Ingeniería de Tránsito - Clase 10

Intersecciones

PROFESOR: M. SILVERA

Con dispositivo de control

Intersecciones Semaforizadas.

Semaforizadas

Los diferentes movimientos son agrupados (fases) y pueden cruzar la intersecciรณn en un tiempo determinado ((verde). )

โ ข En una intersecciรณn Semaforizadas los diversos puntos de conflicto son separados en el tiempo

32 ppuntos de conflicto

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Semáforos Un semáforo es un dispositivo mecánico o eléctrico que regula el tráfico de vehículos y Peatones en las intersecciones de caminos. El tipo más frecuente tiene 3 luces de colores Verde: para avanzar Rojo: para detenerse Amarillo o ámbar: para indicar el cambio de fase , cuando la luz ámbar aparece intermitentemente quiere decir que se puede cruzar la intersección pero con precaución.

Los semáforos pueden ser aislados o coordinados

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Semáforos

Di t ib ió de Distribución d llos ti tiempos del d l semáforo áf Indicación o señal: es el encendido de una de las luces del semáforo o una combinación de varias luces al mismo tiempo.

Ciclo o longitud de ciclo (C) : tiempo necesario para efectuar t d los todos l movimientos i i t posibles ibl en la l intersección i t ió a través t é de d una secuencia completa de todas las indicaciones del semáforo Movimiento: maniobra o conjunto de maniobras de un mismo acceso que tienen el derecho de paso simultáneamente y forman una misma fila.

Intervalo: cualquiera de las diversas divisiones del ciclo, durante la cual no cambian las indicaciones o señal del semáforo.

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Semáforos

Distribución de los tiempos p del semáforo Fase (Φ) : parte del ciclo asignada a cualquier combinación de uno o más movimientos que reciben simultáneamente el derecho de paso durante uno o más intervalos.  Puede significar g un solo movimiento vehicular, ppeatonal o una combinación de ellos. Un movimiento pierde el derecho de paso en el momento de aparecer la indicación ámbar.

Reparto : Porcentaje de la longitud del ciclo asignado a cada una de las diversas fases Intervalo todo rojo : tiempo de exposición de la luz roja para todo el tránsito que se prepara a circular. Es utilizado para que los vehículos que pierden el derecho de p p paso despejen p j la intersección. Puede ser usado para crear una fase exclusiva para peatones.

Intersecciones Semรกforos

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Intersecciones Semáforos

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Giros permitidos y protegidos El giro a la izquierda se da desde un carril compartido y el giro es considerado permitido por que se realiza al mismo tiempo que el flujo directo en sentido opuesto

Si cambian las fases del semáforo con respecto al ejemplo anterior, y se crea un carril de giro exclusivo a la izquierda en el acceso Oeste (Sentido Este), habría una diferencia. diferencia En este caso el giro a la izquierda (protegido) se da desde un carril exclusivo. exclusivo No entra en conflicto con los vehículos que vienen del acceso contrario debido a la fase especial diseñada para su realización.

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Semáforos

Demanda vehicular En una intersección existirá una demanda vehicular que está representada por todos los vehículos que llegan a la intersección y realizan algún tipo de movimiento A través de un aforo se puede conocer el número y tipo de vehículos involucrados; ya se había mencionado anteriormente que los dif diferentes tipos i d vehículos de hí l tienen i di diversas características í i d operación de ió y dimensiones, por este motivo hay que expresar la demanda en autos equivalentes y además directos (considerando el efecto de giro a la derecha e izquierda).

Factores que afectan los aforos por carril

• factor de vehículos pesados • factor de giro a la derecha • factor de giro a la izquierda

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Semáforos

1.Vehículos equivalentes No todos los vehículos que salen de una intersección son automóviles, hay camiones, buses etc. Debido a que las condiciones de operación, como aceleración y deceleración, así como la facilidad de giros (izquierda y derecha) son diferentes a la de los automóviles, se requiere el uso de factores de ajuste conocidos como: factor de ajuste por vehículos pesados.

fHV =

100 100 + PT (ET - 1) +P PB (EB - 1) + PR (ER-1) 1)

fHV: factor de ajuste por vehículos pesados PT: porcentaje de camiones PB: porcentaje de buses PR: porcentaje de vehículos recreativos

ET: automóviles equivalentes a un camión EB: automóviles equivalentes a un bus ER: automóviles equivalentes a un vehículo recreativo

Los automóviles equivalentes comúnmente utilizados tanto para camiones ET como para autobuses, EB varían de 1.4 a 1.6 tomándose un valor medio de 1.5 que supone accesos con pendientes cercanas al 0% y predominio de camiones livianos o medianos

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Semáforos

Factores por movimiento de vuelta: Tienen en cuenta el mayor tiempo consumido al girar. Po presencia de vehículos.

V lt izquierda Vuelta i i d (Evi) (E i) Flujo opuesto (veh/h)

Número de carriles opuestos 1

2

3

0

1.1

1.1

1.1

200

2.5

2

1.8

400

5

3

2.5

600

10

5

4

800

13

8

6

1000

15

13

10

>1200

15

15

15

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Semรกforos

Factores por movimiento de vuelta: Tienen en cuenta el mayor tiempo consumido al girar por presencia de peatones.

