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INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE TRAFICO

CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1.- EL PROBLEMA DEL TRAFICO ( Que significa? )

El problema del trfico bsicamente es muy simple: Un aparente crecimiento del nmero de

vehculo, intentando usar muy poco o un reducido espacio de una carretera.

Este problema del trfico concierne al mundo en general, sin embargo diferentes pases tienen

diferentes comportamientos histricos, en cuanto a la economa y crecimiento urbano, por lo

tanto diferentes escalas de crecimiento del trfico.

En Europa y los Estados Unidos, el problema de la congestin vehicular ha evolucionado

gradualmente en el presente siglo, de acuerdo a la combinacin de varios factores, tales

como:

- Incremento comercial / actividades industriales

- Incremento de Impuestos

- Incremento de disponibilidad de transportes

- Crecimiento de las reas urbanas

- Incremento de la poblacin

En pases del Asia, Africa y Amrica Latina, posiblemente se estn produciendo los mismos

procesos de crecimiento urbano, sino que no tan aceleradamente, en especial respecto a los

incrementos de poblacin.

Estos cambios tienen nuevas y fuertes demandas en los sistemas de transporte urbano, reto

que deben solucionar muchas ciudades del mundo; algunas no han encontrado esa solucin ;

por ejemplo a pesar que en Lagos y Bangkok hay menos vehculos que en Londres y

Frankfurt, sin embargo el trfico se mueve a la mitad de la velocidad.

1.2.- POSIBLES SOLUCIONES.

Hay dos posibilidades extremas: Una construir suficientes carreteras, de tamao tal que cubra

cualquier demanda de trfico; y, otra restringir severamente las demandas, a fin de no exceder

la capacidad de las carreteras.

Los dos extremos son usualmente imposibles de alcanzar, en muchos casos resulta como la

mejor solucin buscar el equilibrio entre lo siguiente:

- Construir unas pocas carreteras extras.

- Usar las carreteras ya existentes y las nuevas a su mxima capacidad.

- Al mismo tiempo aplicar nuevas medidas para restringir el nivel de trfico.

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1.3.- COMO SUPERAR ESTE PROBLEMA?

Hay tres caminos que tienen que seguirse para superar los problemas del trfico:

a) Identificacin e investigacin (Encuestas).- Antes que podamos empezar a

solucionar un problema de trfico particular, por lo general se requiere alguna encuesta

de trfico, a la vez que ser capaces de entender el uso y valor de la informacin

recolectada, que se ver en detalle ms adelante.

b) Accin inmediata ( Control).- Una vez que un problema de trfico ha sido

identificado e investigado a travs de encuestas de transporte, es indispensable tomar

algunas acciones inmediatas para salir adelante en el problema; por ejemplo el uso de

semforos en alguna interseccin congestionada.

c) Planes futuros (Diseos).- Finalmente, tambin se debe mirar al futuro,

entonces debemos disear sistemas de transporte que cubran en forma segura la

demanda futura, este tpico pertenece al rea de la planificacin y polticas de

transporte.

CAPITULO II: LA NATURALEZA DEL TRAFICO (1 parte).

Hay tres caractersticas fundamentales del trfico, las cuales estn ntimamente

relacionadas, estas son:

- Velocidad (u)

- Flujo (q)

- Concentracin (k)

Adems, dentro de la ingeniera de trfico es necesario conocer las distancias entre vehculos, las mismas

que son medidas en unidades de longitud o en unidades de tiempo entre una sucesin de vehculos en un

flujo de trfico.

2.1.- VELOCIDAD.

La velocidad es determinada por la distancia cubierta por un vehculo en una unidad de

tiempo, la ms usual es Km./hora.

En la mayora de los casos merece conocerse el promedio de la velocidad, la misma que

puede ser calculada utilizando dos mtodos diferentes, dependiendo de como es

recopilada la informacin; cada mtodo produce un promedio diferente, lo que ser

ilustrado con un ejemplo ms adelante.

2.1.1.- Velocidad de punto (Vp).- Es la velocidad instantnea de un vehculo en un

punto determinado de la va. Un velocmetro de un carro muestra la velocidad de punto,

esta es por ejemplo la velocidad detectada por un radar. este tipo de velocidad tiene un

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uso limitado en la Ingeniera de Trfico, a pesar de que es utilizada para chequear los

efectos del control de lmites de velocidad en una va por ejemplo.

2.1.2.- Velocidad de viaje y velocidad de recorrido (Vv Vr).- Como velocidad de viaje,

debe entenderse a la distancia entre dos puntos dividida para el tiempo de viaje,

entendindose como tiempo de viaje aquel empleado por el vehculo para llegar de un punto

al otro, quiere decir que se incluye el tiempo de paradas o demoras.

La velocidad de recorrido es la razn de la distancia entre dos puntos dividida para el tiempo

de recorrido, entendindose este tiempo como aquel medido solamente cuando el vehculo

est en movimiento, quiere decir que excluye paradas y demoras.

En un viaje tradicional con paradas y demoras, se demuestra que la velocidad de viaje debe

ser menor que la velocidad de punto (Vv

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El flujo o volumen, es definido como el nmero de vehculos que pasan por un punto en una

determinada unidad de tiempo, usualmente es expresada como vehculos/hora.

El trmino volumen es usado mejor para referirse al total de vehculos pasando por

cierto punto durante un intervalo de tiempo relativamente largo, por ejemplo un mes.

En cambio el flujo de trfico implica en si, la cantidad de vehculos en un espacio,

controlado sobre un perodo relativamente corto de tiempo, por ejemplo una hora.

El flujo es un factor muy importante en la ingeniera de trfico, ya que a menudo se

requiere saber: La relativa importancia de una ruta, las fluctuaciones de los flujos en el

tiempo, la distribucin del trfico en un sistema de rutas, las tendencias en el uso de una

ruta, etc.

2.2.1.- Perodos contables.- Los perodos contables varan desde pequeos conteos

en puntos especficos, hasta conteos continuos en estaciones permanentes.

Horariamente el flujo de trfico es usado principalmente en la ingeniera de trfico,

anual y diariamente los conteos de flujos son usados para clculos econmicos, para

clasificacin de rutas y para programas de investigacin.

Los conteos continuos de volumen sirven para establecer: el uso local y nacional de

carreteras, las tendencias en uso y comportamiento; y, para hacer proyecciones del

trfico.

2.2.2.- Composicin del flujo del trfico.- Cuando la informacin es recogida, a

menudo queremos conocer la composicin del flujo del trfico. Para mejor precisin en

la clasificacin, es necesario una mayor labor, no obstante debe tenerse presente el

propsito exacto y la localizacin especfica para un conteo vehicular. La clasificacin

utilizada por el Ministerio de Obras Pblicas para investigaciones de trfico, se muestra

en el Grfico N 1.

2.2.3.- Vehculos livianos equivalentes, (vle).- Diferentes flujos del trfico

tendrn una composicin diferente de tipos de vehculos, para un mismo nmero de

unidades. Es necesario introducir el concepto del vehculo liviano equivalente (vle), que

sirve para comparar los flujos con diferente composicin vehicular, aplicando los

factores de conversin apropiados.

En trminos de vle, no es muy correcto hacer predicciones para el trfico futuro, toda

vez que diferentes clases de vehculos crecern con diferentes tasas.

2.3 CONCENTRACION O DENSIDAD.

Es el ltimo de los tres parmetros fundamentales y es definido como el nmero de

vehculos en una unidad de longitud de camino en un instante dado por ejemplo en

Veh./Km.. La densidad puede ser fcilmente observada mediante una fotografa area,

pero la densidad es raramente controlada en ingeniera de trfico, ya que la relacin

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fundamental entre velocidad, flujo y concentracin, permite calcular uno de los dos

parmetros en funcin de los otros dos.

2.4.- LA RELACION FUNDAMENTAL.

