SISTEMA INFORMÁTICO DE AFOROS VIALES (SIAF)

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SISTEMA INFORMÁTICO DE AFOROS VIALES (SIAF)

AUTOR

YORGIN MAURICIO TORRES MOGOLLÓN

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de:

INGENIERO CIVIL

Director:

Ingeniero Wilson Arias Rojas

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

PROGRAMA INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ, 21 OCTUBRE 2020

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YORGIN MAURICIO TORRES MOGOLLÓN

Trabajo de Grado para optar al Título de Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA FAEDIS

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL 2019

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YORGIN MAURICIO TORRES MOGOLLÓN Código: d7301930

Presentado a Ingeniero: Andrés Guillermo Cortés

Director de Tesis: Ingeniero Wilson Arias Rojas

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA FAEDIS

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL 2020

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NOTA DE ACEPTACIÓN

______________________________________

Presidente del Jurado

______________________________________

Jurado

______________________________________

Jurado

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AGRADECIMIENTOS

Durante el camino hacia el cumplimiento de nuestras metas, y aunque ponemos todo nuestro empeño, nadie nos puede asegurar que no van a existir problemas o tropiezos, tampoco, que el objetivo está asegurado, pero es ahí que aun cuando la desmotivación ronde nuestra mente, nos podemos dar cuenta que solos, no podríamos alcanzar nuestro propósito de vida, que es necesario el concurso de muchas personas para lograrlo, por eso hoy, que por fin, después de muchos inconvenientes y de dilatar lo que veía ya cercano, quiero expresar mi gratitud.

Gracias Padre Eterno por tu amor hacia mí, amor que veo reflejado cada día, cuando amanece, cuando es medio día, cuando anochece, en todo momento veo tu Bondad, cuando no permites que el desánimo tropiece conmigo, en momentos de tristeza y desmotivación, Tú Señor, usando a alguien con una llamada, con un “todo va a estar bien”, con muchas situaciones me decías “aquí estoy Yo y vas de mi mano”, gracias Dios por todo lo que me has dado, lo que me estás dando y lo que sé que me darás, hoy principalmente gracias a Ti estoy culminando un proceso y cerrando un ciclo de mi vida, sé que es el comienzo de muchas cosas buenas, “Gracias Padre”.

Al Ingeniero Wilson Arias Rojas, gracias por la paciencia que tuvo conmigo, por las enseñanzas y la orientación que me dio, por la guía y corrección durante el desarrollo de este Trabajo de Grado, por todo lo que he recibido de su parte mil gracias.

A mi madre, gracias por la dedicación que tuvo en nuestra crianza, por no amilanarse ante el reto de sacar adelante sus hijos, gracias por haber aceptado el desafío de ser madre y aun cuando hubo días de angustia y necesidad, supo sortear cada dificultad para tenernos a cada uno en el lugar que estamos, gracias por estar pendiente de mi proceso académico, en fin, no me alcanza la vida ni las palabras para agradecerle por todo, siempre quiero decirle muchas gracias.

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Dicen que la amistad es un gran tesoro, y me siento altamente Bendecido por contar con personas que, además de ser mis jefes en la parte laboral, los veo como mis amigos, Gracias Ingeniera María Cristina por el apoyo que he recibido, por la palabra de aliento, por la ayuda en la solución real de inconvenientes que se presentaron durante el desarrollo de este Trabajo de Grado, por creer en mí, estoy convencido que sin su ayuda no hubiese sido posible este logro, Gracias Ingeniero Luis Roberto, porque también además de ser uno de mis jefes, puedo contar con su amistad y apoyo incondicional, por la diligencia que ha tenido cuando de apoyarme se trata, por actuar sin duda en pro de ayudarme durante este proceso.

A mi hija, quien siempre estuvo presente y desde el inicio del segundo intento por culminar la carrera profesional que siempre anhelé, sin saberlo, me alentaba y me permitía entender que si se puede.

A mis hermanos que estuvieron al pendiente de la evolución que tenía día a día, me hicieron saber que contaba con ellos.

A Mile, la mujer que dispuso Dios para que me acompañara en el camino de mi vida, siempre que tuvo oportunidad, me permitió entender que podía contar con ella para todo, igualmente Juanfer y Cris, sin darse cuenta, me brindaron la compañía y anhelo de seguir adelante.

A la Empresa VIPSA S.A.S por la disponibilidad que me brindó en espacios físicos para la realización de pruebas, muchas gracias.

La lista es larga, y seguramente se me quedan personas sin mencionar, pero, aunque no lo haga, siempre estarán en mi corazón y con mi expresión de gratitud.

A todos muchas gracias.

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RESUMEN

Se entiende por aforo o conteo vehicular, a la determinación de los volúmenes que pasan en un sentido y por un determinado lugar dentro de un lapso de tiempo definido, los procedimientos usados para encontrar esos volúmenes son variados, algunos con más eficacia que otros, es por eso que es importante optimizar el procedimiento en cuanto a fiabilidad, uso de recursos y tiempos se refiere.

Por lo anterior, y con el continuo aumento en el parque automotor del país y la consiguiente expansión vial, se hace necesario establecer métodos de aforo o conteo vehicular eficientes y prácticos de manera tal que se impacte lo menor posible el medio ambiente y a la vez, se entreguen datos precisos en menos tiempo, es por eso que se ve la necesidad de crear una herramienta informática que permita desarrollar dichos conteos en dispositivos móviles y determinar cantidades y categorías exactas, en el presente documento, se encuentra la descripción de dicha herramienta, la forma de usarla y las bondades que trae consigo como eliminación de uso de papel, menores tiempos de proceso, mayor precisión y confiabilidad de la información y otras.

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ABSTRACT

It is understood by capacity or vehicular count, to the determination of the volumes that pass in a sense and for a certain place within a defined period of time, procedures used to find these volumes are varied, some more effectively than others, which is why it is important to optimize the procedure in terms of reliability, use of resources and times.

Fort he above, and with the continuous increase in the country's automotive fleet and the consequent road expansion, it is necessary establish efficient and practical vehicle capacity or counting methods in a way that impacts the environment as little as possible and at the same time, accurate data are delivered to less time, that is why we see the need to create a computer tool that allows you to develop these counts on mobile devices and determine exact quantities and categories, in this document, you will find the description of said tool, how to use it and benefits that brings with it the elimination of paper use, shorter processing times, greater accuracy and reliability of information and others.

