DISEÑO, FASES Y TIEMPO DE SEMÁFOROS Universidad Nacional de Ingeniería UNI – Norte. DISEÑO, FASES Y TIEMPO DE SEMÁFOROS

DISEÑO DE SEMÁFOROS Control de Tránsito Existen dos tipos de métodos para el control de tránsito: métodos formales e informales. Definición de semáforos Son los dispositivos de control de tránsito que son operados por una fuente de poder, con la excepción de barreras iluminadas o señales eléctricas continuas que sirven para informar a los conductores o ayudarlos a tomar decisiones.

Ventajas de los semáforos Hacen que el tránsito se desenvuelva de manera ordenada, asignando el derecho de vía a diversos movimientos. Permiten el flujo de tránsito de calles menores a través de arterias mayores y más congestionadas. El uso de estos es más eficiente y económico que cualquier método manual. Desventajas del uso de semáforos Causan demoras excesivas si no se diseñan apropiadamente. Pueden aumentar la frecuencia de accidentes en intersecciones, en particular alcances por detrás.

Selección del tipo de Mecanismo de Control. La selección del tipo de control para una intersección es un proceso particular para cada caso. Cada situación es diferente y debe ser estudiada detalladamente antes de seleccionar el tipo de control adecuado para ella. 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 vph durante las horas pico de cualquier día típico de la semana o en cada una de cinco horas en un sábado o domingo.

SEMÁFOROS ACTUADOS Por lo general, son usados para controlar intersecciones aisladas donde los semáforos de tiempo fijo ocasionan demoras innecesarias a los conductores, ya que estos últimos son incapaces de responder a fluctuaciones grandes de la demanda de tránsito. Controladores Semiactuados Controladores Completamente Actuados Controladores de Volumen Densidad

Selección del Controlador Criterio de Selección: En la decisión de seleccionar el tipo de control (actuado o tiempo fijo), la ubicación de la intersección y sus volúmenes juegan un papel sumamente importante.

Controladores de Tiempo Fijo en un Sistema: Si dos controladores de tiempo fijo están operando con el mismo ciclo y están interconectados, sus tiempos pueden ser ajustados para permitir progresión (un conductor que pase el primer semáforo recibirá el verde en el otro semáforo previamente a su llegada. Controladores Semiactuados en un Sistema: Un controlador que tiene una o más fases con un tiempo pre ajustado y una o más fases actuadas es un controlador semiactuado. Si un controlador semiactuado tiene un ciclo de fondo, entonces puede ser utilizado en un sistema de semáforos.

Semáforos Actuados Interconectados: Para coordinar sistemas de semáforos actuados se utilizan ciclos de fondo, coordinadores basados en tiempo, y coordinadores por computadoras. Los resultados han sido variables y en algunos casos no han sido satisfactorios. Controladores Actuados en Intersecciones Aisladas: Los equipos actuados son los más eficientes para intersecciones aisladas. Los equipos totalmente actuados responden a las demandas en todos los accesos. Semáforos completamente actuados son también preferidos cuando dos calles principales se interceptan y el semáforo en cuestión no es parte del sistema.

FASES DE SEMÁFOROS. Sistema de Numeración de Fases según NEMA (National Electrical Manufacturers Association) A efecto de homogeneizar el sistema de numeración para los movimientos de tránsito, NEMA ha establecido el siguiente sistema para todos los controladores actuados. La figura 10.13 ilustra el sistema. Figura 10.13. Sistema de Numeración NEMA

Las figuras 10.14, 10.15, y 10.16 ilustran secuencias de fases en un controlador. Fig. 10.14. Esquema NEMA para Verde a La izquierda Líder o Anterior

Figura 10.15. Esquema NEMA para Verde a la Izquierda Posterior

Figura 10.16. Esquema NEMA para verde a la izquierda anterior y posterior

Figura 10.17. Cuatro fases con movimientos separados para cada afluente

Figura 10.18. Ocho Fases o Fases Múltiples.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE FASES Generales Políticas Municipales Financiamiento Disponible Costos del Usuario. Específicas Volúmenes de Giro a la Izquierda Volúmenes de Tráfico derecho Historia de Accidentes Espacio disponible (para carriles exclusivos de giro a la izquierda) Intersección parte de un sistema coordinado Actividad de Peatones (Tiempo para peatones)

Consideraciones para Fases a la Izquierda Volúmenes Opuestos Más de tres carriles en afluente opuesto Más de dos giros a la izquierda por ciclo La cola de vehículos que giran a la izquierda excede la capacidad del carril Los giros a la izquierda bloquean el flujo derecho

Recomendaciones para Fases Usar el número mínimo de fases para cumplir con las necesidades del tráfico. Los ciclos prácticos están entre 40 seg. y 120 seg. Sin embargo, nunca exceder 180 seg. de ciclo bajo condiciones de saturación ni 90 seg. con flujos bajos. Mantener el verde sin uso en un mínimo.

TIEMPOS DE SEMÁFOROS Tiempos para Semáforos de Tiempo Fijo La asignación de tiempos de un semáforo de tiempo fijo es el proceso de determinar como es la distribución de los volúmenes en los afluentes, determinación de la longitud del ciclo y como dividir el ciclo para satisfacer la demanda. Los controladores de tiempo fijo se pueden adquirir con uno o más diales (electromecánicos viejos) de manera que se puedan satisfacer las variaciones de volúmenes (en cierta forma). Usando un reloj, el controlador cambia de un dial al otro dependiendo de la hora del día. Los controladores de estado sólido pueden ser adquiridos con unidades de coordinación basadas en tiempo de manera de proveer varios planes de tiempo.