V_Diseño de intersecciones con semáforo.ppt

Diseño de interseccion con semaforo con el metodo webster

1. CONTROL DE INTERSECCIONES

2. Unainterseccióneslainterrupcióndeflujomáscomúnque
sepuedeproducirenunavía
Laintersecciónconsemáforoesdefinidacomoellugar
máscomplejodecualquiersistemadetransporte(HCM
2000).
INTRODUCCIÓN

3. PUNTOS DE CONFLICTO

4. PUNTOS DE CONFLICTO

5. PUNTOS DE CONFLICTO

6. •Requisitosparainterseccióncontroladapor
semáforo(MDCT):
•Volumenvehicularde8horas:volumenmínimo,interrupciónde
tránsitocontinuoycombinaciónderequisitos
•Volumenmínimodepeatones
•Cruceescolar
•Historialdeaccidentes
•Sistemacoordinado
•Organizaciónderedvial
•Volumenydemorasenhorapunta
CONTROL DE INTERSECCIONES

7. REQUISITO (A)
VOLUMEN MÍNIMO DE VEHÍCULO
Número de Carriles de Circulación
por acceso en ambos accesos
Vehículos por hora en la
calle principal (total en
ambosaccesos)
Vehículos por hora
en el acceso de
mayor volumende la
calle secundaria (un
solo sentido)
Calle
Principal
Calle
Secundaria
1
2 o más
2 ó más
2 o más
1
1
2 o más
2 o más
500
600
600
500
150
150
200
200
Lacondicióndevolumenmínimodevehículos,seentiendequeesparaseraplicada
dondeelvolumendetránsitointersectanteeslarazónprincipalparaconsiderarla
instalacióndeunsemáforo.
Lacondiciónsecumplecuandoenlacalleprincipalyenlosaccesosdemayorflujo
delacallesecundariaexistenlosvolúmenesmínimosindicadosenlatablasiguiente
encadaunadeochohorasdeundíarepresentativo.
Manual de Dispositivos de Control de Tránsito Automotor para Calles y
Carreteras

8. Términosbásicos
•Ciclo(C):tiemponecesarioparaunasecuenciacompleta
detodaslasindicacionesdeseñaldelsemáforo
•Intervalo:cualquierpartedeladuracióndelciclodurante
lacualnocambianlasindicacionesdelaseñaldel
semáforo
•Fase:partedelcicloasignadoaunacombinaciónde
movimientosdetráficoquerecibenelderechodepasar
simultáneamenteduranteunoomásintervalos
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

9. Términosbásicos
•Intervalodedespeje(I):tambiénllamadotiempoentre
verdes,eseltiempotranscurridoentreelfinaldelaluz
verdeenunafaseyeliniciodelverdeenlafasesiguiente
•Intervalotodorojo(AR):tiempodeexposicióndeuna
indicaciónrojaparatodoeltránsito.Suusoestá
comprobadoparaefectosdeseguridad
•Fasedividida:partedeunafasequeseseparadel
movimientoprimario,formandoentoncesunafaseespecial
queserelacionaconlafasematriz
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

10. Términosbásicos
•Factordehorapunta(FHP):medidadelavariabilidad
delademandadurantelahorapunta
•Desfase(offset):ensincronizacióndesemáforos,esel
lapsodetiempodeterminadoporladiferenciaentreel
iniciodelafaseverdeenunaintersecciónyeliniciodel
verdeenlasiguienteintersección
•Unidadvehicularequivalente(UVE):unidadpara
considerarlapresenciadediversostiposdevehículos,
distintosdeautos,ymovimientosaizquierdayderecha
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

11. Términosbásicos
•Grupodecarriles:unoomáscarrilesenelaccesodeuna
intersecciónyquetienelamismafaseverde,determinados
segúnlossiguienteslineamientos:
•Gruposeparadoparagirosexclusivos
•Cuandohaygrupodegiroexclusivo,losdemáscarrilesformarán
ungrupoindividualdecarriles
•Cuandoelgiroalaizquierdaespermitido,evaluarsuefectividad
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

12. Movimiento / vehículo UVE
Giro a derecha
Giro a la izquierda protegido
Giro a la izquierda permitido
Camión
Bus
Combi
Mototaxi
Moto lineal
1.10
1.10
1.50
1.50
1.50
1.25
0.33
0.20
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

13. •Eldiseñocontemplalaseleccióndelcicloóptimo(C
o)y
delintervaloentreverdes(I)
•Inadecuadaseleccióndeltiempoentreverdesgenerauna
zonadedilemaoincertidumbre
•Gazis(1960),estudioelproblemadeincertidumbre,elcual
puedeeliminarseseleccionandoapropiadamentela
duracióndelámbar
•Analizandoelmovimientodelvehículoduranteeltiempo
percepción–reacción
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

14. Línea de parada
V
o X
w
L
•Cuandolaluzcambiaaámbar,elvehículoseencuentraa
unadistanciaxdelalíneadeparada
•ElconductorqueseaproximaconunavelocidadmediaV
o
debedecidirentredetenerseoseguir
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