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 16

2. ANTECEDENTES ... 22

3. OBJETIVOS ... 24

3.1 GENERAL ... 24

3.2 ESPECÍFICOS ... 24

4. JUSTIFICACIÓN ... 25

5. ALCANCE ... 27

6. REVISIÓN DE LITERATURA... 28

7. ESTADO DEL ARTE ... 31

7.1 CONTEO MANUAL ... 32

7.2 DETECCIÓN CON SENSORES MECÁNICOS ... 31

7.2.1 Características ... 33

7.3 BARRERAS ÓPTICAS ... 34

7.3.1 Características ... 34

7.4 VIDEO ... 35

7.4.1 Cámara Panorámica de Video ... 35

7.4.1.1 Características ... 35

7.4.2 Cámara Lectora de Placas o matrículas vehiculares ... 36

7.4.2.1 Características ... 36

8. MARCO TEÓRICO ... 38

8.1CLASIFICACIÓN VEHICULAR PARA AFOROS ... 40

9. METODOLOGÍA ... 44

9.1 CONTEOS PRELIMINARE DE PRUEBA CON SIAF ... 46

9.2 CONTEO CON SIAF EN ESTACIÓN DE PEAJE CANO ... 68

9.3 DESCRIPCIÓN GENERAL DE SIAF ... 82

9.3.1 Módulo Administrativo ... 82

9.3.2 Módulo Operativo ... 95

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10. CONCLUSIONES ... 103 11. BIBLIOGRAFÍA ... 105

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LISTADO DE TABLAS

Tabla No 1 Resultados Obtenidos para medición de tiempos al ingresar información de

aforos en medios informáticos (Excel) ... 19

Tabla No 2: Incremento de tiempo para procesar información de 8 horas. ... 20

Tabla No 3: Incremento de tiempo para procesar información de 24 horas. ... 20

Tabla No 4: Costos Aproximados en el sistema de detección automático. ... 21

Tabla No 5: Costos Aproximados con SIAF ... 21

Tabla No 6: Sentidos Viales según la clasificación RILSA. ... 39

Tabla No 7: Resultados de comparación conteo vs video generado por las cámaras en Peaje Daza. ... 49

Tabla No 8: Resultados de comparación conteo vs video generado por las cámaras en Báscula La Botana. ... 54

Tabla No 9: Resultados de comparación conteo vs video generado por las cámaras en Peaje El Bordo. ... 58

Tabla 10: Resultados de comparación conteo vs video generado por las cámaras en Peaje Cano ... 62

Tabla No 11: Resultados Obtenidos Consolidados en ambos sentidos el día 12 de junio 2020 de 06:01 A 18:00 en Peaje Cano ... 69

Tabla No 12: Volumen Vehicular Diario discriminado por categorías y porcentaje de cada categoría ... 70

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Tabla No 17: Resultados Obtenidos Consolidados en ambos sentidos el día 15 de junio 2020 de 06:01 A 18:00 en Peaje Cano ... 74 Tabla No 18: Volumen Vehicular Diario discriminado por categorías y porcentaje de cada categoría ... 74 Tabla No 19: Resultados Obtenidos Consolidados en ambos sentidos el día 16 de junio 2020 de 06:01 A 18:00 en Peaje Cano

Tabla No 20: Volumen Vehicular Diario discriminado por categorías y porcentaje de cada categoría ... 76 Tabla No 21: Resultados Obtenidos Consolidados en ambos sentidos el día 17 de junio 2020 de 06:01 A 18:00 en Peaje Cano ... 77 Tabla No 22: Volumen Vehicular Diario discriminado por categorías y porcentaje de cada categoría ... 77 Tabla No 23: Resultados Obtenidos Consolidados en ambos sentidos el día 18 de junio 2020 de 06:01 A 18:00 en Peaje Cano ... 78 Tabla No 24: Volumen Vehicular Diario discriminado por categorías y porcentaje de cada categoría ... 79

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Sentidos Viales en una intersección. ... 17

Figura 2: Sentidos viales en carretera. ... 18

Figura 3: Formato para registrar los aforos de forma manual. ... 18

Figura 4: Interfaz de usuario SIAF dispositivo móvil... 26

Figura 5: Estado de una Vía con deterioro prematuro... 38

Figura 6: Representación de movimientos en una intersección según RILSA ... 40

Figura 7: Imagen que muestra la característica híbrida de SIAF ... 45

Figura 8: Captura de Pantalla con el diseño del modelo Entidad Relación para dar inicio al desarrollo de SIAF ... 46

Figura 9: Conteo realizado en Peaje Daza con dispositivo móvil (Tablet Lenovo) y la aplicación SIAF instalada. ... 48

Figura 10: Evidencia registrada con SIAF durante el conteo en Peaje Daza. ... 50

Figura 11: Imagen de la Estación de Recaudo Daza, extraída de Google Maps. ... 51

Figura 12: Conteo realizado en Báscula La Botana con dispositivo móvil (Tablet Lenovo) y la aplicación SIAF instalada. ... 52

Figura No 13: Fotografía tomada en la entrada a la báscula, en la parte izquierda se aprecia la valla informativa con la clasificación vehicular y el peso bruto máximo permitido por cada categoría. ... 53

Figura 14 Evidencia registrada con SIAF durante el conteo en La Botana ... 55

Figura 15: Imagen de la Báscula La Botana, extraída de Google Maps. ... 56

Figura 16: Conteo realizado en Peaje El Bordo, con dispositivo móvil (Tablet Lenovo) y la aplicación SIAF instalada. ... 57

Figura 17: Evidencia registrada con SIAF durante el conteo en Peaje El Bordo. ... 59

Figura 18: Imagen del peaje El Bordo, extraída de Google Maps. ... 60

Figura 19: Conteo realizado en Peaje Cano, con dispositivo móvil (Tablet Lenovo) y la aplicación SIAF instalada. ... 61

Figura 20: Evidencia registrada con SIAF durante el conteo en Peaje Cano ... 63

Figura 21: Imagen del peaje Cano, extraída de Google Maps. ... 64

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Figura 22: Formato de conteo en video Estación de Peaje Daza, realizado el 12 de

agosto 2019. ... 65

Figura 23: Formato de conteo en video Estación de Báscula La Botana realizado el 13 de agosto 2019. ... 66

Figura 24: Formato de conteo en video Estación de Peaje el Bordo, realizado el 22 de agosto 2019. ... 67

Figura 25: Formato de conteo en video Estación de Peaje Cano, realizado el 27 de agosto 2019. ... 68

Figura 26: Volumen vehicular diario discriminado por categorías junio 12-2020. ... 70

Figura 27: Volumen vehicular diario discriminado por categorías junio 13-2020 ... 72

Figura 33: Archivo afores, el cual debe ser iniciado para ingresar al programa. ... 83

Figura 34: Ventana inicial con barra de progreso indicando el porcentaje de avance del proceso. ... 84

