estudio velocidad
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Estudio de Velocidad, Velocidad Instantánea o velocidad de punto, ingeniería civil, Ingeniería de transito y transporte, estudios técnicos ciudad de PereiraTRANSCRIPT
ESTUDIO DE VELOCIDAD INSTANTÁNEA O DE PUNTO
WILVER ANDRÉS CRUZ HERRERA
DAVID ESTEBAN SERNA RESTREPO
JUAN JOSÉ TORRES GIL
HENRY MARTÍNEZ BARBOSA
“Ing. Civil / Esp. Tránsito y Transporte – Docente”
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA CIVIL
INGENIERÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE
PEREIRA / RISARALDA
2015
ÍNDICE
Pagina
1. INTRODUCCIÓN 4
2. OBJETIVOS 5
3. MARCO DE REFERENCIA 6
4. PROCEDIMIENTOS 11
5. RESULTADOS 12
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS 20
7. CONCLUSIONES 21
8. RECOMENDACIONES 22
9. BIBLIOGRAFÍA 23
10. ANEXOS 24
4
1. INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe se muestra el desarrollo de la práctica velocidad
instantánea o de punto realizada el día 4 de noviembre del 2015 de 4:00 pm
a 5:10 pm a vehículos livianos en la Avenida 30 de agosto - Sector Publik
CHEVROLET caminos - Sentido Cerritos - Centro, mostrando la realización
de la misma, los diferentes procedimientos realizados, los métodos
matemáticos empleados el análisis de los datos y graficas obtenidas,
recomendaciones acerca de la práctica y del lugar de velocidad y por ultimo
las conclusiones acerca de la práctica y la importancia de su realización. Todo
lo anterior se realiza aplicando los conocimientos que brinda la ingeniería de
tránsito.
La velocidad es uno de los indicadores más utilizados por la ingeniería de
tránsito para medir la eficiencia de un sistema vial. A partir de esta perspectiva
para calcular la calidad del movimiento del tránsito se utiliza la velocidad de
punto o instantánea.
Los estudios de la velocidad de punto se conducen para estimar la
distribución de velocidades de vehículos en una corriente del tráfico, en una
localización particular en una carretera.
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2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
Determinar las diferentes variaciones de las velocidades de punto de los
vehículos livianos en la avenida 30 de agosto sentido cerritos-centro.
2.2 Objetivos Específicos
Determinar la velocidad media temporal, desviación estándar, los
percentiles que nos proyectan datos de velocidades que son
importantes para el estudio de un tramo de vía.
Establecer el tiempo que tarda un vehículo en recorrer una distancia
determinada, y así poder obtener la velocidad que desarrolla cada
vehículo.
Analizar los resultados y brindar un concepto técnico y preciso.
6
3. MARCO DE REFERENCIA
3.1 MARCO TEORICO
La velocidad media temporal: es la media aritmética de la velocidad de
todos los vehículos que pasan por un punto durante un intervalo de tiempo
seleccionado. Para datos de velocidades de punto no agrupados, la velocidad
media temporal se define como:
Velocidad media temporal para velocidad de punto no agrupados.
Velocidad media temporal para velocidad de punto Agrupados.
Dónde:
Vt = Velocidad Media Temporal , Vi = Velocidad del vehículo o del grupo i, n
= Tamaño de la muestra analizada, m = Número de grupos de velocidad, fi
= Número de vehículos en el grupo de velocidad i.
Distribución de Frecuencias:
Dónde:
Amplitud = Velocidad Mayor – Velocidad Menor, m= Número de Intervalos
7
Desviación Estándar:
Dónde:
Fi= Frecuencia Observada Absoluta, Vi= Punto Medio, Ṽt= Velocidad Media
Temporal, n= Numero de datos
3.2 MARCO CONCEPTUAL
Velocidad: Relación que existe entre el espacio recorrido y el tiempo que se
tardó en recorrerlo, representando para un vehículo cualquiera su relación de
movimiento. Para el caso de una velocidad constante, ésta se define como
una función lineal de la distancia y el tiempo. Según la duración del recorrido
pueden ser:
Media: esta muestra la velocidad en un determinado intervalo de tiempo
y se calcula por medio de la división del desplazamiento por el tiempo
que transcurrió.
