de detectores e intervencin de las losas de pavimento para su instalacin

Verificacin del presupuesto y chequeo de caja de la obra

Se cuentan con los recursos necesarios para la compra de material de construccin y de modelacin e identificacin del problema

Talleres de pedagoga que enseen a los usuarios de la interseccin como esta funciona, como interpretar la nueva sealizacin que se requiera y los beneficios que traer

Personal de pedagoga para dictar los talleres de socializacin y aprendizaje del nuevo sistema con la comunidad beneficiada

Listas de asistencia a los talleres realizados para socializacin del proyecto con la comunidad

Programacin de das de prueba del sistema y regulacin especial del trnsito en estos das

Estado del arte

Los semforos, segn el manual de sealizacin vial del Ministerio de Transporte, se definen como: ...dispositivos de sealizacin mediante los cuales se regula la circulacin de vehculos, bicicletas y peatones en vas, asignando el derecho de paso o prelacin de vehculos y peatones secuencialmente, por las indicaciones de luces de color rojo, amarillo y verde, operadas por una unidad electrnica de control [17].

La demora en el tiempo de establecimiento de los semforos afecta tanto al trfico vehicular como a la seguridad e integridad psicolgica de los conductores y peatones, adems de aumentar el consumo de combustible de los automviles y los niveles de ruido [18]. Esto propicia un aumento en la congestin vehicular dentro de las zonas urbanas, un problema que debido al aumento del parque automotor est creciendo cada vez en mayor proporcin. Es por esto que se deben buscar soluciones y alternativas que permitan establecer un equilibrio entre la demanda de automviles que circulan y la oferta de vas en las reas metropolitanas para as lograr un uso ms adecuado de los sistemas viales [10].

Una manera de darle solucin al problema de movilidad o al menos de aliviarlo es modificar el funcionamiento del sistema de semaforizacin en aquellos puntos donde se presenta mayor congestin. Actualmente se estn realizando proyectos de investigacin sobre la creacin de semforos dinmicos e inteligentes que funcionan por medio de inducciones de flujo de trfico y que son controlados a travs de sensores y cmaras que permiten medir la congestin vehicular, en la Universidad Tcnica de Dresde, Alemania [18].

Este tipo de semforos se han venido implementando en el mundo en ciudades como Mosc, Barcelona, Lima y a nivel local se desarrolla en Pasto y se est proyectando en Bogot.

La implementacin de semaforizacin inteligente en Mosc se propuso en 2012 debido a que al volumen de carros y los ndices de congestin vehicular estaban creciendo rpidamente, sta funciona por medio de cmaras que regulan la cantidad de trfico y de acuerdo a unos parmetros preestablecidos regulan el tiempo de establecimiento de la luz verde del semforo [19]. El sistema inteligente de trnsito se implement en su totalidad a finales de 2014 y trajo consigo una gran cantidad de beneficios, entre ellos, la disminucin de un 16% de los accidentes de trnsito y un crecimiento de la eficiencia de la capacidad vehicular entre 12% y 19% en las zonas donde se instal el sistema. La inclusin de este sistema en la ciudad supuso la creacin de puestos de informacin, sistemas de parqueo y de control de trnsito de transentes [2].

En Barcelona se usa una sincronizacin de los semforos para optimizar el flujo de vehculos de bomberos y ambulancias en momentos de emergencia sin que esto afecte la movilidad de los dems vehculos que circulen por la va y luego vuelven a su programacin normal en la cual no usan un sistema de temporizacin de acuerdo a la congestin. Adems han logrado un gran avance en el diseo de semforos que faciliten el trnsito de personas con discapacidades fsicas y tambin la disminucin de los niveles de ruido [3].

En Latinoamrica se destacan los proyectos de semaforizacin en Lima, los cuales han generado una mejora evidente en la movilidad vehicular por medio de sistemas integrados de cmaras, sensores, semforos y una red de comunicaciones de fibra ptica tanto en vas principales como secundarias [20].

En el pas, desde inicios de 2015, Pasto es la primera ciudad en implementar un sistema de semaforizacin que permite mejorar el trfico vehicular por medio de la temporizacin adecuada de semforos. Este sistema es controlado por medio de 4 mdulos de informacin y un centro de control desde donde se controlar la situacin vial y el trfico de toda la ciudad. Inicialmente el proyecto estipula generar 75 intersecciones y los semforos ms antiguos se irn mejorando paulatinamente [4], [21]. Mientras tanto, en Bogot se estn planificando sistemas de semaforizacin de este mismo tipo, pero an no se han concretado proyectos para ejecutarlos [22].

A nivel local, en Medelln actualmente el parque automotor ha aumentado a cerca de un milln de vehculos [23]. Esto ha generado que en los ltimos aos se desarrolle el Sistema Inteligente de Movilidad de Medelln en el cual se ha implementado un plan de optimizacin de semforos que permite controlar el flujo vehicular por medio de cmaras y herramientas que entregan informacin del trfico como cantidad de vehculos circulando, velocidades, promedio, ocupacin de la va, entre otros; dicha informacin es usada por el personal tcnico encargado intervenir y de evaluar situaciones de mejora de trfico vehicular [24]. Sin embargo, segn el profesor de ingeniera de trnsito de la Facultad de Minas, Vctor Gabriel Valencia, la informacin obtenida por el SIMM no est siendo procesada de manera adecuada, pues no se cuenta con el personal necesario para lograr un avance ptimo en materia de movilidad [1], por lo tanto en la ciudad deben implementarse soluciones permanentes en el control del trfico vehicular.

Justificacin como proyecto de desarrollo social

Un proyecto de desarrollo se puede definir como un conjunto de acciones encaminadas a mejorar aspectos de la vida de una sociedad llevndolos hacia una situacin deseable [25], [26]. En el mbito de la movilidad en las urbes, la congestin vehicular ha trado consigo un detrimento en la salud de los ciudadanos [8], ya que est expuesta a estmulos que no puede controlar [27], por esto que se decidi buscar un mecanismo con el fin de aliviar la congestin vial para que de este modo se le permita a los habitantes movilizarse a travs de su ciudad ms rpido, reduciendo de esta manera el tiempo de viaje, accidentalidad [28] y disminuyendo los impactos negativos sobre la salud fsica y mental de los medellinenses [27], objetivo presente en el Plan de desarrollo de la ciudad.

Marco jurdico

El propsito de este proyecto se encuentra regido por:

Plan de desarrollo 2012-2015 de la ciudad de Medelln

Parte 2, Lnea 3, Componente 2, Programa 2: Tiene como objetivo la construccin y mantenimiento de infraestructura pblica, es decir el sistema de semforos y dems perifricos que requiera el sistema inteligente a disear [29].

Programas Bandera, Parte 4 Medelln ciudad inteligente: Da va libre a la implementacin de sistemas inteligentes en la ciudad [29].

Plan de ordenamiento territorial (POT) de la ciudad de Medelln

Captulo V, Seccin II, Articulo 169, Pargrafo: La implementacin de elementos y tecnologas innovadoras en materia de movilidad, estar subordinada a la revisin de la normativa vigente, as como a las experiencias nacionales e internacionales en el marco de un estudio tcnico que evale su correcto funcionamiento, estndares de calidad, seguridad, pertinencia y conveniencia de su utilizacin en la ciudad [30].

Plan maestro de movilidad del rea Metropolitana del Valle de Aburr

En el Plan Maestro de Movilidad (PMM) para la regin metropolitana del Valle de Aburr [31], se presentan objetivos que son abarcados dentro de la ejecucin de este proyecto en la Tabla 2.

Tabla 2 Objetivos del plan maestro de movilidad de Medelln

Objetivos

Generales

Especficos

Propender para que el sistema de transporte del Valle de Aburr sea rpido, confiable y de calidad.

Reducir la contaminacin ambiental por emisin y por ruido.

Propender para que el sistema de transporte del Valle de Aburr sea seguro.

Reducir los tiempos de viaje de los ciudadanos.

Resolucin 1050 de 2004 Ministerio de Transporte

Reglamenta las caractersticas tcnicas de la marcacin y la sealizacin de toda la infraestructura vial [32].

Artculo 1: Adoptar el Manual de sealizacin vial - Dispositivos para la regulacin del trnsito en calles, carreteras y ciclo rutas de Colombia [17], como reglamento oficial en materia de sealizacin, de acuerdo con el documento adjunto, el cual forma parte integral del presente acto administrativo. Las disposiciones contenidas en este documento son de aplicacin en todo el territorio nacional para las calles, carreteras, ciclo rutas, as como para los pasos a nivel de estas con vas frreas o cuando se desarrollen obras que afecten el trnsito sobre las mismas.

Artculo 2: Toda entidad pblica o persona natural o jurdica que desarrolle la actividad de sealizacin vial, deber ceirse estrictamente al reglamento contenido en el citado Manual.