Figura 35: Cuadro de diálogo inicial del módulo Administrador. ... 84

Figura 36: Cuadro de diálogo para la edición de proyectos. ... 85

Figura 37: Menú Estación-Nuevo ... 85

Figura 38: Opción para ingresar una nueva ciudad. ... 86

Figura 39: Ingreso de una nueva ciudad a la Base de Datos. ... 86

Figura 40: Opción Estación – Nuevo ... 87

Figura 41: Opción Estación ... 87

Figura 42: Una vez creada la Estación, dar clic en Guardar. ... 88

Figura 43: Menú para modificar o eliminar Estaciones... 88

Figura 44: Opción para editar aforadores ... 89

Figura 45: Opción para crear un nuevo aforador. ... 89

Figura 46: Datos de aforador nuevo. ... 90

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Figura 47: Opción para acceder al menú de edición de proyectos. ... 90

Figura 48: Opción para Nuevo Proyecto. ... 91

Figura 49: Datos de nuevo proyecto. ... 91

Figura 50: Opción para buscar un proyecto y verificar el conteo. ... 92

Figura 51: Selección de la opción Importar para traer los datos obtenidos. ... 93

Figura 52: Selección de archivo originado en el dispositivo móvil. ... 93

Figura 53: Generación de Informe. ... 94

Figura 54: Informe exportado por el Sistema. ... 95

Figura 55: Formulario inicial para ingresa los datos del conteo. ... 96

Figura 56: Sentidos Viales desplegados por SIAF. ... 97

Figura 57: Formulario dispuesto por SIAF para el Conteo Vehicular. ... 98

Figura 58: Descripción Botones Categorías SIAF. ... 99

Figura 59: Formulario de inicio en el Módulo Administrativo de SIAF. ... 100

Figura 60: Formulario de Proyectos. ... 100

Figura 61: Selección de archivo originado en el dispositivo móvil. ... 101

Figura 62: Formulario de Proyectos para traer la información de un conteo. ... 101

Figura No 63: Informe generado por SIAF. ... 101

Figura 64: Gráfico estadístico de un conteo. ... 101

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LISTA DE SIGLAS

SIAF: Sistema Informático de Aforos Viales.

TPD¹: Transito Promedio Diario, hace referencia al número promedio de vehículos que hacen su paso por un punto determinado durante un día.

TPDA: Tránsito Promedio Diario Anual, es el promedio de vehículos que pasan a diario durante un año.

TPDM: Tránsito Promedio Diario Mensual, promedio de vehículos que pasan a diario durante un mes.

TPDS: Tránsito Promedio Diario Mensual, promedio de vehículos que pasan a diario durante una semana.

VHMD: Volumen Horario de Máxima Demanda, es la hora con el máximo volumen vehicular en el día, llamada hora pico.

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INTRODUCCIÓN

El constante aumento de la población, trae consigo un desarrollo que va a la par con la modificación de las características topográficas de una zona determinada, generando un crecimiento urbano que amplía también actividades económicas en constante crecimiento por lo que se hace necesario robustecer los diferentes diseños de movilidad que se llevan a cabo mediante la construcción de infraestructura vial o fortalecer la ya existente para que el fluir económico de las ciudades esté acorde con su evolución.

En el conocimiento previo de las cantidades y comportamientos de los usuarios en las vías, está en gran parte la eficiencia en la solución para la movilidad o diseño estructural de éstas, es por eso muy importante, tener métodos y procedimientos que brinden una información veraz, ágil, y de manera oportuna optimizando recursos naturales, humanos, técnicos y financieros, para ello se establece inicialmente un conteo o aforo vial y dada la importancia de éste procedimiento, es necesario que la metodología usada para ello sea lo más eficiente posible en todos los aspectos.

Se presenta la creación de una aplicación para dispositivo móviles que permita desarrollar los aforos viales óptimamente y obtener los resultados en tiempos menores a los empleados actualmente, para lo cual se desarrollan conceptos, procedimientos y principios relacionados con dichos aforos y aplicarlos en la solución del problema Ingenieril que se describe, también se observa cómo el uso de las nuevas tecnologías, facilitan un desarrollo en éste aspecto y permiten que la información sea entregada al usuario final no sólo en menor tiempo sino con datos más confiables.

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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad se hacen los Aforos viales en Colombia mediante la toma de datos en medio físico (formatos elaborados en hojas de papel) y surge el interrogante ¿qué sucede con la toma de dicha información en campo con el sistema en mención?, la respuesta es que la probabilidad de error humano en la digitalización de los datos recopilados y el tiempo de registro de información es mayor, posterior a la recolección de información, es necesario que varias personas la ingresen a un medio digital por lo que se necesita de mucho más tiempo del invertido en la toma de datos adicionalmente, el impacto ambiental es elevado debido al uso indiscriminado del papel pues para cada sentido vial se requieren en una jornada de 8 horas diarias la cantidad de 4 hojas de papel tamaño carta (una por sentido) y se establecen 3 turnos de 8 horas en el día, arroja un total consumo hojas de papel/día = 12 hojas en cada conteo.

En la siguiente figura, se muestra la numeración de los sentidos viales en una intersección, según lo propone el Ingeniero Hugo Andrés Morales².

Figura 1: Sentidos Viales en una intersección.

Fuente: Elaboración Propia

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La imagen a continuación, permite observar los sentidos en una vía de dos carriles.

Figura 2: Sentidos viales en carretera.

Fuente: Elaboración Propia.

Actualmente, para el registro de información en papel, se tiene un formato preelaborado, donde se registra el sentido, el aforador, la fecha, la hora y el tipo de vehículo, a continuación, se muestra un ejemplo de hoja de registro de datos:

Figura 3: Formato para registrar los aforos de forma manual.

Fuente: ACEIC S.A.S

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En el anterior formato, se hace énfasis que el aforador debe ingresar cada registro de vehículo dentro del lapso de tiempo correspondiente (en periodos de 15 minutos), lo cual implica que debe revisar antes de diligenciar el formulario, qué hora es exactamente y posteriormente, realizar el registro, este proceso se presta a confusión, y aumento de tiempo en procesos que se pueden realizar de forma automática, con lo anterior, se evidencia que existe mayor demora e imprecisión en la captura de datos en campo aumentando el margen de error.