Supuesto que hay un k nmero de vehculos en un kilmetro de longitud de camino, estos

vehculos pasan al final de la longitud de camino a q nmero de vehculos por hora, esto

tomar al ltimo vehculo k/q horas para pasar el final de la longitud de camino, dando una

velocidad de recorrido de 1/(k/q) kilmetros por hora o u Km/hora. Entonces:

u = 1/(k/q) ; u = q/k ; q = k*u

Dimensionalmente: Veh./hora = (Veh./Km.)*(Km/hora)

Esta es la ecuacin bsica del trfico, que relaciona el flujo, velocidad y concentracin; es

importante que los valores usados en esta relacin sean obtenidos de una dimensin similar a

la de una va, ya que solo las medidas espaciales pueden relacionarse con el espacio promedio

de la velocidad, la concentracin y el flujo del trfico.

2.5.- COMPORTAMIENTO DE LOS VEHICULOS EN EL FLUJO DEL TRAFICO.

Inicialmente la congestin del flujo del trfico est sujeta a espacios separados de vehculos

individuales, viajando a la velocidad deseada por los conductores, la velocidad es alta, pero la

concentracin y el flujo son bajos.

Con las diferentes velocidades, los vehculos se interaccionan y formarn un paquete suelto,

llamado pelotn, el flujo y la densidad aumentar, pero la velocidad disminuir. El flujo

marcar un mximo nivel con una velocidad ptima, pero cualquier pequeo incremento en la

concentracin, y ambos flujo y velocidad disminuirn.

Eventualmente la velocidad desciende a cero, el flujo tambin desciende a cero, y la

concentracin crecer al mximo, lo cual es conocido como concentracin de mxima

congestin.

En la prctica, aun cuando los vehculos estacionados no se tocan unos con otros, la

congestin mxima para los carros es solo de 190 a 210 vehculos por kilmetro.

Los cambios en la concentracin, propagan olas en el flujo de trfico, con diferentes

velocidades, las cuales se mueven hacia atrs o adelante a travs del flujo relativo al

observador esttico.

Grfica N 2 Relacin fundamental y comportamiento de los vehculos en el flujo del trfico.

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qm = mxima capacidad de flujo

km = concentracin crtica

kj = punto de mxima concentracin ( congestin)

uf = Velocidad libre

um = Velocidad ptima.

- La pendiente de la lnea desde el origen para algn punto en la curva, representa

la velocidad q/k para ese punto.

- El flujo al mximo punto de la curva, es la capacidad de una va.

- Ntese que la capacidad es muy importante, porque esta determina el mximo

uso de la va.

- Intentos de exceder la capacidad causar una congestin con velocidades

menores y mayor interaccin entre vehculos.

- Con la congestin, la velocidad de los vehculos es menor que la velocidad de

recorrido, y los conductores experimentan demoras.

2.6.- OTROS PARAMETROS DE INTERES PARA LA INGENIERIA DE

TRAFICO.

2.6.1. Demoras.- Las demoras pueden ser definidas de distinta manera; una posible

definicin es la demora por congestin, que es basada en la velocidad crtica de

recorrido de los vehculos considerados bajo demora.

Ud = Velocidad crtica

T1 = Tiempo con demora

T2 = Tiempo sin demora

D = Demora; D = T1 - T2

Demora (D en segundos), es un tiempo empleado T1 para recuperar la velocidad

crtica Ud, luego de pasar por una demora, menos el tiempo T2 que se hubiera

empleado en la misma distancia con velocidad crtica; luego T1 = T2 + D.

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La seleccin de la velocidad crtica, involucra un grado de arbitrariedad, por ello debe

ser tomado con una aproximacin consistente a cada situacin.

Para las demoras en intersecciones, es conveniente pensar en trminos de:

a) Demoras de colas.- Implica el tiempo empleado en la cola de las

aproximaciones a las intersecciones.

b) Demora geomtrica.- Significa distancias extras en viajes de los vehculos, al

hacer movimientos adicionales y giros en algunas intersecciones, como es el

caso de los redondeles.

2.6.2. Distancias entre vehculos.

La distancia entre vehculos, represente el espacio que media entre los vehculos en el

trfico, estas distancias pueden ser dadas en longitudes o tiempos vehculos.

- Tiempo de distancia entre vehculos.- Es el tiempo transcurrido al pasar el

frente de un vehculo y la parte frontal del siguiente vehculo, al arribo a un mismo

punto.

- Espacio de distancia entre vehculos.- Es la distancia que media entre el frente

de un vehculo con el frente del siguiente vehculo, generalmente en metros.

La distancia entre vehculos es fundamental para todas las operaciones y control del

trfico, tales como: rebasar, cambio de carriles, operaciones en intersecciones, etc.

Fuera del efecto de las intersecciones, y cuando los volmenes de trafico son suaves, el

conductor es libre para seleccionar su propia velocidad de viaje, entonces este flujo se

denomina flujo libre. Adams (1936), postul que bajo esas condiciones el flujo del

trfico es aleatorio y todos los espacios entre carros demuestran que son exactamente

iguales de ocurrir.

Al otro extremo, pelotones ocurren donde los vehculos estn juntamente

enganchados a pequeas distancias entre s, y los conductores estn forzados a manejar

a la velocidad del vehculo que va adelante, a este flujo se lo llama flujo forzado.

Entre el flujo aleatorio y el pelotn, el trfico es llamado semialeatorio, con pequeas

distancias entre vehculos mezclados con vehculos separados distancias mayores, por

lo general esto se observa en vas con un nivel medio de volumen de trfico.

CAPITULO III: MEDIDAS DEL TRAFICO

Como se indic en acpites anteriores, la concentracin del trfico es calculada en

funcin de los otros dos parmetros fundamentales, razn por lo que el comportamiento

de la velocidad (especialmente el espacio promedio de la velocidad), y el volumen del

trfico son los ms frecuentemente medidos.

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3.1. VELOCIDAD DE PUNTO.

Es de especial inters, particularmente para asesoramiento de lmites de velocidad; hay

que recordar que las velocidades de punto, producen una distribucin de velocidades en

el tiempo, no obstante el promedio se llama espacio promedio de la velocidad. Hay

varios mtodos para medirla:

a) Dos observadores.- Es muy simple aunque no muy adecuado este mtodo de

medicin de velocidad. Requiere de dos observadores que se paren al filo de la va; al

tiempo que un vehculo pasa por la posicin del primer observador, este levanta su

brazo, y el segundo observador comienza a cronometrar, deteniendo el cronmetro, tan

pronto como el vehculo llegue a su posicin.

b) Enoscopio.- Es una elaboracin del mtodo anterior; se usa un espejo

montado en un trpode y es llamado Enoscopio. El enoscopio es usado a cierta

distancia de un observador ( Ejm. 50 m., dependiendo de la velocidad general de la va).

El observador toma el tiempo del vehculo viajando desde su posicin a la del

enoscopio.

La medida de la velocidad es el promedio de la velocidad sobre un tramo de carretera,

pero se puede tomar como velocidad de punto.

c) Aparatos de tiempo electrnico.- Una medida ms precisa de la velocidad

sobre muy pequeas distancias, puede ser obtenida utilizando aparatos electrnicos. Por

ejemplo el Metro Venner, usa dos tubos detectores ubicados sobre la carretera, y anota

el tiempo de diferencia entre los impulsos del primer y segundo tubo. El aparato es

totalmente portable y opera con bateras. Los resultados obtenidos pueden ser grabados

en:

- Una cinta magntica a ser usada directamente en el anlisis de

computacin.

- Conectado a almacenamiento de datos para dar una impresin

automtica de la velocidad.

Nuevamente la velocidad es el promedio de la velocidad sobre una pequea longitud

entre dos tubos.

c) El radar.- Produce ms o menos lo que sera la velocidad de punto. Una

onda electromagntica es dirigida al vehculo seleccionado, entonces la onda reflejada

es alterada en su longitud, dependiendo de la velocidad del vehculo. Los mtodos de

radar tienen la ventaja que no requieren de un sistema detector, no as los aparatos de

tiempo electrnico.

Recientemente, el Metro Optico ha sido usado, como un aparto disponible para

comprobar la velocidad de punto de un vehculo en movimiento hacia otro.