Ley 62 de 1982

Adopta el "Convenio sobre adopcin del Manual Interamericano de Dispositivos para el Control del Trnsito en Calles y Carreteras" [33].

Artculo 1: Los estados contratantes se comprometen a aplicar las disposiciones del presente convenio y las normas y procedimientos contenidos en el Manual Interamericano de Dispositivos para el Control del Trnsito en Calles y Carreteras, que ser considerado como parte integrante de este convenio. Con este fin los Estados Contratantes se comprometen a:

Promulgar todas las leyes, decretos, reglamentos y ordenanzas que sean necesarios a fin de asegurar la ms completa y plena adopcin del Manual.

Realizar las actividades materiales, organizar los servicios, aplicar los procedimientos y tomar las medidas conducentes a lograr la ms efectiva aplicacin del Manual.

Cabe resaltar que la Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos de los Estados Unidos de Amrica (NEMA) ha desarrollado normas que consideran los controladores accionados, detectores, monitores de conflicto, interruptores de potencia, intermitentes y requerimientos generales para los gabinetes. El propsito de estas normas es suministrar uniformidad en el equipo adquirido. Los fabricantes de controladores han encontrado la relacin expectativa/necesidades del mercado til para adecuarse a estas normas.

Ley 50 de 1990

En el Artculo 20 se establece que se le deben pagar recargos nocturnos a los trabajadores cuando trabajan ms de 36 horas semanales.

Decreto 1504 de 1998 Presidencia de la Repblica de Colombia

Reglamenta el manejo del espacio pblico en los planes de ordenamiento territorial [34].

Captulo Primero, Artculo 6: El espacio pblico debe planearse, disearse, construirse y adecuarse de tal manera que facilite la accesibilidad a las personas con movilidad reducida, sea sta temporal o permanente, o cuya capacidad de orientacin se encuentre disminuida por la edad, analfabetismo, limitacin o enfermedad, de conformidad con las normas establecidas en la Ley 361 de 1997 y aquellas que la reglamenten.

Gua de gestin socio-ambiental para obras en construccin

Es una normativa adoptada por rea Metropolitana del Valle de Aburr en 2009 y regula las actividades que conciernen a la instalacin de sensores en va pblica, se considera un instructivo de apoyo para proyectos que no requieren licencia ambiental [35].

Licencia

La licencia necesaria para la ejecucin del proyecto es la siguiente:

Licencia para la Intervencin y Ocupacin del Espacio Pblico: La cual da permisos para ocupar o intervenir bienes de uso pblico, en el espacio pblico, de acuerdo con las normas del POT [36]. Especficamente la modalidad de localizacin de equipamientos de esta licencia permite realizar obras en un rea destinada para equipamientos comunales pblicos [36]. La expedicin y el uso de esta licencia se encuentra regulada por el decreto 1504 de 1998, articulo 27.

Localizacin

Para el ao 2012, en Bogot circulaban 1.725.905 automotores [37], en Medelln 1.100.148 automotores [11] y en Cali para 2013 circulaban 644.844 vehculos motorizados [38]. De acuerdo a los datos anteriormente mostrados se observa que Bogot y Medelln son las ciudades con mayor parque automotor en el pas [11], [37], se decide abordar el problema en Medelln ya que se tienen datos verdicos de flujo vehicular y por el alto nmero de autos que circulan en comparacin con Bogot sabiendo que Medelln tiene menor poblacin.

Macro localizacin

Este proyecto se centrar en la ciudad de Medelln, ya que seencuentra en los primeros lugares de Colombia en inversin en transporte y en donde se ha presentado un crecimiento del parque automotor desde 2007 [5] (Grfico 1) que como se explic anteriormente es una causa directa de la congestin en la ciudad, adems no se cuenta con un sistema de semaforizacin en funcin del flujo que circula [31]en algunas intersecciones donde la congestin es crtica en determinadas horas del da.

Micro localizacin

Para tomar la decisin de cual interseccin de la ciudad es la que presenta mayor congestin y por ende requiere ser intervenida prioritariamente, se bas en la experiencia del profesor asociado de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Medelln, Ingeniero Civil Vctor Valencia Alaix, el cual sugiri trabajar en la interseccin de la calle 65 con carrera 80, en cercanas a la Facultad de Minas (Grfico 5). Cabe resaltar que en esta interseccin se tiene una va con un mayor congestin (calle 65) y otra con menor congestin (carrera 80) lo que sugiere que tambin presenta mayor demanda, puesto que la calle 65 presenta una volumen de vehculos por carril de 11958 vehculos/da, mientras que la carrera 80 una de 8788 vehculos/da.

Los semforos a estudiar son mostrados en el Grfico 5 y hacen parte de un conjunto dependiente, por tanto no se pueden estudiar por separado, a su vez este grupo de semforos no dependen de otros aledaos pues estn lo suficientemente alejados como para influir en dicha interseccin.

Grfico 5 Ubicacin interseccin

Elaboracin propia

En el POT, segn el acuerdo 48 del 2014 [30] los semforos se localizan en la franja de amueblamiento y/o zona verde que hace parte del andn siempre y cuando sean visibles para el conductor, esto se tendr en cuenta a la hora de la instalacin del sistema semafrico.

Estudio de mercado

El estudio de mercado se hace con el fin de determinar competidores posibles y las estimar la demanda mediante el uso de proyecciones.

Oferta

A continuacin se traer a colacin algunas empresas que estn en el campo de la semaforizacin inteligente y que cuentan como grandes competidores.

Netux

Es una empresa de Medelln encargada de desarrollar la semaforizacin del municipio de Medelln. Cuenta con una base de semforos y controladores de trfico inteligentes que permiten optimizar el funcionamiento de la red semafrica de la ciudad y tomar datos estadsticos e indicadores [39].

Grupo Jampig SAS

Empresa encargada en proyectos enfocados a la ingeniera vial, para soluciones de trfico por medio del desarrollo de la semaforizacin con tecnologa digital inteligente, controladores de trfico y semforos ecolgicos con luz electrnica. Esta empresa est ubicada en la ciudad de Bogot [40].

Sociedad Ibrica de Construcciones Elctricas S.A. (SICE)

Es una empresa multinacional ubicada en Madrid, Espaa desarrolladora de tecnologas inteligentes en el cambo del trfico y transporte.

Actualmente esta empresa presta sus servicios en Colombia en el cual implementa un proyecto que se est llevando a cabo en la ciudad de Pasto, basado en la instalacin de semforos inteligentes en 75 intersecciones de dicha ciudad, 4 mdulos de informacin moderna y personal capacitado para monitorear, gestionar y estudiar el trnsito de la ciudad [4] [41].

Demanda

La demanda se focaliza principalmente en el parque automotor circulante en la ciudad de Medelln, ms especficamente en el volumen vehicular que hace uso de la interseccin de la carrera 80 con la Playa calle 65 ya que es el punto de estudio de este proyecto.

En el ao 2014 en la ciudad de Medelln hubo una cantidad de 1.234.946 vehculos circulantes, lo cual represent un aumento del 4,50% respecto al ao 2013, adems el nmero de vehculos por cada 100.000 habitantes pas de 45.973 en 2012 a 58.889 en 2013, lo que demuestra que en los aspectos anteriores la demanda vehicular ha estado en un aumento constante [6] [11] [42].

Cabe destacar que los datos y aforos son muy escasos y muy difcil de obtener en puntos especficos debido a la ineficiencia o demora del trnsito y, porque en ocasiones no se han realizado estudios en dicha zona; en esta investigacin se obtuvo afortunadamente unos datos verdicos del ao 2013 tomados por estudiantes de la facultad de minas de la Universidad Nacional de Colombia, lo cual arroj un resultado semanal de 50.085 vehculos circulantes en esta interseccin y una demanda anual aproximada de 2.604.430 vehculos.

Proyeccin de la demanda

Dado que para la interseccin de carrera 80 con la calle 65 no hay datos histricos para proyectar la demanda vehicular que transitan por dicha va, se opt por mirar el crecimiento porcentual de la distribucin horaria de los viajes en Medelln por da [43] y aplicarle este crecimiento al volumen vehicular que se obtuvo del aforo realizado en dicha interseccin, con este dato se pudo obtener el volumen vehicular en el ao 2013 (Cr. 80 con Cl. 65). Posteriormente para la proyeccin, se realiz una regresin lineal estadstica para proyectar hasta el 2020 el crecimiento del parque automotor circulante en Medelln para finalmente sacar ao por ao la variacin porcentual y as aplicrsela al dato del volumen anual identificado en la interseccin [7] [44].

Tabla 3 Proyeccin de vehculos circulantes del municipio de Medelln

Elaboracin propia a partir de [7] [44].