Por otra parte, una vez obtenida la información de campo, se requiere de un tiempo adicional para digitar la información en sistemas informáticos por lo que el tiempo de desarrollo de la actividad se incrementa, este aumento de tiempo fue medido en oficina con cinco personas y el uso de un cronómetro, se entregó a cada uno un formato físico diligenciado con información de una hora (6:00 a 7:00), igualmente se da acceso a un computador con una tabla previamente diseñada y a la cual sólo debían ingresar datos, todos tenían la misma información, se realiza la medición uno a uno, arrojando los siguientes resultados:

Tabla No 1: Resultados obtenidos para medición de tiempos al ingresar información de aforos en medios informáticos (Excel).

Digitador Tiempo en Minutos

Tiempo en Segundos

Tiempo total en Seg

1 4 5 245

2 4 45 285

3 5 12 312

4 5 29 329

5 4 48 288

Promedio 4 51,8 291,8

Fuente: Elaboración propia en Excel para fines de medición tiempos de Proceso.

Como se observa, hay un tiempo adicional posterior al trabajo en campo de 4 minutos y 51,8 segundos en promedio para procesar información de una hora de conteo, para un aforo de 8 horas, habrá un incremento de 38 minutos y 54,4 segundos en promedio,

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cuando la información en campo se captura durante 24 horas, hay un incremento de 116 minutos y 43,2 seg (1,94 horas), esto es para procesar la información de un aforador, al ser cuatro aforadores, se tiene un incremento de 7,76 horas.

Tabla No 2: Incremento de tiempo para procesar información de 8 horas.

Aumento en 8 horas

Total Minutos Segundos Total, en Seg

38 54,4 2334,4

Tabla No 3: Incremento de tiempo para procesar información de 24 horas.

Aumento en 24 horas

Total Minutos Segundos Total, en Seg

116 43,2 7003,2

Se evidencia en el ejercicio anterior, que hay un incremento en tiempo de 32,33%, lo anterior argumenta la mayor cantidad de tiempo que a la postre se convierte en factor que disminuye la eficiencia en el proceso según está establecido actualmente.

Por otra parte, con uno de los métodos de aforo vehicular consistente en detectores automáticos se evidencia en la siguiente tabla, los costos aproximados de operación, por lo que se puede inferir que es un aspecto a tener en cuenta ya que con el uso de la aplicación SIAF, los mencionados costos, son altamente inferiores.

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Tabla No 4: Costos aproximados en el sistema de detección automático

Fuente: Elaboración propia con datos suministrados por VIPSA.

Tabla No 5: Costos aproximados con SIAF.

Costos SIAF

Dispositivo Móvil (puede ser una Tablet o teléfono) 250.000 Fuente: Elaboración propia.

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2. ANTECEDENTES

El aforo vehicular o medición de volúmenes de tránsito es un procedimiento que se ha venido haciendo desde hace mucho tiempo, inicialmente se hacía con métodos algo arcaicos pero acordes con los recursos humanos y técnicos que existían en su momento, también se conoce que éstos métodos han ido evolucionando según la época en que se hagan, hasta el momento se hacen principalmente de forma manual, con formatos diseñados en hojas de papel y registrando la información en las mismas para posteriormente procesarlas en oficina y hacer los cálculos necesarios para hallar las variables solicitadas, actualmente existen sistemas de aforo mecánico que consiste en dispositivos que reciben una pulsación cada vez que pase un vehículo por la intersección o vía en estudio y aforos automáticos que recogen la información en campo en tiempo real, más adelante se hará una descripción detallada de cada uno..

La empresa Semicmex de México ha venido desarrollando aforos vehiculares mediante equipos contadores, clasificadores automáticos que usan sensores neumáticos, inductivos o piezoeléctricos, dependiendo de las condiciones físicas, climáticas y otras del lugar donde se hace el conteo, incluso hacen uso de equipos de técnica sonora, que permiten según ellos mismos, conocer y clasificar el volumen vehicular que entregan, el trabajo de ellos, se desarrolla con sensores de tipo mecánico, sonoro y visual.

En Colombia, la Empresa Concesionaria de Vías y Peajes S.A.S (VIPSA S.A.S), utiliza un sistema de detección mecánica y electrónica de vehículos con sensores ubicados en los peajes a su cargo, esta detección consta de sensores cuenta ejes y de categorización que clasifican cada uno de los vehículos que pasan por la Estación de Recaudo, lo que permite al final de la jornada establecer la cantidad y categoría de vehículos que pasan por dicha Estación, adicionalmente, existen cámaras de video y sensores ópticos para complementar la labor, sin embargo, se presentan algunos errores de detección que serán descritos más adelante. Esta Empresa de origen colombiano,

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con oficina principal en la Calle 67 No 7-35 Piso 9, en la ciudad de Bogotá, fue creada en el año 1996, inicialmente se llamó Peajes S.A, posteriormente a partir del año 1999, adoptó la razón social que tiene hoy día, su función principal es el recaudo y administración de la tasa de peaje en las Estaciones de Recaudo ubicadas en varias partes del país, también, se encargó de la implementación de los sistemas de detección vehicular y el software, que permiten actualmente realizar el recaudo electrónico vehicular (REV)³, para lo referente a detección vehicular, VIPSA S.A.S ha instalado e implementado el uso de dispositivos mecánicos, ópticos y de video así:

➢ Dispositivos mecánicos: Sensores de piso con fibra óptica, cuenta ejes y de categorización.

➢ Dispositivos ópticos: Cortina Fotoeléctrica CF200.

➢ Video: Cámara panorámica de Video Bolide BN7036.

➢ Video: Cámara lectora de placas LPR Simec Stare.

Las características, imágenes y demás pormenores, están relacionados más adelante en el capítulo 7 (Estado del Arte) del presente documento.

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3. OBJETIVOS

3.1 GENERAL

Elaborar aplicación para dispositivos móviles con el fin de realizar conteos vehiculares.

3.2 ESPECÍFICOS

➢ Determinar mediante aplicación informática, la cantidad de vehículos clasificados por categorías durante jornadas de conteo previamente establecidas de ocho horas diarias.

➢ Reducir el error humano, disminuyendo o eliminando procesos que conlleven mayor tiempo en los mismos.

➢ Disminuir el impacto ambiental al suprimir el uso del papel, capturando la información en un dispositivo móvil.

➢ Se pretende convertir el aforo vehicular en un procedimiento que presente las bondades tecnológicas aprovechando también la operación humana.

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4. JUSTIFICACIÓN

Al poder tener un software que permita hacer los aforos viales con una interfaz gráfica amigable, intuitiva y fácil de usar, el aforo vial dejará de ser un trabajo engorroso con consumo de papel y tiempo mayores a los que realmente se pueden obtener, al prescindir de planillas, se disminuye el error humano, se activa conciencia de cuidado del medio ambiente, y se entregan datos con precisión que a la postre permiten que se hagan los análisis viales en las intersecciones o en vías de una manera más confiable, y en menor tiempo, con supresión de costos humanos y financieros que dan eficiencia al proceso.