Instantánea: por medio de esta se puede saber cuál es la velocidad de
un determinado objeto que se mueve en un trayecto que se caracteriza
por ser un período de tiempo sumamente corto, por lo que el espacio
recorrido también lo será. Esto hace que represente tan sólo un punto de
la trayectoria.
Relativa: esta se establece a partir de dos observadores y surge del valor
de la velocidad de uno de los observadores que ha sido medida por el
otro.
8
Desviación Estándar (S): La desviación estándar o desviación típica es la
raíz cuadrada de la varianza. Es decir, la raíz cuadrada de la media de los
cuadrados de las puntuaciones de desviación. Es inevitable que exista una
dispersión de las velocidades alrededor de la velocidad media, dado que no
todos los vehículos viajan a la misma velocidad, es por ello, que debemos
calcular tal dispersión por medio de la desviación estándar.
Distribución de Frecuencias: Se agrupan los valores de velocidades que
tengan similar magnitud en intervalos de clase o grupos de velocidad; el
número de intervalos de clase se toma por lo general entre 5 y 20, ahora bien,
como guía para determinar el número de intervalos de clase, se tiene la
siguiente tabla:
Moda: En estadística, la moda es el valor con una mayor frecuencia en una
distribución de datos.
Mediana: En el ámbito de la estadística, la mediana representa el valor de la
variable de posición central en un conjunto de datos ordenados. Existen dos
métodos para el cálculo de la mediana: Considerando los datos en forma
individual, sin agruparlo, y utilizando los datos agrupados en intervalos de
clase.
9
3.3 MARCO GEOGRÁFICO
Ubicación General: El tramo No. 2 hace parte de la Avenida 30 de Agosto,
donde se encuentra el concesionario de la Chevrolet, sentido Cerritos-Centro,
en la ciudad de Pereira.
Figura 1: Tramo 2 Fuente: Ingeniero Henry Martínez Barbosa
Figura 2: Localización Fuente: Google Maps
10
Figura 3: Tramo 2 Calles Fuente: Google Maps
11
4. PROCEDIMIENTOS
Los procedimientos se dividen dos partes los procedimientos de campo y
los de oficina.
4.1 Procedimientos de Campo
Se identifica el tramo de estudio y se procede a desplazarse hasta el
lugar.
Se procede a ubicar un tramo recto, donde se localiza el primer aforrador.
Se procede a tomar una distancia de 100m donde se ubica el segundo
aforrador y el tercer aforrador que tomara los datos.
El primer aforrador cuando ve un vehículo procede a levantar el brazo
derecho automáticamente el segundo aforrador toma el tiempo con el
cronometro y el tercer aforrador anota los datos.
El procedimiento anterior se repite 200 veces evitando autos muy rápidos
y lentos para que los conteos sean homogéneos.
4.2 Procedimientos de Oficina
Después de la toma de los datos se procede a ingresar estos datos al
programa Excel.
Se calculan las velocidades para cada tiempo y se ajustan.
Se determina el ancho del intervalo de clase.
Se procede a calcular los parámetros estadísticos como: la media
aritmética, la moda, la mediana, la desviación estándar entre otros.
Se realiza finalmente el informe y la presentación del trabajo.