Ao

Vehculos

circulantes

% de

crecimiento

2005

526.150

-

2006

605.273

15,4

2007

700.000

15,65

2008

767.548

9,65

2009

854.473

11,33

2010

936.565

9,58

2011

1.018.257

8,75

2012

1.100.148

8,04

2013

1.100.148

7,42

2014

1.181.817

4,50

2015

1.234.946

8,03

2016

1.334.155

6,02

2017

1.414.457

5,68

2018

1.494.758

5,37

2019

1.655.361

5,10

2020

1.735.662

4,85

Tabla 4 Proyeccin del volumen de vehculos anual en la interseccin de la Cr. 80 con Cl. 65

Elaboracin propia a partir de [7].

Ao

Volumen

Vehculos anual

(Cr. 80 con Cl. 65)

2006

1.333.871

2007

1.542.625

2008

1.691.484

2009

1.883.045

2010

2.063.515

2011

2.243.984

2012

2.424.452

2013

2.604.430

2014

2.721.513

2015

2.940.146

2016

3.117.110

2017

3.294.074

2018

3.471.038

2019

3.648.003

2020

3.824.967

Estudio tcnico

Con el fin de identificar los elementos necesarios (humanos, materiales e inmateriales) para el desarrollo exitoso del proyecto se realiz el estudio tcnico indicado a continuacin.

Alternativas tecnolgicas

Para los sistemas inteligentes de semaforizacin se cuenta con cuatro tipos de control de trnsito diferentes que se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5 Tipos de control de trnsito

Elaboracin propia a partir de [16] [45]

Tipo de Control

Descripcin

Semi-accionado

Sensores en la va con menor flujo.

Totalmente accionado

Sensores en ambas vas interceptadas

Densidad-volumen

Contador de vehculos e intervalo inicial variable

Semi-accionado coordinado.

Adems de sensores coordinacin de semforos adyacentes.

Segn las condiciones del rea a intervenir, donde se cuenta con dos vas de alto flujo, es decir que ambas demandas tienen la misma prioridad, se considera pertinente la implementacin del control totalmente accionado. Este control funciona para la interseccin ya que a pesar de que ambas cuentan con volmenes vehiculares importantes, los niveles de demanda varan significativamente y la direccin principal puede variar fase a fase [16], [45].

Para la operacin de semforos con programacin inteligente se requieren tres tipos de accesorios fundamentales:

Detectores

Su capacidad de deteccin es la que determina la eficiencia de los semforos accionados por el trnsito [45]. Es el encargado de brindar informacin de congestin, velocidad de vehculos y longitud de cola. Los tipos de detectores ms usados son mostrados en la Tabla 6 :

Tabla 6 Detectores

Elaboracin propia basada en [45]

Tipo de detector

Descripcin

Ubicacin

De presin

Detectan vehculos en varias direcciones al ejercer presin en el sensor.

Bajo el pavimento con la parte superior expuesta.

Magnticos

No requieren corriente elctrica y son de alta sensibilidad.

Bajo pavimento o a ras de este.

De radar

Se compone de un transmisor que emite microondas reflejadas por los vehculos y una antena.

Transmisor se debe ubicar sobre un elemento suficientemente alto y cuenta con cableado.

De induccin

Se compone de un lazo conductor de energa elctrica y un elemento amplificador. Cuando pasa un vehculo se da un cambio de inductancia e indica la presencia de este.

Ras de pavimento.

Controladores

Equipo bsico de operacin de los semforos de la interseccin, da el carcter de operacin inteligente ya que se encarga de asignar las fases de acuerdo con lo que sucede en la interseccin. Se selecciona el tipo de controlador teniendo en cuenta que todos deben incluir las siguientes variables [45].

Mnima brecha admisible

Razn de reduccin de la brecha

Verde y rojo peatonal

Verde mximo

Entre verde

Modo de retorno

Mnimo tiempo de fase

Los controladores presentes en el mercado son [45]:

PEEK AD 1820: Son los controladores usados en la ciudad de Medelln. Est diseado para operar hasta con 16 canales, con 32 opciones de hora y para la operacin coordinada. Cuenta con botones para uso peatonal.

ASC/2M-1000: Producidos por la empresa estadounidense ECONOLITE . Puede configurarse para un plan de seleccin de seis ciclos y para todo tipo de programacin accionada por el trnsito. Permite ejecutar fases auxiliares, soporta 32 sensores conectados a l.

EPAC300: Producidos por TAPCO en U.S.A. Puede trabajar con seis modos de coordinacin y cuentan con complementos operacionales.

Semforos

La principal innovacin tecnolgica involucrada en el semforo como tal ha sido el uso de luces LED, que permiten ahorros de energa del orden de 80GWh al ao en electricidad, es decir un 80% de reduccin del consumo adems de tener menores costos de mantenimiento. Presentan mejor visibilidad, mayor resistencia al impacto y al viento y eliminan la necesidad de elementos reflectantes en su interior [46].

Tecnologas seleccionadas

Sensor: Para la eleccin de los sensores a utilizar se tuvieron como criterios los siguientes aspectos:

Interoperabilidad

Facilidad de instalacin

Calidad y duracin

Sensibilidad

Resolucin

Rapidez de respuesta

Con base en los anteriores criterios, se seleccion un sensor tipo radar no intrusivo RTMS Sx-300 adems mide el flujo vehicular en cualquier condicin climtica, manufacturado por la empresa Image Sensing Systems, Inc.

Ilustracin 1 Sensor RTMS Sx-300Tomado de [47]

Tabla 7 Especificaciones tcnicas sensor RTMS Sx-300

Adaptado de [48]

Rango de Medicin

0 a 76 metros

Zonas de deteccin

Hasta 12 carriles

Frecuencia de Operacin

3dBm

Frecuencia de Operacin

24 GHz

Distancia de Alcance

35 m

Dimensiones

21cm x 21cm x 16 cm

Peso

1.5 kg

Voltaje de Operacin

12 - 24 VAC o VDC

Temperatura de operacin

-40C a +74C

Instalacin: Al ser un sensor a prueba de agua se puede instalar sin ningn problema en un poste ubicado al lado de la va cumplindose que este est alejado 1.6 metros del primer carril que se desea medir. El sensor se debe ubicar a una altura mnima de 5.6 metros para evitar obstrucciones posiblemente causadas por camiones o tracto mulas. Para la conexin con el gabinete es necesario un solo cable entre este y el sensor, dicho cable se ubicar por debajo de la va de tal forma que no obstruya el trfico de ninguna manera.

Gabinete: Se seleccion un gabinete de piso de 129 cm de alto (Ilustracin 2) de piso por su fcil instalacin, seguridad y resistencia a cualquier condicin ambiental.

Ilustracin 2 Gabinete

Tomado de [49]

Tabla 8 Especificaciones tcnicas del gabinete

Adaptado de [49]

Especificaciones tcnicas del gabinete

Material de construccin

Acero galvanizado

Cierre

Cerradura de 2 puntos de de vuelta

Ventiladores de techo

4 Ventiladores de 40 CFM

Ventiladores laterales

2 Ventiladores de 40 CFM

Capacidad

150 Kg

Peso

376 Kg

Sistema de control

Regleta Elctrica con 2 toma corrientes

Termostato para el control de temperatura

2 Breakers de 15 AMP

Alto

129 cm

Ancho

82 cm

Profundidad

75 cm

Instalacin: Se debe instalar de tal forma que no interfiera la visin de los conductores que atraviesen la interseccin semaforizada. Se fija sobre una superficie estable y nivelada en el corredor peatonal sin que interfiera mucho en el trnsito de estos.

UPS (Uninterruptible Power System): Es el dispositivo (Ilustracin 3) encargado de suministrar energa elctrica en casos de prdida de potencia o una cada de voltaje de tal forma que el sistema inteligente de semaforizacin pueda seguir en funcionamiento. Se opt por utilizar la UPS PowerWAVE1000/4 fabricada por la empresa Uninterruptible Power Supplies Ltd., ya que presentaba unas dimensiones fciles de instalar en el gabinete a utilizar.

Tabla 9 Especificaciones tcnicas de la UPS

Tomado de [50]

Especificaciones tcnicas de la UPS

Voltaje de entrada

120-220/240 VAC

Voltaje de salida

120 VAC

Frecuencia

50/60 Hz

Peso

19 Kg

Temperatura de Operacin

0C a 45C

Dimensiones

440 mm x 88 mm x 405mm

Autonoma

Hasta 20 min

Ilustracin 3 UPS PW1000/4

Tomado de [50]

Cmara Monitoreo:

Ilustracin 4 Sensor y cmara AutoScope ENCORE

Tomado de [51]

Funcionamiento: Es una cmara de alta calidad (Ilustracin 4). Posee bajo consumo de energa y resistente a condiciones climticas. Posee sistema de deteccin nocturna [51].