Cabe anotar que, en el conteo manual, el aforador debe estar pendiente de la hora de registro para ubicarlo en la casilla correspondiente, y en la aplicación, la hora la toma directamente el sistema evitando factores distractores que impidan una ejecución adecuada del proceso.

Con la implementación de SIAF, se pretende dar impulso a masificar el uso de aplicaciones informáticas para la elaboración de conteos vehiculares que a su vez se comportan amigables con el medio ambiente y convierten el proceso en algo eficiente, económico y captura de información con fidelidad.

Por otra parte, en el diseño vial, uno de los factores más importantes ya sea que se construyan nuevas vías o se haga una reparación y/o potencialización de éstas es el Tránsito, pues el número y peso de ejes de los vehículos que transitarán por allí define el diseño que tendrá la nueva estructura de pavimento; conociendo el tránsito vial con la mayor precisión, se puede determinar de una manera más eficiente el espesor de cada una de las capas de la estructura de pavimento que se diseñará mejorando en éste aspecto también el procedimiento.

Con SIAF, cada aforador tiene un dispositivo móvil y el conteo se reduce a un toque por cada vehículo, cuenta con botones que tienen una pequeña imagen del tipo de

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vehículo a registrar por lo que la clasificación se hace más intuitiva y en la parte inferior de cada categoría, posee un contador con el dato de los vehículos que hasta ese momento han pasado, cuando se finaliza la jornada, se genera un archivo denominado

“Conteo.siaf” el cual es importado al módulo administrador para obtener los datos y efectuar lo necesario, reduciendo costos en recurso humano y logístico.

A continuación, se observa una imagen con la interfaz gráfica diseñada para el trabajo en campo, con imágenes de cada categoría vehicular, motos e incluso personas.

Figura 4: Interfaz de usuario SIAF dispositivo móvil.

Imagen generada por SIAF durante un conteo vehicular. Elaboración Propia

Como se mencionó anteriormente, SIAF cuenta con dos módulos principales, el primero de tipo administrativo y el segundo de tipo operativo, los mismos serán descritos más adelante y se hace entrega también el Manual del Usuario SIAF para PC y Manual del Usuario SIAF para dispositivos móviles.

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5. ALCANCE

El alcance de este proyecto es de tipo Exploratorio ya que no existe mayor información con respecto a aplicaciones para dispositivos móviles y computadores para el conteo vehicular.

Se abarca conceptos de aforos viales y se desarrolla aplicación para dispositivo móviles denominada por el autor Sistema Informático de Aforo Vial “SIAF”.

Con SIAF, se entrega en tiempo real la cantidad de flujo vehicular en cada uno de los sentidos de una vía o una intersección, discriminado por Proyecto, Estación, Aforador, Turno, Carril (en el caso de los peajes), Categoría y Descripción de la Categoría, adicional se genera cultura ambiental para la disminución en el consumo de papel al entregar los resultados de una manera más rápida y eficiente, optimizando el gasto de recursos y el tiempo de respuesta.

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6. REVISIÓN DE LITERATURA

En la revisión de algunos conceptos relacionados con el tema, hay varios autores que permiten tener una mayor claridad en cada uno de los aspectos a tener en cuenta para el desarrollo de los aforos viales y los diferentes usos que se pueden dar a la información obtenida.

Se menciona por parte de Julio Monetti y Micaela Contreras en “Propuesta de Recolección de Datos para Aforo Vehicular” (2018), que es importante conocer el volumen de vehículos que transitan en las vías de una ciudad ya que esto permite determinar la viabilidad o no, de construir nuevas vías o mejorar las existentes, de manera que se implementen rutas de transporte público para optimizar la calidad del mismo, con los datos obtenidos se realizan modelados y simulaciones que hacen más eficiente la movilidad.

Mientras tanto, para Juan Alberti y Andrés Pereyra en “Institucionalidad y Eficiencia del Transporte Vial en América Latina y el Caribe” (2018), el gasto en mantenimiento de Infraestructura Vial es bastante elevado, y una forma de disminuir u optimizar este gasto es conociendo adecuadamente el volumen vehicular clasificado por categorías que hace uso vial, por ende, es de gran importancia establecer métodos de conteo que permitan conocer acertadamente este volumen. Por otra parte, los mismos autores, en la serie

“Estudio de Caso de Megaproyectos” (2018), hacen un análisis entre otros, del Transmilenio en Bogotá, lo catalogan como un megaproyecto de transporte, esta clasificación, se hace debido a la gran inversión hecha en este tipo de estructuras viales, donde establecen un monto superior a mil millones de dólares, esto proporciona niveles de complejidad que se clasifican en cuatro, estructural, complejidad técnica, direccional y temporal, y es en la complejidad técnica, donde se hace referencia a los retos que se presentan en el diseño, de donde depende directamente el funcionamiento y respuesta a los requerimientos que proporción en la movilidad, soluciones de tiempos que se requieren para el desempeño vial, lo anterior permite inferir que uno de los factores a

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tener en cuenta, es la obtención del volumen vehicular y establecer métodos de conteo eficaces.

En “Estudio de Movilidad para la Vía Cali Jamundí entre Carrera 102 y 122 en el Sur de Cali” realizado por Livis Margoth Cifuentes y Liseth Johana Paz, (2015), mencionan que un aforo vial mediante conteo manual, permite encontrar la densidad vehicular en varias horas durante el día hallando de esta manera las horas en que la demanda es superior y en las que es inferior, con la información obtenida hacen micro simulaciones y de esta manera determinan la densidad y posibles soluciones para la movilidad en el lugar.

Según Juan Pablo Bocarejo en su libro “Modelo para la estimación del tamaño del parque automotor en Bogotá” (2009), es importante tener un conocimiento preciso de la solicitación vehicular que hay en una vía para lo cual se establece un conteo en las diferentes intersecciones de la ciudad para una posible modelación o micro simulación, esto es, qué sucede cuando por intervenciones de mantenimiento vial se hace el cierre parcial de un carril, cómo se impacta el flujo vehicular en ese punto dependiendo de la cantidad y tipo de vehículos que pasen por éste y si es un cruce con semáforo o de prioridad. Se entiende como intersección, la unión o cruce de dos o más calles ya sea a nivel o desnivel para permitir un cambio de dirección o trayectoria de forma segura.

