CARACTERIZACION DEL VOLUMEN VEHICULAR

Ing. Victor Peña Dueñas

TRANSPORTE

Y TRANSITO

CARRETERAS

RURALES

CARRETERAS

MULTICARRIL

CARRETERAS

DE DOS

CARRILES

AUTOPISTASCALLES

URBANAS

INTERSECCIONES

SEMAFORIZADAS

INTERSECCIONES

NO SEMAFORIZADASPEATONES

ORGANIGRAMA DE ESTUDIO Y ANALISIS PARA EFECTOS DE ESTUDIO

HCM 2000

HCM 2010

CLASIFICASION POR TIPO DE CIRCULACION

El análisis de la circulación abarca una gama de estructuras, comprendiendo tanto calles ycarreteras como las instalaciones para el transporte colectivo, el peatonal y las dedicadas a lasbicicletas.Las infraestructuras pueden clasificarse en general en dos categorías:

1. Circulación Continua.- las estructuras para circulación continua no tienen elementos fijosexternos al flujo de trafico, tales como semáforos, que produzcan interrupciones en elmismo. Las condiciones de circulación son el resultado de las interacciones entre losvehículos y entre estos y las características geométricas y ambientales de la vía.

2. Circulación Discontinua.- las infraestructuras concebidas para la circulación discontinúantienen elementos fijos que producen interrupciones periódicas en la circulación vial. Lossemáforos, señales stop, y otros tipos de regulación son algunos de estos elementos. Estosequipos obligan a parar (o al menos a reducir la velocidad significativamente) a lacirculación independientemente de la cantidad de trafico existente.

Los términos de circulación continua y discontinua se refieren a un tipo de infraestructura yno a la calidad de circulación en un momento dado, por lo tanto aunque una autopista este ensobresaturación continua seguirá siendo una infraestructura para circulación continua puestoque la razón de la congestión es interna al flujo diario.

Las autopistas y sus componentes funcionan en la modalidad de circulación continua maspura. No solo por que no existen interrupciones a la circulación, si no que también el accesoesta controlado y limitado a los ramales. Las carreteras multicarriles y de dos carriles puedenoperar también en régimen continuo en grandes tramos entre puntos con interrupciones fijas,cuando el espaciamiento entre semáforos exceda los tres kilómetros, cuando la separaciónsemafórica sea inferior a los tres kilómetros, la estructura se califica como arteria y lacirculación se considera como discontinua, en las carreteras multicarril y de dos carrilles, esfrecuentemente necesario examinar tanto los nudos con interrupción, como los tramos concirculación continua.

RECORDEMOS ÍNDICE MEDIO DIARIO ANUAL (IMDA)El Índice Medio Diario Anual (IMDA) es el valor numérico estimado del tráfico vehicular en un determinado tramo de la red vial en un año. El IMDA es el resultado de los conteos volumétricos y clasificación vehicular en campo en una semana, y un factor de corrección que estime el comportamiento anualizado del tráfico de pasajeros y mercancías.

El IMDA se obtiene de la multiplicación del Índice Medio Diario Semanal (IMDS) y el Factor de Corrección Estacional (FC).

IMDA = IMDS x FC

Donde:IMDS representa el Índice Medio Diario Semanal o Promedio de Tráfico Diario Semanal, yFC representa el Factor de Corrección Estacional.

El Índice Medio Diario Semanal (IMDS) se obtiene a partir del volumen de tráfico diario registrado por tipo de vehículo en un tramo de la red vial durante 7 días.

IMDS = ∑Vi / 7Donde:Vi: Volumen vehicular diario de cada uno de los 7 días de conteo volumétrico.

El Factor de Corrección Estacional (FC) es un valor numérico requerido para expandir la muestra del flujo vehicular semanal realizado a un comportamiento anualizado del tránsito. Dicho valor es proporcionado por PROVIAS NACIONAL.

