Los semáforos en Cartagena Francisco José García Mª Dolores 2º Bach Investigación

Los semáforos en Cartagena

Diferentes semáforos

Selección del tipo de Mecanismo de Control

Cuadro 10.2 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 1 1. Volumen Mínimo de Vehículos: Se usa cuando el volumen del tránsito que intercepta es razón principal para considerar la instalación de un semáforo. Cuadro 10.2 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 1 Número de Carriles en cada Acceso Vehículo por hora en vía ppal.1 (Total de ambos acceso) Vehículos por hora en el acceso de mayor volumen de la vía menor.1 (en una sola dirección) Vía Principal Vía Secundaria 1 500 150 2 ó más 600 200

Cuadro 10.3 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 2 2. Interrupción del Flujo Continuo del Tránsito: Se usa cuando el tránsito en la vía secundaria sufre demoras excesivas o altos riesgos al cruzar la vía principal. Cuadro 10.3 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 2 Número de Carriles en cada Acceso Vehículo por hora en vía ppal.1 (Total de ambos acceso) Vehículos por hora en el acceso de mayor volumen de la vía menor.1 (en una sola dirección) Vía Principal Vía Secundaria 1 750 75 2 ó más 900 100

Volumen Mínimo de Peatones, Requisito 3 3. Volumen Mínimo de Peatones: Se usa cuando existe un número significativo de peatones que desean cruzar una calle y el volumen de vehículos de la calle es tal que les impide cruzar la calle sin demoras excesivas o con altos riesgos. Cuadro 10.4. Volumen Mínimo de Peatones, Requisito 3 Vehículos por hora en vía principal Peatones por hora cruzando la vía principal Sin Isla Central Con Isla Central ≥ 1m 600 1000 150

4. Experiencia de Accidentes: Es usada para justificar la instalación de un semáforo cuando en un periodo de 12 meses han ocurrido más de cinco (5) accidentes que puedan ser corregidos con la instalación de un semáforo. 5. Cruces Escolares: Se instala un semáforo cuando en un estudio de la frecuencia de brechas adecuadas en el flujo de vehículos, relacionadas con el número y tamaño de los grupos de niños cruzando las calles, es menor al número de minutos que dura el estudio 6. Progresión: Se justifica la instalación de un semáforo cuando es necesario mantener las agrupaciones y velocidades de vehículos apropiadas para obtener flujo continuo de vehículos en una calle. Idealmente, no se deben instalar semáforos a menos de 300 mts entre uno y otro. 7. Sistemas: Se justifica la instalación de un semáforo cuando la intersección común de dos rutas principales tienen un volumen existente de 800 vehículos por hora durante las horas pico de cualquier día típico de la semana o en cada una de cinco horas en un sábado o domingo.

Tipos de semáforo Semáforos de Tiempos Fijos. Semáforos Accionados por el Tráfico. Semáforos con Control Centralizado mediante un puesto de control.

Semáforos de tiempo fijo Se utilizan en intersecciones donde el flujo de tránsito no presentan variaciones importantes en el tiempo, y que no ocasionen demoras o congestionamientos excesivos. Por su sencillez este tipo de semáforos ha sido hasta ahora el mas utilizado en nuestras zonas urbanas, especialmente cuando se emplean varios semáforos próximos entre si.

2. Semáforos accionados por el tráfico Estos semáforos reciben información del número de vehículos que llegan por los accesos a través de detectores que se instalan en dichos accesos. Teniendo en cuenta las intensidades de tráfico el regulador del semáforo decide si debe o no cambiar la fase. Existen limitaciones de duración máxima y mínima de cada fase para evitar largas esperas, estas duraciones se adaptan automáticamente a las variaciones del tráfico a través del regulador. Los semáforos accionados por el tráfico son ideales para intersecciones en carreteras.

3. Semáforos con control centralizado Este tipo de semáforos reciben órdenes de un ordenador central, que es el encargado de controlar todos los semáforos de una zona. Este ordenador recibe información del tráfico por medio de detectores colocados en lugares estratégicos y decide lo que conviene realizar en cada momento. Estos semáforos son utilizados en grandes zonas urbanas.

CÁLCULO DE LOS TIEMPOS DEL SEMÁFORO TÉRMINOS BÁSICOS Indicación de señal. Ciclo o Longitud de ciclo. Movimiento.

TÉRMINOS BÁSICOS Intervalo. Fase. Secuencia de fases. Reparto. Intervalo de cambio o despeje. Intervalo todo rojo. Intervalo de cambio de fase

Para obtener un mínimo de demoras, cada fase debe incluir el menor numero de movimientos simultáneos. Así se lograr admitir un mayor volumen de vehículos en la intersección. Una fase consta de un intervalo amarillo, uno todo rojo y uno verde.

Cálculo del intervalo de cambio de fase Intervalo de cambio = Amarillo + Todo Rojo Tiempo necesario para recorrer la distancia de parada. Tiempo necesario para cruzar la intersección. Donde: y = Intervalo de cambio de fase, amarillo mas todo rojo (s) t = Tiempo de percepción-reacción del conductor (usualmente 1 s.) v = Velocidad de aproximación de los vehículos (m/s) a = Tasa de deceleración (Valor usual 3,05 m/s2) W = Ancho de la intersección (m) L = longitud del vehículo (valor sugerido 6.10 m) La velocidad de aproximación ”v”, se refiere a la velocidad límite prevaleciente o al percentil 85 de la velocidad P85.

