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TRANSPORTE I Departamento de Construcciones Civiles

Ao lectivo 2014

Segundo Cuatrimestre

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TRABAJO PRACTICO N 5

TRANSPORTE URBANO E INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS

PUNTO 1: EXPLOTACIN DE UNA LNEA DE TRANSPORTE URBANO

Objetivo:

Introducir al alumno en los conceptos bsicos de clculo de una lnea de transporte urbano de

pasajeros, las variables fundamentales que definen la explotacin y las relaciones entre las

mismas.

Conceptos bsicos:

CAPACIDAD DE LA LINEA ( vh ) : variable relativa a la oferta que indica el nmero de

viajeros que pueden pasar por un punto de la lnea en una hora.

GRADO DE OCUPACIN ( r ) o coeficiente de utilizacin o rendimiento: variable de relacin

entre la demanda y la oferta.

POTENCIA DE TRANSPORTE ( Pt ) : variable relativa a la oferta definida como el producto

de la capacidad de la lnea por la velocidad comercial (v).

INTENSIDAD DE PASAJEROS (pasajeros/hora) en cada tramo y sentido: cantidad de pasajeros

que cruza por ese tramo y sentido en la hora.

Aplicacin a un caso un ferrocarril suburbano

Un gran suburbio de una ciudad est comunicado con el centro de la misma por un ferrocarril

suburbano con cinco estaciones distribuidas como se muestra en el esquema.

Este ferrocarril se explota en la actualidad con 15 trenes de 4 coches cada uno, con una

capacidad de 140 pasajeros por coche. Su velocidad comercial es de 33 km/h.

Las previsiones de trnsito realizadas han dado como resultado la siguiente tabla o matriz de

orgenes y destinos para la hora pico para un cierto ao horizonte. Esta distribucin se considera

representativa del movimiento diario de viajeros.

O/D 1 2 3 4 5

1 0 660 900 750 600 2 700 0 500 700 700 3 600 250 0 250 750 4 1600 1000 1200 0 500 5 950 1350 1750 650 0

1. En las condiciones actuales puede el ferrocarril satisfacer la demanda prevista?. Suponiendo que su capacidad pueda ser modificada a corto plazo, cuntas unidades requerira?

2. Si se decide implementar una lnea paralela de colectivos articulados con dos coches por unidad, con el mismo itinerario y paradas, velocidad comercial de 28 km/h y capacidad de 65

pasajeros por coche, determinar:

1 2 3 4 5

7 km 6 km 5 km 5 km


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a) Tarifa que hay que fijar en la lnea de colectivos de forma de mantener la tarifa de 0,20 $/km en el ferrocarril aprovechando al mximo la capacidad de ste ltimo

(r=1) y adquiriendo as el mnimo nmero de colectivos.

b) Nmero de colectivos que habr que adquirir para dar servicio a la demanda de viajes no satisfecha por el ferrocarril.

c) Recaudacin en la lnea de colectivos en la hora pico.

Para estudiar la distribucin de pasajeros entre los dos sistemas de transporte se utilizarn los

datos siguientes:

a) La curva de distribucin entre medios de transporte puede expresarse como:

225 140P x donde:

P = es el porcentaje de viajeros que utilizarn el nuevo sistema

x = relacin de costos entre el nuevo medio y el actual

b) El valor del tiempo de viaje es igual a 23 $ por hora c) No se tendr en cuenta el tiempo de espera en las paradas

PUNTO 2: INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS AISLADAS

Objetivo:

Introducir al alumno en el conocimiento de las variables fundamentales que regulan la operacin

de intersecciones semaforizadas aisladas, sus relaciones y la determinacin de la capacidad y

nivel de servicio mediante la metodologa del Manual de Capacidad 2000.

Conceptos bsicos:

CICLO (C) : tiempo necesario para una sucesin completa de las indicaciones(en segundos).

FASE : parte del ciclo que permite uno o ms movimientos simultneos.

REPARTO DE VERDES : distribucin del

derecho de paso entre las distintas fases.

VERDE EFECTIVO (g): verde de la seal

menos tiempo perdido en el arranque mas

extensin de verde.

TIEMPO PERDIDO EN EL ARRANQUE

(tp) : tiempo de percepcin y reaccin

perdido desde que se prende la indicacin

verde hasta que comienza el cruce el primer

vehculo de la cola.

TIEMPO PERDIDO POR CICLO (L) :

suma de los tiempos perdidos por fase.

EXTENSIN DE VERDE (E) : tiempo que

utiliza el conductor despus que finaliz la

indicacin de verde para cruzar.