Tabla 10 Especificaciones tcnicas de la cmara de monitoreo

Tomado de [51]

Especificaciones tcnicas de la cmara de monitoreo

Voltaje Alimentacin

110/220 VAC 50/60 Hz

Peso

1.6 kg

Temperatura de Operacin

-34 C a +60 C

Dimensiones

24 cm x 11 cm x 27 cm

Formato de codificacin

MPEG-4

Funcin

Monitorear flujo vehicular y accidentalidad.

Fabricada por

ECONOLITE

Versin

AutoScope ENCORE [51].

Instalacin

Se instala en el mismo brazo en el que se ubican los semforos.

Software: Traffic Network Study Tool (TRANSYT) desarrollado en Reino Unido. Este software permitir controlar los semforos que necesitan ser coordinados con base en el funcionamiento de la interseccin con sensores (Carrera 80 con Calle 65) [16] y para mejorar el sistema se emplear el software Autoscope CitySync Metro [52].

Cabe resaltar que los semforos ya cuentan con la tecnologa LED, por tanto se usarn stos mismos para la implementacin del proyecto, cambiando naturalmente la programacin de los tiempos de cambio de estos.

Normas tcnicas

Las normas tcnicas que se deben considerar durante el desarrollo del proyecto estn dadas por el ICONTEC [53] y son las siguientes:

NTC 4896: sta norma hace referencia al ruido emitido por maquinaria y equipo junto con la determinacin de emisin de niveles de presin sonora en una estacin de trabajo y usa algunas referencias normativas ISO 3744, ISO 3745 e ISO 5725 que tratan de niveles de ruido.

NTC 4871: Esta es una de las normas en donde se especifica cmo determinar las emisiones de ruido de la maquinaria basndose en la ISO 3740 la cual ofrece parmetros para la medicin de potencia acstica emitida, ISO 3741 e ISO 3747 donde se brinda informacin de algunos mtodos para calcular los niveles de potencia acstica de la mquina.

En caso de que durante la instalacin de sensores se modifique la demarcacin horizontal ya presente, se deben considerar las siguientes normas tcnicas que hacen referencia a los materiales de demarcacin, los equipos utilizados y de la retro-reflectividad de la demarcacin del pavimento: NTC 4744-1, NTC 4744-2 yNTC 4744-3.

NTC 4070: Esta norma regula la frecuencia de ondas aceptada para que no afecte la salud de los ciudadanos.

Normas y especificaciones generales de construccin: Normativa diseada por Empresas Pblicas de Medelln para el rea Metropolitana del Valle de Aburr. Enel Captulo 3 trata el tema de remocin, intervencin y construccin de pavimentos [54].

Semforos: Se deben seguir las normas que se presentan en el Captulo 7 del Manual de Sealizacin Vial [17] se puede establecer qu tipo de semforo se implementar en la interseccin, algunas pautas para los controladores y en general indicaciones para la correcta instalacin del sistema semafrico.

Dimensionamiento

En el Grfico 6 se mostra el rea a intervenir y de influencia que este proyecto va a beneficiar.

El ancho de las calzadas (Tabla 11), rea a intervenir y de influencia se determin mediante la herramienta en lnea Google Earth PRO (Tabla 12).

Grfico 6 Semforos a intervenir

Elaboracin propia

Tabla 11 Ancho de va para cada semforo

Elaboracin propia a partir de Google Earth PRO

Semforo

Ancho de va (m)

Semforos coordinados

1

2.35

2

3.19

3

7.25

Semforos con controlador

4

10.7

5

6.3

6

10.67

7

5.1

Semforos coordinados

8

6.14

9

6.84

10

4.52

Tabla 12 rea de influencia y a intervenir

Elaboracin propia a partir de Google Earth Pro

Permetro (m)

rea (m2)

rea y permetro circular del proyecto

844.02

56897.84

rea real a intervenir

687

5382

Distancia Semforo (4,5,6,7) a sensores lejanos

23.5

Maquinaria, equipos y obra civil

Los elementos necesarios para la instalacin de la tecnologa seleccionada se presentan en la Tabla 13.

Tabla 13 Maquinaria segn tecnologa seleccionada

Elaboracin propia

Tecnologa seleccionada

Maquinaria, equipos y obra civil

Sensor

Postes de concreto

Cableado para conexin

Cortada

Vibrador

Pica

Concretadora

Cmara de monitoreo

Cuenta con un soporte integrado en su estructura para facilitar el montaje en el brazo del semforo

Destornilladores

Alicates

Tornillos

Gabinete y UPS

Destornilladores

Taladro

Tornillos

Materiales empleados

Se requiere principalmente concreto asfltico o material epxico para cubrir el orificio donde se instala el cableado. El cubrimiento epxico suele daarse con facilidad gracias a su rigidez, al contrario de las mezclas asflticas que son sellantes flexibles, motivo por el cual se decide usar concreto asfltico, y el volumen requerido de este material es mostrado a continuacin:

Tabla 14 Material para la instalacin de sensores

Elaboracin propia

Longitud total

(m)

Espesor y ancho del recubrimiento (cm)

Recubrimiento total (m3)

210

10

2.1

Considerando una densidad de mezcla de 2.4ton/m3, donde el 95% en peso son agregados ptreos y el 5% es asfalto, se tiene:

Tabla 15 Volumen de elementos de la mezcla

Elaboracin propia

Material

Medida

Agregados ptreos (Kg)

4800

Asfalto (m3)

0.105

Personal necesario y salarios

No se tiene en cuenta el personal necesario para estudios previos pues con estos ya se cuentan para el inicio del proyecto.

Para la ejecucin del proyecto se requiere el siguiente personal humano: Un oficial, un maestro general, tres ayudantes y dos programadores.

Normas de seguridad industrial

En Colombia en el Estatuto de Seguridad Industrial, establecido con la resolucin 2400 de 1979 del Ministerio de Trabajo y Seguridad Social [55], se establecen las disposiciones de seguridad para los trabajadores en los sitios donde laboran. Ver Tabla 16

Tabla 16 Normas de Seguridad Industrial

Elaboracin propia basada en [55] [17]

Normas de seguridad industrial

Artculo 88

Niveles mximos admisibles de ruido y vibraciones para zonas urbanas los cuales sern los parmetros a controlar en la instalacin de los sensores.

Artculo 93

Correcto mantenimiento de equipos herramientas, mejoras en el diseo de la maquinaria y capacitar adecuadamente a los trabajadores para el manejo de sta.

Artculo 177

Elementos de proteccin personal que deben portar los trabajadores que estn expuestos a riesgos en su sitio de trabajo, en este caso seran en el proceso de instalacin, ruido y probabilidades de accidentes vehiculares ( guantes de cuero, tapa-odos, gafas, cascos, viseras, calzado industrial y chalecos con hologramas reflectores)

Estatuto de Seguridad Industrial: Artculos 628 y 629

Se especifican los materiales que deben tener las escaleras o andamios a utilizar y los cuidados que deben tener los trabajadores durante su uso

Manual de Sealizacin Vial del Ministerio de Transporte: Captulo 4

Tipos de sealizacin adecuada por la obra; vallas, conos, barreras para controlar el flujo vehicular, avisos y se muestra la forma en que deben ser distribuidos en la va.

Descripcin del proceso

En las secciones siguientes se mostrar el proceso tanto de instalacin como de funcionamiento del sistema a implementar con el proyecto.

Instalacin

Para la instalacin del sistema inteligente de semforos, se plantea la siguiente hoja de ruta:

1. Verificacin del correcto funcionamiento de los sensores.

2. Ubicacin de los postes para los sensores.

3. Ubicar las cmaras al lado de los semforos centrales de la interseccin.

4. Ubicacin del gabinete.

a. Verificar conexin elctrica.

b. Ubicar la(s) tarjeta(s) controladora(s).

c. Instalar la UPS.

5. Abrir las zanjas necesarias para ubicar el cableado elctrico sensores-gabinete y cmaras-gabinete

6. Conectar los sensores y cmaras al gabinete.

7. Conexin con los semforos.

8. Puesta en marcha del sistema.

Funcionamiento

Se denomina un control totalmente accionado, cuando el conjunto de accesos de una interseccin tiene detectores y funcionan accionados por el trnsito.

Estos controles operan sobre la demanda vehicular que registran los detectores, por ejemplo, en una operacin de dos fases, ambas tienen un intervalo inicial y vehicular, igualmente consta de extensin del intervalo y de intervalos de despeje los cuales son opcionales. Como estas dos fases son accionadas, cualquiera puede ser suprimida por falta de trnsito vehicular. Si en algn instante no se detecta flujo vehicular por alguna de las vas, el verde permanecer en la ltima va que se accion.

