modelación del tráfico
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MODELACIÓN DEL TRÁFICO
INGENIERIA DE TRÁNSITO Y DISEÑO VIAL URBANO
Ing. Aldo Rafael Bravo LizanoE-mail: [email protected]
MODELOS
“Es la representación conceptual y simbólica de la realidad”
Los modelos son instrumentos que permiten predecir el
comportamiento de ciertas variables, para apoyar las labores de
planificación.
No es necesario representar la realidad en todos sus detalles
para definir el curso de una acción, es preferible ignorar los
aspectos que no son relevantes para el análisis.
Un modelo se alimenta con información de la realidad para
predecir como se comportara el sistema de transporte analizado,
bajo diferentes hipótesis de estudio.
TIPOS DE MODELO
Modelos Físicos.- Maquetas Arquitectónicas,
adecuados para tratar ciertos problemas físicos,
claramente limitados al aspecto de diseño.
TIPOS DE MODELO
Modelos Abstractos.- En estos casos, la situación real
se representa por símbolos y no por mecanismos
físicos. facilitando al planificador el análisis de los
procesos básicos de cambio de los sistemas en estudio
mas relevantes a través de relaciones funcionales.
TIPOS DE MODELO
Modelos en Transporte:
CALIBRACIÓN DE UN MODELO EN EL AÑO BASE
El modelo debe tener causalidad adecuada
Debe haber exactitud de replicación de los datos del año base
(Calibración)
Constancia en el tiempo de los parámetros. Es una hipótesis correcta? , Se
mantendrá como el año base?...etc.
VALIDACIÓN Y CALIBRACIÓN DE MODELOS
VALIDACIÓN CALIBRACIÓN
Validar un modelo es
asegurar que se puede
representar a un sistema con
bastante exactitud. es decir,
utiliza las variables del
sistema analizado para
predicciones adecuadas.
la validación depende de la
naturaleza de las políticas y
proyectos a ser evaluados.
Validado el modelo, la
calibración es asegurarse que el
modelo represente
cuantitativamente lo mas
próximo al sistema que
representa.
Nivel de calibración.- es la
comparación de los resultados
numéricos del modelo y la del
sistema (real)
¿Para que sirve un modelo?
Construir un metro?
Una nueva vía?
Reestructurar los recorridos de
buses?
Construir un nuevo puente?
Corredores viales?
Implementar peajes en vías
urbanas?
Carriles exclusivos de buses?
Problemas de congestión y
contaminación.
Sistemas de semaforización?,
etc.
MODELACIÓN DEL TRÁFICO
Los parámetros que caracterizan el flujo vehicular, tienen diferente
grado de detalle por lo que definen tres escalas de modelación:
Modelación macroscópica
Modelación mesoscópica
Modelación microscópica
Además la modelación del tráfico es un importante punto de partida
en la estimación de las emisiones generadas por el tráfico vehicular y
las concentraciones de contaminantes en las áreas de una ciudad y
región.
ESCALAS DE MODELACIÓN
MODELACIÓN MACROSCÓPICA (Macro Simulación)
“Describe las actividades del tráfico con un nivel promedio de
detalle y relaciona las variables o parámetros del tráfico a
través de la siguiente expresión:
Modelos macroscópicos usan como restricciones la
capacidad de las vías basadas en velocidades de diseño y
relaciones analíticas entre la velocidad y el flujo alcanzado
Son adecuados para representar lo que ocurre en grandes
ciudades, regiones o aún naciones y pueden trabajar en
conjunto con modelos más detallados para intersecciones.
MACRO SIMULACIÓN
MODELACIÓN MESOSCÓPICA
No simulan el comportamiento individual de cada
vehículo, pero trata a los vehículos como grupos . Capacidad
de las vías, velocidad de diseño y relaciones de flujo y
velocidad son aplicados pero adicionalmente la capacidad de
las intersecciones y las demoras ocasionadas son
consideradas.
Hay que introducir información de las intersecciones, como
ciclos del semáforo, fases, flujos de saturación, giros etc.
Pueden determinar velocidades promedio en las vías,
número de paradas y demoras.
