11 - consideraciones para la instalación de semáforos peatonales

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1. Introduccin

Tanto en las reas de planificacin de transporte como en ingenierade trnsito, los intereses peatonales por lo general no han sido considerados. Es as que la mayora de los modelos de trnsito ms utilizados estn"desarrollados bajo una perspectiva exclusivamente vehicular.Por esta raznlos conflictos vehculo-peatn producidos por los cruces peatonales se traducen en un anlisis de costos incurridos por el flujo vehicular ms queen un anlisis de costo-beneficio para los distintos grupos involucrados.

El objetivo de este trabajo es rescatar al peatn como un usuario importante de la ciudad, proponiendo una metodologa de anlisis para la instalacin de facilidades peatonales en forma especial en lo referente a serrforos peatonales. Se destaca en el anlisis de instalacin de una seal peatonal la importancia de su localizacin, su operacin ptima y la evala -cin de impactos por grupos involucrados. Finalmente se plantea la posib_ilidad de otorgar factores de peso distintos a las demoras peatonales y veh

culares.

El trabajo no pretende ser exhaustivo en el tema analizado, sino s^lo destacar los aspectos ms significativos que deben ser considerados alinstalar un semforo de tipo peatonal.

En el captulo 2 se hace un anlisis crtico de la indiferencia conque se ha tratado al peatn y del conflicto que se crea al tener que compartir los espacios destinados a la circulacin con los vehculos motorizados.En el captulo 3 se presenta una proposicin metodolgica para el tratamiento de semforos peatonales, para terminar en el captulo 4 con las conclu-siones y recomendaciones.

2. El Peatn en lo Ciudad

El peatn el cual es el causante de la animacin urbana es slo unode los usuarios de la va pblica. En efecto, sta debe ser compartida conlos automviles particulares, el transporte pblico, vehculos de dos rue-das, etc.

La ciudad colonial estructurada en cuadrcula, con calles denuna cucdra de largo y doce varas de ancho, en la cual el peatn se apropiaba delespacio pblico sin restricciones ha dado puso a una ciudad orientada alautomvil, en la cual el peatn surge como un obstculo.

Debido a las transformaciones que ha sufrido la ciudad, no slo porel avance tecnolgico, el peatn ha ido perdiendo el lugar de privilegioque tuvo. Esta situacin se ha visto apoyada inconcientemente por ciertasorientaciones dentro de la planificacin del transporte extensamente domi-nadas por un pensamiento orientado al automvil, por lo cual se ha dichorefirindose a los peatones, que se ha llegado a conformar un nuevo grupode desplazados en nuestra sociedad. (Brog, 1984).

Es una simplificacin del problema pregonizar las muertes de las vasde alta velocidad y propugnar la generalizacin de la calle colonial. Es a^go tan simplista como querer ensanchar todas las calles y construir inter-


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>nes a desnivel por doquier. La compleja ciudad actual exige la coexis: regulada entre sus distintos tipos de usuarios. Esto hace imprescinla organizacin de esta coexistencia identificando los intereses deipo de usuario como tambin los conflictos que surgen entre ellos.

El peatn y los desplazamientos1(1 Di

La marcha a pe puede considerarse como un modo ms de transporte,ractersticas generales, de este modo de desplazamiento son su costosu baja velocidad, la baj utilizacin del espacio, su flexibilidadonibilidad.

Los desplazamientos peatonales pueden ser de diferente naturaleza:

- Viajes a pe (p.ej. viajes de domicilio al trabajo)- Como parte de un viaje combinado (p.ej. a pe-metro)- Desplazamiento peatonales de recreacin (p. ej. paseos etc.)

La marcha a pe es generalmente ignorada o bien menospreciada por a_l_planificadores de transporte. Existen una serie de prejuicios en cojn1 trnsito peatonal que no tiene asidero real, como por ejemplo suancia relativa al nmero total de desplazamientos diarios en una ci_urog, 1984). Un anlisis preliminar de la informacin disponible en opas, permite asumir como vlidas las conclusiones de Brog en Ale-Analizando la informacin de la Encuesta Origen-Destino de 1977 (Uni_ad Catlica de Chile, 1978), se aprecia que en promedio el 17% de lostotales son realizados a pe observndose que en las comunas de me-ingresos este porcentaje es ms alto.

La incidencia de variables socieconmicas en la eleccin modal per-predecir que en la actualidad el porcentaje de eleccin del modo "podra ser an mayor.