En intersecciones de mayor complejidad donde puede haber desde cuatro hasta ocho intersecciones, funcionando de igual forma como se describi anteriormente, el controlador es lo suficientemente inteligente para poder medir las variaciones vehiculares y as controlar la interseccin dando los cambios de verde requeridos

Ahora bien, los controladores funcionan bajo el supuesto de que todas las demandas vehiculares o fases son de igual importancia, lo cual indica que no se pude concluir que alguna tenga un modelo de llegadas que supere a otra. Estos controladores son bastante funcionales en intersecciones aisladas donde los niveles de demanda varan significativamente es decir la direccin principal o de prelacin varan fase a fase dependiendo las horas pico.

Grfico 7 Diagrama de flujo del funcionamiento del sistema

Elaboracin propia a partir de [16]

Terminologa:

En un control totalmente accionado si no se presenta suficiente demanda sobre la fase que tiene el verde en ese instante se puede dar el caso de que el otro acceso reciba el verde inmediatamente. Si la demanda sobre la fase que tiene dado el verde es muy alta, entonces la llamada en la fase de conflicto se deber esperar a que se finalice el mximo periodo de verde en dicha fase [45].

Comnmente un tiempo para el intervalo vehicular es de 3.5 segundos aunque es recomendable calcularse de mejor forma para cada interseccin [45].

Existen 4 fundamentos bsicos para la programacin de los controladores totalmente accionados: intervalo inicial, intervalo vehicular o unitario o de extensin, intervalo mximo e intervalo de despeje [45].

Intervalo inicial: Tiempo que permite que los vehculos que estn en cola arranquen y despejen el acceso.

Intervalo vehicular: Tiempo durante el cual se extiende el verde para cada vehculo detectado o el tiempo de paso desde el detector hasta la lnea de deteccin

Intervalo mximo: Tiempo total permitido para la fase. Determina una mayor duracin de los intervalos en los cuales se intenta mantener el verde despus de que se ha hecho una llamada por otra fase.

Intervalo de despeje: Tiempo de todo rojo. Permite que no quede ningn vehculo en la interseccin cuando el verde cambie de fase.

El controlador es programado para mostrar un verde mnimo que consta de un intervalo inicial ms el intervalo vehicular [45]. Esto se debe dar para que permita despejar una probable cola de vehculos en espera. La cola puede estimarse como el promedio de vehculos que se acumulan entre la lnea de deteccin y el detector durante un periodo de rojo.

Grfico 8 Esquema de una fase accionada por la llegada de vehculos

Tomado de [45]

Un intervalo inicial debe asignarse como el nmero de segundos el cual sumado al intervalo vehicular iguale el verde mnimo ya calculado. Los intervalos anteriores se observan en el Grfico 8.

Esta programacin debe ser muy minuciosa y ms aun a la hora de programa la duracin del intervalo vehicular pues es uno de los ms importantes. Para conocer esta duracin es necesario conocer la distancia entre el detector y la lnea de deteccin, la velocidad promedio con la que los vehculos se mueven desde el detector hasta la lnea de deteccin y las condiciones nicas y particulares que tiene cada interseccin.

Las condiciones para la operacin en intersecciones suelen ser en su mayora bastante complejas, por lo cual no se conocen criterios o reglas exactas de operacin; pero si se puede basar en algunos conocimientos sacados de la experiencia como por ejemplo [45]:

Los ajustes de programacin debern hacerse cuando se presente volumen vehicular para asegurar su eficiencia.

Despus de un estudio de localizacin de detectores y volmenes de trnsito con sus respectivas variaciones, se establecen los valores finales con que funcionarn los controladores. Todo esto debe ser para las horas con mayor demanda vehicular para as ir haciendo paulatinamente los ajustes necesarios de acuerdo a las observaciones

Despus de su instalacin y programacin finalizada, se debe asegurar que personal no autorizado manipule la programacin.

En general la programacin de tiempos de verde mnimo e intervalo vehicular, se hace con la intencin de minimizar las prdidas de tiempo dentro de la interseccin

Por lo general periodos de tiempos cortos aseguran un correcto funcionamiento.

Operacin y funcionamiento:

En el Grfico 9 se muestra una interseccin bsica operando bajo este sistema.

Grfico 9 Interseccin bajo operacin totalmente accionada

Tomado de [45]

Diseo de planta

Grfico 10 Diseo de planta

Elaboracin propia

Evaluacin ambiental

En todo proyecto, la afectacin que ste pueda tener en el medio ambiente es de gran importancia, por tanto a continuacin se expondrn los requerimientos legales, el manejo y las ventajas que este proyecto tiene para el ambiente.

Requerimientos legales

Resolucin 0627 de 2006: Norma de emisin de ruido, en el artculo 17 se establece el mximo nivel de ruido en el sector, en este caso consideramos los sectores B y C que se refieren a Universidades, centros de estudio e investigacin y a instalaciones de tipo comercial [56].

Resolucin 610 de 2010: Se determinan los niveles permisibles de emisiones por fuentes mviles y la calidad del aire para todo el territorio nacional [57].

Gua de manejo socio-ambiental para la construccin de obras de infraestructura pblica: En uno de sus parmetros indica como debe ser el manejo de los residuos slidos que para este caso es concreto asfltico, en otro se especifican las medidas que se deben tomar a la hora de intervenir la va [35].

Manejo

Durante la etapa de construccin; es decir, durante la instalacin de los sensores en las calles, se generan principalmente 3 impactos negativos; el primero es que se presenta inconformidad en la comunidad que vive cerca por el ruido que produce la maquinaria, habra una pequea alteracin en el flujo vehicular por una obra en la va y por ltimo generacin de escombros [58].

Como medidas para minimizar los impactos se trabajar en horas donde el flujo sea mnimo; normalmente desde las 00:00 hasta antes de las 5:00 am, se deben instalar polisombras para minimizar el ruido y garantizar la seguridad de los trabajadores, se colocarn reflectores que mejoren la visibilidad a lo largo de esta etapa junto con seales de aviso de construccin en la va y franjas anaranjadas para delinear el espacio de trabajo [17].

Para la recoleccin de escombros [35] se usar el servicio de Empresas Varias de Medelln [59] que segn la cantidad escombros determina un precio por recoleccin. El precio segn los escombros generados se muestra en la Tabla 17.

Tabla 17 Clculo volumen de escombros y de recoleccin


Clculo volumen de escombros y costo de recoleccin

Volumen de escombros generados en la instalacin [

4.2

Precio por de escombros (EEVVM) (COP$)

33000

Precio total por recoleccin de escombros (COP$)

138600

Ventajas ambientales del proyecto

Con el desarrollo del proyecto se espera que los impactos ambientales generados por la congestin disminuyan. Se han hecho estudios que afirman que las emisiones dependen de la velocidad media que lleve el vehculo [60]. Al reducir la congestin en la interseccin establecida se aumenta la velocidad media de los vehculos que circulan, por ende las emisiones de y disminuiran [61] como se muestra en el Grfico 11 y Grfico 12.

Grfico 11 Emisiones CO (Gasolina Euro 3)

Tomado de [61]

Grfico 12 Emisiones CO2 (Gasolina Euro 3)

Tomado de [61]

Se considera que en las horas punta la emisin de sustancias contaminantes es mayor que en horas valle, en el Grfico 13 y Grfico 14 se muestra la justificacin de lo anteriormente expuesto; dichos grficos fueron contruidos segn monitoreos de la calidad del aire en la Estacin No. 4 por parte de la Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia el da 13 de Julio de 2015 [62].

El consumo de combustible tambin depende de la velocidad media del auto, se encontraron estudios para 2 tipos de vehculos pesados de transmisin mecnica (Tabla 18) en los que se observa que en primera marcha (cada vez que el vehculo arranca) este consume ms combustible [12]. Este estudio es til para el proyecto ya que por la interseccin establecida circulan este tipo de vehculos y si se reduce la congestin llevaran un flujo constante y tendran que arrancar menos veces.

Una matriz de causa y efecto tambin fue construida en el marco de este proyecto y es mostrada en el Anexo B.

Grfico 13 Emisiones de CO del 13 de Julio de 2015 en la Facultad de Minas

Tomado de [62]

Grfico 14 Emisiones de NO del 13 de Julio de 2015 en la Facultad de Minas

Tomado de [62]

Tabla 18 Consumo de combustible de vehculos a gasolina

Adaptado de [12]

Vehculo 1

Vehculo 2

Motor

Gasolina

Gasolina

Cilindraje [

6000

4250

PCI combustuble [kJ/kg]

43964

43964

COMSUMO EN PERODO DE IMPULSO

En primera marcha

90.4

54.2

En segunda marcha

39.0

20.2

En tercera marcha

27.8

25.4

En cuarta marcha

18.8

24.9

Consumo total en periodo de impulso

202.6

126.4

Evaluacin financiera

Debido al desarrollo del proyecto se opt simplemente por definir cada costo segn su categora de utilizacin, tomando en cuenta que todos los costos son fijos ya que estn establecidos sus precios para la obra [63], por lo cual se clasifico los costos en:

Presupuesto y costos

Obra civil:

Tabla 19 Costos obra civil

Elaboracin propia a partir de [64] y Anexo C

ACTIVIDAD

UNIDAD

VALOR UNITARIO (COP$)

CANT.