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5. RESULTADOS
Aforo Vehicular - Tramo 2 - Avenida 30 Agosto - Sector Publik CHEVROLET Caminos - Sentido
Cerritos - Centro
Fecha Noviembre 04 de 2015
Distancia: 100 mts
CALCULO DE VELOCIDADES Y ORDENACION DE DATOS
Vehículo No Tiempo (Seg)
Velocidad Velocidad Ajustada
Velocidad Ordenada
Cantidad por
Velocidad
1 5.00 72.00 72 38 2
2 5.01 71.86 72 38
3 8.20 43.90 44 40 4 4 6.97 51.65 52 40
5 4.72 76.27 76 40
6 6.72 53.57 54 40 4
7 5.25 68.57 69 42 2
8 5.70 63.16 63 42
9 6.70 53.73 54 43 3 10 8.21 43.85 44 43
11 5.60 64.29 64 43
12 5.49 65.57 66 44
6
13 6.98 51.58 52 44
14 6.59 54.63 55 44
15 7.34 49.05 49 44
16 6.60 54.55 55 44
17 5.95 60.50 61 44
18 7.39 48.71 49 45 1
19 9.36 38.46 38 46
4 20 5.27 68.31 68 46
21 6.46 55.73 56 46
22 7.09 50.78 51 46
23 8.26 43.58 44 47
4 24 7.76 46.39 46 47
25 5.52 65.22 65 47
26 4.33 83.14 83 47
27 8.28 43.48 43 48 2
28 7.70 46.75 47 48
29 6.06 59.41 59 49
5 30 4.51 79.82 80 49
31 5.19 69.36 69 49
32 7.70 46.75 47 49
33 7.16 50.28 50 49
34 5.40 66.67 67 50 3
35 5.20 69.23 69 50
13
36 6.71 53.65 54 50
37 4.97 72.43 72 51
4 38 5.77 62.39 62 51
39 5.63 63.94 64 51
40 5.66 63.60 64 51
41 5.60 64.29 64 52
6
42 8.38 42.96 43 52
43 5.89 61.12 61 52
44 5.77 62.39 62 52
45 4.84 74.38 74 52
46 5.96 60.40 60 52
47 5.32 67.67 68 53 2
48 8.09 44.50 44 53
49 6.73 53.49 53 54
9
50 5.79 62.18 62 54
51 5.59 64.40 64 54
52 6.30 57.14 57 54
53 7.41 48.58 49 54
54 5.88 61.22 61 54
55 5.98 60.20 60 54
56 7.79 46.21 46 54
57 5.58 64.52 65 54
58 6.03 59.70 60 55
6
59 6.38 56.43 56 55
60 5.06 71.15 71 55
61 8.41 42.81 43 55
62 5.00 72.00 72 55
63 5.25 68.57 69 55
64 6.02 59.80 60 56
3 65 5.93 60.71 61 56
66 4.75 75.79 76 56
67 8.92 40.36 40 57
4 68 6.01 59.90 60 57
69 9.02 39.91 40 57
70 5.99 60.10 60 57
71 5.01 71.86 72 58
7
72 6.90 52.17 52 58
73 6.95 51.80 52 58
74 9.11 39.52 40 58
75 5.39 66.79 67 58
76 8.51 42.30 42 58
77 4.74 75.95 76 58
78 7.39 48.71 49 59
3 79 7.99 45.06 45 59
80 4.77 75.47 75 59
81 4.43 81.26 81 60 16
14
82 5.09 70.73 71 60
83 6.55 54.96 55 60
84 5.81 61.96 62 60
85 7.88 45.69 46 60
86 6.21 57.97 58 60
87 6.23 57.78 58 60
88 6.69 53.81 54 60
89 5.19 69.36 69 60
90 7.74 46.51 47 60
91 6.05 59.50 60 60
92 6.31 57.05 57 60
93 5.73 62.83 63 60
94 5.92 60.81 61 60
95 5.70 63.16 63 60
96 7.17 50.21 50 60
97 6.39 56.34 56 61
12
98 5.71 63.05 63 61
99 6.66 54.05 54 61
100 5.62 64.06 64 61
101 4.39 82.00 82 61
102 5.23 68.83 69 61
103 5.68 63.38 63 61
104 6.65 54.14 54 61
105 7.37 48.85 49 61
106 4.93 73.02 73 61
107 5.78 62.28 62 61
