Informe de Semaforización

SEMAFORIZACIÓN.

VÍAS II

JOSÉ DAVID LÓPEZ ÁLVAREZ JUAN DIEGO PÉREZ CABARCAS ROBINSON RAFAEL RUIZ VERGARA

Dalmiro Pa!"o E#$"iali#%a "& '(a# %"rr"#%r"#

UNIVERSIDAD DE SUCRE FACUL)AD DE INGENIERÍAS DEPAR)AMEN)O DE INGENIERÍA CIVIL *+,-,/-*0

Tabla de contenido *.

........................................................... ..................................................... ................................. 1 IN)RODUCCIÓN........................................

/.

......................................................... ........................................... ....................... .............. .... 2 OBJE)IVOS......................................

/.*. /.*.

......................................................... ................................... ............... ...... 2 OBJ BJE) E)IIVO GEN GENERA ERAL......................................

/./. /./.

OBJE OBJE)I )IVO VOS S ESPE ESPECI CIF FICOS ICOS........................................................................2

3. JUS JUSTIFIC IFICAC ACIÓ IÓN. N......................................... ............................................................ .................................................. .............................. 3 4. PROC PROCED EDIM IMIE IENT NTO O....................................... .......................................................... ........................................ ............................. ......... 4 4.1. 4.1. PROCED PROCEDIMI IMIENT ENTO O DE DE CAMPO CAMPO...............................................................4 4.. 4.. PROCED PROCEDIMI IMIENT ENTO O DE DE OFICI OFICINA. NA............................................................4 ........................................................... .......................................... ...................... 5 1. DA) DA)OS 2 RES RESUL UL) )ADOS. DOS........................................

0.

........................................................... ....................................... ......................................... ...................... 14 ANALISIS........................................

!. CUE CUESTIO STIONA NAR RIO. IO........................................ .......................................................... ....................................... .............................. .......... 15 3.

.......................................................... ............................................ ........................ ....... 19 CONCLUSIONES. ES.......................................

4. COME COMEN) N)A ARIOS RIOS )EC )ECNI NICO COS. S...........................................................................20 * -.

........................................................... ........................................ .............................. .......... 21 BIBLIOGRAFÍA........................................

*. IN)R IN)ROD ODUC UCCI CIÓN ÓN..

Existen puntos críticos de confluencia para la circulación vehicular que necesitan un tipo especial de ordenamiento que no puede ser tan solo regulado por una demarcación o señalización vehicular, ya que sería difícil establecer una sincronización optima entre los usuarios que permita definir quien tiene para ese periodo de tiempo “el derecho de la vía” por ello ha resultado necesaria la creación e incorporación de dispositivos electrónicos y electromagnticos que se encargan de e!ercer esa labor" En un cruce de intercepción la demanda vehicular y el limitado ancho de los carriles de circulación hace que sea imposible el descongestionamiento del flu!o vehicular y la circulación del mismo ba!o su propio curso en una forma segura, la instalación de sem#foros de por si resulta inadecuada si no se encuentra precedida de un estudio previo de las condiciones prevaleciente de tr#nsito, el estudio de estas condiciones son las que determinar#n la correcta ubicación de estos dispositivos no afectando un ancho de andenes que afecte la circulación de la correspondiente demanda o volumen peatonal"  $l ser sincronizados estos dispositivos con unos tiempos representados mediante el colorido de unas luces podr# ofrecer la seguridad necesaria para la circulación en estos puntos críticos, ahora bien, el crecimiento de las ciudades implica modificaciones en la estructura vial y%o modificaciones en estos tiempos de sem#foros la cual explica la importancia del presente traba!o que tendr# por fin el c#lculo de estos tiempos de sem#foros y compararlos con las actuales operantes"

/. OBJE)IVOS. /.*. OBJE)IVO GENERAL. &acer un estudio de semaforización en una intersección urbana de la •

'iudad de (incele!o"

/./. OBJE)IVOS ESPECIFICOS. )eterminar los tiempos para cada fase en una intersección en donde ya •

•

haya realizado el estudio previo sobre el volumen vehicular" )eterminar el verde efectivo para cada acceso"

5. JUS)IFICACIÓN.

(abemos que a medida que se desarrollan las ciudades, aumenta la demanda del tr#nsito, un e!emplo de ello es la cuidad de (incele!o, por lo tanto, se debe satisfacer esa demanda haciendo las me!oras o ampliaciones a la infraestructura vial existente o abriendo nuevas vialidades y simult#neamente, implementando normas y dispositivos que faciliten la me!or circulación del flu!o vehicular* la instalación de sem#foros es una medida muy efectiva siempre y cuando se hagan los estudios previos respectivos y se cumplan con las condiciones que se exigen para su instalación y que la determinación de los tiempos de las diferentes fases sea tcnicamente realizado" 'omo futuros ingenieros civiles estaremos en un campo de traba!o donde la instalación de un sem#foro podría ser el pan de cada día, por ello se debe tener  claridad en cada uno de los aspectos que abarca un punto de control como estos, los cuales son muy comunes en las intersecciones de una ciudad, que me!or  manera de adquirir dicha claridad que hacerlo yendo a campo e interactuar y analizar las características de un sem#foro real y en funcionamiento"

+. PROCEDIMIEN)O.

