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• Jesus Aristizabal

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INGENIERÍA DE TRÁNSITO AVANZADA ING. DIEGO ESCOBAR G.

VOLUMENES DE TRÁNSITO Características espaciales y temporales

Distribuciones espaciales

Líneas de deseo origen destino

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Líneas de deseo viajes/día en Lima 2004, 2005 Fuente: http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=1086419&page=299

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Distribuciones temporales

Estilos y formas de vida

En la elección del tipo de vía, todo los elementos componentes de esta (intersecciones, accesos, servicios, etc) depende en gran parte del volumen de tránsito o de demanda calculado, sin dejar de un lado la funcionalidad para la cual vamos a construir una vía cualquiera.

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DEFINICION Es el número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal de un carril o calzada durante un período de tiempo determinado. Q = Número de vehículos que pasan por unidad de tiempo (veh. / periodo) N = Número total de vehículos T = Período de tiempo

N Q T

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VOLUMENES DE TRANSITO ABSOLUTOS O TOTALES Número de vehículos que pasan durante un lapso de tiempo determinado. Existen diferentes definiciones que dependen del período de tiempo analizado. • • • • •

Tránsito Anual (TA) Tránsito Mensual (TM) Tránsito Semanal (TS) Tránsito Diario (TD) Tasa de Flujo (q)

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VOLUMENES DE TRÁNSITO PROMEDIO DIARIOS (TPD) Es el número total de vehículos que pasan durante un período de tiempo dado (EN DIAS COMPLETOS) igual o menor a un año y mayor a 24 horas (1 Día), dividido entre el número de días del período analizado. Sus definiciones dependen del número de días del período.

TA TPDA  365

TM TPDM  30

TS TPDS  7

TQ TPDQ  15

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VOLUMENES DE TRÁNSITO HORARIOS • Volumen Horario Máximo Anual (VHMA) • Volumen Horario de Máxima Demanda (VHMD, VHP) • Volumen Horario décimo, vigésimo, trigésimo anual • Volumen Horario de Proyecto: Es el volumen que

servirá para establecer las características geométricas de la vía. No se trata de establecer el máximo volumen que se presentará en la vía durante un año, ya que una gran parte del tiempo la vía estaría subutilizada.

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DISTRIBUCIÓN Y COMPOSICIÓN DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO • Influye en la hora máxima para la cual se proyecta la vía. • Esto influye en el tipo de vía y en la funcionalidad de esta. •Tiene que ver con el porcentaje de vehículos según su tipología.

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VARIACIÓN HORARIA Y DIARIA DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO La variación de los volúmenes de transito a lo largo de la

hora pico dependen del tipo de ruta y según las actividades que en dicha ruta prevalezcan. Análisis de los días típicos de desplazamiento (martes y

Jueves). Carreteras principales, volúmenes de transito muy estables. Depende del estudio a realizarse, la decisión del numero de días de conteos y las características de toma de información.

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VARIACIÓN DEL VOLUMEN DE TRANSITO A LO LARGO DEL DÍA

Fuente: Formulación del Plan Integral de Movilidad del Municipio de Quibdó. Septiembre 2014.

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VARIACIÓN DEL VOLUMEN DE TRANSITO EN LA HORA DE MAXIMA DEMANDA

UN VOLUMEN HORARIO DE MÁXIMA DEMANDA, A MENOS QUE TENGA UNA DISTRIBUCIÓN UNIFORME, NO NECESARIAMENTE SIGNIFICA QUE EL FLUJO SEA CONSTANTE

DENTRO DE LA HORA

Número de vehículos

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Q expresado en 15 min.

750 1200 900 600

300 t 8:00

8:15

8:30

8:45

9:00

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FACTOR DE HORA PICO (FHP) Factor de la Hora de Máxima Demanda (FHMD).

Es la relación

existente entre el Volumen de la Hora de Máxima Demanda (VHMD, VHP) y el Flujo Máximo o Tasa de Flujo Máxima (qmax) que se presenta durante un determinado período dentro de dicha hora, teniendo en cuenta el número de períodos de tiempo que nos definen la tasa de flujo.