Claramente, el radar y el metro ptico son muy tiles para la polica de carreteras, en lo

que al control de lmites de velocidad se refiere.

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d) Tiempo lapso de fotografa y video.- Consiste en el uso de tiempo

constante, exponiendo el paso de un vehculo sobre una distancia conocida. La distancia

dividida para el tiempo de intervalo entre las exposiciones da la medida de la velocidad.

la introduccin del video portable, ha incrementado el rango de instrumentalizacin

disponible para el estudio del trfico y dentro de el la velocidad.

La cinematografa es particularmente usada, ya que los comportamientos son secretos

de los conductores, o sea el conductor no reacciona como en el caso de otro tipo de

instrumentos. Un entrenamiento de enumeracin que dificulta las observaciones en las

calles no es necesario y las grabaciones son permanentes, adems de que permiten

detectar las pequeas influencias en el comportamiento del trfico. la mayor desventaja

es el consumo de tiempo para realizar el anlisis de la informacin en el estudio o el

laboratorio.

3.2. TIEMPO Y VELOCIDAD DE VIAJE.

Estos parmetros son usados a menudo para asesorar los beneficios del incremento de

los esquemas de trfico, cuando el ahorro monetario es tomado en cuenta para ahorros

en el tiempo de viaje. La mayora de los mtodos de medicin de los tiempos de viaje y

velocidades, requiere de un observador manual.

a) Observador elevado.- Este procedimiento requiere de una posicin a una

altura considerable para divisar el trecho de camino (Ejm. la terraza de un edificio alto).

Los carros son seleccionados aleatoriamente y cronometrado su recorrido a lo largo del

tramo de va de longitud conocida, la velocidad de viaje incluidas las demoras son

luego calculadas con la informacin recuperada.

El tramo de va debe ser lo suficientemente largo, digamos alrededor de 1 Km., de lo

contrario el resultado sera ms la velocidad de punto que la velocidad de viaje.

Tambin es posible tomar los tiempos de parada y obtener las medidas de las demoras y

calcular la velocidad de recorrido.

b) Mtodo del vehculo flotante.- En este mtodo un observador en un carro

que circula varias veces a lo largo de una va o vas bajo estudio. El conductor est

instruido para flotar con el flujo del trfico, es decir rebasar a un vehculo solo si es

rebasado primero; el observador en el carro puede gravar el tiempo sobre cada seccin

de la va y los tiempos de parada.

c) Mtodo del observador movindose.- Este mtodo del observador

movindose es muy til, ya que, pueden ser determinados simultneamente la

velocidad, el flujo y las demoras, por ello es el procedimiento que ms frecuentemente

se usa. El mtodo y su aplicacin prctica lo veremos ms adelante.

d) Mtodo de numeracin y registracin.- Un observador al final de cada

seccin de la va, apunta el nmero de placa y el tiempo de paso de una muestra

predeterminada de vehculos, luego el tiempo y los nmeros de placas son

compatibilizados, y el promedio de velocidades puede ser calculado.

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- Diseo.- Una muestra de vehculos debe ser seleccionada para que las

placas puedan ser gravadas cerca del 100 %, esto depender del volumen del trfico y el

nmero de enumeraciones en cada estacin.

Un enumerador trabajando solo, puede gravar entre 3 y 4 vehculos por minuto;

sobre los 250 vehculos por hora se requieren dos observadores, el uno diciendo los

nmeros y el otro escribiendo. De lo contrario, puede usarse grabadoras, para luego ser

transcritas, obtenindose alrededor de 1000 registros por hora.

- Problemas.- Sern los resultados de falsos nmeros grabados o de

comparaciones errneas.

- Anlisis.- Se puede hacer manualmente empatando listas, utilizando

sistema de tarjetas, ordenando nmeros; y, en programas de computacin.

El procedimiento de la registracin de placas de vehculos, es utilizado tambin para las

encuestas de origen - destino, as como para estudios de velocidad. Un recurso ms

reciente es el uso de videocmaras, para leer automticamente las placas de los

vehculos, este procedimiento se ha llevado a cabo en la universidad de Leeds en el

Reino Unido.

3.3. CARACTERISTICAS DE LA VELOCIDAD.

Las medidas de la velocidad tienen amplios rangos de distribucin, y esto se debe a

varios factores como: personalidad del conductor, tipo de vehculo, tipo de va,

alineamiento horizontal y vertical, superficie de la va, pendientes, restricciones de

velocidad, tipo de distrito, volumen de trfico y clima.

En un diagrama de porcentajes acumulados de velocidad, puede observarse que el

98avo percentil frecuentemente es usado para el diseo de carreteras; el 85% percentil

es usado para definir lmites de velocidad y distancias de rebasamiento; y, el 15avo

perecntil demuestra los vehculos lentos, los cuales pueden causar interferencia en el

trfico.

3.4 DEMORAS.

a) Demora por congestin.- Esta es la demora que soportn los vehculos por

efecto de intersecciones sobrecargadas, ancho de vas muy reducidos y carros

parqueados. El resultado es que la velocidad de recorrido es reducida bajo lo que es

considerado una velocidad razonable; pero Cual es la velocidad razonable, para un

tipo particular de va?. Hay dos criterios:

1) Determina el promedio de la velocidad de recorrido cuando las

condiciones del trfico son de libre movimiento, a menos que ese promedio exceda el

lmite de la velocidad, en tal caso se tomar como velocidad razonable la menor. Este

criterio es utilizado mejor para vas principales.

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2) Se toma el promedio de la velocidad de punto donde la interferencia del

flujo del trfico no es inmediata. este criterio es usado para las calles del centro de la

ciudad.

La demora por congestin se refiere ms a una red o una ruta, antes que a una

interseccin especfica.

Ejemplo N 2.

Longitud de ruta = 335 m.

Promedio de:

Tiempo de viaje = 75 sg.

Velocidad de recorrido = 21 Km/hora.

Tiempo de recorrido = 57 sg.

1) Velocidad razonable tomada como la

velocidad lmite = 50 Km/h.

Tiempo de recorrido =

(335/50)*3.6 = 24 sg.

Demora por congestin =

57 - 24 = 33 sg

(33/75)*100 =

44% del tiempo de viaje

2) Velocidad razonable tomando el promedio de la velocidad de punto =

26.9 Km/h.

Tiempo de recorrido =

(335/26.9)*3.6 =44.8 sg.

Demora por congestin =

57 - 44.8 = 12.2 sg.

(12.2/75)*100 =

16.3% del tiempo de viaje.

Si la va es una calle del centro de la ciudad, la demora por congestin es de 12,2 sg.. Si

la va es una va principal como la salida de una ciudad, la demora por congestin ser

de 33 sg.

b) demoras por Interseccin.- Son las demoras causadas en todas las

aproximaciones a una interseccin dada, frecuentemente se miden estas demoras para

evaluar ciertos efectos como: El diseo geomtrico de ciertas intersecciones, usos del

trfico (volmenes y movimientos de giro); y, tipos de control (semforos).

Para medir estas demoras pueden utilizarse los siguientes mtodos: Estudios del tiempo

de viaje, utilizando un carro de prueba y pasando repetidas veces por la interseccin;

grabando las placas o registracin de los vehculos; o, utilizando tcnicas de conteo

manual. El ltimo mtodo es el ms simple y rpido y provee una informacin precisa y

razonable. En el cuadro N*****, se muestra el procedimiento para determinar

manualmente estas demoras.

3.4.1. Significado de las demoras.- Las demoras estacionarias resultan de la diferencia

entre la velocidad de viaje y la velocidad de recorrido. La demora por congestin reduce

la velocidad de recorrido por debajo de un nivel razonable. Los dos tipos de demora

representan un tiempo gastado o no productivo, y esto puede ser convertido a valor

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monetario, el cual demostrar el costo hacia la comunidad por efectos de una va

inadecuada.