+.*.

PROCEDIMIEN)O DE CAMPO.

El estudio se realizó en el mismo sitio donde se hizo la pr#ctica de vol+menes de tr#nsito" (e realizaron los siguientes estudios •

(e midieron las dimensiones de la intersección con una cinta"

•

(e determinaron el n+mero de carriles y el ancho de cada uno, ancho de los andenes

+./.

PROCEDIMIEN)O DE OFICINA.

'on base en la información obtenida en el campo, se debe proceder a realizar los c#lculos necesarios para obtener la información b#sica para el estudio de semaforización"

1. DA)OS 2 RESUL)ADOS.

(e tomaron los siguientes datos de la pr#ctica de vol+menes que ya se había realizado con anterioridad" (e anexaron las tablas de los vehículos registrados ya convertidos para cada movimiento durante la hora de m#xima demanda"

)a6la *. Mo'imi"&%o 5. IN)ERVALO DE )IEMPO 78ORA9MIN: -.. / -.-.- / -1. -1. / -1-1- / -3. -3. / -3-3- / -5. -5. / -5-5- / -6. -6. / -6-6- / --. --. / ----- / 4.. )O)AL PORCEN)AJE 7;:

MOVIMIEN)O 5 )IPO DE VE8ICULO CAMIONE LIVIANOS BUSES S 0 . . 5 . . 0 . . 1. . . 13 . 5 2 . . 1. . 17 . . 31 . . 3. . . 17 . 3 35 . . 145 . 5-"4 .". 1"1

)O)AL MO)O S 12 35 115 131 34 32 53 55 51 55 32. 45"5

34 34 33 35 5. 5. 61 60 -5 -5 -1 -4 6-7 1..

)a6la /. Mo'imi"&%o /.

IN)ERVALO DE )IEMPO 78ORA9MIN: -.. / -.-./ -1. -1. / -1-1/ -3. -3. / -3-3/ -5. -5. / -5-5/ -6.

MOVIMIEN)O / )IPO DE VE8ICULO BUSE LIVIANOS CAMIONES MO)OS S 65 . . 35 60 . 3 14 67 5 . 3. -. . . 17 45 . 3 3. -0 . 3 33 64 3 . 17 -5 . . 31

)O)AL 44 401 47 771 44 06

-6. / -6-6/ --. --. / ----/ 4.. )O)AL PORCEN)AJE 7;:

46 6-7 47 463 0."-

. . 3 . 0 ."7

3 . . . 7 ."2

36 17 37 34 3-6 30"2

2. 45 77 26 211 1..".

")a6la 5. Mo'imi"&%o . IN)ERVALO DE )IEMPO 78ORA9MIN: -.. / -.-./ -1. -1. / -1-1/ -3. -3. / -3-3/ -5. -5. / -5-5/ -6. -6. / -6-6/ --. --. / ----/ 4.. )O)AL PORCEN)AJE 7;:

MOVIMIEN)O  )IPO DE VE8ICULO LIVIANOS 1 3 3 1 5 5 0 4 1. 16 7 43 45"30

BUSES CAMIONES MO)OS . . . . . . . . . . . . . ."..

. . . . . . . . . . . . . ."..

1 1 1 3 5 3 3 5 6 4 4 54 54"05

)O)AL 3 5 5 5 4 0 1. 1. 14 12 16 27 1.."..

)a6la +. Mo'imi"&%o 47/:. IN)ERVALO DE )IEMPO -.. / -.-./ -1. -1. / -1-1/ -3. -3. / -3-3/ -5.

MOVIMIEN)O 47/: )IPO DE VE8ICULO )O)AL LIVIANOS BUSES CAMIONES MO)OS 5 . . 17 31 . . 13 10 3 . . 35 313 . . 13 36 4 . . 14 33 . . 17 35

-5. -5-6. -6--. ---

/ -5/ -6. / -6/ --. / --/ 4.. )O)AL PORCEN)AJE 7;:

5 7 3 7 3 6 4. 35".7

. . . . . . . ."..

. . . . . . . ."..

33 33 3. 0 13 17 3.. 04"23

35. 33 116 33 34. 1.."..

'onstruimos el esquema de la intersección para mayor entendimiento con los vol+menes horarios m#ximos mixtos"

Fi="ma.