VHMD FHP  N * q max

N = Número de períodos de

tiempo pico.

durante

la

hora

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Número de vehículos

VHMD FHP  N * q max

3000 FHP  4 *1200

FHP  0.625 VHMDq 5

Q expresado en 15 min.

750

VHMD  12

1200 900

VHMDq15 

600 300 t 8:00

8:15

8:30

8:45

9:00

VHMD 4

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El FHP indica la forma como están distribuidos los flujos máximos dentro de la hora. Su mayor valor es la unidad (1.00), lo cual indicaría

una distribución uniforme del tránsito dentro de dicha hora, los valores que son bastante menores a la unidad indican una alta concentración del volumen de tránsito en un período corto dentro de la hora. Nunca existirá un FHP > 1,00

FHP15  0.77

FHP5  0.65

Indica que la frecuencia de paso en

períodos cortos de tiempo es mayor y será en dichos períodos donde se encontrarán los mayores problemas

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0  FHP15  0.70

HETEROGÉNEO

0.70  FHP15  0.80

RELATIVAMENTE

0.80  FHP15  0.90

RELATIVAMENTE

0.90  FHP15  1.0

HETEROGÉNEO

HOMOGÉNEO

HOMOGÉNEO

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EJEMPLO DE APLICACIÓN

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Volumen Horario

VHMD FHP  N * q max

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Volumen Horario

VHMD FHP  N * q max

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RELACIÓN ENTRE EL VOLUMEN HORARIO DE PROYECTO (VHP) Y EL TRANSITO PROMEDIO DIARIO ANUAL Si se realiza una lista de los volúmenes de tránsito horarios que se presentan en cada una de las 8760 horas del año y se ordenan en orden descendente, es posible establecer los volúmenes horarios de la 10 ava, 20 ava, 30 ava, 50 ava, 70 ava ó 100 ava hora de máximo volumen.

Comúnmente se usa el Volumen de la 30 ava hora, el cual esta comprendido entre el 8% y el 16% del TPDA.

Según el presupuesto puede establecerse otra hora, como la 50 ava.

K = Volumen Horario como % del TPDA

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Rural Principal Rural Secundaria Suburbana

VHP  K (TPDA) Rural Principal

0.16

Rural Secundaria

0.12

Suburbana

0.08

Nº de horas con Volumen Horario Mayor o igual al indicado

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RELACIÓN ENTRE TPDA, TA Y TS Para poderse obtener un TPDA seria necesario conocer el número total de vehículos que pasan durante un año por el punto de referencia, mediante aforos continuos, ya sea en períodos horarios, diarios, semanales o mensuales, lo cual es una información difícil y costosa de obtener.

Es posible generalizar el comportamiento de la población de datos mediante muestras sujetas a algunas técnicas estadísticas de análisis.

Es necesario analizar la variabilidad de la muestra con el fin de caraterizar la población de datos con cierto grado de confiabilidad.

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La media poblacional ó TPDA, se estima en base a una media muestral o TPDS

TPDA  TPDS  A

A = Máxima diferencia entre el TPDA y el TPDS

El Valor de A, sumado o restado con el TPDS nos define el intervalo de confianza dentro del cual se encuentra el TPDA.

A  KE Para

determinado

nivel

de

confiabilidad, el valor de A sería:

K = Número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado. E = Error estándar de la media

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Se ha demostrado estadísticamente que las medias de diferentes muestras, tomadas de la misma población de datos, se distribuyen normalmente alrededor de la media poblacional con una desviación estándar equivalente al error estándar (E)

ˆ

E  ˆ S  N n   ˆ   n  N  1 

Estimador de la desviación estándar poblacional

S = Desviación estándar muestral

n = Tamaño de la muestra N = Tamaño de la población en

n

S

 TD i 1

i

 TPDS 

n 1

2

número de días del año

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TPDA  TPDS  A

% CONFIABILIDAD 68,3 90,0 95,0 95,5 99,7

TPDA  TPDS  KE TPDA  TPDS  Kˆ 30,00

- KS

+ KS

20,00

Área A

15,00

10,00

0,00 23

26

29

32

35

38

VELOCIDAD (K/h.)