3.5. CONTEOS DE VOLUMEN.

a) Conteos manuales.- Son conteos tiles para giros de intersecciones, para

conteos clasificados que sirven para complementar y calibrar la informacin de los

mtodos automticos, pero los conteos manuales se reducirn para cada enumerador

con el incremento de volmenes en el trfico y a medida que crece el tiempo de conteo.

Un enumerador puede anotar los conteos para niveles de trfico entre 500 y 600

vehculos por hora, en forma satisfactoria. Los conteos manuales son caros por los altos

costos de personal, por lo que para perodos largos de conteo, es conveniente emplear

los mtodos automticos.

b) Conteos automticos.- Los instrumentos para contar los vehculos en

forma automtica son de diferentes tipos, siendo los ms comunes de tubo neumtico;

el principio de funcionamiento es el siguiente: A travs del camino o calle que se desea

estudiar, se extiende una manguera que se asegura a la calzada mediante grapas. El paso

de un eje sobre la manguera. produce un impulso que se transmite hacia el contador, el

cual mediante una membrana lo transforma en un impulso elctrico, que mueve un dial

acumulador. Otro tipo de contadores son los electromagnticos, que en lugar de

manguera neumtica constan de una espira que capta variaciones de flujo magntico,

producida por el paso de vehculos.

Los contadores automticos, pueden detectar ejes o vehculos, adems de ser de lectura

directa o con almacenamiento de registros en cinta o papel.

las ventajas del conteo automtico, son que sirven para conteos de larga duracin ( ms

de una semana), y resultan ms econmicos que los conteos manuales, adems de que

luego de calibrar su funcionamiento son precisos y seguros. este sistema es el ms

recomendable para las estaciones de conteo permanente. La desventaja es que no

detectan la composicin del trfico, por lo que siempre es necesario de un conteo

manual para la clasificacin.

En el Cuadro N *****, se muestran algunos tipos de contadores automticos con las

caractersticas de la fuente de poder, ubicacin sobre o bajo la superficie de rodadura, y

si es detector de eje o contador de vehculo.

3.6. VARIACIONES POR ESTACION, DIA A DIA, HORA A HORA.

Las variaciones del trfico vehicular, mes a mes, da a da, hora a hora, tienen varias

aplicaciones, siendo fundamental, aquella que lleva determinar parmetros o

coeficientes que permitan estimar el Trfico Promedio Diario Anual - TPDA, cuando

no se disponen de los datos de conteo de todo un ao. As mismo es importante esta

informacin, porque da el comportamiento del flujo en una determinada ruta o zona

para el perodo de tiempo requerido.

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a) Variaciones Estacionales.- Las variaciones mensuales o estacionales, estn

constituidas por las diferencias en el trfico diario que se presentan durante el ao. En

los pases desarrollados las variaciones por estaciones o mensuales son estables de ao

a ao. En los pases no industrializados como el caso del Ecuador, no se han

determinado estas variaciones, y si las hay habr que determinar que estables son. En

muchas ciudades estas variaciones pueden no existir, ya que se vuelven irregulares por

efectos de conflictos polticos, laborales, agrcolas, adems de razones de clima y

economa.

Por lo general, cuando no hay la informacin de estaciones permanentes, se tienen que

recurrir a estadisticas de consumo de combustible, calendario de cosechas, toneladas

despachadas, etc.

b) Variaciones da a da.- Varan con los propsitos del viaje, especialmente

el de recreacin de los fines de semana, as mismo estas variaciones sern diferentes en

vas urbanas y rurales.

c) Variaciones hora a hora.- Ests variaciones son necesarias conocer en vas a

nivel urbano, sin que por ello pierdan importancia en vas de tipo rural, los picos

horarios por lo general dan la simultaneidad de viajes al trabajo y estudio.

El volumen de trfico durante la hora de mxima demanda, no necesariamente implica

que se mantenga la misma proporcin del flujo durante toda la hora.; por el contrario se

sabe por experiencia, que ha menudo es muy variable. La relacin del volumen mximo

horario, y la mxima proporcin del flujo durante un perodo de tiempo dado durante

dicha hora, se llama factor de la hora de mxima demanda - FHMD, este factor

constituye una medida de las caractersticas del trnsito durante los perodos mximos,

y el valor ms alto que alcanza es uno.

Los perodos de tiempo dentro de la hora de mxima demanda, que se han considerado

ms adecuados para establecer esta relacin son: 5 minutos para autopistas y 15

minutos para intersecciones. En la figura 6.4, se muestra los factores de la hora de

mxima demanda, observados en un grupo numeroso de intersecciones con semforo,

en tanto que en la figura 6.5, se muestra la relacin entre el volumen en la hora de

mxima demanda y la mxima proporcin del flujo en los intervalos de 5 minutos en

autopistas urbanas.

d) Variaciones por tipo de rutas.- Por lo general el trfico es contado para el

planeamiento de vas rpidas, tambin est involucrado el motivo de los viajes. Los

conteos se los hace en perodos cortos, para ver la variacin en la ruta escogida sea

diariamente u horariamente.

En la Grfica N 3, se muestran las curvas tpicas de las variaciones del trfico

descritas.

3.7. MEDIDAS NORMALES DEL FLUJO DEL TRAFICO.

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a) Trfico Promedio Diario Anual - TPDA.- Es una medida usada a nivel

mundial, para un asesoramiento primario en el diseo del tipo de va; as como para

hacer las proyecciones y expansin de las encuestas de origen - destino, etc. Se calcula

como:

TPDA = Trfico total en un ao / 365

Adicionalmente, tanto el diseo geomtrico como de la estructura de la va, requieren

de un conocimiento adicional del trfico comercial en base de un ao. Los modelos de

anlisis de beneficio / costo, usan este comportamiento para asesorar en costo de

operacin y facilidades de las vas basadas en aos, para cada ao de perodo de

anlisis.

Pero el TPDA, no demuestra las caractersticas de variaciones de picos, las que son

encontradas en muchas de las vas, no obstante, el TPDA puede ser remplazado por

otros medios que reflejen estas variaciones; tal como diseo de hora de volumen DHV.

b) Diseo de hora de volumen - DHV.- Los volmenes de trfico durante el

ao, en un camino, muestran una amplia distribucin, y por regla general la mayor parte

del trnsito ocurre durante un pequeo nmero de horas. Proyectar un camino para un

volumen horario medio sera inadecuado, puesto que durante la mayor parte de las

horas del ao su capacidad sera insuficiente, al otro extremo, proyectarlo para el

volumen horario mximo, significara que su capacidad estara excedida durante todas

las horas del ao, excepto una, lo cual no es aceptable econmicamente. El volumen

horario que se seleccione, debe ser una valor intermedio, basado en un anlisis

comparativo entre el servicio que desea proporcionarse y el costo.

Una gua para determina el trfico horario que debe utilizarse para fines de proyecto, es

encontrado en la curva que muestra la variacin de volmenes de trnsito horario

durante el ao. En la figura 6.6, se muestran tres curvas que representan los lmites

dentro de los cuales quedan comprendidas las relaciones entre los volmenes horarios

ms altos del ao y el trfico promedio diario anual de algunas carreteras de Mxico.

En estas curvas, se ve que el volumen horario para fines de proyecto est comprendido

entre el 8 % y el 16%, y que en el caso de una va rural principal corresponde a la

treintava hora.

CAPITULO IV: METODO DE RECOLECCION DE DATOS EN

VEHICULOS.

En captulos anteriores se dio una descripcin general del mtodo del vehculo flotante,

para la recoleccin de datos para tiempos de viaje y espacio promedio de la velocidad.

El mtodo del observador movindose, tambin fue mencionado, como una tcnica

capaz de medir las velocidades de viaje, las demoras y el flujo del trfico. Es esta parte,

veremos con ms detalle este procedimiento.

5.1. METODO DEL OBSERVADOR MOVIENDOSE.

Este procedimiento fue innovado en el laboratorio de recursos de vas en el Reino

Unido (WARDROP, 1954), y aun es regularmente usado.