15. Línea de parada
V
o X
w
L
•Paradetenerse,serequierequeelvehículorecorranomás
dex
•Despejarlaintersecciónrequiererecorrer(x+w+L)
•Distanciaquedebesercubiertaantesquelaluzcambiearojo
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

16. •Pararealizarconéxitolamaniobradepasodelvehículo
•Distanciadisponible:(x+w+L)–V
o.t
r
•Distanciarequerida:V
o(I–t
r)+1a
1(I–t
r)
2
2
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
Línea de parada
V
o X
w
L

17. (x+w+L)–V
o.t
r≤V
o(I–t
r)+1.a
1.(I–t
r)
2
2
•Situviéramosquecalcularlaaceleraciónnecesariapara
cruzarlaintersecciónsinproblemas:
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
Línea de parada
V
o X
w
L221
)(
)(2
)(
2
r
o
r
tI
IVLw
tI
x
a






18. •Conociendow,L,V
oyt
r,larelaciónxya
1,representaunalínea
recta:
a
X
a
1
*
Xa1
Xo
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

19. •Ladistanciamáximaentreelvehículoylalíneadeparada,conla
cualenvehículopuedepasarsinacelerar,seráx
o:
a
X
a
1
*
Xa1
Xo
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO )(
00 LwIVx 

20. •Importanteenelanálisis,puestoqueelvehículoqueseaproximaa
lavelocidadlímitenodeberequeriracelerarparacruzarla
intersección
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
a
X
a
1
*
Xa1
Xo

21. •x
odefineelpuntomásalládelcualunvehículoviajandoala
velocidadlímitenoseríacapazdecruzarenámbarenformasegurao
legal
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
a
X
a
1
*
Xa1
Xo

22. •Pararealizarconéxitolamaniobradeparada
•Distanciadefrenadodisponible:x–V
o.t
r
•Distanciarequerida:V
o
2
2a
2
Línea de parada
V
o X
w
L
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

23. x–V
o.t
r≥V
o
2
2a
2
•Ladesaceleraciónmáspequeñaparalograrestatarea
estarádadapor:
Línea de parada
V
o X
w
L
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO )(2
0
2
0
2
r
tVx
V
a



24. •ConociendoV
oyt
r,larelaciónxya
2puedegraficarsecomouna
parábolarectangular:
X
a
2
*
XcVotr
a
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

25. •Cuandoelvehículoestácercadelalíneadeparadaylaluzcambiaa
ámbar,elvehículoentraráalaintersecciónantesdecomenzarafrenar
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
X
a
2
*
XcVotr
a

26. •Matemáticamentea
2esilimitado,peroexisteunvalormáximopara
queladesaceleracióndeunvehículoresultepráctica
•Ellímiteesunpocomayoraladesaceleraciónqueelconductorylos
pasajerosconsideranconfortable
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
X
a
2
*
XcVotr
a

27. •a
2puedeestarentre2.4y3m/seg
2
parapasajerossentadosyentre1.2
y1.5m/seg
2
parapasajerosdepie,entransportepúblico
•Ladesaceleraciónpuedeexpresarseenfuncióndelagravedadylas
condicionesdelpavimento:a
2=f
x.g
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
X
a
2
*
XcVotr
a

28. •Lamínimadistanciaalacualelvehículopuededetenersecon
comodidadserax
c:
•Distanciasmenoresseránincómodas,insegurasoimposiblespara
poderdetenersegf
V
tVx
x
o
roc
2
2

INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
X
a
2
*
XcVotr
a

29. •Paraunlugarenparticular,lasmagnitudesrelativasdelas
dosdistanciascríticasx
oyx
cdeterminansiunvehículo
puedeonoejecutar,conseguridad,cualquieradelasdos
maniobras
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

30. •Six
c<x
o,elconductorpuedeejecutarcualquieradelasdos
maniobrassinimportardondeseubicaelvehículoalmomentodel
cambiodeluzaámbar
X
o
X
c
No puede pasar
No puede parar
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

31. •Six
c>x
o,existiráunazonadedilemadelongitud(x
c–x
o)
•Unvehículoqueseaproximaalaintersecciónallímitedela
velocidadnopodráejecutarningunadelasdosmaniobrascon
seguridadycomodidad
Zona de dilema
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO
X
o
X
c

32. •Lazonadedilemapuedeeliminarsededosformas:
•Cambiandolavelocidadlímite
•Seleccionandounapropiadotiempomínimode
duraciónparaelámbar(mínimoI)
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

33. •CalcularuntiempomínimoentreverdesI,paralocualx
c=x
o
•Representalasituaciónlímite
X
o
X
c
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

34. •Igualandox
c=x
o:
DespejandoImínimo:)(
2
min
2
LwIV
gf
V
tV
o
x
o
ro
 ox
o
r
V
Lw
gf
V
tI
)(
2
m in


INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

35. Longituddelciclo
•F.V.Websterbasándoseenobservacionesdecampoy
simulacióndecondicionesdetránsito:
C
o:tiempoóptimodelciclo(seg.)
l:tiempoperdidoporciclo(seg.)
Y
i:máximovalordelarelaciónentreelflujoactualyelflujodesaturación
paraelaccesoomovimientoocarrilcríticodelafasei
φ:númerodefases





1
1
55.1
i
i
o
Y
l
C
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

36. Flujodesaturaciónytiempoperdido
•R.Akcelikestudiólacapacidaddeinterseccionescon
semáforosbasadoenflujosdesaturación,vehículos
equivalentes,tiempoperdidoyverdeefectivo
•Cuandoelsemáforocambiaaverde,elpasodelos
vehículosquecruzanlalíneadeparadaseincrementa
rápidamentehastaalcanzarunatasallamadaflujode
saturación
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

37. Flujodesaturaciónytiempoperdido
•Esatasapermanececonstantehastaquelafilade
vehículossedisipeohastaquetermineelverde
•Mientraslosvehículosaceleranhastaalcanzaruna
velocidaddemarchanormal,latasadevehículosque
cruzanlalíneaesmenordurantelosprimerossegundos
•Lomismosucededuranteelperiodoposteriorala
terminacióndelverde
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

38. Tiempo verde efectivo, g
Intervalo verde: G
Flujo de saturación, s
Tiempo perdido l
1
Tiempo perdido l
2
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

39. Headway,
h, s
Vehicle Queue
h
Start-up lost time
t
1
t
2
t
3
t
4 h
1 2 3 4 5 6 .................................n
Total start-up lost time,
l
1= t
i (s)
Flujo de saturación: 3600/h (veh/h)
•HCMasumequeeltiempoperdidoporfaseocurreal
iniciodelamaniobra:
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

40. Ejemplo(Métodosimple)
•Todosloscarrilesde12pies(3.65metros)
•Velocidaddeaproximaciónenambasdirecciones:50Km/hr
•Flujodesaturación:1800UVE/hr/carrilparatodosloscarriles
•Tiempopercepción–reacción,t
r=1seg.
•Tiempoperdidoporfase:5segundos
•Volumenpeatonaldespreciable
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

41. ( 9 % camiones )
( 9 % camiones )
2
200
200
600
250
700
150
100
150
300
100100
300
( 5 % camiones )
( 5 % camiones )
1
4
3
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

42. •Deacuerdoconlosvolúmenesdetránsito,sedecideel
númerodefases
•Secomienzaconelsistemabásicode2fases
•Luegoseanalizanlosgirosalaizquierda
•Evaluarlaposibilidadsegúngeométrica
•Cuandoelvolumenesmayoroiguala150vehículospor
hora,serecomiendafaseexclusiva(dependedela
geometría)
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

43. I II III
3 fases
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

44. acceso izquierdaDe frentederecha
1
2
3
4
288
154
230
154
732
308
627
308
172
169
230
112
Convertir volúmenes mixtos a vehículos equivalentes (UVE):
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

45. •CalculareltiempoentreverdesI,paracadafase
•Tenerencuentaquecuandoexistefaseprotegida,
nosecalculatiempoentreverdes
•Solamentesetomaelvalordelámbarpromedio
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

46. FASEII:
I=A+AR(4A+1AR)
FASEIII:
I=A+AR(4A+1AR)segundossegundosI 57.4
6.3/50
3048.0)20124(
81.933.02
)6.3/50(
1 



 segundossegundosI 59.4
6.3/50
3048.0)20125(
81.933.02
)6.3/50(
1 




INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

47. •ParaaplicarelmétododeWEBSTER,sedetermina
primerolosvolúmenescríticosporcarrilogrupode
carriles:
•Primerosefijaladireccionalidaddelusodecarriles
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

48. 1
2
4
3
AB
A
B
C
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

49. Acceso Carril Fase volumen
A I 288
B II (2/3)*( 732)= 488
C II (1/3)*(732) + 172 = 416
A III ( 154 + 308 + 169 ) / 2 =
315
B III 316
A I 230
B II (2/3)*(627 )= 418
C II (1/3)*(627 )+ 230 = 439
A III ( 154 + 308 + 112 )/ 2 =
287
B III 287
1
2
3
4
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

50. •Volúmenescríticos:
FASEI:288 Y
1=288/1800=0.16
FASEII:488 Y
2=488/1800=0.27
FASEIII:316 Y
3=316/1800=0.18
∑Y=0.6139.76
61.01
5)35(5.1




oC
75 segundos
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

51. •Distribucióndelcicloporfases:
FASEI:G+A=75(0.16/0.61)=20segundos(16G+4A)
FASEII:G+I=75(0.27/0.61)=33segundos(28G+4A+1AR)
FASEIII:G+I=75(0.18/0.61)=22segundos(17G+4A+1AR)
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

52. •Diagramadefases:
I
II
III
0 1620 75
20 4852
53
0
0
717475
75
AR = 1 s AR = 1 s
INTERSECCIONES CON SEMÁFORO

54. Prioridad: transporte privado

55. Prioridad: transporte público