Entre los software de modelación, tenemos: TRANSYT,
SCOOT y SATURN.
SIMULACIÓN MESOSCÓPICA
Gráfico volumen –
capacidad en las vías
del pueblo de Satton
cerca de Manchester
Puede observarse que la
mayoría del tráfico es
tráfico de paso y el Centro
del pueblo se encuentra
cerca de la congestión
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
Los modelos microscópicos intentan describir el movimiento y
comportamiento de vehículos individuales. La idea básica es pensar
que los vehículos se desplazan obedeciendo algunas reglas
conocidas como:
car following (vehículo que sigue)
lane changing (cambio de carril)
gap aceptance (espacio entre vehículos- seguridad)
La posición, velocidad y aceleración de cada vehículo puede ser
conocida en cada intervalo de tiempo definido, usualmente cada
segundo.
MICRO SIMULACIÓN
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
MODELACIÓN MICROSCÓPICA
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
El comportamiento del tráfico se trata de
representar a través de expresiones
matemáticas.
En los años 60 y 70 se desarrollaron estudios de
tráfico en los cuales básicamente se consideró al
tráfico con un comportamiento semejante al de
los fluidos
Los tres componentes que representan el
comportamiento del tráfico son: flujo, velocidad
y densidad.
Flujo: es la cantidad de vehículos que pasan
por un punto o sección en un período de tiempo.
Densidad: cuantos vehículos hay en una
determinada sección de la vía. Por ejemplo entre
A y B.
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
En este caso el tráfico es representado a través de variables
como: volumen, densidad y velocidad. Estas variables son un
promedio de todo el tráfico en un área y se relacionan a través
de:
Usan como restricciones la capacidad de las vías y las
relaciones entre las variables mencionadas
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
VOLUMEN
“Es el número de vehículos que
pasan por un punto o sección
transversal, de un carril o de una
calzada durante un período de
tiempo determinado”
Características
Espaciales
Ocupan un lugar
Temporales
Consumen tiempo
Varían constantemente
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
Es importante saber la tasa de flujo, su variación temporal,espacial y modal.La medición del flujo de tráfico tiene muchos usos como:
Planeamiento: los flujos medidos son usados en laclasificación de las calles, identificación de lastendencias de viaje, en estudios orígenes-destino etc.
Diseño y rediseño de infraestructura.
Análisis operacional: para el control y análisis deaccidentes, en la introducción de carriles prioritarios,carriles reversibles y restricciones de flujo.
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
VOLUMENES DE TRANSITO HORARIOS
Con base en la hora seleccionada se definen los siguientesvolúmenes de tránsito horarios, dados en vehículos por hora
Volumen horario máximo anual (VHMA)Es el máximo volumen horario que ocurre en un punto o secciónde un carril o de una calzada durante un año determinado. Es lahora de mayor volumen de las 8760 horas del año
Volumen horario de máxima demanda (VHMD)Es el máximo número de vehículos que pasan por un punto osección de un carril o de una calzada durante 60 minutosconsecutivos. Es el representativo de los periodos de máximademanda que se puedan presentar durante un día en particular
ENFOQUE MACROSCÓPICO DEL TRÁFICO
VOLUMENES DE TRANSITO HORARIOS
Volumen horario-décimo, vigésimo, trigésimo-anual (10VH,
20VH, 30VH)
Es el volumen horario durante un año determinado que es
excedido por 9, 19 y 29 volúmenes horarios respectivamente.
También se les llama 10ava, 20ava y 30ava hora de máximo
volumen
Volumen horario de diseño (VHD ó VHP)
Es el volumen de tránsito horario que servirá para determinar
las características geométricas de las vías. Fundamentalmente
se proyecta con un volumen horario pronosticado.
AFORO VEHICULAR
Para proyectar una nueva vía de comunicación o remodelación de
una existente, la selección del tipo de camino, las intersecciones, los
accesos y los servicios dependen en gran medida de volumen de
tránsito que circulará en un intervalo de tiempo dado al igual que su
variación, su tasa de crecimiento y su composición.