'onvertimos los vol+menes mixtos a automóviles directos equivalentes" 'alculamos el factor por presencia de vehículos pesados, para eso totalizamos y hallamos el porcenta!e de buses y de camiones que son los vehículos pesados"  PB=

7 260 + 911+ 98 + 454

∗100

 PB=0,4

 PC =

5+ 8 260 + 911 + 98 + 454

∗100

 PC = 0,75

8omamos E'9E:91,fvp =

100 100 + PC ( E C −1 ) + PB ( EB−1 )

fvp =

100 100 + 0,4 ( 1,5−1 ) + 0,75 ( 1,5 −1 )

fvp = 0,99

;os flu!os directos equivalentes por la calle 12 son ara el movimiento directo ?5@ Entonces

( )

qD=

 454

1

qD=

637 ADE

0,72 0,99

h

>ara la vuelta a la izquierda ?0@ qVI =

qVI =

98

( ) 1

0,72 0,99

138 ADE

h

El flu!o total para este acceso ?carrera 35@" qT =qD + qVI  qT =637 + 138

qT =811

8raba!aremos con dos fases" 'alculamos la longitud de los intervalos de cambio" (uponemos una longitud ?;@ de los vehículos de 4,1m, el tiempo de percepción/ reacción ?t@91s y la tasa de aceleración ?a@95,.-m%s  $ncho efectivo ?B@96m 8omamos una velocidad de 3-Cm%h que es equivalente a 0m%s Dntervalo de cambio para el acceso por la calle 12" ?Aase 1@

( )(

 y 1 = t +

(

 y 1 = 1 +

v + W + L v 2a

7 2 ( 3,05 )

)( +

)

 4 + 6,1 7

)

 y 1 =2 + 1=3 s

 mbar93s 8odo to!o 9 8F9 1s

Dntervalo de cambio para el acceso por la carrera 35" ?Aase 3@ B9-m

( )(

 y 1 = t +

v W + L + 2a v

)

(

 y 1 = 1 +

7 2 ( 3,05 )

)( +

5 + 6,1 7

)

 y 1 =2 + 2= 4 s

 mbar93s 8odo to!o 9 8F9 3s 'alculamos el tiempo perdido por fase ?Di@"  I 1= A 1 = 2 s

 I 2= A 2 =2 s

'alculamos el tiempo total perdido por ciclo ?;@"  L= I 1 + I  2 + TR

 L=2 + 2 + 1 + 2  L=7 s

 $hora calculamos las m#ximas relaciones de flu!o actual ?q@ a flu!o de saturación s para cada fase" 'onsideramos un flu!o de saturación?s@917..$)E%h Y 1 =

Y  2 =

911 + 260 1800

454 + 98 1800

=0,65

=0,3

'alculamos la longitud del ciclo óptimo" C 0 =

C 0 =

1,5 L+ 5 1 −Y  1 −Y  2

1,5 L + 5 1 −0,65 − , 3

C 0 =310 s

&allamos el tiempo verde efectivo total" gr =C − L=310 −7 = 303 s

Fepartimos los tiempos verdes efectivos" g 1=

g 1=

g 2=

Y  1 ( gr ) Y  1 + Y  2

  0,65 0,65 + 0,3

0,3 0,65 + 0,3

( 303 ) =207 s

( 303 )=95 s

)eterminamos los tiempos reales verdes" G19g1HD1/$193.0 H 3 I 39 3.-s

G39g3HD3/$392-92-H3/3925s

0. ANALISIS. 8eniendo en cuenta que (incele!o es una ciudad con calle muy pequeñas y se presentan una alta demanda que no es satisfecha, en las intersecciones se ha presentado un alto volumen vehicular y obviamente este es mayor en la hora de m#xima demanda que puede ser una hora pico como se evidenció en la pr#ctica de vol+menes de tr#nsito"

;as relaciones de flu!o fueron muy altas debido a la gran cantidad de vehículos, con lo que se obtuvo una longitud de ciclo muy alta" >odemos decir que los c#lculos son coherentes con lo que respecta al volumen vehicular pero los anchos de las calles y carreras no son lo suficientemente grandes para despachar la demanda que se produce" ;os verdes efectivos calculados acumularían mucha cantidad de vehículos y se generaría una mayor congestión, entonces consideramos disminuir la longitud del ciclo"

. CUES)IONARIO. *

JC=?l"# #o& la# '"&%a@a# >=" or"" =& #"m?oro =a&o "#%?

orr"%am"&%" i&#%alao  #" !a r"aliao la #"ri" " "#%=io# $r"'io# =H #="" =a&o la #i%=ai& "# a'"r#a