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a) Equipo.- Los observadores llevan tableros y contadores manuales, un

cronmetro y hojas preimpresas para la anotacin de datos. En condiciones de trfico

pesado, podra ser necesario de tres observadores y un conductor en cada vehculo.

Tambin es posible que los observadores clasifiquen los vehculos, y cuenten los que

estn estacionados a los lados de la va.

b) Criterios.- El tramo escogido de la va no debe ser demasiado largo, y debe

presentar condiciones uniformes para los siguientes aspectos:

- Condiciones fsicas.- Anchos, nmero de estacionamientos de bordillo ,

etc.

- Condiciones de trfico.- El volumen constante sobre el perodo de prueba,

composicin y velocidades uniformes.

Si un largo trecho de va ha sido seleccionado, es mejor dividirlo en secciones bajo los

criterios anteriores. Las secciones de las vas en las aproximaciones a las intersecciones

deben ser identificadas por separado.

c) Mtodo.- As como en el mtodo del vehculo flotante, el vehculo es

manejado repetidamente de arriba hacia abajo, a lo largo del tramo de va seleccionado

para estudio.

El primer observador cuenta el nmero de vehculos que le rebasan al vehculo prueba,

as como los que son rebasados por el vehculo prueba. El nmero neto de vehculos

rebasando el vehculo prueba (rebasan - rebasados), es el conteo de Y, lo cual puede ser

positivo o negativo.

El segundo observador, cuenta el nmero de vehculo pasando en direccin opuesta a la

del vehculo prueba, durante el tiempo que se tome para cubrir la seccin de camino.

Este conteo es conocido como el conteo X, y si es requerido este puede ser clasificado

por tipo de vehculo.

El tercer observador controla el tiempo de viaje desde el principio hasta el final de

cada seccin, utilizando para ello un cronmetro con fracciones de segundo, dentro de

este tiempo deben estar medidas las demoras en las intersecciones. Este observador,

usualmente tiene el tiempo suficiente para escribir los conteos de X y de Y para cada

seccin de la va.

d) Detalles adicionales:

- Idealmente se requieren alrededor d doce carreras en cada direccin para cada

seccin de la va, esto dar un resultado promedio.

- Mejores resultados pueden ser obtenidos, si dos vehculos de prueba

comienzan simultneamente desde los lados opuestos de la seccin de prueba.

16

- Los vehculos de prueba deben viajar aproximadamente a un promedio de

velocidad de todos los dems vehculos.

- En las vas de mltiples carriles podr ser necesario alternar entre carriles en

sucesivas carreras a lo largo de la va.

- En general, el flujo del trfico pesado requiere de menos carreras;

OFLAHERTY (1971), encontr que el mtodo no es muy prctico si los flujos son

menores de 250 Veh./hora, en una direccin.

- En donde el trfico es liviano, el vehculo de prueba debe viajar

aproximadamente al lmite de la velocidad.

- Es mejor hacer que estas pruebas de diferentes carreras, se realicen a las

mismas horas del da, sobre un perodo de pocos das.

e) Clculos:

q = El flujo del trfico en una direccin.

X = El promedio del nmero de vehculos contados en la misma direccin del

flujo q, cuando el vehculo de prueba esta viajando en direccin opuesta a q.

Y = El promedio del nmero de vehculos rebasados, cuando el vehculo de

prueba est viajando en la misma direccin de q.

Y = Vehculos que rebasan - vehculos rebasados por el vehculo prueba.

w = El promedio del tiempo de viaje, tomado por el vehculo de prueba, para

viajar sobre la seccin de prueba de la va en la misma direccin de q.

a = Promedio del tiempo de viaje cuando el vehculo de prueba estaba viajando

en direccin opuesta a q.

t = Promedio de viaje para todo el trfico. viajando en la misma direccin de q.

q = ( X + Y)/(a + w) Veh./unidad de tiempo

t = w - Y/q

Cuando Y = 0, el vehculo de prueba ha empleado un tiempo de viaje exactamente igual

al del resto del flujo de trfico; entonces t = w y la velocidad u ser igual a la longitud

de seccin de prueba sobre el tiempo t.

En el Grfico N ******, se muestra un diagrama de la tcnica del observador

movindose, con las frmulas usadas. En el Cuadro N *****, se muestra un ejemplo de

clculo para una prueba de siete carreras sobre una seccin de una va, dentro de la hoja

de recoleccin de datos.

17

Debe anotarse que el promedio de todos los tiempos y conteos (X, Y, a, y w) son

calculados antes de que sean insertados en la frmula.

Un clculo de promedio de flujo q y el promedio del tiempo de viaje t, debe ser hecho

para cada seccin individual de la va estudiada.

El promedio del tiempo de recorrido puede ser calculado para cada seccin, restando

del promedio del tiempo de viaje, el promedio de las demoras.

f) Ventajas.- El mtodo es muy econmico y no muy laborioso, un pequeo

equipo de observadores con uno o dos carros pueden recolectar mucha informacin

sobre considerables distancias de una va rpida en pocas semanas.

CAPITULO VI: ESTUDIO DE LOS ACCIDENTES DE TRAFICO.

Este captulo se desarrolla en trminos muy generales, con la intensin de hacer notar la

importancia que tiene el estudio de accidentes dentro de la ingeniera de trfico, toda

vez que como el ruido, y la contaminacin ambiental forma parte de las afecciones al

medio ambiente.

La reduccin de los accidentes de trfico, forma parte significativa de los beneficios

que se pueden hacer al disear o mejorar una red vial.

Los estudios de las tasas de accidentes y sus causas forman parte del trabajo en

Ingeniera de Trfico, as como de los planes de desarrollo y proyectos urbanos en las

ciudades. Las tendencias generales pueden ser estudiadas a travs de las estadsticas,

que generalmente utilizan grficos de fatalidades cada 10.000 vehculos, comparados en

muchos casos contra vehculos cada 10.000 habitantes.

En la Grfica N******, se muestra el comportamiento de los datos de accidentes,

tomados en un estudio para pases desarrollados y en vas de desarrollo. las peores

tendencias en los pases no industrializados es evidente; los costos de accidentes en

estos pases pueden exceder en el 1% a la produccin de uso domstico.

La operacin del sistema de carreteras, desde el punto de vista de la seguridad depende

de la interrelacin del conductor, del vehculo y de la va. En los pases en desarrollo el

potencial de reduccin de accidentes sera grande si se consideran los siguientes puntos:

- El conocimiento y el comportamiento del conductor, y del usuario de la va.

- Medidas de seguridad del vehculo y bajo costo de las de ingeniera.

- Refuerzo de las regulaciones sensibles al trfico.

- Conductor adecuado y sistemas de prueba del vehculo.

18

La ingeniera, la educacin y las medidas de trfico, son muy relevantes todava para los

pases no industrializados, a lo cual debe aadirse la evaluacin para proteger los

costos de efectividad de prevencin de accidentes y la reduccin de medidas.

6.1. RECOLECCION DE DATOS.

Las medidas de seguridad de trfico son el reflejo de una adecuada coleccin de datos y

un eficiente sistema de anlisis. Jacobs report en 1979, que el 65% de pases en vas de

desarrollo recolectaron informacin de alguna forma, pero que solo el 15% us un

anlisis formal de codificacin de los detalles, como el stats 19 para uso en el Reino

Unido. En la mayora de pases solo una informacin pobre de detalles de los sitios y

pocos valores estadsticos fueron colectados para cada accidente. En el caso del

Ecuador, an no se utiliza siquiera un formulario adecuado para recolectar esta

informacin.

6.2. ANALISIS.

El asesoramiento para prevenir los accidentes de trfico, pueden considerarse antes y

despus de las soluciones tomadas en un sitio en particular. Las tasas de accidentes

sobre un tiempo similar es comparado estadsticamente con tasas esperadas para otra

rea, utilizando modelos de contraste de hiptesis.

En el planeamiento de carreteras los costos de accidentes son determinados, ya sea de

las tasas de accidentes locales o nacionales, para un tipo particular de va, para ello son

aplicados los costos por accidentes usualmente basados en la informacin nacional y el

total de vehculos - kilmetros de viaje en una parte de la va en un ao de anlisis. Las

tasas de accidentes sern usualmente disponibles agrupando en accidentes sin

fatalidades y para los accidentes fatales.

