Uno de los principales problemas que surge en el estudio de la congestión es la definición del punto donde empieza. El coste de la congestión es muy sensible a este valor, por que es muy importante seleccionarlo bien. En entorno interurbano la determinación de este punto no resulta tan complicada puesto que el hecho de no poseer intersecciones y de tener unas características comunes, permite definir fácilmente un valor global. En entorno urbano, y debido a la multitud de inputs, el valor depende íntimamente de las características de ésta, y por lo tanto, cada tipo de vía tendrá un valor diferente (se deberá hacer un estudio particular para cada tipo de vía).
5.1. Características que debe cumplir el umbral de congestión
Los indicadores que se suelen utilizar para definir el inicio de la congestión son muy diversos. Generalmente se refieren a datos de velocidad y de intensidad, aunque también hay algunos que utilizan otro tipo de datos como la densidad, longitud de cola o el tiempo en que se realiza un viaje. De todas formas, para que un indicador sea eficaz, éste ha de tener en cuenta una serie de características que se deben adaptar a lo que se está estudiando. Las características del umbral de congestión ideal son las siguientes:
- Valor concreto: Debe configurarse como un valor definido y concreto, relacionado con alguna característica fundamental del estado del tráfico, de tal manera que siempre que se alcance dicho valor se pueda decir inequívocamente que nos encontramos en condiciones de congestión. Es decir, el umbral ha de resultar contundente, o sea que una vez fijado el valor no haya lugar a dudas de en que situaciones es aplicable. - No arbitrario: Su uso ha de estar plenamente justificado y no ha responder a valores
arbitrarios, de tal manera que exista una razón válida y demostrable que ratifique el uso de dicho umbral.
- Absoluto: Se ha de dar una medida exacta de la congestión que no dependa de ninguna condición particular. No debe focalizarse su definición en un solo aspecto del flujo o tipo de conducción, sino que deben considerarse todos los aspectos y características del sistema de tráfico lo más globalmente posible para reflejarlas en todo caso.
- Universal: El indicador ha de permitir la comparación de valores entre diferentes situaciones, zonas, ciudades, o tramos concretos de una red de tráfico de tal manera que, si se alcanza dicho umbral en cualquier situación dentro de distintos ámbitos espaciales, se pueda decir que existe congestión en todas ellas de la misma forma. - Sencillo: Ha de permitir un tratamiento fácil de los datos, es decir, que el umbral ha de
ser manejable y que la fijación del valor de cálculo no sea de un alto coste computacional, a la vez que se asegure que sea fiable y verosímil.
5.2. Estado del Arte
Los criterios de umbral son los mismos que los utilizados para mapas de congestión. A modo de resumen se muestran diferentes criterios utilizados en otros estudios de congestión.
5.2.1. Umbrales de velocidad
Son los más utilizados, ya que los datos se obtienen con relativa facilidad y describen muy bien el comportamiento del tráfico. Además, la formulación de cálculo explicada en la metodología de los costes está basada en esta variable. A modo de ejemplo se muestran algunos criterios aplicados en otros estudios:
Criterio Valor de referencia Aplicación (Estudio)
Utilizando un valor arbitrario 60 km/h Île de France (SYTADIN)
Utilizando un valor arbitrario
dependiendo del tipo de calle 90 km/h (en autopistas) 50 km/h (en arteriales)
Ciudades USA (Texas Transport Institute)
A partir de la velocidad libre Velocidad máxima permitida Evansville (Federal Highway Administration) Aplicando un porcentaje sobre la
velocidad libre, basándose en estudios o en curvas I-V
60% velocidad de circulación libre Montreal (Gourvil & Joubert) Basándose en un porcentaje sobre la
velocidad libre, partiendo de la definición de NdS
LOS D: 40% FFS (Entorno Interurbano)
LOS E: 35% FFS (Entorno Urbano) Highway Capacity Manual A partir de la velocidad Media 35% menos de la velocidad media Barcelona (ATM) Utilizando como umbral la Velocidad
Media en periodos concretos Velocidad media del mes de Agosto Madrid (De la Rica) Utilizando criterios de velocidades
fijas del HCM
NdS E Calle tipo I: 32 km/h / Calle tipo II: 26 km/h Calle tipo III: 22 km/h / Calle tipo IV: 18 km/h
Highway Capacity Manual Utilizando la velocidad óptima
deseada en Hora Punta
Tablas de velocidad máxima óptima en Hora
Punta Austin (CAMPO)
Tabla 5. 1. Ejemplos de Umbrales de velocidad
5.2.2. Umbrales de tiempo
Son también muy utilizados ya que muestran el tiempo que se pierde debido al periodo de congestión. Los datos se suelen obtener a partir de los vehículos flotantes que circulan a diferentes horas del día y en diferentes condiciones, a partir de encuestas a la población o a partir de los sistemas de reconocimiento de matrículas.
