Capacidad vial 3
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Capacidad vial 3 Capacidad vial 3 Presentation Transcript

  • Capacidad Vial DOCENTE: Raúl Alarcón Bermúdez MANUEL ECHAVARRIA SEBASTIAN CUELLAR EMANUEL MORALES TON JEISON OSPINA GIL PABLO ALEXANDER MELO
  • CAPACIDAD VIALSe define como la tasa máxima de flujo vehicular que puede soportar una carretera o calle.Depende del diseño geométrico de la vía y del comportamiento de los usuarios.
  • OBJETIVO DEL ANÁLISIS DE CAPACIDAD Estimar el máximo numero de vehículos (personas) queun sistema vial puede acomodar con seguridad durante un periodo especifico.
  • NIVEL DE SERVICIO Es una medida cualitativa que describe las condicionesoperativas dentro de una corriente de tránsito y como las perciben los conductores, pasajeros o ambos.
  • CONDICIONES PREVALECIENTES
  • CONDICIONES DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL El tipo de vía y el medio urbanístico en que está inmersa La anchura de carril El ancho de las bermas y los despejes laterales La velocidad de proyecto El alineamiento horizontal y el alineamiento vertical La disponibilidad de espacio para esperar en cola en las intersecciones
  • CONDICIONES DEL TRÁNSITO  Distribución del transito en el tiempo y el espacio. Composición en tipos de vehículos (livianos, camiones, buses y vehículos recreativos).  distribuciones de los vehículos entre carriles.
  • CONDICIONES DE LOS CONTROLES Semáforos. señales restrictivas. velocidad limite.
  • CONDICIONES BASES O IDEALES Buen estado del tiempo. Pavimentos en buen estado. Usuarios familiarizados con el sistema vial.Condición prevaleciente = (Condición Base)-(ajuste).Condición prevaleciente = (Condición Base)x(factor de ajuste).
  • CRITERIOS DE ANALISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
  • FHMD= VHMD 4( Q15 máx)Donde :FHMD= factor de la hora de máxima demandaVHMD= Volumen horario de máxima demandaQ15max= volumen máximo durante 15 minutos
  •  El flujo y la capacidad, bajo condiciones prevalecientes, se expresan en vehículos mixtos por hora para cada tramo de la carretera. El nivel de servicio se aplica a un tramo significativo de la carretera.  Los elementos utilizados para medir la capacidad y los niveles de servicios son variables.
  • NIVELES DE ANALISISANALISIS OPERACIONAL: Es la aplicación que requiere mayor precisión, orientada hacia las condiciones existentes de la infraestructura vial, el transito y los dispositivos de control.Se aplica cuando se requiere evaluar el efecto de una medida de corto o de largo alcance o una mejora de bajo costo.
  • ANALISIS DE DISEÑO O PROYECTO: Se utiliza para establecer las características físicas que permitan a un sistema vial nuevo o modificado operar a un nivel de servicio deseado, tal como el C o D, a mediano y largo plazo.
  • ANALISIS DE PLANEAMIENTO: Esta dirigido hacia estrategias a largo plazo por lo que la aplicación es menos precisa, suelen emplear valores por defecto.
  • SEGMENTOS BÁSICOS DE AUTO PISTASSon secciones de dos o más carriles por sentido con control total de acceso, que no son afectados ni por los movimientos convergencia o divergencia en rampas de enlace cercanas ni por maniobras de entre cruzamientos.
  • NIVELES DE SERVICIO
  • NIVELES DE SERVICIO NIVEL DE SERVICIO A:
  •  NIVEL DE SERVICIO B:
  •  NIVEL DE SERVICIO C:
  •  NIVEL DE SERVICIO D:
  •  NIVEL DE SERVICIO E:
  •  NIVEL DE SERVICIO F:
  • CARACTERISTICAS BASICAS SBA Ancho mínimo del carril 3.60 m Bermas de 1.8 m entre el borde de la calzada exterior y los objetos adyacentes a la vía o separador. Todos los vehículos de la corriente de transito son vehículos livianos. En áreas urbanas la autopista deberá tener 5 o mas carriles por sentido. Longitudes entre intercambiadores cada 3km o más. Terreno plano con pendientes inferiores al 2%. Conductores familiarizados con la autopista. Velocidades a flujo libre de 110 km/h.
  • NIVELES DE SERVICIO-Densidad (vehículos livianos/km/carril).-Velocidad media de los vehículos livianos.-Relación volumen a capacidad (v/c).Cada una de estas tres medidas, es un indicador de como el flujovehicular es acomodado por la autopista.