En el Cuadro N*****, se muestra una tabla tpica de tasas de accidentes y costos

unitarios en el Reino Unido.

CAPITULO VII: ENCUESTAS DE VIAJE.

Ya hemos visto como medir el flujo del trfico, pero esta informacin nos dice muy

poco a cerca de los orgenes, destinos y propsito de esos viajes. Este tipo de

informacin es esencial para la planificacin del transporte y otros proyectos de inters

dentro de la ingeniera del trfico y la planificacin urbana.

Las demandas para el uso del transporte son el resultado de las decisiones hechas por

miles de viajeros cada da, estas decisiones se aplican a las posibilidades de destino, sea

para realizar o no el viaje, as como a las posibilidades del modo de viaje (Ejm. carros,

buses, a pie, etc); y, por fin a la posibilidad de un ruta en si.

Cuando se proponen nuevas facilidades de una ruta de transporte, es necesario estimar

donde pueden ser mejor localizadas, para servir a la mayora de los viajeros, y as

aliviar el problema de la congestin que se da en algunos lugares; as mismo, podemos

19

predecir cuanto trfico y/o pasajeros estn dispuestos a utilizar esta facilidad en el

futuro.

En la dcada del 60 al 70, el planeamiento del transporte en Europa a menudo cubra

estudios a gran escala del uso del suelo y transporte, lo cual investiga la interaccin

entre el uso del suelo y los patrones de viaje. estos estudios fueron usados para la

evaluacin de algunas alternativas o estrategias de transporte propuestas por las

municipalidades locales, y para ayudar a la toma de decisiones a las entidades pblicas

que tienen que ver con el planeamiento y las polticas del transporte; sin embargo estos

estudios eran muy largos y basados en modelos grandes de transporte (simulacin), eran

costosos y perseguan objetivos mltiples, los cuales no siempre estaban claramente

definidos.

En la actualidad en ciudades europeas el nuevo nfasis es efectuar estudios de

transporte pequeos y con una clara definicin, dirigidos a solventar problemas

especficos de transporte, pero de todas maneras la mayora de los mtodos de

informacin de viajes que se usaron en modelos grandes de transporte, se usan aun para

estudios pequeos y ms especficos.

7.1. LAS ENCUESTAS DE ORIGEN - DESTINO DE VIAJES.

Uno de los tipos de encuestas de viajes ms utilizados por su importancia es el Origen-

Destino de los viajes, es decir de donde vienen los viajeros y a donde llegan, y porque

estn realizando los viajes (propsito del viaje).

Con esta informacin podemos producir los diagramas que se denominan de lneas de

deseo, lo que representa los patrones de todos los viajes. Las lneas de deseo son lneas

rectas, las cuales indican el volumen de demanda de viajes entre localidades diferentes.

estas lneas se pueden usar para indicar los propsitos del viaje, pero no pueden indicar

las rutas exactas (vas que son utilizadas); de todas maneras esta informacin puede ser

producida analizando los resultados de algunos o todos los diferentes tipos de encuestas

de O-D.

Hay cinco tipos bsicos de encuestas de O-D, las cuales describiremos luego. El uso de

estas encuestas sea solas o combinadas depender de la naturaleza del programa a ser

investigado, y de hecho del nivel de la informacin que es requerida.

7.1.1.- Requerimientos para encuestas de O-D.

a) En esquemas de vas pequeas, donde no son esperados grandes cambios

en los patrones de viaje, el trfico puede ser previsto mediante un conteo clasificado y

luego usar las predicciones de crecimiento del trfico nacional.

b) Para esquemas de vas perimetrales y estudios de vas principales en

reas rurales, es necesario establecer donde y porque los viajes estn siendo realizados,

no solo por los cambios de volumen sino ms bien por los cambios en los patrones de

viaje. esto involucrar algn tipo de encuesta de O-D, probablemente entrevistas en las

calles en puntos seleccionados de la red.

20

c) En reas urbanas por lo general hay una red complicada, entonces existe

una variedad de rutas y modos para escoger, por consiguiente no es posible ni deseable

realizar las entrevistas solo en las vas y en todas las rutas en el rea urbana, en parte

porque es muy caro, pero principalmente porque no es posible simplemente aplicar

factores de crecimiento para patrones complicados.

Por ejemplo, un nuevo esquema de va en una rea urbana, puede producir una

variedad de cambios, entre los que podemos citar:

- Viajes de reruta.- Los que tienen el mismo origen y destino, pero una ruta

diferente por la nueva facilidad de transporte, adicionalmente hay algunos cambios en

los patrones de viaje.

- Viajes distribuidos.- Los cambios de destino debido a la atraccin de la

nueva va.

- Viajes convertidos.- Que son los que resultan de cambios entre las

preferencias de transporte pblico y privado, debido a las facilidades nuevas o

mejoradas de transporte.

- Viajes inducidos.- Resultan donde el costo de realizar un viaje es reducido,

por lo que viajes adicionales son producidos; esto incluye el aliviamiento de la

supresin de demanda.

Para expandir las matrices de O-D, se aplica un factor simple de crecimiento, deducido

de la muestra respecto al total, pero ser necesario incluir los viajes cambiados o

adicionales, y los viajes nuevos que son esperados, por resultados de cambios futuros

de uso de suelo.

Para los modelos de transporte urbano, la entrevista en las casas es la principal fuente

de informacin sobre O-D, sin embargo habrn viajes en las reas urbanas, los cuales

son de origen o destino localizados fuera de ellas ( como en Cuenca por ejemplo),

entonces las entrevistas en las calles tambin sern necesarias en las rutas entrando o

saliendo de la ciudad, que se llaman encuestas de cordn. Para poder validar la

informacin de las entrevistas en la casa, puede ser necesario hacer entrevistas en la

calle dentro de las reas urbanas, llamadas encuestas de lnea o pantalla.

7.1.2. Definicin del rea de estudio.

Para los estudios urbanos y los esquemas de paso, el rea ser definida fcilmente, sin

embargo para esquemas de mayor influencia en rutas rurales es ms difcil definirla. De

todas maneras cuando est definida el rea de estudio, son llevadas a cabo las encuestas

de origen destino, para establecer cinco categoras de movimientos, los mismos que se

muestran en la Grfica N *****

21

1.- Externo - externo

2.- Externo - interno - externo

3.- Externo - interno

4.- Interno - externo

5.- Interno - interno

Los datos para las categoras 1, 2 y 3 son usualmente recolectados por una muestra de

trfico cruzando un cordn externo, alrededor de las vas que acarrean ms trfico en el

rea de estudio. Los mtodos de entrevistas en las calles son los ms usados, y donde es

necesario entrevistas en los buses o trenes.

Los datos para las categoras 4 y 5 son usualmente recolectados por una muestra de las

entrevistas en casa, suplementados por entrevistas de transporte pblico, taxis,

vehculos comerciales; y, entrevistas en hoteles si es necesario.

La muestra de los datos de las entrevistas es luego expandida para representar los

patrones de los viajes en total, usando el conteo de volumen en las calles y/o el total de

hogares para las entrevistas en la casa, para las diferentes zonas dentro del rea de

estudio.

7.1.3.- Referencias de los orgenes y destinos.

Para la planificacin de rutas rurales principales, y para transporte urbano, los destinos

y orgenes de viajes son referidos a los sistemas de zonas, quiere decir que el rea de

estudio se divide en zonas internas y zonas externas.

Las zonas internas en reas urbanas, generalmente se incrementan con la distancia al

rea central de negocios ACN, es decir al centro. Estas zonas internas se dividen de

acuerdo al uso uniforme del suelo (uso predominante), ya que diferentes usos de suelo,

generan o atraen viajes en diferentes cantidades.

las zonas no deben ser demasiado pequeas, para que la informacin sea

estadsticamente vlida. Si hay muchas zonas en el rea de estudio, cantidades grandes

de informacin sern requeridas para ser recolectadas y analizadas, resultando en

matrices de viajes demasiado grandes.