(in duda alguna es bastante venta!oso la correcta instalación de un sem#foro en el sitio adecuado, pero mucho m#s importante son los estudios que se realicen con anterioridad, ya que estos permiten evaluar la factibilidad del proyecto, conocer los vol+menes de transito presentes, determinar las velocidades con que entran los vehículos a la intersección, y establecer las fases y tiempos m#s adecuados requeridas por la intersección dependiendo de las condiciones en que esta se encuentre" Esto resultaría bastante venta!oso porque de alguna manera se garantizaría el correcto funcionamiento de todo el sistema, permitiendo que se presente un flu!o adecuado sin de!ar de lado la seguridad y el confort" >or otra parte, la instalación incorrecta de un sem#foro, o hacerlo sin los estudios previos no es muy recomendable, ya que se correría el riesgo que la movilidad no sea la m#s adecuada y que por esta razón se presenten problemas de flu!o muy lento o de excesiva velocidad, que sin duda podría originar trancones y accidentes"

/

C=?l"# #o& lo# am6io# >=" !a #=rio "l #"m?oro " a="ro o& la %"&olo" Lnight, quien tuvo la idea de crear  un aparato que permitiese controlar el tr#fico de 1747 en el Feino Mnido" El aparato utilizaba por la noche luces de color ro!o y verde, Nlas cuales integraban al gas como uno de sus componentesN, y emitía dos zumbidos que indicaban la disponibilidad del tr#fico de la calle" Aue hasta la invención del automóvil cuando el dispositivo retorno como una herramienta indispensable de la sociedad" El 6 de agosto de 1216 se instala el primer sem#foro en 'leveland, Estados Mnidos" Este tenía luces ro!as y verdes colocadas en un soporte en forma de brazo, al igual que su antecesor emitía zumbidos" 'on el avance del tiempo y la tecnología, el sem#foro se ha convertido en una señal b#sica que regula el avance de los automóviles" $ctualmente cuenta con tres colores que determinan sus funciones

=erde ?para avanzar@, $marillo ?preventivo@ y Fo!o ?para detenerse@ e incluso cuentan con figuras digitales que indican el funcionamiento del mismo" $unque los sem#foros varíen de diseño seg+n el país, las funciones son las mismas alrededor  del mundo" En (incele!o se utilizan en su mayoría sem#foros de 5 colores con l#mparas ;E), las cuales ayudan en el ahorro de energía y son muy resistentes a la exposición con el medio ambiente"

5

E& >=H o&#i#%" omo #" $ro=H '"&%a@a# %i"&"  >=" #" "6" i&ormar al =#=ario #o6r" =&a KOla V"r".

Mna ola verde u onda verde es un fenómeno inducido intencionalmente, en el cual una serie de sem#foros se coordinan para permitir el flu!o continuo del tr#fico sobre varias intersecciones en una misma dirección" 'ualquier vehículo que se mueva a lo largo de la ola verde, aproximadamente a una velocidad establecida por los controladores de tr#fico, ver# una cascada progresiva de luces verdes, y no tendr# que detenerse en las intersecciones" Esto permite mayores vol+menes de tr#fico y reduce el ruido y consumo de energía debido a que se requiere menor  uso de los frenos y del acelerador" En la pr#ctica, solo un porcenta!e de los autos puede usar la ola verde antes de que la banda de tiempo concluya para dar vía a otros flu!os de tr#fico" ;a

coordinación

de

las

señales

se

puede

hacer

din#micamente

?autom#ticamente@, usando sensores para monitorear los flu!os de tr#fico" )e otra manera, se puede hacer estadísticamente mediante el uso de temporizadores" :a!o ciertas circunstancias, las olas verdes pueden intercalarse con las de tr#ficos en otras direcciones, pero esto aumenta la comple!idad y reduce la usabilidad, por  lo tanto, sólo las vías que llevan los vol+menes m#s importantes de tr#fico se les da este trato preferencial" Mna de las desventa!as de la ola verde es que los motoristas cuando los motoristas m#s lentos que el promedio llegan al sem#foro y encuentran una luz ro!a, han acumulado una cola de vehículos detr#s de ellos, anulando el propósito

de la ola verde" ;os motoristas m#s veloces tambin afectan la ola, porque en cierto momento ellos van a encontrar una luz ro!a y tendr#n que esperar a que la siguiente ola llegue"

+

C=?l "# "l or"& " lo# olor"# $ara =& #"m?oro !orio&%al  $ara o%ro '"r%ial " %r"#  " i&o l"&%"#

;os sem#foros verticales tanto los horizontales tienen el mismo orden en los colores, para ambas posiciones se mane!a el Fo!o, $marillo y =erde en sem#foros de 5 lentes" ;os sem#foros de cinco lentes adem#s de los de las 5 que se utilizan en los de tres, el orden de colores es Fo!o, $marillo, flecha de frente, flecha izquierda y flecha derecha"

1

E& =&a i&%"r#"i& #"maoriaa =H "# K%oo ro@o  =H "# =&a a#" 2 =H "# =& mo'imi"&%o $ro%"