  • Determinación de la velocidad a flujo liLa velocidad a flujo libre medida directamente en el campo, debe realizarse enun sitio representativo del segmento de la autopista, donde se presentan flujosbajos o moderados. Se deben medir las velocidades de al menos 100 vehículos ,tomados indistintamente en todos los carriles.
  • VELOCIDAD A FLUJO LIBRE BASE (BFFS)Si no se dispone de mediciones de campo, la velocidad a flujo libre FFS se puedeestimar a partir de una velocidad a flujo libre base BFFS que debe ser ajustadapara tener en cuenta las características físicas, las cuales son: - Ancho de carriles - Numero de carriles - Distancia libre lateral derecha - Densidad de intercambiadores
  • FFS=BFFS-fLW-fLC-fN-fIDDonde:- FFS = velocidad a flujo libre estimada (km/h)- BFFS = velocidad a flujo libre base, 110 km/h (urbano) o 120 km/h (rural)- fLW = ajuste por ancho de carril- fLC = ajuste por distancia libre lateral a la derecha- fN = ajuste por numero de carriles- fID = ajuste por densidad de intercambiadores
  •  Anchura de carriles: fLwCuando son inferiores a 3,60m, los conductores se ven forzados a viajarguardando entre ellos una distancia inferior a la deseada. Distancia libre lateral: fLCCuando existen obstáculos laterales demasiado cercanos al borde de lacalzada, los conductores tienden a alejarse entre ellos.  Numero de carriles: fNLa condición base para autopistas urbanas y suburbanas considera 5 o mascarriles por dirección. Intensidad de intercambiadores: fIDEs de 0,3 intercambiadores por kilometro, o con un espaciamientopromedio de 3,3 km.
  • Calculo de la tasa de flujoDonde :vp = tasa de flujo equivalente en 15 minutos (vehículos livianos /h/carril)V = volumen horario por sentido (vehículos mixtos/h)FHMD = factor de la hora de máxima demandaN = numero de carriles por sentidofHV = factor ajuste por presencia de vehículosfP = factor de ajuste por tipo de conductores
  • FACTOR DE AJUSTE POR VEHICULOS PESADOS FHV = QM QEDonde:FHV = factor de ajuste por efecto de vehículos pesadosPT = porcentaje de camiones en la corriente vehicularPB = porcentaje de autobuses en la corriente vehicularPR = porcentaje de vehículos recreativos en la corriente vehicularET = automóviles equivalentes a un camiónEB = automóviles equivalentes a un autobúsER = automóviles equivalentes a un vehículo recreativo
  • DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE SERVICIOSobre la base de una velocidad a flujo libre, FFS, medida en campo o estimada,se construye una curva velocidad-flujo.Donde:D = densidad (vehículos livianos/km/carril)vp = tasa de flujo equivalente (vehiculos livianos/h/carril)S = velocidad media de automoviles (km/h)
  • . Relación entre velocidad, flujo y densidad.
  • ANALISIS DE PROYECTO O DISEÑOConsiste en determinar el numero de carriles necesarios de una autopista quepermita proporcionar un nivel de servicio deseado. VHP= k(D)(TPDA)Donde:VHP= Volumen horario del proyectoK= valor esperado de la relación entre volumen de la hora máxima seleccionaday el TPDAD= proporción del transito en la hora máxima circulando en el sentido mascargado.
  • ANALISIS DE PLANEAMIENTOA este nivel no se le conocen detalles geométricos como por ejemplopendientes de futuras rasantes o previsiones de transito precisas.Donde: = la tasa máxima de flujo para el nivel de servicioseleccionado.
  • CARRETERAS DE DOS CARRILES Características generales: Se define como una calzada que tiene un carril disponible para cada sentido de circulación. Las medidas de efectividad que se utilizan para describir la calidad del servicio son la velocidad de media de viaje y la demora porcentual en seguimiento.
  • CARRETERAS DE DOS CARRILES Las carreteras de dos carriles se clasifican en dos clases: Clase I : son aquellas carreteras donde los conductores esperan viajar a velocidades relativamente altas. ClaseII: son aquellas carreteras donde los conductores no necesariamente espera viajar a velocidades altas.
  • Condiciones de Base Anchuras de carril igual o mayor de 3.60 metros Acotamientos de anchura igual o mayor a 1.80metros Inexistencia de tramos con rebase restringido Todos los vehículos en las corrientes de transito son ligeros Distribución direccional del volumen de transito 50/50 Ninguna restricción al transito directo debido a controles o vehículos que dan vuelta Terreno Llano
  • Niveles de Servicio Las medidas primarias del nivel de servicio para las carreteras de dos carriles clase I son la velocidad media de viaje y el porcentaje del tiempo consumido en seguimiento. Para carreteras clase II, el nivel de servicio se basa únicamente en el porcentaje del tiempo consumido en seguimiento.Las características de los niveles de servicio son: Nivel de servicio A Nivel de servicio B Nivel de servicio C Nivel de servicio D Nivel de servicio E Nivel de servicio F
  • Segmentos bidireccionales La metodología para el análisis bidireccional en carreteras de dos carriles, estima las medidas de operación del transito a lo largo de una sección de carreteras, con base en el tipo de terreno, el diseño geométrico y las condiciones del transito.
