TRABAJO DE TRANSPORTE

SEMAFORIZACION

PRESENTADO POR:JOSÉ MARCOS BAYENA

DAVID DE LA CRUZ OSORIO JAIRO ROMERO DE LA OSSA

LUIS BRITO

AL PROFESOR:Ing. Pastor castilla consuegra

Corporación universitaria de la costa. cucFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BARRANQUILLA-ATLÁNTICO

Noviembre -19- 201

1

TABLA DE CONTENIDO

Pág.INTRODUCCIÓN 31. OBJETIVOS 41.1. OBJETIVO GENERAL 41.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 42. MARCO TEÓRICO 52.1 SEMAFORIZACION 52.1.1 ventajas y desventajas 7 2.1.2 cálculos de los tiempos de semáforo 72.1.3 capacidad de intersecciones con semáforo 102.1.4 Volumen Horario de Máxima Demanda 102.1.5 composición vehicular 102.1.6 factor de la hora máxima de demanda 103. RESULTADOS 104. ANALISIS DE RESULTADOS 86. CONCLUSIÓN 117. BIBLIOGRAFÍA 12

2

INTRODUCCIÓN

Debido a los diferentes problemas del tráfico que suceden en barranquilla los cuales ocasionan accidentes y problemas de tiempo en los pasajeros, se elabora una serie de estudios en lo cual se tendrá en cuenta lo siguiente:

1. Analizar los diferentes parámetros que condicionan al trafico, tales como aforo, velocidad de circulación, causas de retardo, tiempo de reacción de los conductores y las capacidad de las intercepciones semaforizadas.

2. Realizar un estudio de los tiempos de semaforizacion en la calle 79 con carrera 49c de la ciudad de barranquilla teniendo en cuenta de las tres hora una hora pico la cual alberca el mayor flujo vehicular para poder calcular el Volumen Horario de Máxima Demanda y la composición vehicular dada las tres horas compuesta por vehiculo pesados y livianos.

3

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar por medio de la información mínima necesaria, la Información del Transito y Características Físicas de la intersección.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar la importancia que tienen los semáforos para reducir los índices de accidentalidad en una intersección

Identificar y analizar como son los flujos que transitan en una intersección para estimar los tiempos de semaforización en un ciclo de luz verde, roja y amarilla.

Determinar cada uno de los cálculos teniendo en cuenta los factores de equivalencia para vehículos pesados teniendo en cuenta los giros a la izquierda y derecha.

4

2. MARCO TEÓRICO

2.1 SEMAFORIZACION

Los semáforos son dispositivos eléctricos que tienen como función ordenar y regular el tránsito de vehículos y peatones en calles y carreteras por medio de luces generalmente de color rojo, amarillo y verde, operados por una unidad de control.

Con base en el mecanismo de operación de los controles de los semáforos, estos se clasifican en:

Semáforos para el control del tránsito de vehículos

No accionados por el tránsito

Accionados por el tránsito

Totalmente accionados por el tránsito

Parcialmente accionados por el tránsito

Semáforos para uso de peatones

En zonas de alto volumen peatonal

En zonas escolares

Semáforos especiales

De destello

Para regular el uso de carriles

Para puentes levadizos

Para maniobras de vehículos de emergencia

Con barreras para indicar aproximación de trenes

Los colores de los semáforos deberán ser como sigue:

5

Rojo fijo

Los conductores de los vehículos se detendrán antes de la raya de parada. Los peatones no cruzaran la vía, a menos que algún semáforo les de la indicación de paso.

Amarillo fijo.

Advierte a los conductores de los vehículos que esta a punto de aparecer la luz roja y que el flujo vehicular que regula la luz verde debe detenerse. De la misma manera avisa a los peatones que no disponen del tiempo suficiente para cruzar, excepto cuando exista algún semáforo indicándoles que pueden realizar el cruce. Sirve para despejar el tránsito en una intersección y para evitar frenadas bruscas.

Verde fijo.