La aplicación del Factor de Corrección (FC), tiene por objeto eliminar el factor de estacionalidad que afecta los movimientos de carga y pasajeros. El factor de estacionalidad depende de una diversidad de factores exógenos como son: las épocas de vacaciones para el caso de movimientos de pasajeros; las épocas de cosecha y los factores climáticos para el transporte de productos agropecuarios; la época navideña para la demanda de todo tipo de bienes.

La determinación de la estacionalidad del tráfico debe ser analizado con atención para definir la época en la cual se están realizando los aforos y encuestas y poder expandir o proyectar los tráficos y expresarlos en términos de un tráfico promedio diario anual (IMDA), de tal forma que se eliminen los picos alto y bajos que podrían presentarse al momento de tomar la información.

Con la información de conteos recopilada en campo y las series históricas de tránsito de las estaciones de peaje ubicadas en la red de análisis, es posible caracterizar este comportamiento.

Atendiendo a la necesidad de contar con información confiable, el MTC a través de la Oficina General de Planeamiento y Presupuesto pone a disposición de la comunidad en general, los datos de IMDA obtenidos durante las encuestas de origen y destino desarrolladas durante los años 2000, 2002, 2006, 2008 y 2010, mediante la visualización georreferenciadas de las estaciones de conteo ubicadas en tramos de las carreteras del país

CARACTERIZACION DEL VOLUMEN VEHICULAR

IMDA = ÍNDICE MEDIO ANUAL DIARIO

El patrón de tráfico en cualquier carretera, muestra una variación considerable en losvolúmenes de tránsito, durante las distintas horas del día y de cada hora durante todo el año.

En caminos de alto tránsito, es el volumen horario de diseño (VHD), y no el IMDA, lo quedetermina las características que deben otorgarse al proyecto, para evitar problemas decongestión y determinar condiciones de servicio aceptables.

El IMDA representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios para todos los días delaño, previsible o existente en una sección dada de la vía, su conocimiento da una ideacuantitativa de la importancia de la vía en la sección considerada y permite realizar loscálculos de factibilidad económica.

• IMDA = Promedio de 365 IMD (Índices Medio Diarios)

Conteo = conteo de trafico durante 7 días y las 24 horas

FH = Factor horario

FD = Factor diario

FM = Factor mensual

FC = Factor de crecimiento

FCFMFDFH

conteoIMDA

IMDIMDA

1

365

FACTOR HORARIO

HorarioFactor

HorarioVolumenDiarioVolumen

qmax1

415min)Diarios(C/Conteos00):900:FH(8

Ejemplo

qmax1

415min)Horario(c/ConteosFH

HorarioFactorFH

VOLUMEN DIARIOSi no se tienen todas las flujos de volúmenes de todas las horas, se pueden usar una o mas horas, y sumando sus factores horarios se puede calcular el volumen

JunioMesConteo1

12MensualesConteos12FMJunio

ParticularMesConteo1

12MensualesConteos12FM

MensualFactorFM

JuevesConteo1

7DiariosConteos7

juevesFD

Ejemplo

ParticularDiaConteo1

7DiariosConteos7FD

DiarioFactorFD

FACTOR DE CRECIMIENTO

FClineal = (1 + Tn)

FCexponencial = (1 + T)n

FCpoblacional = Pobfut / Pobactual

Donde

• T = tasa de crecimiento anual

• n = numero de años

• No siempre se usa el mayor, tiene que analizarse la situación de la calle, trafico, etc..