El Instituto Nacional de Vías (2008), en Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, hace una clasificación de tipos de intersección en “Y”, en “T”, en “Cruz” o en “X”, con esta clasificación se puede determinar el tipo de aforo que se vaya a hacer en determinado lugar para los análisis correspondientes. Por otra parte, el Ministerio de Transporte en la resolución 1782 de 2009 establece el peso bruto vehicular, los pesos de los vehículos para transporte de carga y basados en esta clasificación, se han diseñado formatos para el conteo manual de vehículos. El punto inicial para poder entender y conocer la cantidad de carga que va a soportar una vía es el estudio y diseño del tránsito vial.

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Según Alfonso Rico Rodríguez y Hermilo del Castillo en su libro “La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres” (2005), definen la cimentación para una estructura vial como uno de los aspectos fundamentales para el diseño, abarcando mampostería, concreto, acero, muros de contención y demás que están directamente relacionados con el soporte de la carga proporcionada por el Tránsito Vehicular y la forma como esta cimentación va disipando la energía a medida que viaja al interior de la estructura, por lo mencionado, es de vital importancia conocer el comportamiento del flujo vehicular mediante conteos en una vía de similares características.

Por otra parte, Garber Nicholas J y Hoel Lester A en el libro “Ingeniería de Tránsito y de Carreteras” (2004) definen el aforo vial como principio fundamental del flujo de tránsito y las características para el diseño de intersecciones, por lo que cada vez y con el avance tecnológico se hace más necesario tener un buen estudio del flujo vehicular el cual es el punto de partida para el diseño vial.

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7. ESTADO DEL ARTE

El aforo vehicular es muy importante, ya que, con la información obtenida, es posible realizar el diseño de vías, conocer, analizar, y optimizar la movilidad en puntos específicos de la vía, en las intersecciones y en general, en todo lugar donde haya presencia de vehículos.

En lo referente a los aforos viales, es un procedimiento que tiene sus inicios casi desde la invención del automóvil, se contabilizaban rudimentariamente los usuarios de una vía, aunque en ese entonces no existían las diferentes categorías que hoy día hacen presencia, si era necesario saber cuántos automotores transitaban por un lugar determinado, durante un lapso de tiempo, los periodos a contar eran mayores ya que la

afluencia vehicular era mínima.

Es importante aclarar, que los aforos vehiculares en sus inicios, se limitaban a contar manualmente, sin categorizar y sin determinar estrictos periodos de tiempo, sin embargo, si era posible conocer el flujo y la poca demanda con alguna precisión, aún no existían los métodos de aproximación, y tampoco era posible tomar como referencia el flujo vehicular de una vía para adaptarlo a otra de similares características.

Se ha avanzado en el sistema de transporte, se pasó de carruajes halados por bestias como caballos o bueyes, se fue evolucionando, hasta llegar a la invención del automóvil, el aforo vial existe desde ese entonces, y los métodos para establecerlo se hacen con toma de datos en campo, sin embargo, siempre se ha buscado la innovación en este aspecto, es por eso que, con la idea de automatizar los procesos, se han inventado elementos de detección mecánica y electrónica.

Una de las opciones para organizar el tráfico de una ciudad, es generar mecanismos que vayan a la par con el crecimiento de la población y por ende del aumento vehicular, entre estos mecanismos está el control de semáforos, los mecanismos de conteo (es

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aquí donde se centra la atención del presente documento), todo esto está relacionado con la movilidad, en la medida que se desarrollen estrategias de conteo, se aumenta la posibilidad de establecer opciones que ayuden a mejorarla, conociendo el problema de raíz, y es allí, en los protagonistas de la congestión vehicular, que se deben concentrar las estrategias de aforo, encontrar soluciones que no sólo respondan a la presencia de un problema sino que también ofrezcan oportunidades de cambio⁴, allí se plantea la opción de usar cámaras de video para realizar los conteos. Sin embargo, esto acarrea otros inconvenientes que no son posible solucionar sin la presencia humana, por ejemplo, hay errores de detección, adicionalmente hay vehículos con características particulares que sólo pueden ser comprendidas por la mente de una persona, más adelante se hace una descripción detallada de cada uno de los inconvenientes presentados por este sistema.

Actualmente, existen diversas formas de realizar los conteos o aforos vehiculares, manualmente, con sensores mecánicos, sensores ópticos, mediante video, cada una con sus ventajas y desventajas, a continuación, se hace una descripción de cada una de ellas.

7.1 CONTEO MANUAL

Se ubica un determinado número de personas (depende de los sentidos viales a medir), en una intersección o en punto determinado de una carretera, con una planilla diseñada en una hoja de papel, el aforador registra mediante líneas el paso de cada vehículo y su categoría.

Ventajas: la operación se realiza sin necesidad de instalar dispositivos con elevados costos de mantenimiento y sostenimiento.

4 Alejandro Forero. (2009). Adquisición de Variables de Tráfico Vehicular usando visión por computador. Revista de

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Desventajas: se presentan errores de registro por confusión de los aforadores, consumo excesivo de papel, errores de transcripción de datos a un medio informático.

7.2 DETECCIÓN CON SENSORES MECÁNICOS

Para la Operación con estos dispositivos, es necesario instalar en la carpeta asfáltica los sensores, estos actúan mediante pulsaciones cuando el vehículo pisa con cada uno de los ejes, se subdividen en cuenta ejes y de categorización. Los sensores que cuentan ejes están ubicados transversalmente en la vía, se encargan de determinar de cuántos ejes se compone el vehículo que está haciendo tránsito en ese momento, en seguida y con un ángulo de inclinación, se encuentran los sensores de categorización, estos se encargan de determinar si el vehículo posee doble rueda en cada lado de sus ejes.

Ventajas: la información es descargada inmediatamente en un medio informático, menor tiempo de procesamiento de datos por no ser necesario la transcripción adicional, altamente resistente a impactos y campos electromagnéticos, transmite los datos obtenidos mediante fibra óptica lo que hace más ágil el proceso.

Desventaja: errores de detección de categoría, cuando un vehículo categoría 2 tiene las llantas traseras pequeñas, lo detecta categoría 1, no permite realizar conteos en otro lugar diferente ya que su instalación es definitiva, altos costos de instalación y mantenimiento, al finalizar su vida útil, es necesario remplazar el elemento, esto hace que los costos se incrementen.

7.2.1 Características⁵:

Las siguientes, son las principales características del elemento en mención:

Marca: TE Sensor Solutions.

Nombre: Sensor de Piso con Fibra óptica.

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Tiempo de vida útil: 5 años o 25´000.000 de pisadas.

Rango de Temperatura de Operación: -30°C a 85°C.

Peso Aproximado: 29 Kg.

Protección Exterior: Altamente resistente a la corrosión y campos electromagnéticos.