Los conductores de los vehículos podrán seguir de frente o dar vuelta a la derecha o a la izquierda, a menos que una señal prohiba dichas vueltas. Los peatones que avancen hacia el semáforo podrán cruzar, a menos que algún otro semáforo les indique lo contrario.

Rojo intermitente.

Cuando se ilumine una lente roja con destellos intermitentes, los conductores de los vehículos harán alto obligatorio y se detendrán antes de la raya de parada. Se emplearan en el acceso a una via principal.

Amarillo intermitente

Cuando se ilumine una lente amarilla con destellos intermitentes, los conductores de los vehículos realizaran el cruce con precaución. Se empleará en la vía que tenga preferencia.

Verde intermitente.

Cuando una lente verde funciones con destellos intermitentes, advierte a los conductores el final del tiempo de luz verde.

Las flechas direccionales deberán apuntar hacia el sentido de la circulación. La flecha vertical apuntando hacia arriba, indica circulación de frente. La flecha horizontal indica vuelta aproximadamente en ángulo recto hacia la izquierda o derecha. La flecha oblicua, a 45° apuntando hacia arriba, indica vueltas a calles que forman ángulos distintos de 90°.

6

2.1.1 ventajas y desventajas

Las ventajas: ordena la circulación del transito y en muchos casos, mediante una

asignación apropiada del derecho al uso de la intercepción, optimiza la capacidad de las calles.

Reduce la frecuencia de cierto tipos de accidentes Con espaciamientos favorables se pueden sincronizar para mantener una

circulación continua, o casi continua, a una velocidad constante en una ruta determinada. En algunos casos, esa velocidad constante es conveniente reducirla para fines de seguridad.

Permite interrumpir periódicamente los volúmenes de transito intensos de una arteria para conceder el paso de vehículos y peatones de la via transversales

En la mayoría de los casos representa una economía considerable por su mayor habilidades en el control del transito con respecto a la utilización de otra forma de control como señales y policías de transito

Las desventajas: Se incurre en gastos no justificados para soluciones que podían haberse

resuelto solamente con señales o en otra forma económica. Causan injustificadas a ciertos números de usuarios, especialmente

tratándose de volúmenes de transito pequeños, al causar retardos molestos por excesiva duración de luz roja o del tiempo total del ciclo

Produce reacción desfavorable en el público, con la consiguiente falta de respeto hacia ellos o hacia las autoridades.

Incrementa el numero de accidentes del tipo alcance, por cambios sorpresivos de color

Ocasionan perdidas innecesarias de tiempo en las horas del dia, cuando se presentan escasos volúmenes de transito que no requieren control de semáforos.

2.1.2 cálculos de los tiempos del semáforo

Intervalo de cambio de fase: La función principal del intervalo de cambio de fase es la de alertar a los usuarios de un cambio en la asignación del derecho al uso de la intersección.

7

Intervalo de cambio de fase=Amarillo +Todo Rojo

y=(t+ v2a )+ (W+L )

v

Longitud de ciclo: F.V. Webster

Co=1,5∗L+51−∑Yi

Co: Tiempo optimo de ciclo (Seg.)

L: Tiempo total perdido por ciclo (Seg.)

Yi: Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el de saturación para el acceso o movimiento o carril critico de la fase

Vehículos Equivalentes:

Automóviles Directos Equivalentes:q ADE = (VHMD*EV (I o D))/ (FHMD*fHV)

Factor de ajuste por efecto de vehículos pesados (fHV):fHV=100/(100+PT(ET-1)+PB(EB-1)+PR(ER-1)

Tabla 1 Automóviles Directos Equivalentes para Vueltas hacia la Izquierda ( EVI)

8

Tabla 2. Automóviles Directos Equivalentes para Vueltas hacia la Derecha ( EVD)

Flujo de Saturación y Tiempo Perdido: Flujo de Saturación: tasa máxima de vehículos que cruzan la línea de

PARE, que puede ser obtenida, cuando existen filas y estas aun persisten hasta el final del periodo verde.