  • Determinación de la velocidad a flujo libre Un paso importante en la velocidad del nivel de servicio de una carretera de dos carriles, es la determinacion de la velocidad a flujo libres. Medición directa en campo si la medición en campo se realiza cuando los volúmenes bidireccionales son mayores a 200 vehículos livianos/h, deberá efectuarse un ajuste al volumen y calcularse la velocidad a flujo libre. FFS=Sfm+0.0125 Vf fHv
  • Determinación de la velocidad a flujo libre Donde: FFS= Velocidad de flujo libre (km/h) SFM= Velocidad media del transito medida en campo (km/h) VF= tasa de flujo observada durante el periodo cuando fueron obtenidos los datos de campo (vehículos /h) FHV= factor de ajuste por presencia de vehículos pesados
  • Estimación indirectaPara estimar la velocidad flujo libre debe caracterizar lascondiciones de operación de la carretera en términos de unavelocidad a flujo libre base, que refleje el carácter del transito ylos alineamientos de la carretera.FFS=BFFS-fLS-fADonde:FFS=Velocidad a flujo libre estimada (Km/h)BFFS=velocidad a flujo libre base (Km/h)fLS=ajuste por ancho de carril y ancho de acotamientofA=ajuste por puntos de acceso
  • Determinacion de la tasa de flujoVP= v (FHMD)(FHV)(FG)Donde:Vp=tasa de flujo equivalente en 15 minutos vehículos livianos/h/ambos sentidos)V= Volumen de horario de máxima demanda en ambos sentidos (vehículos mixtos /h)FHMD=factor de la hora de máxima demandaFHV=factor ajuste por presencia de vehículos pesadosFG=factor de ajuste por pendiente
  • Factor de ajuste por presencia de vehículos pesados FHV= 100 100+PT(ET-1)+PR(ER-1)Donde:FHV=factor de ajuste por efecto de vehículos pesadosPt=porcentaje de vehículos pesados en la corriente vehicular incluyendo los autobusesPR=porcentaje de vehículos recreativos en la corriente vehicularET= automóviles equivalentes a un vehículo pesadoER= automóviles equivalentes a un vehículo recreativo
  • Determinacion de la velocidad media de viaje La velocidad media de viaje se estima a partir de la velocidad a flujo libre ATS=FFS-0.0125(Vp)-FnpDonde:ATS= velocidad media de viaje para ambas direcciones de viaje combinadas (Km/h)EFF= velocidad a flujo libre, estimada por medición en campo o a partir de un valor base establecido (Km/h)Vp= tasa de flujo equivalente en 15 minutos vehículos livianos/h/ ambos sentidosFnp= ajuste por porcentaje de zonas de no rebase
  • Determinacion del Porcentaje de Tiemplo Empleado en el Seguimiento PTSF= BPTSF + fd/nP• PTSF: Porcentaje de Tiemplo Empleado en el Seguimiento.• BPTSF: porcentaje base de tiempo empleado en seguimientos para ambas direcciones de viaje combinadas (%).• fd/nP: ajuste por el efecto combinado de l distribución direccional del transito.• BPTSF = 100(1-e^-0.000879 vp)
  • Determinacion Del Nivel De Servicio comparar la tasa de flujo equivalente en vehículos livianos Vp con la capacidad de 3200 veh/livianos/h en ambos sentidos:• Si Vp es >que capacidad  nivel de servicio F.• Si Vp es > que capacidad el nivel de servicio se determina con los rangos del % de tiempo empleado en seguimiento y la velocidad media de viaje.
  • Segmentos DireccionalesAplica para tres tipos de segmentos direccionales: Tramos extensos Pendientes especificas en ascenso Pendientes especificas en descenso
  • Determinacion de la FFS Se calcula con los métodos para segmentos bidireccionales : Medición directa en campo Estimación indirecta
  • Determinacion de la tasa de flujoVd= V (FHMD)(fHV)(fG)DONDE:Vd= tasa de flujo equivalente en 15 minutos para la dirección analizada (vehículos livianos/h).V= volumen horario de máxima demanda en la dirección analizada (vehículos mixtos/h).FHMD= factor de la hora de máxima demanda.fHV =factor ajuste por presencia de vehículos pesados.fG =factor de ajuste por pendiente para tramos extensos y para pendientes especificas.