7.3 BARRERAS ÓPTICAS

De fabricación española, conformado por dos columnas, una emisora y una receptora, instaladas a cada lado de la vía para que el vehículo pase en medio de estas, con emisores y receptores de luz infrarroja, un haz de luz emite la señal que es recibida por una celda adecuada para tal fin, se encargan de detectar presencia del vehículo, sentido en que pasa, altura sobre el primer eje, número de ejes.

Ventajas: igual que el anterior, rapidez en la obtención de la información ya que se realiza en tiempo real.

Desventajas: altos costos de instalación y mantenimiento, cuando hay fuertes lluvias, la efectividad disminuye ostensiblemente, cuando pasa un vehículo con eje remolque o un vehículo que hala a otro, se genera un error de detección, para el caso de los remolques, realiza la detección como dos vehículos individuales y cuando un vehículo hala a otro, ocasionalmente lo cuenta como un solo vehículo de una categoría superior, sistema fijo, no es posible realizar conteos en otro lugar, sistema altamente vulnerable a los golpes de vehículos, esto hace que el elemento se deteriore y disminuya su vida útil.

7.3.1 Características⁶:

Las siguientes son las características del dispositivo:

Marca: MAPS.

Nombre: Cortina Fotoeléctrica CF200.

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Altura Útil de detección: 1,5 m desde la base.

Sistema deshumectador: Previene posibles condensaciones.

Peso Aproximado: 25 Kg cada columna.

Consumo eléctrico: Bajo, cerca de 60 W.

7.4 VIDEO:

Hay dos tipos de captura de información por este método:

7.4.1 Cámara Panorámica de video: Esta cámara, capta el paso de los vehículos y envía la información a un dispositivo de almacenamiento, se encuentran ubicadas diagonalmente a la salida del carril del Peaje, una vez almacenados, una persona es responsable de realizar los conteos observando los videos.

Ventajas: Dependiendo de la resolución de las cámaras, la confiabilidad de la imagen es buena.

Desventajas: Es necesario usar tiempo adicional para verificar la información de video obtenida, cuando no hay buena iluminación, las imágenes se tornan confusas.

7.4.1.1 Características⁷:

Consultando la ficha técnica proporcionada por el fabricante y propiedad de la empresa VIPSA S.AS, se encuentran las principales características que se describen a continuación:

Marca: Bolide.

Nombre: Cámara bifocal de alta definición.

7 Ficha Técnica Cámara de video de carril BN7036, propiedad de Concesionaria de Vías y Peajes VIPSA S.A.S

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Distancia de lectura: hasta 100 pies (30,48 m).

Almacenamiento local: Cuenta con ranura para tarjeta SD.

Audio: Con capacidad para grabar audio.

7.4.2 Cámara Lectora de Placas o matrículas vehiculares: Esta cámara permite el reconocimiento de caracteres en un rango de 3 m a 6 m, es altamente usado en peajes, parqueaderos, y otros.

Ventajas: Alta resolución de captura lo que permite una confiabilidad superior al 95%, capaz de detectar caracteres alfa numéricos en una distancia menor de 6 m, software que permite enlazar con bases de datos del Estado para efectos de conocer ubicación del vehículo que eventualmente puede tener pendientes jurídicos, económicos (embargos), judiciales y demás.

Desventaja: Cuando la placa se encuentra deteriorada no realiza lectura o la realiza de forma incorrecta, si la placa se encuentra ubicada en una parte diferente a la parte media de la defensa, no se realiza reconocimiento, en otras ocasiones, hay información equivocada de uno o más caracteres, alto costo de dispositivo, es necesario instalar software adicional que, en la mayoría de los casos, tiene un valor económico alto.

7.4.2.1 Características⁸:

A continuación, se presentan las características técnicas, información extraída de la ficha del elemento, propiedad de VIPSA S.A.S

Marca: Simec Stare LS

Nombre: Cámara Lectora de Placas LPR.

Confiabilidad: mínima de 95%.

Tiempo de reconocimiento: Inferior a 2 segundos.

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Iluminación Infrarroja: Con iluminador infrarrojo que permite la lectura en la oscuridad.

Temperatura de operación: -30°C a 60°C.

Por lo expuesto anteriormente, se hace necesario crear la aplicación para dispositivos móviles SIAF por sus siglas (Sistema Informático de Aforo Vial), la cual pretende tomar las ventajas de la intervención humana y combinarla con la presencia de herramientas digitales e informáticas, redundando en eficiencia de los procesos de conteo vehicular.

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8. MARCO TEÓRICO

Como se dijo anteriormente, una de las finalidades del aforo vial es conocer el comportamiento del flujo vehicular en determinada vía y de ésta manera encontrar las variables de tránsito como el Tránsito Promedio Diario (TPD), Volumen Horario Máxima Demanda (VHMD), Tránsito Promedio Diario Semanal (TPDS), Tránsito Promedio Diario Mensual (TPDM), Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA), por otra parte, el conocer el volumen vehicular permite la caracterización de los ejes viales para determinar las cargas de una estructura vial.

En la imagen presentada a continuación, se observan manifestaciones de deterioro en pavimento flexible por el uso y en algunos casos un mal análisis de Transito, lo que generó daño prematuro que se presenta antes de la terminación de la vida útil de la vía.

Figura 5: Estado de una vía con deterioro prematuro.

Fuente: Fotografías tomadas por el autor en la vía Ponedera – Calamar (Atlántico)

El sistema de aforo vehicular en Colombia es de fundamental importancia para el posterior diseño de estructuras y estudios de movilidad, es por eso que se hace necesario que haya una gran precisión en éstos datos y adicional a eso, que la toma de información se haga de una manera eficiente en el uso de recursos humanos y financieros, teniendo en cuenta todas las variables que inciden en ésta labor, es por esto que se hace necesario que los aforos viales se hagan con el conocimiento de los conceptos básicos en éste aspecto como por ejemplo que los intervalos de toma de información se hagan

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en periodos de 15 minutos porque como se mencionó, en una hora hay variaciones de flujo vehicular que determinan el volumen de máxima demanda por hora (HMD) llamado hora pico y el de mínima demanda (hora valle), también es necesario parametrizar los movimientos, el conteo se hace encargando a cada persona un sentido, para de esta forma, garantizar la precisión, es importante conocer si la intersección es semaforizada o de prioridad porque según anota Moller Rolf en “Transporte urbano y Desarrollo Sostenible en América Latina” (2006), las intersecciones de prioridad son más susceptibles a accidentes de tránsito que las semaforizadas y el comportamiento en el tránsito vehicular es diferente para cada una aunque el volumen de tránsito fuere igual.