VALOR TOTAL (COP$)

DEMOLICIN, cargue, transporte y botada de escombros de PAVIMENTO ASFLTICO, cualquier espesor, en vas o en brechas. Incluye localizacin, demarcacin, marcada de redes y acometidas, corte. Adems recuperacin de los materiales aprovechables o su transporte hasta el sitio que lo indique la interventora. Picada en tamaos mximo de 40cm. La reparacin de daos en las redes estar a cargo del contratista.

m

36.509

21

766.689

EXCAVACIN MANUAL de material heterogneo de 0-2 m, bajo cualquier grado de humedad. Incluye: roca descompuesta, bolas de roca de volumen inferior a 0.35 m., el cargue, transporte interno y externo y botada de material proveniente de las excavaciones en los sitios donde lo indique la interventora y su medida ser en el sitio.

m

46.030

2,1

96.663

Suministro y colocacin de arenilla compactada para llenos en brechas, zanjas, apiques. Incluye el suministro, transporte, colocacin del material de acuerdo a las Normas INIVIAS 220-07, articulo 610

m

37.033

2,1

77.769

Suministro, transporte y colocacin de mezcla asfltica en fro para pavimento Tipo MDC-2, segn norma INV 450-07. Compactada con medios mecnicos y riego de liga e imprimacin en la base con emulsin asfltica catinica de rompimiento lento CRL y todo lo necesario para su correcta construccin y funcionamiento. La excavacin y la base se pagan por su respectivo tem. Incluye suministro, transporte y colocacin

m

547.419

2,1

1.149.580

Suministro, transporte e instalacin de tubera PVC de 1" por piso y/o muro para red de energa normal, telecomunicaciones, sonido, Tv y/o datos. Incluye ducto, pega PVC, curvas, adaptadores, gua y dems elementos necesarios para su correcta instalacin.

ml

13.206

210

2.773.260

Instalacin (1 persona)

Ud

2.514.890

1

2.514.890

Vuelo instalacin (BOG-MDE)

Ud

194.770

1

194.770

viticos instalacin (hotel, alimentacin y transporte)

Ud

210.000

7

1.470.000

Total:

9.043.621,20

Equipos e insumos:

Tabla 20 Costos de equipos e insumos civil

Elaboracin propia a partir de [65], [50], [66] y Anexo D

Suministros y equipos

Modalidad

Unid.

Costo unitario (COP$)

Costo total (COP$)

Malla azul de cerramiento (1 x 4) (m)

Compra

30

4.400

132.000

Sensor RTMS SX 300

Compra

4

11.317.005

45.268.020

RTMS 40-foot 6-pair cable

Compra

17

749.437

12.740.433

Caja de control

Compra

2

1.383.190

2.766.379

RTMS Software License (Bsico Necesario)

Compra

1

251.489

251.489

Software avanzado CITY SINC METRO (Opcional)

Compra

1

13.180.538

13.180.538

UPS

Compra

1

6.250.770

6.250.770

Gabinete

Compra

1

2.668.000

2.668.000

Camara Autoscope Encore MVP

Compra

4

8.439.971

33.759.883

Auto Encore Cable 80 ft

Compra

6

364.659

2.187.954

Autoescope Encore Mouting Bracket 10" pedestal

Compra

4

123.230

492.918

Autoscope Encore Terra Interface Panel FIT PN#

Compra

4

1.755.393

7.021.573

Autoscope Encore Terra Access Point ECON Ver

Compra

4

4.946.789

19.787.155

6 Autoscope Encore Cable, 3 cond 18 AWG Carolprene 1000 ft

Compra

4

1.987

7.947

IVA (Sensor, Camara, instalacin y sus accesorios)

N/A

1

7.204.572

7.204.572

Postes de concreto

Compra

4

360.000

1.440.000

Costos de envi

Compra

1

774.083

774.083

Total:

155.933.715

Personal:

Tabla 21 Costos personal

Elaboracin propia a partir de [67], [68]

Personal

Cant.

Das

Costo unitario + prestaciones

Costo total

Oficial

1

7

77.129

539.903

Maestro general

1

7

109.221

764.547

Ayudante 1

1

7

42.067

294.469

Ayudante 2

1

7

42.067

294.469

Ayudante 3

1

7

42.067

294.469

Programador 1

1

60

75.410

4.524.604

Programador 2

1

60

75.410

4.524.604

Total:

11.237.065

Cabe destacar que los precios de los sensores, cmaras, gabinetes y tarjeta controladora estn dados en dlares por lo cual se toma como referencia un precio histrico proyectado del dlar y se hace la conversin a pesos colombianos.

Fijacin del precio

Dado que el proyecto de desarrollo no est destinado a ofrecer un producto en venta, se es incoherente fijar un precio por lo cual este tem no ser tomado en cuenta.

Punto de equilibrio

Para hallar el punto de equilibro se necesitan tener 3 datos, costos fijos, costos variables y ventas totales, y puesto que el proyecto no cuenta con ventas como se dijo anteriormente, este inciso no ser tomado en cuenta.

Flujo de caja

En el presente flujo de caja se tom como supuesto que el estado por medio de la secretaria de movilidad de Medelln otorgara en base de la menor cuanta un presupuesto de $589.500.000 para la realizacin del proyecto [69]; todo en base a las cifras mostradas en la secretaria de movilidad de los precios mnimos y mximos destinados para proyectos [70].

FLUJO DE CAJA.

-IngresosCOP$ 0

-CostosCOP$ (176.214.401,49)

-Costos de actividadCOP$ (9.043.621,20)

-Costos de personalCOP$ (11.237.065,00)

-Costos de materialesCOP$ (155.933.715,29)

-Costos variablesCOP$ 0

-DepreciacinCOP$ 0

=UTILIDAD OPERATIVACOP$ (176.214.401,49)

-Impuesto de renta (25%)COP$ 0

=UTILIDAD ANTES DE INTERESESCOP$ (176.214.401,49)

-InteresesCOP$ 0

+DepreciacinCOP$ 0

=FLUJO DE CAJA PURO COP$ (176.214.401,49)

Evaluacin socioeconmica

Con el fin de cuantificar los beneficios sociales que la implementacin de este proyecto traer a la sociedad, se realiz una evaluacin socioeconmica de dicho programa.

Poblacin beneficiada

Segn la estimacin de demanda calculada en la seccin 8.2.1, por la interseccin circularan 2.940.196 vehculos en el presente ao incluyendo vehculos particulares y de servicio pblico. Es complicado estimar cuantas personas exactamente se ven beneficiadas puesto que se desconoce el nmero de individuos que viaja por vehculo, aun as se realiz la evaluacin socioeconmica asumiendo una persona por vehculo.

Cuantificacin de beneficios sociales y costos

Como se enunci en un principio los beneficios que presenta dicha poblacin con la implementacin del proyecto son:

Disminucin en el consumo de combustible: Para el mes de Julio el precio de un galn de gasolina corriente en la ciudad de Medelln es de COP$ 8135.96 [71]. Evaluando la informacin mostrada en la Tabla 18 junto con el valor de la gasolina corriente, se observa claramente que los vehculos consumen ms combustible cuando funcionan en primera marcha (usada al arrancar) que en tercera marcha, en este caso para un vehculo de 6000 se habla de un 69,2%, y para un vehculo de 4300 una reduccin del 53,1%. Con la implementacin del proyecto se espera que los vehculos se detengan menos veces, por tanto usaran menos frecuentemente la primera marcha. En la Tabla 22 se muestra el ahorro para los dos vehculos nombrados anteriormente si usaran la tercera marcha en lugar de la primera, y con base en esta informacin y contando el nmero de veces que un vehculo usa la primera marcha (cantidad de arranques) fcilmente se podra calcular el ahorro total que dicho vehculo hace.

Tabla 22 Comparacin de costos entre primera y tercera marcha

Elaboracin propia a partir de [12], [71].