EjemploAño actual: 2016Año de diseño: 2030VHD2016 = 5,000 vphTasa de crecimiento anual = 4%

Determinar el VHD2034

GFl = (1 + 0.04 (2034-2016))

GFl = 1.72

VHD2034 = GFl x VHD2016

VHD2034 = 1.72 x 5,000

VHD2034 = 8,600

GFe = (1 + 0.04) (2034-2016)

GFe = 2.026

VHD2034 = GFe x VHD2016

VHD2034 = 2.026 x 5,000

VHD2034 = 10,130

EjemploPoblación Actual (2016) = 170,000Población Esperada (2034) = 300,000

Si el VHD actual es de 5,000Calcular el VHD al 2034FCpoblacional = (300,000 / 170,000) = 1.76

VHD2030 = FCpoblacional x VHD2016

VHD2030 = 1.76 x 5,000 = 8,800 vph

FACTOR HORARIO PICO O FACTOR DE MAXIMA DEMANDA HORARIA

El Factor de hora pico o FHP, se expresa como la relación que siempre será igual omenor que la unidad, entre la cuarta parte del volumen de tránsito durante la hora picoy el volumen mayor registrado durante el lapso de quince minutos dentro de dicha hora

pico.

Ósea que al afectar los volúmenes horarios de diseño por este factor, se estánasumiendo las condiciones más exigentes de la demanda, a las cuales debe responder lapropuesta de solución de reconstrucción, mejoramiento o ampliación de una carreteradeterminada.

qmax1

415min)Demanda(c/Maxima de Horario VolumenFHP

qmax1

415min)Horario(c/ConteosFHP

Pico HorarioFactorFHP

Donde:

FHD = Factor Horario de Máxima Demanda

V0HD = Volumen Horario de Máxima Demanda

N = Número de periodos durante la hora de máxima demanda

qmáx = Flujo máximo

Los periodos de tiempo dentro de la hora de máxima demanda pueden ser 5, 10, 15 minutos.

VOLUMEN HORARIO DE DISEÑO O DEL PROYECTO

EL volumen Horario de Diseño se obtiene a partir de una ordenación decreciente de losmayores volúmenes horarios registrados a lo largo de todo un año por cada una de las horasdel día.

En lista con los volúmenes horarios de una vía a lo largo de un año, y se ordena dichosvolúmenes en forma descendente obteniendo los volúmenes de la 10ª, 20ava, 30ava,……,100ava hora de máximo volumen, etc se puede obtener un factor de relación “k” entre elvolumen horario de la n-ava hora y el TPDA. Considerando como volumen horario deproyecto a la 30ava hora de máximo volumen.

Dónde:

VHP = Volumen Horario de Proyecto (30VH)

TPDA = Tránsito Promedio Diario Anual (del año de proyecto)

k = valor esperado de la relación entre el VHD y el TPDA

Graficando el factor de relación “k” vs. “n-ava” hora de máximo volumen para distintos tipos de vialidades, y asumiendo como volumen de proyecto a la 30ava hora, se recomienda los siguientes valores de “k”:

Carreteras Rurales Principales: k = 0.16Carreteras Rurales Secundarias: k = 0.12Carreteras Suburbanas: k = 0.08

El valor obtenido de un volumen horario de máxima demanda, no necesariamente es constante a lo largo de toda la hora, existen periodos dentro de la hora donde las tasas de flujo son mayores a la de la hora misma.

Para hacer un análisis de las variaciones de volumen de tráfico en la hora de máxima demanda se utiliza el factor horario de máxima demanda que relaciona el volumen horario de máxima demanda con el flujo máximo.

VHD = 30avo volumen horario mas alto en un año

k = Porcentaje de trafico en la hora de diseño (factor horario más alto)FHP = Factor de hora pico/punta en una hora (periodo de 15 min)

FHP

kIMDAVHD1

DATOS VEHICULARES

FHP

HoraPicoConteoVHD

FHPkIMDAVHD

1

1

1er 30a

vo

876

0

Volu

men

Hora

rio

Ranking por Horas en un Año

IMDA

AltoMasVolumenk

avo30

EJEMPLO• Asumir la capacidad de una avenida de 3 líneas es 200 vehículos en 15

minutos u 800 vehículos en una hora por línea

TIEMPO VEHÍCULOSCONTEO

7:00 – 7:15 400

7:15 – 7:30 500

7:30 – 7:45 700

7:45 – 8:00 900

8:00 – 8:15 800

8:15 – 8:30 800

8:30 – 8:45 500

8:45 – 9:00 200

EJEMPLO

• Asumir la capacidad de una avenida de 3 líneas es 200 vehículos en 15 minutos u 800 vehículos en una hora per línea

TIEMPO VEHÍCULOSCONTEO

VEHÍCULO EN EXCESO

VEHÍCULOS EN EXCESO ACUM.