Vt + 2S

Vt + 1S

Vt

Vt - 1S

5,00

Vt - 2S

FRECUENCIA OBSERVADA RELATIVA %

25,00

41

44

47

50

K 0,476105 1,281551 1,644853 1,695398 2,747765

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EJEMPLO DE APLICACIÓN En la siguiente tabla se aprecian los datos de conteo diario del tránsito (TD), realizados durante una semana. Hallar el rango dentro del cual se

encuentra el TPDA para niveles de confianza del 90% y 95% Primero sigue:

calculamos

el

TPDS,

como

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n

Segundo, calculamos la desviación estándar de la muestra

S

2   TD  TPDS  i i 1

n 1

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TPDA  TPDS  Kˆ El TPDA esta dado por:

S  N n   ˆ   n  N  1 

Para 90% de confiabilidad, K = 1.281551

Lo que significa que para un 90% de confiabilidad, el TPDA se encuentra entre 1330 y 1436 vehículos. Haciendo un cálculo similar, para el 95% de confianza (K = 1.644853), el TPDA se encuentra entre 1315 y 1451 vehículos.

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EJEMPLO DE APLICACIÓN

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Primero calculamos TPDS, como sigue:

el

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Segundo, calculamos la desviación n

estándar de la muestra

S

2   TD  TPDS  i i 1

n 1

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TPDA  TPDS  Kˆ El TPDA esta dado por:

S  N n   ˆ   n  N  1 

Para 90% de confiabilidad, K = 1.281551

124 Lo que significa que para un 90% de confiabilidad, el TPDA se encuentra entre 5513 y 5761 vehículos. Haciendo un cálculo similar, para el 95% de confianza (K = 1.644853), el TPDA se encuentra entre 5478 y 5796 vehículos.

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Análogamente, para la semana dos se obtiene los siguientes resultados:

TPDS: 5803

S: 273

Rango TPDA para el 90% de confiabilidad:

5635-5971

Rango TPDA para el 95% de confiabilidad:

5671-5935

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Primero se calcula el TPDQ El TPDQ esta dado por:

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Se organizan los volúmenes horarios de las dos semanas de mayor a menor y se calcula el porcentaje del correspondiente al TPDQ mediante una regla de tres

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Se grafica los volúmenes horarios como porcentaje del TPDQ en función de las horas de las dos semanas

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Dibuje un Histograma de la distribución de los volúmenes diarios en las dos semanas

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Dibuje un Histograma de la distribución de los volúmenes horarios para el día sábado de la primera semana.

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El volumen horario de máxima demanda se presenta el día sábado de la primera semana entre las 15:00 y 16:00 horas con 520 vehículos mixtos por hora en ambos sentidos, distribuidos en períodos de 5 minutos así: 36, 28, 47, 34, 56, 54, 38, 43, 54, 64, 37, 29. Dibuje los histogramas de la distribución de volúmenes en la hora, en períodos de 5 y 15 minutos, y calcule los FHP respectivos.

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5 MINUTOS

15:05 15:10 15:15 15:20 15:25 15:30 15:35 15:40 15:45 15:50 15:55 16:00 TOTAL

VEHÍCULOS MIXTOS 36 28 47 34 56 54 38 43 54 64 37 29 520

q Max FHP

64 0.68

PERÍODO 15:00 15:05 15:10 15:15 15:20 15:25 15:30 15:35 15:40 15:45 15:50 15:55

VHMD FHP  N * q max

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5 MINUTOS PERÍODO 15:00 15:05 15:10 15:15 15:20 15:25 15:30 15:35 15:40 15:45 15:50 15:55

15:05 15:10 15:15 15:20 15:25 15:30 15:35 15:40 15:45 15:50 15:55 16:00

VEHÍCULOS MIXTOS 36 28 47 34 56 54 38 43 54 64 37 29

15 MINUTOS VEHÍCULOS PERÍODO MIXTOS 15:00 15:15 111 15:15 15:30 144 15:30 15:45 135 15:45 16:00 130

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15 MINUTOS VEHÍCULOS PERÍODO MIXTOS 15:00 15:15 111 15:15 15:30 144 15:30 15:45 135 15:45 16:00 130 TOTAL 520 q Max FHP

144 0.90

Realice un análisis comparativo de los resultados anteriores, que le permitan llegar a caracterizar el flujo de tránsito que se presenta. ¿Qué consistencia existe entre éstos?

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