Desde un enfoque de equidad, es necesario considerar a este grupo enltica de operacin de la ciudad, en poltica de transporte y enlacin de recuersos.

El conflicto vehculo-peatn

Los conflictos entre vehculos y peatones surgen al tener que comears vas de circulacin entre peatones y vehculos, manifestndose por

n los cruces peatonales.

Estos conflictos se materializan en accidentes como en demoras tan-ael peatn como para los usuarios de vehculos. La solucin de estosmas es la segregacin de los flujos, lo cual se puede realizar spa-los flujos temporal o espacialmente, dando lugar a los siguientes ti-cruces :

Segregacin temporal :- Cruces cebra- Cruces semaforizados


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- Segregacin en el espacio :- Corresponde a cruces peatonales adesnivel.

Al,regular el derecho a va entre peatones y vehculos, surgen cos-tos y beneficios asociados a cada uno de los grupos involucrados.

Los criterios de provisin de facilidades peatonales explcitas es-tn basadas en una medicin del conflicto vehculo-peatn, en que aparentemente se hace un balance de demoras y seguridad, donde los volmenes de flujo vehicular y peatonal determinan el grado de conflicto vehculo-peatn yel dispositivo de regulacin ms adecuado.

En las Figuras 1 y 2 se muestran los criterios ingleses y francesespara seleccionar el tipo de cruce peatonal. Este tipo de recomendaciones,sibien es cierto son de utilidad para acotar las posibles soluciones a un problema de conflicto vehculo-peatn, no entregan informacin sobre la evala

cin de impactos que se introducen por la presencia de una seal derregula_cin.

En el siguiente captulo se presenta una proposicin metodolgica para considerar en las instalaciones de semforos peatonales, de tal manerade incorporar la evaluacin de impactos por grupo involucrados, la operacinptima de la seal y la localizacin de sta.

3. Regulacin del Conflicto Vehculo-Peatn por Medio de Semforos Pea_tonales ,

Los criterios de optimizacin de la operacin de semforos conside-ran las demoras vehiculares, el nmero de detenciones, largos de cola,con-sumo de combustible y aspectos de seguridad. Las demoras y detenciones peatonales, por lo general son ignoradas. Este procedimiento, si bien en eltratamiento de intersecciones semaforizadas puede ser aceptable ya que laoperacin est condicionada a los flujos vehiculares lo que permite dispone-de tiempo de verde para el cruce peatonal adecuados, en el diseo de la operacin de semforos peatonales son insuficientes.

Los semforos peatonales regulan el derecho a va entre dos gruposclaramente identificables : Los peatones y los vehculos. Es por ello queambos grupos deben ser considerados en el anlisis de instalacin y opera-cin de un semforo de tipo peatonal. Un diseo operativo que ignore lasnecesidades peatonales tiene como resultado un aumento en las demoras pec_

tonales lo cual incita a comportamientos peligrosos al tratar de cruzar unava (Hakkert y Ben-Yakov, 1985). Las herramientas que actualmente se util_izan en la optimizacin de la operacin de semforos como los modelos SIGSE*SIGCAP (Allsop, 1981) y TRANSYT (Robertson, 1969), no consideran los inte-reses peatonales dentro de su lgica de optimizacin. Modelos de desarrolloms reciente como SIDRA-2 (Akcelick, 1985) tampoco han incorporado al tra-tamiento peatonal. Existen s modelos de simulacin de tipo microscpicocomo NESTSIM (FHA, 1982) y TRAFFICQ (Logie, 1980) que ti-dnen la posibilidccde simular la operacin de un semforo peatonal en una red, entregando in-formacin de demoras.


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iv) Estudios de soluciones

De acuerdo a las recomendaciones preliminares actualmente disponibles(SECTU, 1984) ser posible determinar cual ser la facilidad peatonal msadecuada.

b) Caso de semforos peatonales

Para los semforos peatonales, al igual que en el anlisis de opera-cin de semforos vehiculares, ser de importancia determinar si la sealpeatonal es posible de modelar como una interseccin aislada, o bien si exis_te una incidencia de los semforos cercanos. Adems del anlisis del entorno desde el punto de vista de la existencia de semforos, ser necesario conocer el entorno desde la perspectiva de animacin urbana. Esto con el obje_tivo de conocer las caractersticas de demanda de cruce peatonal, como porejemplo su distribucin espacial y temporal.