  • Determinacion de la tasa de flujo El factor de ajuste por presencia de vehículos pesados, se calcula con la siguiente expresión:fHV = 100 100+pT(ET – 1)+ pR (ER -1)Donde:fHV = factor de ajuste por efecto de vehículos pesados.PT = porcentaje de vehículos pesados en la corriente vehicular (incluyendo los autobuses).PR = porcentaje de vehículos recreativos en la corriente vehicular.ET = automóviles equivalentes a un vehículo pesado para tramos extensos y para pendientes especificas. ER = automóviles equivalentes a un vehículo recreativo para tramos extensos y cuadros para pendientes especificas.
  • Determinacion de la tasa de flujo El análisis direccional también requiere considerar la tasa de flujo de demanda en la dirección opuesta, la cual se calcula como:V0 = V0 (FHMD)(fHV)(fG)Donde:V0 = tasa de flujo equivalente en 15 minutos en la dirección opuesta (vehículos livianos/h).V0 = volumen horario de máxima demanda en la dirección opuesta (vehículos mixtos/h).
  • DETERMINACION DE LA VELOCIDAD MEDIA DE VIAJE ATSd = FFSd –0.0125(Vd+ V0)-fnpDonde:ATSd = velocidad media de viaje en la dirección analizada (km/h).FFSd = Velocidad a flujo en la dirección analizada (km/h).Vd = tasa de flujo equivalente en 15 minutos en la dirección analizada (vehículos livianos/h).V0= tasa de flujo equivalente en 15 minutos en la dirección opuesta(vehículos livianos/h)fnp = ajuste por porcentaje de zonas de no rebase en la dirección analizada.
  • DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE TIEMPO EMPLEADO EN SEGUIMIENTO PTSFd =BPTSFd+fnpDonde:PTSFd = porcentaje de tiempo empleado en seguimiento en la dirección analizada (%).BPTSFd = porcentaje base de tiempo empleado en seguimiento para la dirección analizada (%).fnp = ajuste por el efecto del porcentaje de zonas de no rebase en la dirección analizada (%).El porcentaje base de tiempo empleado en seguimiento BPTSFd, se calcula como:BPTSFd = 100 (1-eav^bd).
  • DETERMINACION DEL NIVEL DE SERVICIO Comparar la tasa de flujo equivalente en vehículos livianos vd, con la capacidad de 1,700 vehículos livianos/h. si el valor de vd es mayor que la capacidad, entonces la carretera opera en sobresaturación y el nivel de servicio es F.
  • INTERSECCIONES CON SEMAFOROS
  • Niveles de Servicio se define en términos de la demora (tiempo perdido de viaje, consumo de combustible, incomodidad). A,B,C,D,E,F
  • Metodología de Análisis Operacional
  • Parámetros de Entrada
  • CONDICIONES GEOMETRICAS:
  • CONDICIONES DEL TRANSITO: Sedebe disponer de los volúmenes de transito para cada movimiento en cada acceso y su composición. Tipos de llegada: 1,2,3,4,5,6.
  • Metodología de Análisis Operacional La relación de pelotón RP se calcula como:Rp= p g/CP: proporción de todos los vehículos que llegan durante la fase verdeC: duración del ciclo (S)g: tiempo de verde efectivo del grupo de carriles
  • Determinación de la Tasa de Flujovp = tasa de flujo equivalente en 15 minutos (vehículos/h)V = volumen horario (vehículos/h)FHMD = factor de la hora de máxima demanda
  • Determinación de la Tasa de Flujo de Saturación
  • Determinación de la Capacidad 𝑔𝑖Ci =Si ( ) 𝐶Ci  capacidad del grupo de carriles(veh/h)Si tasa de flujo de saturacióngi tiempo verde efectivoC ciclo del semáforo
  • Relación volumen a capacidad Donde Vi , es la tasa de flujo de demanda actual o proyectada del grupo de carriles i.Al coeficiente (v/s), se le denomina relación de flujo, obsérvese que cuandola tasa de flujo Vi es cero, Xi es igual a cero.
  • Determinación del Nivel de Servicio  Según la demora se observa la siguiente tabla:
  • Determinación de las Demorasd= d1(PF)+d2+d3Donde:d= demora media por control (s/veh)d1= demora uniforme (s/veh), suponiendo llegadasuniformesPF= factor de ajuste por coordinación desemáforos.d2= demora incremental (s/veh)d3= demora por cola inicial (s/veh) p=Rp(g/C)
  •  Demora Uniforme * Demora Incremental Demora por Cola Inicial Demoras agregadas
  • Demora en la Intersección
  • GRACIAS POR SU ATENCION