Vehculo

Marcha

Consumo

Costo COP$

Ahorro COP$

6000

1

90.4

193.5

-

3

27.8

59.5

134.0

4250

1

54.2

116.0

-

3

25.4

54.4

61.6

Disminucin del estrs: Si se disminuye el estrs en las personas se puede evitar ataques cardiacos por aumentos en la presin arterial, se evitan enfermedades como el acn, la gastritis o jaquecas y se evitan sntomas de fatiga por no dormir bien [13], por ende no es necesario gastar dinero en medicamentos como Cardio-aspirinas, Jabones Asepxia, Lansoprazol, Sevedol y medicamentos para conciliar el sueo como la Melatonina [72], los valores de los medicamentos y por tanto lo que se ahorrara la gente al dejar de usarlos se presentan en la Tabla 23 La comunidad adems que elude estas afectaciones puede tener un mayor rendimiento en su trabajo o estudio y mejores relaciones familiares [73].

Tabla 23 Precios medicamentos

Elaboracin propia a partir de [72], [73]

Medicamento

Cantidad

Laboratorio

Precio COP$

Cardio-aspirina

28 tabletas

Bayer

10000

Lansoprazol

20 tabletas

MK

11500

Sevedol extrafuerte

8 tabletas

Lafrancol

7600

Melatonina

60 tabletas

12300

Jabn Asepxia

1 barra

Genomma Lab

23000

Okey

30 tabletas

Lafrancol

35000

Tiempo de trabajo: El tiempo de trabajo de las personas es bastante valioso como para perderlo a causa de la congestin vehicular por eso es importante para el presente proyecto evitar que esto ocurra, en base al salario mnimo actual en Colombia se encontr el costo de una hora de trabajo para un ciudadano como se muestra en la Tabla 24 para que, de este modo obtener un estimado del dinero que dicha persona puede dejar de ganar a causa de la congestin vehicular (35 minutos [74]), con la implementacin de este proyecto se ahorraran al menos 10 minutos atravesando una vez la interseccin intervenida lo que equivale a COP$ 447.5

Tabla 24 Anlisis del salario mnimo


COP$

Salario mnimo en Colombia

644350

Valor de una hora de trabajo

2685

Valor de un minuto

44.75

Ahorro de una persona en un viaje ida y vuelta por la interseccin intervenida

895

Es importante considerar que la velocidad de los vehculos aumentara al menos en un 10% a la actual, segn afirma el profesor de Ingeniera de Trnsito Vctor Gabriel Valencia de la Universidad Nacional sede Medelln.

Aumento en tiempos de ocio: Si los conductores que circulan diariamente por la Avenida 80 con calle 65 no se enfrentan al problema de la congestin pueden ahorrarse como mnimo 10 minutos de viaje como se mencion anteriormente, y por ende tendrn al menos 10 minutos que podrn invertir en lo que deseen; pasar tiempo en familia, tomar siestas, practicar algn deporte o sacar a pasear su mascota. El tiempo de ocio es algo difcil de cuantificar econmicamente ya que trae consigo asuntos muy particulares.

Anlisis de riesgos

Para la realizacin del estudio de riesgos se us el mtodo G.H.A. en el cul se identifican las amenazas y de acuerdo a su frecuencia y gravedad se le otorga un nivel de aceptabilidad [76].

Identificacin de riesgos

Los escenarios negativos para el proyecto que fueron identificados son:

Tabla 25 Amenazas

Elaboracin propia

tem

Amenaza

E1

Eventos atmosfricos (vendavales, granizadas, tormentas elctricas,etc.)

E2

Accidentes de vehculos

E3

Accidentes personales

E4

Hurtos

E5

Vandalismo

E6

Amenazas informticas

E7

Incendios elctricos

E8

Fallas en sistemas y equipos

E9

Falta de cobertura de empresas fabricantes

Medicin de riesgos

Una vez identificados los distintos escenarios, se procede a medir cualitativamente su impacto sobre el proyecto en los mbitos humano, ambiental, operacional, econmico e institucional, tal y como se muestra a continuacin.

Tabla 26 Medicin de afectacin de escenarios

Elaboracin propia

FACTORES DE IMPACTO E1

tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

F5

Institucional

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

F5

Institucional

X

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

F5

Institucional

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

X

F5

Institucional

X

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

X

F5

Institucional

X

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

F5

Institucional

X

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

X

F5

Institucional

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

X

F5

Institucional

X

X


tem

Factor de impacto

Sensibilidad

Seleccin

B

M

A

F1

Humano

X

F2

Ambiental

X

F3

Operacional

X

X

F4

Econmico

X

F5

Institucional

X

X

Con base en la informacin presentada en los numerales 13.1 y 13.2 se construy la matriz de riesgo mostrada a continuacin.

Tabla 27 Matriz de riesgo

Elaboracin propia

tem

Amenaza

Significancia

Seleccin

Frecuencia

Factores de impacto

Consecuencias

Riesgo

Calificacin de aceptabilidad

(TR)

(PD)

(S)

Nivel

SI

NO

Nivel

Vr

Nivel

Vr

Rx

E1

Eventos atmosfricos (vendavales, granizadas, tormentas elctricas, etc.)

3

3

9

Muy significativa

x

Moderado

4

Operacional

Marginal

2

8

Aceptable

E2

Accidentes de vehculos

2

2

4

Significativa

x

Constante

6

Humano

Depende del accidente

Operacional


Institucional

Grave

5

30

Inaceptable

E3

Accidentes personales

2

2

4

Significativa

x

Constante

6

Humano

Marginal

2

12

Tolerable

Operacional


E4

Hurtos

1

3

3

Significativa

x

Constante

6

Econmico

Depende del hurto

Operacional

Depende del hurto

Institucional

Crtica

10

60

Inaceptable

E5

Vandalismo

2

2

4

Significativa

x

Constante

6

Operacional

Depende del dao ocasionado

Econmico


Institucional

Crtica

10

60

Inaceptable

E6

Amenazas informticas

2

2

4

Significativa

x

Improbabilidad

1

Operacional


Institucional

Grave

5

5

Aceptable

E7

Incendios elctricos

2

2

4

Significativa

x

Ocasional

3

Ambiental

Marginal

2

6

Aceptable

Operacional


Econmico


E8

Fallas en sistemas y equipos

3

3

9

Muy significativa

x

Ocasional

3

Operacional

Depende de la falla

Econmico

Depende de la falla

Institucional

Grave

5

15

Tolerable

E9

Falta de cobertura de empresas fabricantes

2

3

6

Muy significativa

x

Remoto

2

Operacional

Catastrfica

50

100

Inadmisible

Institucional

Desastrosa

20

40

Inadmisible

Gerencia del proyecto

En esta seccin se presenta el cronograma y la matriz DOFA del proyecto.

Cronograma

Tabla 28 Cronograma

Elaboracin propia

Mes 1

Mes 4

Semana

1

2

3

4

1

2

3

4

Dias

x

x

x

x

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

Inicio del proyecto

Socializacin del proyecto

Construccin

Inducir personal de obra

instalar postes

instalar sensores, cmara y gabinetes

Abrir huecos del cableado

instalar cableado

tapar huecos

instalar el software

Programar y adaptar el software

instalar el Transyt

programar y coordinar semforos adyacentes

Pruebas Funcionales

Implantacin y estudios

Modificacin

Estabilizacin

Tiempo total de ejecucin del proyecto sin contar estudios previos ya realizados por nosotros: 3 meses con 3 semanas y 4 das.

Se observa que en el cronograma se pasa del mes 1 directamente al mes 4, esto se debe a que el pedido de los productos para la semaforizacin inteligente desde Estados Unidos demora aproximadamente 2 meses para el envo.

Anlisis DOFA

Estudiando concienzudamente el proyecto se identificaron las siguientes fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas.

Fortalezas:

1. El proyecto ofrece calidad en el servicio gracias a la obtencin de productos certificados para su funcionamiento.

2. Sistema con capacidad para futuros cambios en las vas.

3. Capacidad de gestin del equipo de trabajo.

4. No se afecta en gran medida el medio ambiente.

5. Disminucin del estrs de los conductores.

6. Reduccin en el consumo de combustible.

Oportunidades:

1. Financiacin de entes gubernamentales para la ejecucin del proyecto.

2. Inversin en obras de movilidad por parte de la alcalda.

3. Los semforos actuales poseen tecnologa LED por lo tanto no hay que implementarlos en el proyecto.

4. Los proyectos de movilidad innovadores estn implantados en el POT por lo tanto se tiene va libre para la ejecucin.

5. Atencin por parte de la polica, bomberos y defesa civil en caso de emergencia.

6. Cooperacin de la secretara de trnsito para la puesta en marcha del sistema.

7. Antecedentes internacionales que respaldan el funcionamiento del sistema.

Debilidades:

1. Desconocimiento del mercado.

2. Poca informacin de estudios sobre movilidad en la interseccin.

3. Pocos antecedentes de implementacin de estos tipos de sistema en Medelln.

4. Equipos necesarios para la instalacin deben ser importados.

5. Pocos recursos econmicos propios.

Amenazas

1. Fenmenos naturales como lluvias torrenciales, temblores, altas temperaturas, etc.

2. Comportamientos no adaptativos por parte de los ciudadanos respecto al funcionamiento del sistema.

3. Amenazas informticas que puedan alterar el software de funcionamiento del sistema.

4. Incendios por sobrecarga debido a aumentos de potencial en redes elctricas que alimente el sistema.

5. Fallas en sistemas y equipos debido al mal uso o a la vida til de stos.

6. Competencia por parte de otras empresas que quieran implementar este tipo de sistema en la misma regin geogrfica.

7. Falta de cobertura de empresas fabricantes en el exterior, lo que conlleva a tener pocos proveedores de partes y equipos.