El anlisis de la instalacin de una seal semaforizada contemplar

las siguientes etapas :

- Anlisis de localizacin ptima- Determinacin de la operacin ptima- Evaluacin de impactos

i) Anlisis de localizacin ptima

El criterio de localizacin de un semforo peatonal depender de sise trata de un semforo aislado o bien de una seal imcorporada a una redsicronizada.

a) Caso de semforos aislado

Para esta situacin, la ubicacin de la seal depender fundamental-mente de las caractersticas de la demanda del cruce peatonal. Conociendolos origenes-destino de los movimientos peatonales, identificanco los puntosde generacin y atraccin de viajes peatonales y teniendo en cuentalascaractersticas de comportamiento de los peatones se podr localizar el crx_ce semaforizado de tal forma que opere adecuadamente.

b) Caso de semforo inserto en una red

En el caso de un semforo peatonal ubicado dentro de una red semafori_zada, adems de las razones expuestas en el punto anterior, incidir en la

localizacin un criterio de minimizacin de demoras vehiculares.

El efecto de "pelotn" que se genera al otorgar derecho a paso en uneinterseccin semaforizada, se va dispersando a medida que aumenta la distar!cia a este cruce. Por ^este motivo las brechas que permiten el cruce peatonalsin regulacin, sern mayores mientras ms cerca se est de la intersec cinsemaforizada. Es por esto que se ha sugerido que mientras ms cercano seaelcruce peatonal de una interseccin regulada por semforos, menores sernlas demoras de los peatones que intenten cruzar (Taylor, 1984).

El Comportamiento de "pelotn" permite esperar que la localizacin c~


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* cruce peatonal incida tambin en las demoras vehiculares.

Mediante la optimizacin de la operacin de la red considerada con el-:grama TRANSYT, es posible determinar la localizacin que minimiza las deeras vehiculares. En efecto, mediante la comparacin del ndice de rendi-

ento que entrega el programa, para distintas ubicaciones del "nodopeato 1", es posible escoger aquella localizacin que entregue unndice de renmiento menor, ya que :

de :

IR = ndice de rendimientoN = Nmero de arcosDi = Demora media en arco iK. = Factor de ponderacinCi = Nmero medio de detenciones por segundo en el arco i

En la Figura 3 se ejemplifica un eje de sentido nico que incluye undo peatonal, la relacin terica esperada entre el ndice de rendimientola localizacin del cruce peatonal y el efecto de dispersin del pelotn.

La situacin general (Flujo-bidireccionales) ser bastante ms compLeya que la forma de la curva IR - localizacin depender de los volmenesflujo vehicular como de la relacin de los flujos vehiculares con sent_i_inverso. En todo caso independientemente de la complejidad de la relacinposible determinar el punto mnimo de la curva, el cual determinar la

icacin ptima de la seal. Debern tambin analizarse la incidencia destintas localizaciones en el flujo en el flujo peatonal, que se reflejardistintos tiempos de recorrido.

El anlisis de la localizacin ptima segn el procedimiento plantea_debe entenderse aplicable cuando realmente existe la posibilidad de ju-rcon la localizacin del cruce y ste no est predeterminado por la ca-cterstica de la demanda peatonal.

) Determinacin de la operacin ptima

En una gran proporcin de los accidentes que ocurren en zonas urbanas,tan involucrados los peatones, aconteciendo muchos de estos en las inte_rcciones. Diversas investigaciones han encontrado una correlacin entre sdemoras peatonales y los accidentes (Hakkert y Ben-Yakov, 1985), es por loque una operacin adecuada de la seal desde la perspectiva peatonal eneimportancia.

La duracin de los tiempos de verde para los peatones es generalmen-determinada por el ancho de la calzada a cruzar. Los tiempos son calcu-dos para permitir el cruce seguro'lde un peatn que comienza' a cruzar alicio de la seal verde peatonal, asumiendo una cierta velocidad de desplamiento.


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Las demoras peatonales generalmente pueden ser reducidas minimizan dola duracin del ciclo y aumentando la duracin del tiempo de verde pea-tonal. Las investigaciones empricas han demostrado que los peatones tien-den a preferir tiempos de verde ms frecuentes que tiempos ms largos peroms espaciados. (Taylor, 1984).

a) Caso de semforo aislados.

Al plantearse como objetivo la minimizacin de las demoras totales,para determinar la operacin tima de una seal, es necesario estimar las de_moras en que incurren los dos grupos involucrados.