Siendo de esta forma el volumen de transito el número de vehículos
que pasan por un tramo carretero en un intervalo de tiempo dado. Los
intervalos mas usuales son la hora y día; así mismo, uno de los mas
importantes es el TPDA (Tránsito promedio diario anual) siendo éste
el promedio de los volúmenes diarios que son registrados en un
determinado tiempo.
AFOROS VEHICULARES
Antes de realizar los aforos es necesario definir claramente la
flota vehicular
AFOROS VEHICULARES
Ejemplo de formulario de aforo
Los intervalos de conteo son usualmente 15 minutos y pueden
usarse fotografías de los vehículos para facilitar el trabajo de
los aforadores
AFOROS VEHICULARES
AFOROS MANUALES (CON PAPEL Y LÁPIZ)
Buscar una ubicación adecuada
con clara visibilidad de los
accesos a aforar.
Estar familiarizado con la zona y
la hoja o formato de conteos
Es usual usar líneas (palotes)
para registrar los vehículos
Hay que protegerse de las
lluvias, el sol, etc. (clima)
Usar lápiz duro o lapicero de ser
necesario
AFOROS VEHICULARES
AFOROS VEHICULARES
Los aforos manuales también
pueden ser efectuados con
aparatos electrónicos que
almacenan la información
según la clase de vehículo y el
tipo de giro efectuado
Al igual que cualquier tipo de
aforo realizado en forma
manual requiere de aforadores
con experiencia
AFOROS VEHICULARES
AFOROS AUTOMÁTICOS (INDUCTIVE LOOPS)
Los cables se introducen en el pavimento y cada
vez que un vehículo pasa sobre ellos corta el
campo electromagnético generado y este voltaje
es luego registrado por el controlador
AFOROS VEHICULARES
TEMPORALIDAD DE LOS DATOS
Uno de los aspectos a tener en cuenta para la toma de datos
de campo es el efecto de la temporalidad de los mismos, tanto
en los años horizonte (datos longitudinales) y los datos dentro
de un año (efecto transversal) es decir la estacionalidad.
Como afecta la temporalidad a los atributos de un modelo de
transportes:
¿Cómo afecta a la Oferta?
¿Como afecta a la Demanda?
DATOS DE OFERTA
Los datos de oferta son:
• Red vial base: Se modifica desde el momento que se
ha realizado la visita a campo y la culminación de
proyectos en marcha, cambios en sentido de circulación,
semaforización, etc.
• Sistemas de rutas: Debería ser más definidos. Sin
embargo, la ciudad es un caso particular donde existen
mucha dificultad en tener un base de datos actualizada.
DATOS DE OFERTA
La forma de abordar este dificultad es desarrollando el modelo
al momento de los trabajos de visita a campo (red vial y
sistema de rutas) es como haber tomado una “fotografía” de la
ciudad. Para incorporar modificaciones a la red vial y que estos
forman parte de la nueva red vial, como proyectos que se
culminaran dentro de 1 ó 2 años o menos; una vez calibrado y
validado el modelo de transporte, se crea un escenario llamado
“escenario base mejorado” que incorpora esos cambios y
que quedaran definitivamente en el modelo base de transporte.
DATOS DE DEMANDA
La demanda va cambiando de acuerdo la estacionalidad que
existe y que afectan fuertemente a la cantidad y patrones de
viajes en la ciudad como:
Vacaciones de estudiantes a todo nivel, que viene a ser en
los meses de 2da Quincena de Diciembre, Enero y Febrero.
Las vacaciones de estudiantes de medio año que son la
última semana de Julio y la primera de Agosto.
Fines de semana, festivos y eventos especiales.
DATOS DE DEMANDA
Los trabajos de campo de demanda afectados por la
estacionalidad son:
Aforos vehiculares.
Ocupación visual de vehículos (autos y transporte público).
Encuesta Origen Destino a bordo de vehículos de transporte
público.
Conteos de subida y bajada de pasajeros.
Encuestas de movilidad en general.
DATOS DE DEMANDA
En cualquier caso, se puede hacer los trabajos de campo en
cualquier día del año, pero se debe tener en cuenta el impacto
de la estacionalidad y si es necesario realizar algún tipo de
corrección. Según MTC estas son las fechas ideales para
estudios de demanda