Tabla 29 Matriz DOFA


Fortalezas

Debilidades

Oportunidades

Planes de mejoramiento continuo del sistema integrando la tecnologa utilizada con nuevas alternativas de desarrollo vial. (F1+F2XO2+O3+O4)

Mejora en la experiencia vial por parte de los actores viales tales como conductores, pasajeros, peatones y agentes. (F5+F6XO2+O6)

Usar los estudios e investigaciones hechos en otros pases para la optimizacin del sistema. (O7XD1+D2+D3)

Adecuar los gastos de instalacin y mantenimiento de acuerdo a los recursos brindados por los entes gubernamentales establecidos en le POT. (O1+O4XD4+D5)

Amenazas

Usar las garantas brindadas por los fabricantes para la reparacin de los equipos en caso de fallas o daos. (F1XA5+A6)

Formulacin de planes de culturizacin hacia los ciudadanos para la aceptacin del sistema por medio de las ventajas que ste ofrece. (F3+F4+F5XA2+A3)

Utilizar productos de calidad que garanticen el funcionamiento en eventos no pronosticados como fenmenos naturales o sobrecargas. (F1XA1+A3+A4+A5)

Por medio de las cmaras instaladas en los semforos realizar estudios de movilidad en la interseccin para mejorar el funcionamiento y acoplarlo a las recomendaciones que tenga la comunidad. (D2+D3XA2)

Buscar empresas fabricantes en el continente que tengan facilidades de exportacin. (D4+D5XA7)

Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones:

1. Segn todos los estudios realizados se evidencia que existe gran variedad de tecnologa concebida para mejorar la movilidad, slo depende de una buena administracin y estudios previos para implementarlos con el fin de sacar el mayor provecho de estos sistemas.

2. Al reducir los tiempos de viajes se ayuda y mejora una cantidad significativa de variables tanto para la calidad humana como la ambiental, puesto que se evitara al mximo congestiones que llevan consigo efectos negativos como estrs , escases de tiempo de ocio, contaminacin, entre otros.

3. Para realizar un proyecto de movilidad con semforos, se debe tener muy claro el funcionamiento de estos puesto que esta rama es toda una ciencia compleja que si no se tiene el respectivo conocimiento puede llegar a empeorar el problema en lugar de solucionarlo.

4. Para la ejecucin de un proyecto es indispensable conocer todas las normas y leyes que a este lo rige, debido a que cada uno tiene unas caractersticas nicas dependiendo del propsito de este, y si no se toman en cuenta pueden acarrear sanciones, accidentes o fracaso del proyecto.

5. Para determinar el lugar de un proyecto es de vital importancia hacer un estudio de localizacin, ya que con este se puede conocer cul es el punto ptimo para tratar y as evitar invertir tiempo en algo que en realidad no necesita prioridad en el problema.

Recomendaciones:

1. La secretara de transito debe de darle un mayor uso a su sistema inteligente de movilidad, ya que cuentan con una tecnologa avanzada pero no estn aprovechando ni procesando los datos que con ella obtienen.

2. Se debe optar por realizar ms aforos en las vas ms crticas de Medelln, pues esta es una informacin muy escasa e importante para el desarrollo de cualquier proyecto de movilidad.

3. Para futuros estudios se debe tener muy claro que en el tema de mejorar la movilidad no slo se debe analizar un punto especfico, si no que se debe tener una visin perifrica del problema ya que las vas de la ciudad son toda una red compleja de nodos donde en muchos casos intervenir un punto, generara problemas incluso mayores en otro u otros.

Referencias[1] V. G. Valencia Alaix, Interviewee, Experto en sistemas de trnsito y semaforizacin. [Entrevista]. 30 Junio 2015.[2] Moscow City Government, Intelligent Transport System in Moscow to become available within several months, [En lnea]. Available: http://www.mos.ru/en/authority/activity/transport/?id_14=30091. [ltimo acceso: 14 Julio 2015].[3] Barcelona Inspira, Barcelona inspira - Semforos inteligentes, [En lnea]. Available: http://smartcity.bcn.cat/es/semaforos-inteligentes.html. [ltimo acceso: 3 Julio 2015].[4] Alcalda de Pasto, Pasto, ciudad pionera en sistema de semaforizacin en Colombia, [En lnea]. Available: http://pasto.gov.co/index.php/nuestras-dependencias/secretaria-de-transito-y-transporte/noticias-secretaria-de-transito-y-transporte/2609-pasto-ciudad-pionera-en-sistema-de-semaforizacion-en-colombia. [ltimo acceso: 3 Julio 2015].[5] Medelln cmo vamos, Informe de calidad de vida Medelln 2014, Medelln, Antioquia, 2015. [6] Alcalda de Medelln, Secretara de Movilidad - Parque automotor circulante estimado en el rea Metropolitana ao 2014, 2015. [En lnea]. Available: https://www.medellin.gov.co/movilidad/. [ltimo acceso: 1 Julio 2015].[7] D. L. Jay, Probabilidad y Estadistica para Ingeniera y Ciencias, Mexico D.F: CENAGE Learning, 2008. [8] I. Thompson y A. Bull, La congestin del trnsito urbano: causas y consecuencias econmicas y sociales, CEPAL, vol. 76, pp. 109-121, Abril 2002. [9] Empresas Pblicas de Medelln, Universidad Pontificia Bolivariana, Inventario de emisiones de fuentes mviles, Junio 2008. [En lnea]. Available: http://modemed.upb.edu.co/manuales/informe_fuentes_moviles_epm_v2.pdf. [ltimo acceso: 1 Julio 2015].[10] A. Bull, Congestin de trnsito, el problema y cmo enfrentarlo, Santiago de Chile: Naciones Unidas, 2003. [11] Medelln cmo vamos, Movilidad y espacio pblico, Medelln, Antioquia, 2014. [12] R. Prez Glvez, J. R. Fuentes Vega, J. B. Cogollos Martnez y A. Toledo Borrego, Evaluacin de la eficiencia energtica de vehculos pesados en el ciclo de movimiento bsico modificado, Ingeniera mecnica, vol. 13, n 1, pp. 49-58, 2010. [13] American Psychological Association, "How stress affects your heath," 2013. [Online]. Available: http://www.apa.org/helpcenter/stress-facts.pdf. [Accessed 3 July 2015].[14] Ministerio de Transporte, Decreto 2883 de 2013, Bogot D.C.: Repblica de Colombia, 2013. [15] Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones; Gobierno de Chile, Manual de sealizacin de trnsito, [En lnea]. Available: http://www.conaset.cl/manualsenalizacion/default.html. [ltimo acceso: 3 Julio 2015].[16] V. G. Valencia Alaix, Principios sobre semforos, Medelln: Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, 2000. [17] Ministerio de Transporte, Manual de sealizacin vial, Bogot D.C.: Repblica de Colombia, 2004. [18] National Geographic, Los semforos inteligentes, 3 Febrero 2015. [En lnea]. Available: http://www.ngenespanol.com/el-mundo/hoy/15/02/3/los-semaforos-inteligentes.html. [ltimo acceso: 3 Julio 2015].[19] FLIR Intelligent Transportation Systems, "Smart traffic sensors help alleviate city congestion in Moscow, Russia," [Online]. Available: http://www.flir.co.uk/traffic/display/?id=63825. [Accessed 1 Julio 2015].[20] Sociedad Ibrica de Construcciones Elctricas S.A., Sistema de control de trfico de Lima Metropolitana, [En lnea]. Available: http://www.sice.com/es/proyectos-relevantes/sistema-de-control-de-trafico-de-lima-metropolitana. [ltimo acceso: 3 Julio 2015].[21] Sociedad Ibrica de Construcciones Elctricas S.A, Semaforizacin de la ciudad de San Juan de Pasto, Colombia, [En lnea]. Available: http://www.sice.com/es/actualidad/semaforizacion-de-la-ciudad-de-san-juan-de-pasto-colombia. [ltimo acceso: 3 Julio 2015].[22] O. Salcedo, L. F. Pedraza y C. A. Hernndez, Modelo de semaforizac

optimización inteligente de semaforos en Medellín

Documents

Transcript of optimización inteligente de semaforos en Medellín