Tránsito y transporte 2015A: Semaforización – Corrección de lo visto en clase

No quería dejar pasar la semana sin enmendar el error que cometí la semana pasada (en la clase del miércoles) con relación al flujo de saturación de los accesos de la intersección que estábamos analizando para diseñar los tiempos del semáforo. En su momento les pedí que me permitieran cambiar el flujo de saturación para poder avanzar con los demás elementos. Así que aquí va una explicación más acertada del flujo de saturación.

¿Qué es el flujo de saturación?

En términos simples, es la máxima tasa de flujo (cantidad de vehículos) que puede pasar por un acceso de la intersección, suponiendo que ese acceso tiene verde durante una hora continua.

¿Cómo se calcula el flujo de saturación?

Como vimos en clase, si no se tienen datos reales de campo, se puede suponer un flujo de saturación base y afectarlo por diferentes factores en función de los elementos que reducen el flujo base. El Highway Capacity Manual (HCM) de la American Association of State Highways and Transport Officials recomienda la siguiente fórmula de cálculo:

flujo de saturacion hcm
Donde S es el flujo de saturación del acceso (o de la intersección), So es el flujo de saturación base, N el número de carriles en el acceso y el resto de elementos son los factores que comentábamos en clase (en función del ancho de carril, porcentaje de vehículos pesados, pendiente, parqueo en la intersección, paradas de buses, utilización del carril, tipo de zona, giros a la izquierda, giros a la derecha y peatones y bicicletas en los giros a la izquierda y a la derecha).
Como se pueden dar cuenta, mi error fue que olvidé multiplicar el flujo base por el número de carriles (con el flujo base que habíamos escogido suponíamos que ya estaban considerados todos los factores).
El flujo de saturación base que, por defecto, recomienda el HCM es de 1900 veh/h/carril. Usualmente, el flujo de saturación en una intersección tenderá a estar entre 1600 veh/h/carril y 1950 veh/h/carril. Si la velocidad de los vehículo en el acceso es baja, ese acceso tenderá a tener un flujo de saturación más bajo. Para velocidades inferiores a 50 km/h el HCM recomienda flujos de saturación base del orden de los 1800 veh/h/carril.

¿Qué debemos hacer?

En relación al ejercicio (académico) de semaforización en la K5xC15 de Ibagué, debemos recalcular la relación entre el flujo crítico y el flujo de saturación para cada fase (Yi, en el paso 8) teniendo en cuenta el flujo de saturación que habíamos asumido (s = 1800 veh/h/carril) y el número de carriles en cada acceso para el movimiento crítico de la fase.

En la elección del número de carriles debemos tener en cuenta cuál es el movimiento crítico de la fase. Por ejemplo, podemos considerar que el movimiento 9.2 (que es crítico en una de las fases) usa un solo carril y no los dos del acceso (por lo tanto s=1800*1). De la misma forma, el movimiento 3 usa 2 carriles (s=1800*2) y el movimiento 4 usa 2 carriles (s=1800*2), pues el tercer carril (el de la izquierda) se usa para el movimiento 8.
Con los nuevos Yi podemos calcular una nueva longitud de ciclo (óptima) para determinar la longitud del ciclo del semáforo.

Longitud de ciclo

Como vimos en clase, normalmente no usamos el valor calculado como longitud de ciclo óptimo (Co), sino que asumimos un valor diferente (C), idealmente cercano a Co.El HCM recomienda valores de C de 70 s para el centro de las ciudades (Central Business District) y de 100 s para otras zonas, pero se pueden usar valores diferentes.

El ciclo no debe ser tan corto que los verdes sean insuficientes (sobre todo para los peatones), ni tan largos que los intervalos de rojo generen colas muy largas en los accesos. En las zonas centrales de las ciudades es esperable que existan más intersecciones semaforizadas en poco espacio, de allí los 70 s recomendados por el HCM. Los valores máximos de la longitud de ciclo deben limitarse al orden de los 150 s, y en ningún caso deberán ser superiores a 180 s.

Ejercicio de clase

Una vez determinados los cambios apropiados, podemos continuar con el ejercicio de clase hasta definir el diagrama de fases y tiempos del semáforo, que debe ser más o menos como el que está a continuación (teniendo en cuenta que los valores específicos pueden ser diferentes):

Tiempos de un semáforo de 3 fases y un ciclo de 90 s.

Tiempos de un semáforo de 3 fases y un ciclo de 90 s.

En el anterior diagrama pueden identificar los intervalos de cambio de fase, en particular el intervalo de despeje (todo rojo).
Les pido disculpas si no fui muy claro en clase (por las restricciones del tiempo) y los exhorto (motivo) a que busquen otras fuentes cada vez que veamos algo en clase (el HCM está disponible en la biblioteca de la Universidad) y a que me pregunten y cuestionen todo lo que les parezca necesario.
¡Feliz descanso!

One Comment

  1. la semaforizacion va a estar muy ligado con nosotros tal vez por muchos años, por que de una u otra manera la demanda de automotores sigue en aumento,por eso es tan importante saber esto, lo interesante seria ver como pueden codificarlo es decir aplicarle a esto tecnología para una continua mejora

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