108 5.39 66.79 67 61
109 4.81 74.84 75 62
6
110 6.22 57.88 58 62
111 5.54 64.98 65 62
112 9.05 39.78 40 62
113 4.60 78.26 78 62
114 5.24 68.70 69 62
115 4.45 80.90 81 63
8
116 4.54 79.30 79 63
117 5.36 67.16 67 63
118 5.88 61.22 61 63
119 6.36 56.60 57 63
120 5.46 65.93 66 63
121 5.18 69.50 69 63
122 4.50 80.00 80 63
123 5.03 71.57 72 64
10 124 8.61 41.81 42 64
125 7.45 48.32 48 64
126 5.38 66.91 67 64
127 6.81 52.86 53 64
15
128 5.33 67.54 68 64
129 9.45 38.10 38 64
130 4.27 84.31 84 64
131 5.36 67.16 67 64
132 5.73 62.83 63 64
133 4.99 72.14 72 65
5 134 4.85 74.23 74 65
135 5.48 65.69 66 65
136 5.55 64.86 65 65
137 4.74 75.95 76 65
138 6.24 57.69 58 66
5
139 7.13 50.49 50 66
140 5.43 66.30 66 66
141 5.74 62.72 63 66
142 7.01 51.36 51 66
143 5.16 69.77 70 67
8
144 5.98 60.20 60 67
145 5.89 61.12 61 67
146 7 51.43 51 67
147 6.02 59.80 60 67
148 4.95 72.73 73 67
149 6.99 51.50 52 67
150 4.35 82.76 83 67
151 5.24 68.70 69 68
3 152 5.88 61.22 61 68
153 5.96 60.40 60 68
154 5.98 60.20 60 69
9
155 6.01 59.90 60 69
156 5.52 65.22 65 69
157 6.03 59.70 60 69
158 5.78 62.28 62 69
159 5.98 60.20 60 69
160 4.95 72.73 73 69
161 6.26 57.51 58 69
162 7.47 48.19 48 69
163 7.63 47.18 47 70 1
164 7.05 51.06 51 71 2
165 5.67 63.49 63 71
166 5.34 67.42 67 72
9 167 4.88 73.77 74 72
168 4.72 76.27 76 72
169 5.66 63.60 64 72
170 6.66 54.05 54 72
16
171 5.34 67.42 67 72
172 6.03 59.70 60 72
173 6.24 57.69 58 72
174 6.52 55.21 55 72
175 6.59 54.63 55 73
3 176 5.66 63.60 64 73
177 5.88 61.22 61 73
178 6.24 57.69 58 74
4 179 5.95 60.50 61 74
180 6.31 57.05 57 74
181 6.02 59.80 60 74
182 7.89 45.63 46 75 2
183 4.56 78.95 79 75
184 5.59 64.40 64 76
5 185 6.91 52.10 52 76
186 6.71 53.65 54 76
187 6.07 59.31 59 76
188 4.54 79.30 79 76
189 4.89 73.62 74 78 1
190 4.97 72.43 72 79
3 191 5.86 61.43 61 79
192 5.94 60.61 61 79
193 8.11 44.39 44 80 2
194 8.24 43.69 44 80
195 4.99 72.14 72 81 2
196 5.48 65.69 66 81
197 5.66 63.60 64 82 1
198 6.14 58.63 59 83 2
199 6.49 55.47 55 83
200 6.66 54.05 54 84 1
200
17
VELOCIDAD AJUSTADA
#
38 2
40 4 42 2
43 3
44 6
45 1
46 4 47 4
48 2
49 5
50 3 51 4
52 6
53 2
54 9 55 6
56 3
57 4
58 7 59 3
60 16
61 12
62 6 63 8
64 10
65 5
66 5 67 8
68 3
69 9
70 1 71 2
72 9
73 3
74 4 75 2
76 5
78 1
79 3 80 2
81 2
82 1
83 2
84 1 Total Datos 200
18
19
0
5
10
15
20
25
38 43 48 53 58 63 68 73 78 83
Fre
cue
ncia
Rel
ativ
a (%
)
Velocidad (Km/h)
Histograma y Polígono de Frecuencia
20
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Podemos deducir que el 95.5% de las velocidades estarán entre 49.99
km/h < Vt < 71.21 km/h.