Intervalo de cambio de fase

LONGITUD DEL CICLO DE SEMÁFOROS F. V. Webster, demostró que la demora mínima de todos los vehículos en una intersección con semáforo, se puede obtener para una longitud de ciclo óptimo de: Donde: Co = Tiempo óptimo de ciclo (s) L = Tiempo total perdido por ciclo (s) βi = Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el flujo de saturación para el acceso o movimiento o carril crítico de la fase i. este valor depende del flujo vehicular en cada acceso i. φ = Número de fases del semáforo. Los valores aceptables para la longitud de ciclo esta entre el 75% y el 150% del ciclo óptimo y las demoras no serán mayores en más del 10% al 20% de la demora mínima.

VEHÍCULOS EQUIVALENTES La existencia de vehículos pesados y movimientos hacia la izquierda y hacia la derecha hace necesario introducir factores de ajustes, convirtiendo estos vehículos y estos movimientos en vehículos equivalentes, para tener un parámetro de medición igual. El tipo de vehículo ya sea ligero, pesado o comercial más la dirección de su movimiento ya sea de frente, hacia la izquierda o hacia la derecha hicieron necesario el uso de factores de equivalencia. Donde: fvp = Factor de ajuste por efecto de vehículos pesados PC = Porcentaje de camiones PB = Porcentaje de autobuses PR = Porcentaje de vehículos recreativos EC = Automóviles equivalentes a un camión EB = Automóviles equivalentes a un autobús ER = Automóviles equivalentes a un vehículo recreativo

Donde: qADE = Flujos de automóviles directos equivalentes Ev =Automóviles directos equivalentes (ver tabla) VHMD = Volumen horario de máxima demanda FHMD = Factor de hora de máxima demanda fvp = Factor de ajuste por efecto de vehículos pesados

Valores para factores de vehículos equivalentes Teniendo un valor más alto en vueltas hacia la izquierda debido a que el tiempo en girar es mayor con respecto al de la derecha a consecuencia de que se conduce por el carril derecho.

FLUJO DE SATURACIÓN Y TIEMPO PERDIDO Cuando el semáforo cambia a verde, el paso de los vehículos que cruzan la línea de alto, se incrementa rápidamente a una tasa llamada flujo de saturación. La cual permanece constante hasta que la fila de vehículos se disipa o hasta que termina el verde. La tasa de vehículos es menor durante los primeros segundos, mientras los vehículos aceleran hasta alcanzar una velocidad de marcha normal. EL FLUJO DE SATURACION ES LA TASA MAXIMA DE VEHICULOS QUE CRUZAN LA LINEA, CUANDO EXISTEN FILAS Y ESTAS AUN PERSISTEN HASTA EL FINAL DEL PERIODO VERDE. EL HCM 2000 DEFINE UN FLUJO DE 1800 VPHPC

FLUJO DE SATURACIÓN Y TIEMPO PERDIDO

TIEMPO TOTAL PERDIDO POR CICLO Del diagrama anterior, se puede deducir: Tiempo perdido por ciclo = Σ (Ai + TRi) Donde : A = intervalo amarillo en segundos TR = intervalo todo rojo en segundos

ASIGNACION DE TIEMPOS VERDES Tiempo Verde Efectivo Total (gT): Donde: gT = Tiempo verde efectivo total por ciclo disponible para todos los accesos. C = Longitud actual del ciclo (redondeando C0 a los 5 segundos mas próximo).

Distribución del tiempo verde en las diferentes fases Donde: βi = Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el flujo de saturación para el acceso o movimiento o carril critico de cada fase “i”. φ = Número de fases. Tiempo Verde Real (Gi), para cada fase “i”

Ejemplo 1 La velocidad de aproximación de los vehículos a uno de los accesos de una intersección es de 60 Km/h. La longitud promedio de los vehículos es de 6,10 metros y el ancho de la intersección es de 24 metros. Determinar la longitud del intervalo de cambio de fase. Datos: L = 6,10 m W = 24 m v = 60 km/h (velocidad de aproximación) Valores supuestos: Para el tiempo de percepción-reacción “t”, t = 1s. Para la tasa de deceleración “a”, a = 3,05 m/s2

Solución: Determinar el intercambio “y” de fase Nota: El intervalo de fase es de 6 segundos, compuesto por 4 segundos de amarillo y 2 segundos de todo rojo. Valores muy usuales en este tipo de intersecciones

Conclusión La programación de los semáforos no es tan fácil como parece y, como podemos observar, las matemáticas están presentes en más situaciones de las que creemos. Con números se puede demostrar cualquier cosa. Thomas Carlyle (1795-1881)

Bibliografía http://es.wikipedia.org/wiki/Sem%C3%A1foro http://www.slideshare.net/3ktorce/semaforos-fam-presentacion http://www.estudiosdetransito.ucv.cl/semafo.htm http://es.scribd.com/doc/73227710/Semaforos http://2.bp.blogspot.com/_jQgwdo8YhzI/TOfCor52M1I/AAAAAAAAAc0/qAra346mLLc/s1600/semaforo_led1.jpg http://eltamiz.com/images/2007/June/semaforo_Knight.jpg http://www.proverbia.net/citastema.asp?tematica=452 http://demianlabs.com/lab/wp-content/uploads/1912-ford-model-t.jpg