- Demoras vehiculares :

Las demoras vehiculares pueden estimarse mediante la conocida frmulade Webster (Webster y Cobbe, 1966)

Modelando la interseccin con SIGSET, se obtiene como salida del pro-

grama estimaciones de demoras por movimientos.

- Demoras peatonales :

Las demoras peatonales pueden estimarse mediante las ecuaciones cal_i_bradas por Griffiths et al. (1985)

La demora media de un peatn queda expresada como i

y corresponde al tiempo medio de ciclo, considerando una llegada peatonalaleatoria a una tasa media (peat/seg) y suponiendo que el primer pea-tn en llegar al cruce demanda derecho de va.


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cue corresponde a la demora total durante un ciclo queda expresado por:

Esta diferenciacin se debe a que la tasa de flujos peatonales no esn-orme a lo largo del ciclo (Griffiths et. al., 1985),siendo mayor que el

:~edio durante el perodo de verde y-menor que el promedio durante el pedo de verde intermitente. As, considerando las siguientes ecuaciones detinuidad :

Los' [parmetros a,b,c,d,e y f corresponden a los distintos tiempos denzdel ciclo, los cuales se explican grficamente en la Figura 4.

Basndose en las observaciones en terreno se recomienda modificar laoresin de la ecuacin 5 para flujos vehiculares menores de 1500 veh/hr,oido a que sta sobreestima las demoras peatonales. As :

onde : q (veh/hr) corresponde al flujo vehicular (en ambas direcciones)

Las demoras totales sern entonces :

conde K : factor de ponderacin de demora peatonal

Este factor de ponderacin ser analizado en el punto iii) del presente captulo.

t


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Como las demoras, tando vehiculares como peatonales, son funciones dlas variables de operacin (ciclo y repartos), es necesario definir crite-rios para su determinacin.

Los tiempos de verde peatonal (verde y verde intermitente) sern fijados de acuerdoa los criterios de seguridad antes descritos y a

observa clonesde terreno.

La determinacin del ciclo deber conjugar dos objetivos que puedenser contrapuestos :

- Desde la perspectiva peatonal el ciclo ptimo ser el menor posible,es decir el ciclo mnimo ( C min)

- Desde la perspectiva vehicular se podr determinar un ciclo ptimo.(Cv) minimizando demoras.

Esto lleva a dos situaciones posibles :

En este caso se adoptar el ciclo mnimo, determinando los repartosadecuados y las demoras asociadas.

Esta situacin lleva a definir un valor lmite para el ciclo,que esaquel que corresponde al grado de saturacin mximo aceptable para el movi_miento vehicular ( C sat )

Como el grado de saturacin de un movimiento est expresado como :

( 10 )

( 11 )


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Si C sat C min se tomar como ciclo ptimo peatonal a C sat. Pa--a la determinacin del ciclo de operacin de los repartos, se proceder en*orma anloga al caso anterior. (Ver Figura 5).

b) Caso de semforo inserto en una red

Para este caso las demoras vehiculares quedarn determinadas por el -odelo de optimizacin de operacin de redes TRANSYT. Las demoras peatonalesse estimarn mediante las ecuaciones 2 y 8.

La determinacin del ciclo de operacin quedar restringida por el ei:1o comn de la red. En efecto, se tendrn dos posibilidades :

C - C red o C = C red/ 2

El ciclo ptimo ser aquel que entregue un valor de demoras totalesde la red (incluyendo demoras peatonales) menores.

Desde la perspectiva peatonal, teniendo un ciclo de operacin deter--ninado, la minimizacin de demoras equivale a maximizar el tiempo de verdeoeatonal, lo cual incrementa las demoras vehiculiares.

As se tendrn dos estructuras de repartos posibles

- Desde la perspectiva vehicular quedar determinada por :

c + d = ( c + d ) min

siendo : ( c + d ) min aquel tiempo que permite un cruce peatonal seguro

Desde la perspectiva peatonal quedar determinada por

f = f min.

El valor mnimo del tiempo de verde vehicular quedar limitado por eltiempo de verde tal que no se exceda al grado de saturacin mximo acepta-do. De la ecuacin 10 se tiene

f sat i ^ C red . qi / Si . Xi ( 12 )

Estos dos extremos determinarn las cotas de los tiempos de verde peatonal y vehicular definiendo un rango para el cual se puede encontrar laoperacin de repartos timo que minimize las demoras totales de acuerdo aecuacin 9. (Ver Figura 6).