Para estimar el tamaño de la muestra no se debe utilizar el valor de 0.9
debido a que da un tamaño de muestra de 556 vehículos, debido a lo
anterior y ya que al determinar el error estándar a la media nos da un
resultado de 1.5 mayor a 0.9, por consiguiente se procede a calcular el tamaño de la muestra con 2 dando un valor de 113 vehículos.
Hay una probabilidad del 4.5%, que al estimar la velocidad media real
del tránsito como 60.6 km/h teniendo un error máximo de ± 1.5 km/h.
El Percentil 15 da igual a 46 km/h lo cual indica el límite mínimo de
velocidad del sitio.
El Percentil 50 da igual a 58.5 km/h lo cual es una media de la calidad
del flujo vehicular del sitio, para este caso dio un poco diferente a la
media aritmética.
El Percentil 85 da igual a 70 km/h lo cual indicada el límite máximo de
velocidad para el sitio estudiado, dando 10 km/h menos lo cual indica
la señal de transito SR-30 Velocidad máxima de 60km/h lo cual se
puede producir para disminuir los accidentes ya que es una zona
comercial.
El Percentil 98 da igual a 80 km/h lo cual establece la velocidad de la
vía o del proyecto.
El Histograma y polígono de frecuencia tiene una forma que se
asemeja a una campana lo cual indica que los datos fueron tomados apropiadamente.
21
7. CONCLUSIONES
Al determinar el tamaño de la muestra se obtuvo un número de
vehículos bastante inferior que los que se tomaron en campo 113
vehículos para ser exactos lo cual representa el 56.5% de la muestra
de 200 vehículos.
Al tomar velocidades muy rápidas o muy lentas afectan a la desviación
estándar lo cual hace que sea más elevada, lo cual le quita exactitud al estudio.
Para 100 m en el tramo estudiado se espera un rango de velocidades
entre 49.99 km/h a 71.21 km/h.
De la ojiva de frecuencias podemos obtener los parámetros de la vía
como la velocidad mínima del tramo, la media de la calidad vehicular,
el límite máximo de velocidad y la velocidad de proyecto lo cual son
datos muy importantes en un estudio de velocidad.
La moda da una velocidad de 60 km/h lo cual indica que en la mayoría del tramo hay una velocidad rápida la cual está de acuerdo a las
señales de tránsito del lugar.
La velocidad máxima de la vía da 70 km/h lo cual está por encima de
la velocidad que indica la SR – 30 Velocidad máxima de 60 km/h lo
cual puede ser por disminuir la accidentalidad del sitio.
22
8. RECOMENDACIONES
Para un estudio de velocidad de este tipo es recomendable tomar más
datos en campo y despreciar los datos que están muy alejados así se
tendrá mayor precisión del estudio.
Al tomar datos de velocidades es necesario que los aforradores estén
escondidos o que no sean visibles por los automovilistas y que el
estudio no se realice en tramos donde los conductores tienden a hacer cruces ya que disminuye la velocidad y afecta el conteo.
Es recomendable tomar más de 250 datos en diferentes días de la
semana para disminuir los errores.
Se recomienda trabajar con un nivel de confianza elevado para
disminuir los errores.
Se recomienda que al menos dos grupos tomen datos en el mismo
sentido de la vía para tener datos de donde comparar y quedarse con
el mejor análisis posible.
Es necesario tomar estos trabajos con seriedad para que los resultados
obtenidos sean coherentes a un ejercicio ingenieril.
23
9. BIBLIOGRAFÍA
Presentación Análisis de Velocidad/ Ingeniería de Transito/ Ingeniero
Civil Henry Martínez Barbosa/Universidad Libre Seccional Pereira/
Segundo Semestre del 2015.
Manual de Estudios de Ingeniería de Transito/Subsecretaria de
Desarrollo Urbano y Orden del Territorio de México.
Estadística Avanzada/Carlos Marín Santana/3 edición /Editorial Alfa
Omega/2012
Google Maps
24
10. ANEXOS
10.1 Registro Fotográfico.
25
26
27
10.2 Datos.
28