El lmite de las zonas deben formar el arrea escogida para el sistema de transporte, que

en principio es semejante a la determinacin de las reas de drenaje.

8.1.4.- Cordn y lnea de pantalla.

22

El uso de un cordn de estaciones en la lnea exterior del rea de estudio, se usa en

reas urbanas grandes, adicionalmente un cordn de lnea interna para encuesta puede

ser requerido, especialmente para chequear los movimientos de sector a sector.

Las lneas de pantalla, son usadas en la mayora de los estudios urbanos, para chequear

por completo y con precisin las muestras de las encuestas. Las lneas de pantalla se

colocan en los cruces a lo largo de ros o lneas del tren.

Es necesario expandir las muestras de los datos de las entrevistas en las vas, para

representar el total del trfico pasando la estacin de encuesta; o, expandir las muestras

de las entrevistas en las casas para representar el total de viajes realizados por los

miembros de todas las familias en una zona. Con la expansin de la informacin, el

nmero de viajes pasando la lnea de pantalla pueden ser previstos, y comparados con

los conteos verdaderos de trfico en estas vas que cruzan las lneas de pantalla.

Sobre un da de expansin de datos de la muestra, no debe ser menor del 85% de los

conteos verdaderos realizados en la lnea de pantalla.

8.1.5.- Tipos de encuestas de O-D

Estn reunidas en cinco grupos principales:

a) Entrevistas en las vas.- Los vehculos son dirigidos a partes reservadas del camino

por un oficial de la polica, y los conductores son encuestados a cerca de sus viajes. Un

procedimiento de muestreo es usado para evitar inconvenientes a los conductores. El

procedimiento ms comn es tomar una muestra aleatoria, quiere decir que el polica

para al; siguiente vehculo, despus de haber recibido la seal de los entrevistadores,

indicando que la entrevista previa ha sido completada, entonces la tendencia a parar a

los vehculos lentos es evitada.

Las categoras de vehculos y viajes variarn para los diferentes pases, pero en general

se requieren obtener datos sobre: tipo de vehculo, nmero de ocupantes, destino del

viaje, propsito del destino, origen del viaje y propsito del origen del viaje. para los

vehculos pesados es requerido adicionalmente la carga y tipo d peso aproximado.

Simultneamente debe efectuarse un conteo clasificado de todos los vehculos cruzando

la estacin de encuesta, para determinar la tasa de muestreo y los factores de expansin

de la muestra de encuestas de O-D para el total del trfico.

Aunque el tamao de la muestra y el grado de confianza se deben calcular

estadsticamente, se da una tabla con los grados de error y porcentajes que deben

tomarse para una muestra determinada de viajes, con un par particular de origen destino

y para un 95% de lmite de confianza.

PORCENTAJE REQUERIDO PARA VARIOS NIVELES DE PORCENTAJES DE ERRORES Y

NUMERO ESTIMADO DE VIAJES PARA UN PAR ESPECIFICO DE O - D.

TOTAL 5% ERROR 7% ERROR 10% ERROR

23

VEHICULOS 100 94 88 80

500 75 60 45

1000 60 40 29

2000 45 26 17

5000 24 12 7

10000 14 7 4 PORCENTAJE REQUERIDO PARA UN NIVEL DEL 95% DE CONFIANZA

Para planear las encuestas de origen destino, si las tasas de muestreo y el flujo del

trfico son conocidos, entonces el nmero de entrevistadores requeridos puede

determinarse, tomando como tiempo necesario para cada entrevista entre 60 a 90

segundos.

b) Encuestas de postales.- Los conductores y usuarios del transporte pblico, son

instruidos para completar y retornar un cuestionario preparado, en el cual est pagado la

tarifa postal. Esto debe ser realizado muy cuidadosamente, para evitar la ambigedad;

aun as un alto nmero de respuestas no sern aptas para los fines de la encuesta, por

ello que el mtodo es ms usado para las encuestas de transporte pblico entre zonas

internas y externas, es decir para largas distancias de recorrido por algunos usuarios.

Las tasas de respuestas por lo general no llegan al 65%.

c) Marcas en los vehculos.- Cuando los vehculos entran al rea de estudio, se aplica

un cdigo a una marca, anotndose en una ficha aparte el tiempo de entrada el tipo de

vehculo y otros datos necesarios. Las marcas son retiradas cuando el vehculo sale del

rea de estudio.

d) Compatibilizacion de las placas de los vehculos.- Este es un mtodo muy utilizado

para determinar los tiempos de viaje, los movimientos giratorios en las intersecciones y

para estudios muy pequeos que usualmente se emplean en el rea de la gerencia de

trfico. Los nmeros de las placas y los tiempos de los vehculos pasando la posicin de

observacin son anotados, luego estos datos son compatibilizados para determinar los

orgenes, destinos y tiempos de viaje. Los vehculos no son demorados durante la

recoleccin de los datos y es posible determinar los viajes que terminan y comienzan en

el rea de estudio; y, los que pasan directo a travs del rea.

Sin embargo, si el flujo del trfico es alto, no siempre es posible grabar todos los

vehculos, por ello la identificacin de una muestra adecuada de vehculos debe ser

cuidadosamente seleccionada. Las tasas de grabacin y compatibilizacin son

mejoradas utilizando una grabadora porttil. Este procedimiento es tambin usado para

los redondeles y para medir los efectos de instalacin de semforos.

e) Entrevistas en las casas.- En reas urbanas grandes, debido al gran nmero de rutas

y a los volmenes altos de trfico en las horas pico, no es muy apropiado utilizar los

mtodos anteriormente descritos, por ello las entrevistas directas en la casas, darn una

buena informacin respecto a loa hbitos de viaje y otros datos socioeconmicos. Los

viajes de las familias pueden ser sometidos luego a modelos en trminos

socioeconmicos.

24

El comportamiento de los viajes individuales, es usualmente una repeticin, y

demuestran patrones relativamente fijos, como es el caso de los viajes al trabajo, al

estudio, etc.; estos patrones de viajes pueden ser comunes a grandes grupos de personas.

Se ha encontrado que los grupos familiares de condicin socioeconmica similar, tienen

hbitos similares de viajes, sin embargo no es necesario entrevistas a cada grupo

familiar en una zona dada, sino que tienen que aplicarse procedimientos de muestreo

para cualquiera de loa modelos de viajes. los porcentajes de hogares a entrevistarse a

base de la poblacin, se dan en el cuadro N ******

Cuadro N ******

TASAS DE MUESTREO PARA ENCUESTAS DE HOGARES.

POBLACION DEL AREA DE ESTUDIO NUMERO DE ENCUESTAS.

< 50.000 1 cada 5 hogares

50.000 a 150.000 1 cada 8 hogares

150.000 a 300.000 1 cada 10 hogares

300.000 a 500.000 1 cada 15 hogares

500.000 a 1000.000 1 cada 20 hogares

> 1000.000 1 cada 25 hogares

Los factores de expansin, pueden ser calculados dividiendo el total de hogares para la

muestra, sea por zonas o en forma global; para mayor precisin, se aplicar el factor de

expansin por cada zona de la siguiente manera:

A - (C*A/B) Fex = ---------------------------

B - (C + D)

Donde:

A = Total de hogares en la zona.

B = Nmero total de hogares entrevistados en la zona.

C = Nmero total de hogares que se encontraron vacos

D = Nmero total de hogares que no cooperaron

Para una entrevista completa, previamente se enva una carta de explicacin, el

entrevistador contacta con la mayora de miembros posibles en una o dos visitas,

anotando toda la informacin de la realizacin de viajes y los datos socioeconmicos

del grupo familiar. La informacin recolectada de la realizacin de los viajes es

usualmente para un perodo previo de 24 horas y para los mayores de 5 aos.