VOLUMEN (V) : cantidad de vehculos

que cruzan por un punto seccin en la

unidad de tiempo (en general vehculos por

hora)

Parmetros de entrada

- Geometra - Trfico -Semaforizacin

Grupo de Carriles y Tasa de Flujo de Demanda

- Grupo de carriles - FHP

Tasa de Flujo de Saturacin

- Ecuacin bsica - Factores de ajuste

Capacidad y v/c - Capacidad

- v/c

Estimador Demora

- Nivel de servicio

METODOLOGA del Manual de Capacidad de Carreteras (2000)


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INTENSIDAD O FLUJO O TASA DE FLUJO () : volumen llevado a la hora de los 10 o 15 minutos pico de esa hora.

FACTOR HORA PICO (FHP o PHF): relacin entre volumen y tasa de flujo.

FLUJO DE SATURACIN (S ): mximo flujo horario en una hora de verde

INDICE DE SATURACION (Y) : relacin entre el flujo y el flujo de saturacin (S

Y

).

CAPACIDAD (c) : mximo flujo horario que puede pasar por hora real (C

gSc ).

GRADO DE SATURACIN (X) : relacin entre el flujo y la capacidad

DEMORA DE CONTROL (d): demora que incluye movimientos a bajas velocidades y paradas

mientras los vehculos se mueven dentro de la cola o disminuyen su velocidad corriente arriba de

la interseccin.

NIVEL DE SERVICIO: medida cualitativa de confort percibida por el usuario de una

infraestructura.

Frmulas :

A. Tasa de Flujo de Saturacin.

RpbLpbRTLTLUabbpgHVwo ffffffffffNfSS

S : tasa de flujo de saturacin para todos los carriles del grupo.

So : tasa bsica de flujo de saturacin por carril (autos/hora/carril). So = 1900 aphpc.

N : Nmero de carriles en el grupo o carriles del acceso de ingreso

fw : Factor de ajuste por ancho de carril

fHV : Factor de ajuste por presencia de vehculos pesados

fg : Factor de ajuste por pendiente del acceso

fp : Factor de ajuste por carril y maniobras de estacionamiento

fbb : Factor de ajuste por paradas de mnibus

fa : Factor de ajuste por tipo de rea (fa =0.90 si es cntrica)

fLU : Factor de ajuste por utilizacin de carriles

fLT : Factor de ajuste por giros a la izquierda

fRT : Factor de ajuste por giros a la derecha

fLpb : Factor de ajuste por peatones y bicicletas para giro a la izquierda

fRpb : Factor de ajuste por peatones y bicicletas para giro a la derecha

B. Capacidad

C

gSc iii

ci : capacidad del grupo de carriles i (vehculos por hora),

Si : tasa de flujo de saturacin para el grupo de carriles i (vehculos por hora), y

(gi / C) : relacin de verde efectivo para el grupo de carriles i (verde efectivo sobre ciclo

C).

C. Grado de saturacin del grupo de carriles del acceso y de la interseccin

ii

i

ii

iii

gS

C

C

gS

cX

/

LC

C

SX

ci

n

i i

i

c

1


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X i : grado de saturacin (o relacin /c para el grupo de carriles i) i : tasa de flujo de demanda (veh/h) para grupo de carriles i C : longitud del ciclo (segundos)

S i : tasa de flujo de saturacin (veh/h) para grupo de carriles i

g i : tiempo verde efectivo (segundos) para grupo de carriles i

X c : grado de saturacin de la interseccin

ci

n

i i

i

S

1

: sumatoria de las relaciones de flujos para todos los grupos de carriles crticos i

L : el tiempo total perdido por ciclo (segundos), compuesto por los tiempos perdidos de

cada fase.

D. Demora de control

321 ddPFdd d : la demora de control promedio por vehculo (seg/veh)

d1 : la demora de control uniforme asumiendo arribos aleatorios (seg/veh)

PF: el factor de ajuste por progresin de la demora de control uniforme que tiene en

cuenta la calidad de la progresin

d2 : demora incremental para tener en cuenta el efecto de colas de sobresaturacin,

ajustada segn la duracin del perodo de anlisis y el tipo de semforo (asume que

no hay cola inicial al inicio del perodo) (seg/veh)

d3 : demora por cola inicial, que exista al comienzo del perodo de anlisis (seg/veh)

(d3=0)

Demora de control uniforme (d1)

C

gXmn

C

gC

d

,11

150.0

2

1

C : longitud del ciclo (seg),

g : tiempo de verde efectivo para el grupo de carriles (seg),

X : grado de saturacin (relacin / c) para el grupo de carriles

Factor de correccin (PF). Si se conoce el tipo de arribo:

C

gC

gR

PFp

1

1

Rp : relacin de pelotn

g : verde efectivo (seg)

C : longitud del ciclo (seg)

Tipo de

arribo

Relacin de pelotn

(Rp) Valor por

defecto (Rp)

Calidad de la progresin

1 0.50 0.333 Muy pobre

2 > 0.500.85 0.667 Desfavorable

3 > 0.851.15 1.000 Arribos aleatorios

4 > 1.151.50 1.333 Favorable


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5 > 1.502.00 1.667 Altamente favorable

6 > 2.00 2.000 Excepcional

La demora incremental (d2)

cT

kIXXXTd

811900

2

2

T : duracin del perodo de anlisis (h),

X : grado de saturacin del grupo de carriles,

k : factor de calibracin por tipo de control que depende del tipo de semforo (fijo o

actuado, y en el ltimo caso del seteo de los controles),

l : factor de ajuste por el efecto de filtrado de los arribos de la interseccin corriente

arriba, y c la capacidad del grupo de carriles (veh/h).