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iii) Evaluacin de impactos

Estrictamente es posible determinar los costos y beneficios de un proyeoto de instalacin de una seal peatonal comparando la operacin del sistema con y sin semforo, y realizar una evaluacin econmica tradicional.Este proceder tiende generalmente a considerar la instalacin de un semfo

ro peatona como no rentable.

Considerando que los grupos involucrados tienen distintas caractersticas es necesario realizar un- anlisis por grupo, cuantificando los impatos (costos o beneficios) separadamente. La importancia relativa que leotorgue la comunidad a cada uno de estos grupos, determinar la factibilidadde la .irrtplementacin de un paso peatonal semaforizado.

En trminos de demoras la justificacin de instalacin de un semforopeatonal depender de las ponderaciones relativas entre demoras vehicularesy peatonales, o en estricto rigor entre las demoras de los usuarios de vehculos y demoras de los peatones.

Se ha sugerido que las demoras peatonales deben ser ms valoradas quelas demoras de los usuarios de vehculos. (Taylor, 1984) y que un valor detres para el factor k de la ecuacin 9, es adecuado. Esto es consecuente conla distinta valoracin del tiempo dentro y fuera del vehculo que se encuentra generalmente es menos atractivo que el tiempo dentro de un vehculo.

Adems de las comparaciones de demoras es posible agregar el aumentode consumo de combustible y la emisin de contaminantes, como tambin ladisminucin de accidentes.

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4. Conclusiones y Recomendaciones

Las peticiones de facilidades peatonales que se hacen llegar a lasautoridades locales, hace necesario disponenlde metodologas que permitanabordar el problema adecuadamente.

En el desarrollo de estas metodologas es necesario tener presente losiguiente i

- El peatn es un usuario importante de las vas pblicas, cuyos intereses deben considerarse en el diseo operativo de las seales de regulacin,

- Las caractersticas de comportamiento del peatn sern antecedentes

necesarios a considerar en la instalacin de facilidades peatonales.

Cabe sealar que este comportamiento depender de una serie de varia-bles como edad, caractersticas socieconmica etc.

- El anlisis de instalacin de un semforo peatonal deber comprenderal menos las siguientes etapas ; Localizacin, diseo,operativo y evaluacinde impactos.

- Tanto el anlisis de localizacin como de operacin depender de sila seal semaforizada forma parte de una red o bien corresponde a un semforo aislado.


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- Para el caso de un semforo aislado el criterio de minimizacin deremoras peatonales ser la minimizacin del tiempo de ciclo, mientras quepara una seal inserta en una red ser la maxirnizacin del tiempo de verde

:eatonal.

- La decisin de provisin de un semforo peatonal no deber basarseen una evaluacin econmica tradicional, sino en un anlisis de los impac-tos a los grupos involucrados, teniendo presente que es posible otorgar distinta importancia relativa a cada uno de ellos,

Se vislumbran algunas reas donde es necesario concertar esfuerzos deinvestigacin. Entre estas se pueden destacar los siguientes :

- Es necesario desarrollar modelos que consideren la interaccin pea_tonal con el flujo vehicular estimado, ndices de rendimiento en que se consideren los intereses peatonales.

- Considerando que el comportamiento peatonal es bsico en la estimacin de demoras, es necesario calibnar funciones de demoras con informacinrecogida en nuestro pas.

. . . - En la evaluacin de impactos, adems de las comparaciones de demo

ras, es posible considerar los costos derivados del aumento de consumo decombustible de emisin de contaminantes como los benenficios atribuibles alos peatones por la reduccin de accidentes. Esto hace necesario fijar pa_utas para la comparacin objetivo entre estos diversos aspectos.


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FIGURA 1 : Criterio britnico de provisin de semforo peatonal(SECTU,1984)

FIGURA 2: Criterio francs de provisin de semforo peatonal(CETUR,1975)

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FIGURA 3:Relacin del ndice de rendimiento del TRANSYT con ladistancia de localizacin del nodo peatonal y el efectode dispersin del pelotn

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:IGURA 4 : Operacin de un ciclo de semforo peatonal (Adaptacin deGriffiths et. al, 1985)

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FIGURA 5 : Rango de'ciclos factibles para semforo aislado

FIGURA 6 : Rango de tiempo de verde vehicular factible para semforoinsecto en una red.

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