El tiempo de una entrevista es de una hora por hogar, as que el mtodo es caro, pero la

informacin recolectada es precisa. Un procedimiento alternativo es recolectar la

informacin socioeconmica en una primera entrevista, luego el encuestador deja otro

cuestionario a cerca de los detalles de los viajes; las personas del hogar entrevistado

completan el cuestionario al siguiente da de realizado el o los viajes.

Para la encuesta deben considerare entre otros los siguientes parmetros:

25

- Informacin socioeconmica

- Nmero de personas viviendo en el grupo familiar, edad, sexo.

- Nmero de personas con trabajo y lugares de trabajo.

- Nmero de vehculos, carros, motocicletas, otros vehculos.

- Espacio disponible para estacionamiento.

- Nivel de ingresos de la familia.

- Informacin de realizacin del viaje

- Nmero de viajes realizados en una direccin.

- Modo de viaje: carro, bus, moto, caminando, etc.

- Propsito del viaje

- A que hora del da fue realizado el viaje, tiempo empleado.

- Ruta del viaje.

Adicionalmente y dependiendo del alcance de un estudio especfico, pueden hacerse

encuestas de O-D para vehculos comerciales, de taxis, de buses, en hoteles, etc.

CAPITULO VIII: NATURALEZA DEL TRAFICO (2 parte)

8.1. EL MODELO DEL FLUJO DEL TRAFICO.

La velocidad, flujo y concentracin del trfico, estn relacionadas por la ecuacin

fundamental q = u*k ( flujo = espacio promedio de la velocidad por concentracin). Si

en esta relacin cualquiera de las dos caractersticas son conocidas, entonces la variable

restante puede ser calculada.

Para simplicidad, a menudo es asumido que hay una relacin lineal entre velocidad -

concentracin, entonces hay una velocidad mxima uf a cero concentracin y cero

velocidad a mxima concentracin kj. Estas dos constantes son llamadas la velocidad

libre y la densidad de congestin, como se muestra en el diagrama de la grfica N

*****.

A una concentracin km., con la velocidad correspondiente um, el flujo es a su mximo

valor qm. En el diagrama puede verse que el mximo flujo ocurre, cuando la

concentracin es la mitad de la densidad de congestin, y cuando el espacio promedio

de la velocidad es la mitad del valor de la velocidad libre. El flujo qm, representa la

capacidad terica de la autopista o va, la cual es influenciada por el ancho total para

circulacin.

Parte del diagrama muestra la relacin del flujo - concentracin, al cual se lo refiere

como el diagrama fundamental del flujo del trfico. Flujo y concentracin, ambos se

incrementan hasta un punto mximo de flujo qm, despus el flujo se reduce y la

densidad se incrementa hasta una densidad mxima de congestin kj. La inclinacin de

la lnea del origen a cualquier punto de la curva, es el espacio promedio de la

velocidad, correspondiente al flujo del trfico representado por un punto en la curva.

26

Por simplicidad, la relacin velocidad - concentracin, se asume lineal, pero es esta

una suposicin razonable?. Un resumen de los distintos modelos de la relacin entre

velocidad y concentracin, se describen a continuacin.

8.2. MODELOS DE CONCENTRACION - VELOCIDAD.

Muchos investigadores exploraron la relacin entre velocidad y concentracin, debido

al factor obvio que los conductores tienden a reducir la velocidad cuando estn

rodeados de ms vehculos.

a) Greenshields en 1934, propuso una relacin lineal entre velocidad y

concentracin

u = uf (1 - k/kj)

Donde: uf = Velocidad para flujo libre del trfico

kj = Densidad de congestin.

Investigadores como Huber (1957), comprobaron que hay una buena correlacin entre

este modelo y los datos de campo, sin embargo otros modelos estn dando gran

aceptacin.

b) Greenberg en 1959, analiz los datos del tnel de Lincoln en New York y

encontr una relacin logartmica entre velocidad y concentracin.

u = um* ln(kj/k)

Donde um es una constante (velocidad al mximo flujo)

Pero a bajas concentraciones (Ejm. k = 0), el modelo falla (porque u = 0). Esto ha

sugerido que un punto de corte debe ser usado en las concentraciones bajas, dando un

valor de uf.

c) Underwood en 1961, ha sugerido para el modelo de las concentraciones bajas lo

siguiente:

u = uf * e^(-k/km)

Donde: km es la concentracin que corresponde al flujo mximo de trfico.

Pero este modelo no representa la velocidad de cero en una concentracin alta.

Entonces para este modelo ha sido sugerido un corte p[ara las altas concentraciones,

dando un valor de kj.

e) Edie en 1961, postul el modelo dos curvas, basado en la combinacin del

modelo de Greenberg ( a una alta densidad) y el modelo de Underwood (a baja

densidad).

27

En la Grfica N*****, se muestran las curvas representadas por los diferentes modelos

sealados.

8.3. MODELOS DE FLUJO - CONCENTRACION.

Como se ha indicado anteriormente la curva flujo - concentracin, es llamada el

diagrama fundamental, sin embargo, el perfil de la curva depender de que modelo de

velocidad concentracin ha sido adoptado, como se muestra en el diagrama

correspondiente, un modelo parablico de flujo concentracin es asociado con el

modelo lineal de Greenshield.

8.4. MODELOS VELOCIDAD - FLUJO.

La relacin entre velocidad y flujo es muy importante en la ingeniera de trfico y la

planificacin del transporte. Sin hacer caso del perfil de las curvas para velocidad -

concentracin, o flujo - concentracin, la curva velocidad - flujo, tendr un punto de

origen y un punto a la velocidad mxima. Entre cero y la velocidad mxima, habr una

curva de unin de alguna forma, entonces como puede verse en el diagrama habrn dos

valores de velocidad para cada valor del flujo, excepto para flujo mximo qm.

Estos dos valores de velocidad representan diferentes condiciones de flujo. La seccin

de la curva donde la velocidad disminuye desde uf hasta um (Ejm. uf/2), representan las

condiciones de flujo libre, en la otra seccin de la curva, la velocidad y el flujo, ambos

estn disminuyendo, lo cual significa condiciones inestables de flujo de trfico, esto es

llamado a menudo la velocidad congestionada, o condiciones de flujo forzado.

Muchas investigaciones han sido dirigidas hacia la relacin velocidad flujo, bajo varias

condiciones de trfico. Algunos investigadores (Walker - 1957), sugiere que hay una

relacin lineal hasta el mximo flujo, con una seccin curva - lineal entre el mximo

flujo y el origen; por ejemplo el estudio de US Bureau en las vas pblicas (1967),

demostrado en el diagrama de la Grfica N******.

En la prctica los ingenieros del Reino Unido, usan versiones muy simplificadas de las

curvas de flujo - velocidad. Aqu la velocidad es tomada como una constante para el

lmite de bajo flujo, luego de esto empieza una reduccin lineal en la velocidad y un

incremento en el flujo hasta la capacidad del lmite de la va Qc; adelante de este punto,

la curva representa el flujo forzado y la curva regresa al origen, como se muestra en la

Grfica N*****.

8.5. RELACION DE VELOCIDAD - FLUJO.

En las rutas con volmenes bajos de trfico, los tiempos de viaje y desde luego la

velocidad sern relacionados con los factores fsicos de las vas, as como del suelo y la

geometra, entonces cuando se usa un modelo de transporte, el trfico puede ser

asignado a las rutas rurales de bajo volumen, conociendo simplemente los tiempos de

viaje y las distancias en las rutas.

28

Sin embargo en las rutas de altos volmenes ( en reas urbanas), habr una influencia

de la relacin velocidad - flujo, en otras palabras la atraccin de las rutas alternativas

depender de la cantidad de trfico usando la ruta, y no solo de las caractersticas fsicas

de la va. En la modelacin del transporte esto es conocido como mtodo de asignacin

por restriccin de capacidad, el cual requiere del uso de la relacin velocidad - flujo.

BIBLIOGRAFIA:

Ingeniera de Trnsito. Cal y Mayor .2010.

Ingeniera de trfico, Antonio Valds. 1982 Ingeniera de transporte, William W. Hay. 1983.