V lt derecha Vuelta d h (Evd) (E d) Volumen V l peatonal t l en ell cruce Peatonal en conflicto (peatones/h)

Equivalente

Ninguno (0)

1.18

Bajo (50)

1.21

Moderado (200)

1.32

Alto (400)

1.52

Extremo (800)

2.14

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Semáforos

Flujos de automóviles equivalentes directos: los volúmenes horarios mixtos VHMD, se convierten a flujos de automóviles directos mediante la ecuación: QADE = VHMD*Ev/ VHMD*E / (FHP*fHV) Ejemplo

• Los vehículos que van de frente se afectan solo por ell factor f t de d hora h pico i y ell factor f t de d vehículos hí l pesados

qn

qe 200

40 qw

580

QADE = 580/(0.85*0.80) 580/(0 85*0 80) = 853 veh

150 Flujos Fl j en Veh/h

Si FHP = 0.85, Fvp = 0.8, Evd = 1.21 y Evi = 2.5 (flujo de 200 en sentido contrario)

Giro a la izquierda qs

QADE = 40*2.5/(0.85*0.80) = 147 veh

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Oferta vehicular La oferta vehicular está representada por el flujo de saturación y la capacidad del carril o grupo de carriles.

Flujo de saturación Es la máxima cantidad de vehículos equivalentes que puede pasar por una sección de la vía en una hora de verde continuo. Es una cantidad ideal quee supone s ne el viaje iaje de vehículos ehíc l s en forma f rma ininterrumpida. ininterr m ida

q

LLos flujos fl j de d saturación ió pueden d variar i entre 1700 y 2100 veh/h/carril

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Semáforos

Tiempo p p perdido Cuando el semáforo cambia a verde, el paso de los vehículos que cruzan la línea de alto se incrementa rápidamente a una tasa máxima llamada flujo de saturación, la cual permanece constante hasta que la fila de vehículos se disipa o hasta que termina el verde.

La tasa de vehículos que cruzan la línea al arrancar es menor durante los primeros segundos, mientras los vehículos aceleran hasta alcanzar una velocidad l id d de d marcha h normal.l Comúnmente los flujos de saturación usados son de 1800 vehículos ligeros por hora de luz verde por carril. El manual de capacidad de carreteras americano recomienda 1900 veh/h/carril como valor por omisión.

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Tiempo perdido Ti did en el ciclo

L: tiempo perdido L = [ (∑ li) + TR] li: ámbar de una fase TR: todo rojo

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Cálculo de los tiempos del semáforo a) Intervalo de cambio de fase (A + TR)

Aparece el ámbar

Distancia recorrida en ámbar

W

Desde que aparece el ámbar el conductor tarda 1 segg ((t)) en reconocer la señal y luego decelera a una tasa de 3.05 m/s2 (a)

L

Tiempo de ámbar = t + v / (2*a) En el intervalo todo rojo, el vehículo despeja la Intersección Intersección.

TR = (w + L ) / v

t: tiempo percepción- reacción v: velocidad de aproximación (velocidad límite prevaleciente o percentilil 85 de d las l velocidades) l id d ) a: tasa de deceleración W: ancho de la intersección L: longitud g del vehículo-valor sugerido 6.10 m

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Semáforos

a)) Intervalos de cambio i de fase f y = (t + v/2a) Ámbar

+

(w+l)/v (w l)/v TR (todo tojo)

donde:

y: intervalo de cambio de fase, ámbar mas todo rojo t: tiempo p de ppercepción-reacción p del conductor ((1seg) g) v: velocidad de aproximación de los vehículos a: tasa de deceleración (3.05 para todas las fases) l: longitud del vehículo (6.10 (6 10 m) w: ancho de la intersección

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Semáforos

2 Longitud 2.

L it d del d l ciclo i l (C) F. V. Webster con base en observaciones de campo y simulación de un amplio rango de condiciones de tránsito demostró que la demora mínima de todos los vehículos en una Intersección con semáforo se puede obtener con:

Co = 1.5 *L + 5 1-  Yi

Co : ciclo óptimo L : tiempo total perdido por ciclo (s) Yi : máximo valor de la relación entre el flujo observado y el flujo de saturación para el acceso o movimiento o carril crítico de la fase (i)

Nota: ciclo máximo práctico 120 segundos

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Semáforos

Algo importante Al i t t de d mencionar i es que ell método ét d de d webster b t supone arribos aleatorios de todos los movimientos y el flujo de saturación es constante en todo el tiempo de verde efectivo.

6. Asignación de tiempos de verde El tiempo de verde efectivo para toda la intersección está dado por: gtt = C – L = C – [ (∑ li) +TR]

g tiempo gt: p de verde efectivo total L: tiempo perdido en todo el ciclo li: tiempo de ámbar en la fase (i)

Un método común de repartir el tiempo útil es igualando los grados de saturación críticos de las fases usadas

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Semáforos

6 Asignación de tiempos de verde 6.

Fase 1 (Φ1)

N

Fase 2 (Φ2)

qn qe qw

qs

Supongamos que cada fase tendrá un movimiento crítico (X más grande).

Para el ejemplo j p qque se brinda supongamos p g qque los accesos norte y Este son los críticos

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6 Asignación de tiempos de verde 6.

El tiempo de verde efectivo total debe repartirse proporcionalmente entre las diferentes fases de acuerdo a sus valores de Yi. gi = Yi * gt /(∑ Yi)

Yi =

flujo crítico de Φi flujo saturación ideal