El factor de calibracin k toma el valor de 0,50 para semforos de tiempo fijo.

El factor de ajuste l toma el valor de 1,0 para intersecciones aisladas.

E. Demora agregada para el acceso, la calle y para la interseccin: se pondera la demora de

control en funcin de los flujos correspondientes.

i

i

i

ii

Av

vd

d

i

A

i

AA

I

d

d

siendo

dA : demora para el acceso A (seg/veh),

di : demora para el grupo de carriles i en el acceso A (seg/veh),

i : flujo ajustado para el grupo de carriles i (veh/h), dI : demora para toda la interseccin (seg/veh),

dA : demora para el acceso A, y

A : flujo ajustado para el acceso A (veh/h).

3. Nivel de servicio

Nivel de

servicio

Demora de Control por vehculo

(seg/veh)

A 10

B > 1020

C > 2035

D > 3555

E > 5580

F > 80


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A. Diseo de una interseccin semaforizada aislada (metodologa del Manual de Capacidad 2000).

Se est estudiando la factibilidad de instalar semforos en una interseccin cntrica de la ciudad

de tres ramas que actualmente funciona como una interseccin no semaforizada de una calle

principal con una secundaria debido a las excesivas demoras en el ingreso desde la calle

secundaria. Los datos con los que se dispone son los presentados en la Tabla 1. Se pide:

1. Esquematizar la interseccin con todos los datos disponibles de geometra y trnsito. 2. Determinar el ciclo mnimo necesario para las condiciones existentes 3. Si no se quiere superar un grado de saturacin (Xc) de la interseccin de 0.875, qu

longitud de ciclo debera implementarse?. Recuerde que las longitudes de ciclo son

mltiplos de 5. Con esta longitud de ciclo en qu grado de saturacin operaria la

interseccin?

4. Realizar el reparto de verdes. 5. Determinar el nivel de servicio de cada acceso, de cada calle y de la interseccin en su

conjunto mediante la determinacin de la demora de control de cada acceso y la

agregacin de la misma para la calle y luego para la interseccin.

Tabla 1. Datos disponibles

O N S

Giro

Izq.

Pasan

te

Giro

Der.

Giro

Izq.

Pasan

te

Giro

Der.

Giro

Izq.

Pasan

te

Giro

Der.

Volumen V (vph) 494 0 0 0 688 0 1596 0

Factor De Hora Pico (PHF ) 0.95

Nmero de carriles 1 3 3

t perdido por fase (seg) 4 4

T (perodo de anlisis) (hs) 0.25

Tasa de flujo de saturacin

medida S (vph)

1507 3830 3830

Los arribos a la interseccin se realizan en forma aleatoria en todos los accesos.

No existe cola de vehculos al inicio del verde (d3 = 0).

La interseccin seria regulada por semforo de dos fases.

B. Determinacin de la tasa de flujo de saturacin

Se pide determinar la tasa de flujo de saturacin (S) de los cuatro accesos a una interseccin

semaforizada segn la metodologa del Manual de Capacidad de 2000 dado que no se dispone de

mediciones en campana para dicho valor. Los datos con los que se dispone se detallan abajo.

- La interseccin se encuentra en zona cntrica (fa = 0.90). - Cantidad de carriles de los acceso sobre la avenida Este-Oeste: 3 carriles de 3,30 m cada

uno.

- Cantidad de carriles de los acceso sobre la calle Norte-Sur: 1 carril de 4.20 m cada uno.


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- Porcentaje de vehculos pesados: 4% (equivalente de vehculos pesados igual a 2) - Volumen peatonal y en bicicleta nulo. - Existe carril de estacionamiento con 30 y 20 maniobras por hora en el acceso este y oeste

respectivamente.

- Existe parada de colectivos en el acceso este (40 colectivos por hora). - La pendiente de la avenida es de +3% en sentido oeste-este. - El factor de utilizacin de carril es unitario para la calle y 0.95 para la avenida Este-

Oeste.

Nota: Considerar en los clculos la suma total de los giros como giros a la derecha ya que no est

permitido girar a la izquierda.

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