Criterio Valor de referencia Aplicación (Estudio)
Comparación del tiempo de viaje respecto el tiempo en hora valle (Off- Peak) Interurbano (NdS D) Ratio de tiempo >1,333 Urbano (NdS E) Ratio tiempo> 1,5 Tennessee (Chattanooga Urban Area CMS)
Utilizando el ratio óptimo deseado en
Hora Punta Austin (TEXAS)
Demora producida en intersecciones 55 seg (Nivel de Servicio E) Urbano Boston (HCM) Tabla 5. 2. Ejemplos de Umbrales de tiempo
5.2.3. Umbrales de Intensidad
La intensidad que puede absorber una calle dependerá principalmente de la capacidad de ésta. Se pueden reflectar las características de las calles en función de la capacidad. La mayoría de umbrales basados en la intensidad utilizan la relación entre volumen y capacidad (ratio V/C) o, en el caso de estar estudiando vías rápidas, se suele recurrir a un valor concreto de intensidad. A continuación se muestran ejemplos de umbrales de otros estudios:
Criterio Valor de referencia Aplicación (Estudio)
Definición de un umbral a partir del
ratio Volumen / Capacidad V/C> 0,9 en urbano Vancouver (CMS SouthWest Washington) A partir de un valor de intensidad
concreto
Autopistas: 15.500 veh diarios/via·año / Arteriales: 5000
veh diarios/via·año
Montreal (Bureau d’audiences publiques sur l’environnement) Tabla 5. 3. Ejemplos de Umbrales de Intensidad
5.2.4. Indicador de densidad
Los indicadores de densidad son muy utilizados para ámbito interurbano y vías prioritarias, donde las intersecciones son mínimas y la prioridad es siempre a favor de la vía rápida. El
que la congestión sea uno de los motivos. En este caso, los datos de densidad no serían de todo correctos y dependerían de otros factores del tráfico. Los indicadores de densidad son los utilizados normalmente para las informaciones del estado del tráfico, a partir de la observación visual directa.
Criterio Valor de referencia Aplicación (Estudio)
Valores de densidad obtenidos a partir de la definición de NdS de diferentes estudios.
Interurbano (nivel D)= 30 veh/milla
Urbano (nivel E)= 42 veh/milla Victoria, Australia (Homburger, Kell & Perkins) Densidades a partir de resultados
sacados de fotografías aéreas (Nagel & Schreckenberg)
Valores de densidades sin relación directa con el NdS
100 vh·h/mi
Ogden-Layton: Tabla 5. 4. Ejemplos de umbrales de densidad
5.2.5. Indicador de longitud de cola
Se basa en hacer un estudio de la situación de una cola, atribuyendo unos determinados valores de demora según cuales sean los valores de las variables de tráfico. El criterio propuesto se expresa a continuación:
Criterio Valor de referencia Aplicación (Estudio)
Determinación de los valores de demora a partir de analizar la longitud de cola que se produce.
A partir de observar las características aguas arriba y
aguas debajo de la cola, la velocidad y el volumen de vehículos
se asigna un valor de la demora que nos determina la congestión
que se está produciendo.
Holanda (Hansen)
Tabla 5. 5. Ejemplo de umbral de longitud de cola
5.3. Metodología propuesta
Para la definición del umbral de congestión a aplicar en el presente estudio sobre áreas urbanas se ha considerado, además de la bondad y el rigor científico, la aplicabilidad en función de los datos disponibles para su uso. Los datos disponibles serán las intensidades y las velocidades de circulación horaria en todas o en parte de las principales calles de la ciudad.
Teniendo en cuenta, entonces, los datos disponibles y partiendo de los criterios mencionados anteriormente, parece adecuado el proponer la definición del umbral de congestión a partir de la determinación de los niveles de servicio del flujo circulatorio urbano en condiciones reales del tráfico presente en las ciudades españolas.
Las características de la vía quedan reflejadas en el concepto de capacidad, es decir, la capacidad viene determinada por el número de carriles de la vía, las intersecciones, la utilización de la misma, etc… Por este motivo, cada calle poseerá un umbral de congestión diferente que quedará plasmado en esta variable. Por este motivo se ha optado por definir el inicio de la congestión a partir de la definición de la capacidad.
Se procederá a construir las curvas de intensidad de circulación frente a velocidad horaria para cada calle de la que se posean datos. A partir de ésta curva se define la capacidad de la vía y en consecuencia los diferentes niveles de servicio. Para la determinación de los niveles de servicio se ha recurrido a las directrices marcadas en manual HCM del año 2000, que relacionan el ratio Volumen/Capacidad con el Nivel de Servicio :
Nivel de Servicio V/C (Rondas) V/C (Resto de Calles) A 0 - 0,36 - B 0,36 - 0,54 < 0,45 C 0,54 - 0,71 0,45 - 0,6 D 0.71 - 0,85 0,6 – 0.76 E 0,85 - 1 0,76 – 1 F > 1 > 1
Tabla 5. 6. Niveles de Servicio (HCM2000)
Los criterios para Rondas y vías rápidas son diferentes al resto de calles ya que responden a un tipo de circulación interurbana. Esta consideración se hace debido a las diferentes características referentes a la velocidad y a la conducción que las dos tipologías de vías presentan. Se ha considerado en ambas vías (calles y vías rápidas) el nivel de servicio E como el de inicio de la congestión. De este modo, a partir de la capacidad de la vía se obtendrà el valor de la intensidad umbral.
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Capacidad víaC V
IUMBRAL ? · [5. 1]
Posteriormente, se procederá a la determinación de la velocidad umbral. Este paso es esencial, ya que la metodología a aplicar utiliza esta variable para definir los costes. Para ello será básica la representación de las curvas I-V. La velocidad correspondiente a intensidad umbral es la velocidad de referencia o umbral que se utilizará:
Velocidad máx. Permitida en entorno urbano