7:00 – 7:15 400 -200 = 400 – 3(200) 0 (no se acumula –)

7:15 – 7:30 500 -100 = 500 – 3(200) 0

7:30 – 7:45 700 100 = 700 – 3(200) 100

7:45 – 8:00 900 300 400

8:00 – 8:15 800 200 600

8:15 – 8:30 800 200 800

8:30 – 8:45 500 -100 700

8:45 – 9:00 200 -400 300

Para calcular el FHPSe hace calculo por horas

(400 + 500 + 700 + 900) / (4 x 900) = 0.694

(500 + 700 + 900 + 800) / (4 x 900) = 0.806

(700 + 900 + 800 + 800) / (4 x 900) = 0.889

(900 + 800 + 800 + 500) / (4 x 900) = 0.833

(800 + 800 + 500 + 200) / (4 x 800) = 0.719

EJEMPLO

• Asumir la capacidad de una avenida de 3 líneas es 200 vehículos en 15 minutos u 800 vehículos en una hora per línea. Determinar el VHD

TIEMPO VEHÍCULOSCONTEO

VEHÍCULO EN EXCESO

VEHÍCULOS EN EXCESO ACUM.

7:00 – 7:15 400 -200 = 400 – 3(200) 0 (no se acumula –)

7:15 – 7:30 500 -100 = 500 – 3(200) 0

7:30 – 7:45 700 100 = 700 – 3(200) 100

7:45 – 8:00 900 300 400

8:00 – 8:15 800 200 600

8:15 – 8:30 800 200 800

8:30 – 8:45 500 -100 700

8:45 – 9:00 200 -400 300

FHP = (700 + 900 + 800 + 800) / (4 x 900)FHP = (3200) / (3600) = 0.889

Entonces para el calcula del VHD

36003595

89.0

13200

1

)(

1

VHD

xVHD

FHPPicoConteoVHD

existenteconteoporcambiasekIMDA

FHPkIMDAVHD

Determinar la Hora Pico y Factor Horario

0.0000

0.0200

0.0400

0.0600

0.0800

0

500

1000

1500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Fac

tor

Hora

rio

Volu

men

Hora

rio

Fin de Hora

Volumen Horario Factor HorarioCual es el FH

en este ejemplo?

Determinar la Hora Pico y Factor Horario Máximo

MÉTODOS DE CONTEO VEHICULAR

• Tecnologías Convencionales In-Situ– In-situ se refiere a datos de trafico medidos con

detectores colocados al costado de la vía

– Dos tipos• Intrusivos (registro de datos y un sensor)

• No-Intrusivos

• Métodos Intrusivos– Tubos Neumáticos

– Sensores piezoeléctricos

– Circuitos Magnéticos

MÉTODOS DE CONTEO VEHICULAR

• Tubos Neumáticos

Registra los cambios de presión cuando un vehículo pasa sobre el tubo

Desventajas:

Volúmenes por línea, no giros

Limitado por clima y trafico (multieje)

Problemas con trafico lento o congestión

MÉTODOS DE CONTEO VEHICULAR

• Sensores Piezoeléctricos

A diferencia del tubo neumático, este sensor es capaz de registrar velocidades y pesos

Sirve para las estaciones de pesaje de carga en movimiento (WIM = weight-in-motion).