Tiempo Perdido por fase: es la diferencia entre la demora inicial y la ganancia final.

li = yi + Gi – gi

yi = Ai + TRi

li = Ai + TRi+ Gi – gi

Si se supone que la perdida inicial es de igual tiempo a la ganancia final. Gi = gi

li = yi = Ai + Tri

Tiempo Total perdido por Ciclo: L = ∑(Ai + TRi)

Asignación de tiempos verdes: Tiempo verde efectivo total:

gT = C – L = C – ∑(Ai + TRi) Distribución del tiempo verde efectivo total en diferentes fases:

gi = (Yi / ∑Yi )(gT )= (Yi / ∑Yi )(gT ) Tiempo verde real para cada fase i:

Gi = gi + li – Ai -TRi

9

2.1.3 capacidad de intersecciones con semáforo La capacidad de intersecciones con semáforo se define para cada acceso, como la tasa de flujo máxima que puede pasar a través de la intersección bajo condiciones prevalecientes del tránsito, de la calle y del semáforo.Se miden vehículos por hora (vhp) con base en flujos que tienen períodos picos de 15 minutos.Las condiciones prevalecientes del tránsito incluyen los volúmenes por tipo de movimiento (izquierda, recto, derecha), su composición vehicular (automóviles, buses camiones), maniobras de estacionamiento, conflictos peatonales y paradas de autobuses. Las condiciones prevalecientes de la calle describen las características geométricas de los accesos en términos de número y ancho de carriles, pendientes y uso de carriles incluyendo carriles de estacionamiento. LasCondiciones prevalecientes del semáforo incluyen la secuencia de fases, asignación de tiempos y el tipo de operación o control.Entonces, para el análisis de la capacidad se debe calcular la relación volumen a capacidad (v / c) para movimientos críticos en carriles simples o grupos de carriles en todo el acceso. La relación se determina dividiendo, para los 15 minutos pico, el flujo actual v del acceso o grupo de carriles de un acceso que carga un conjunto de flujos vehiculares, formado con base en las características geométricas del acceso y en las características de los flujos vehiculares.Para determinar la capacidad d un grupo de carriles se usa el concepto de flujo de saturación s. Se define como la tasa máxima de flujo, en un acceso o grupo de carriles, que puede pasar a través de la intersección bajo las condiciones prevalecientes del tránsito y la calle, suponiendo que dicho acceso o grupo de carriles tiene el 100 % del tiempo disponible como verde efectivo. Se expresa en vehículos por hora de luz verde (vphv).

2.1.4 Volumen Horario de Máxima Demanda (VHMD).Es el máximo número de vehículos que pasan por un punto o sección de un carril o de una calzada durante 60 minutos consecutivos. Es el representativo de los periodos de máxima demanda que se pueden presentar durante un día en particular.

2.1.5 composición vehicular La composición vehicular que se recomienda utilizar en el estudio es la siguiente: Automóviles ligeros, autobuses de pasajeros, camiones.

2.1.6 Factor de la Hora de Máxima Demanda relación del volumen de la hora de máxima Demanda a la tasa de volumen máxima dentro de la hora pico.

FHMD=Volumenen laHoradeMáximaDemanda4 x Vol . Max .15min.

10

HOJAS DE CAMPO

11

HOJAS DE CALCULOS

12

Nota: Los valores resaltados en Naranja son los volúmenes horarios de máxima demanda

CALCULOS DE FACTORES Y FLUJO TOTAL ACTUAL

Cálculos:

F (HV):100

100+1.27 (1.5−1 )+4.71 (1.5−1 )¿

¿= 0.97

Flujo Actual:

13

QD = 1510.95 ( 1

0.97 )∗1=164

QVI = 86

0.95 ( 10.97 )∗1.6=149

Flujo Total:

QT = 164 + 149 = 313

Ancho Efectivo:

W1= 3 + 2(3.5) = 10

W2= 3 + 2(3.5) = 10

Longitud de los intervalos de cambio:

Y1 = (1 s+ 8.332∗3.05 )+( 10+6.10

8.33)= 4 s

Y2= (1 s+ 8.332∗3.05 )+( 10+6.10

8.33 )=4 s

Tiempo Amarillo:

A1 = (1 s+ 8.332∗3.05 )=2 s

A2 = (1 s+ 8.332∗3.05 ) = 2 s

Todo Rojo:

TR1 = ( 10+6.108.33 )=2 s

TR2 = ( 10+6.108.33 )=2 s

Tiempo perdido por Fase:

I1 = A1 = 2

14

I2 = A2 = 2

Tiempo Total Perdido Por Ciclo:

L = (2+2 )+(2+2 )=8

Máximas relaciones de flujo actual a flujo de saturación por carril para cada fase:

У1= 313

1800 = 0.174

У2= 293

1800 = 0.163

Longitud del Ciclo Óptimo:

C0 = (1.5∗8)+5

1−0.174−0.163= 26 s

Tiempo Verde Efectivo total:

gt = 26−8=18

Reparto de los tiempos Verdes efectivos:

g1= ( 0.1740.174+0.163 )∗18=9s

g2 = ( 0.1630.174+0.163 )∗18=9 s

Determinación de los tiempos verdes Reales:

G1 = 9 + 2 – 2 = 9 s

G2 = 9 + 2 – 2 = 9 s

Diagrama de Tiempo en Dos Fases 15

26 s

9 s 2 s 18 s

11 s 2 s 9 s 2 s 2 s

ANALISIS DE LOS RESULTADOS

Para la estimación de nuestros tiempos de semaforización el total de número de vehículo, buses y camiones fue de 5433 y el que tomamos el VHMD 151. Y para la estimación del FHMV se calculó con la siguiente formula.

FHMV= VHMDN∗qmax

Precedidamente realizamos el cálculo de los automóviles directos equivalente qvd con el fin de utilizar este dato para nuestro cálculo de Y que es el máximo valor entre el flujo actual y el flujo en saturación.Calculamos también los tiempos amarillos y rojos de las fases que intervienen en nuestro criterio en la intersección, los tiempos amarillos se calculan de la siguiente manera.

A=t+ v2a

DondeT: es el tiempo de percepción reacción de los vehículosV: es la velocidad.2 a: aceleración (3,05m/seg2)Calculada los tiempos amarillos procedimos a calcular el tiempo rojo con la siguiente relación matemática.

TR=W+LV

DondeW: ancho de vía sabiendo que solo existen dos fases en la intersección.L: longitud promedio de los vehículos ( m)V: velocidadPosteriormente calculamos nuestro ciclo y le restamos el tiempo perdido amarillos y rojos y esa diferencia será nuestro tiempo total verde.

16

CONCLUSIÓN

Podemos concluir en este trabajo teórico - práctico que el semáforo es un elemento utilizado comúnmente en las vías para regular el tránsito y minimizar los riesgos contra accidentes.En nuestra intersección de la calle 79 con carrera 49c podemos deducir que existe una cantidad moderada de vehículos que no opera a una velocidad suficiente debido al mal estado de la vía. También podemos decir que nuestros tiempos verdes para los vehículos que van de norte a sur y viceversa es aproximadamente de 9 segundos, y los vehículos que transitan en los sentidos dados es aproximadamente de 32 segundos.Cabe decir que estos cálculos se realizaron con los flujos críticos del sistema que estábamos utilizando y en el acceso norte se calculó con el flujo crítico entre los dos carriles. Para el cálculo de QADE para vueltas a la izquierda no se encontraban carriles opuestos al flujo por lo que tomamos (1.1) para el cálculo de este.

17

BIBLIOGRAFÍA

CAL Y MAYOR, RAFAEL Y CÁRDENAS G., JAMES. Ingeniería de Tránsito:Fundamentos y aplicaciones. 8ª edición, Alfaomega Grupo Editor, Cal yMayor y Asociados, Universidad del Valle. México D.F., 2007. 597 p. [2]

18

19