Circuitos magnéticos: usados en Europa pero de corta vida y afectados por trafico pesado

MÉTODOS DE CONTEO VEHICULAR

• Métodos No-Intrusivos– Conteo manual

– Infrarrojo pasivo y activo

– Magnético pasivo

– Radar de microondas

– Ultrasónica y acústica pasiva

– Detección por video

• Conteo Manual Método tradicional mas usado

Medidores con experiencia

Además de volúmenes, también puede recolectar información difícil de conseguir con métodos automatizados como

• Tasa de ocupación de vehículos

• Peatones

• Tipo de vehículos

Herramientas usadas:• Hoja de conteo

• Tablas de conteo mecánico

• Tablas de conteo automático

Infrarrojo pasivo y activo– Se puede detectar conteo, velocidad y tipo

– Sin embargo, tiene limitaciones de línea y cruce de vehículos, además de climas adversos

Magnético pasivo– Problemas en trafico lento o en congestiones

Radar de microondas– Similar al infrarrojo

– Primordialmente usada para multas de transito mas que para conteos por lo caro de su implementación

• Ultrasónico y Acústico Pasivo– Afectadas por temperatura o mal clima

• Detección por Video– Numero de vehículos

– Tipo de vehículos

– Velocidad

– Tasa ocupacional

– Peatones

– Requiere de un post-proceso largo y constante

Fuente:Comision Europea, 2008Centro de Investigación Conjunta (Joint Research Centre)Road Traffic Data: Collection Methods and ApplicationsSe adjunta documento técnico

CONTEO MANUAL

• La manera básica consiste en resumir en un formato predeterminado lo que se observa en el campo

• Los formatos contienen información como:– Tipo de vehículos

– Tiempo de medición (15 min)

– Tipo de giro o movimiento de la intersección / calle

Pa

rtic

ión

Ho

rari

o –

15

min

s

Tipo de

Vehículos

Luego se juntan las diversas hojas de los

conteos y se resumen en estas hojas de gabinete

Con los datos ordenados se puede calcular el conteo de vehículos y de

vehículos equivalentes, para luego calcular el PHF

1 Camión = 3 autos

1 microbús = 2

autos

CONVERSIÓN DE VEHÍCULOS

Fuente: Estudio de Impacto VialPUC Valparaíso - Chile

Fuente: Estudio de Impacto Vial - Perú

Otro tipo de formato de Aforo de Vehículos

Tipo de Vehículos. Esta hoja analiza los giros.

Aplicable para intersecciones con menos trafico para ver múltiples giros

VEHICULOS EQUIVALENTES

Los vehículos equivalentes representan el numero de vehículos ligeros que consumirán el mismo porcentaje d capacidad de la autopista que un camión, autobús o vehículo de recreo en las condiciones prevalecientes de la plataforma y del traficoEl impacto que los vehículos pesados tienen en la circulación depende de la inclinación de la rasante así como dela composición del trafico, los equivalentes en vehículos ligeros se pueden seleccionar para dos condiciones básicas diferentes:• Segmento de autopista genérico y extenso

Cuando ninguna rasante de inclinación igual o superior a 3% es de longitud superior a 800m, o mas de 1800 m cuando la inclinación es inferior al 3%, para lo cual se utilizara la tabla

Inclinaciones especificas.Cuando inclinación de la rasante inferior al 3%, y de longitud superior a 1800 m o cuando la inclinación igual o superior al 3% y longitud superior a 800m; en este caso se analizara como segmento aislado independientemente cada caso según tablas del HCM2010 (por tipo de vehículo y pendiente)

TRABAJO # 2 CONTEO DE TRAFICO

Fecha Entrega (15 Abril Fisico y digital) que incluye:

Resumen Ejecutivo

Tabla de Contenidos

Introduccion

Presentacion de la Interseccion Escogida

Resumen de Conteos

Configuracion Esquematica

Configuracion de Giros

Configuracion de Volumenes

Determinacion de Hora Pico y PHF

Resumen

Bibliografia

Anexos (incluira TODAS las tablas, en digital)