El Ingeniero Hugo Andrés Morales en su libro “Ingeniería Vial I” (2006), establece la importancia de hacer un diagrama numerando cada una de las entradas a la intersección así: Norte con el número 1, Sur con el número 2, Occidente No 3 y Oriente No 4, pero la Norma alemana RILSA (Richtlinen für Lichtsignalanlagen) establece la clasificación descrita anteriormente de forma más detallada la cual se encuentra en SIAF, a continuación, se observa dicha clasificación.

Tabla No 6: Sentidos Viales según la clasificación RILSA.

Accesos y Códigos

Código Sentido Código Sentido

1 Acceso Norte 9(1) Giro Norte - Occidente

2 Acceso Sur 9(2) Giro Sur - Oriente

3 Acceso Occidente 9(3) Giro Occidente - Sur 4 Acceso Oriente 9(4) Giro Oriente - Norte 5 Giro Norte - Oriente 10(1) Giro en U al Norte 6 Giro Sur - Occidente 10(2) Giro en U al Sur

7 Giro Occidente - Norte 10(3) Giro en U al Occidente 8 Giro Oriente - Sur 10(4) Giro en U al Oriente

Fuente: Norma alemana RILSA (Richtlinen für Lichtsignalanlagen).

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Figura 6: Representación de movimientos en una intersección según la Norma RILSA.

Fuente: Extraído de Volumen de Tránsito y Transporte Agencia Nacional de Infraestructura (ANI).

8.1 CLASIFICACIÓN VEHICULAR PARA AFOROS

Cuando se realizan los conteos viales, se discriminan por categorías previamente establecidas y mencionadas a continuación.

Personas: Conteo de personas que pasan por la intersección o el lugar destinado para el aforo.

Motocicleta: Motos y Motociclos de tres ruedas, se tienen en cuenta como una categoría de clasificación vehicular.

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Autos (C1): Vehículos pequeños, automóviles, camperos, camionetas.

Bus Pequeño: Llamados también busetas, se refiere a los vehículos de servicio público urbano y algunos intermunicipales de dos ejes.

Bus Grande: Corresponde a la categoría de buses interdepartamentales de dos ejes.

Camión de Segunda Categoría Pequeño (C2P): En esta categoría se ubican los camiones pequeños de dos ejes (el eje trasero tiene rueda doble en cada lado), furgones, carro tanque pequeño, turbos, vehículos con capacidad de carga menor o igual a 7,5 toneladas (7500 Kg).

Camión de Segunda Categoría Grande (C2G): Camiones grandes de dos ejes (el eje trasero tiene rueda doble en cada lado), vehículos de carga mayor a 10 toneladas (10.000Kg).

Camión de Tercera Categoría (C3): Vehículos que poseen tres ejes llamados doble troque porque en la parte trasera presentan dos ejes de doble rueda cada uno (tándem de 8 ruedas), también están dentro de esta categoría, los vehículos de 4 ejes.

Camión de Cuarta Categoría (C4): Vehículos que poseen cinco ejes, tres en el cabezote y en la parte trasera presentan dos ejes de doble rueda cada uno (tándem de 8 ruedas).

Camión de Quinta Categoría (C5): Vehículos que poseen seis ejes, en el cabezote llevan tres ejes e igualmente presentan en la parte trasera, tres ejes de doble rueda cada uno (tridem de 12 ruedas).

Camión Mayor de Quinta Categoría (>C5): Vehículos que poseen más de seis ejes.

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El conteo se realiza en las categorías mencionadas anteriormente, se contabiliza solo los vehículos que ingresan a la intersección teniendo en cuenta la dirección hacia la que se están moviendo, el tipo de movimiento (giro a la izquierda o a la derecha), si hace giro en U, se cuenta como vuelta a la izquierda.

Según el concepto de Liliana Suárez Castaño en Análisis y Evaluación Operacional de Intersecciones Urbanas Mediante micro simulación, el conductor es un elemento altamente determinante en la simulación para el comportamiento del flujo vehicular ya que la reacción rápida o tardía de éste define las diferentes situaciones de la corriente.

Según lo mencionado anteriormente, existen varias opciones para realizar los aforos viales, al hacer un seguimiento a los conteos que realiza la empresa VIPSA S.A.S, con los dispositivos dispuestos para tal fin, existen varias discrepancias o errores de detección y a continuación, se realiza un listado de los más frecuentes:

➢ Vehículo de primera categoría (CI) que tiene las llantas anchas, el sistema lo detecta como un vehículo de segunda categoría (CII).

➢ Vehículo de segunda categoría (CII) que tiene llantas pequeñas en el eje trasero, el sistema lo detecta como vehículo de primera categoría (CI).

➢ Vehículo de segunda categoría (CII) tipo Grúa remolcando otro vehículo, el sistema lo detecta como vehículo de tercera categoría (CIII).

➢ Vehículo de primera categoría (CI) con eje remolque, el sistema lo detecta como vehículo de segunda categoría (CII) o en algunas ocasiones, lo separa y detecta dos vehículos de primera categoría (CI).

➢ Vehículo de quinta categoría tipo tracto camión (CV), con dos ejes levantados, el sistema lo detecta como vehículo de tercera categoría (CIII).

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➢ Vehículos de quinta categoría tipo tracto camión (CV), con llanta sencilla en los ejes del semi remolque, el sistema los detecta como vehículo de primera categoría (CI).

➢ Las motos son detectadas como vehículo de primera categoría (CI).

➢ En algunas ocasiones las personas pisan los sensores y se detectan como vehículo de primera categoría (CI).

➢ Algunos vehículos presentan averías mecánicas y se detienen sobre los sensores o se devuelven ocasionando que el sistema los detecte como una categoría superior a la real.

➢ Cuando pasa un vehículo que por alguna razón hala a otro, el sistema une todos los ejes y lo clasifica en una categoría superior.

➢ Eventualmente y debido a fallas del sistema, los sensores dejan de detectar algún vehículo.

Al observar los pros y los contras de los sistemas automáticos de detección usados actualmente, se puede inferir que, aunque si bien es cierto que esta metodología presenta menores tiempos de proceso de datos, también hay factores adversos principalmente de tipo financiero pues el valor de los dispositivos usados, generalmente es alto, de la misma manera el montaje de infraestructura además de ser costoso, requiere en la mayoría de los casos, contratar personal de vigilancia, como observación final, hay una situación que de ninguna manera puede ser resuelto con esta metodología y es el hecho de que en el tránsito vial hay muchas novedades que tienen como única forma de resolver, la intervención humana, por ejemplo, una grúa que lleva otro vehículo, tracto camiones con ejes levantados, un vehículo que hala a otro, el paso de una moto, vehículos de primera categoría con las llantas anchas, vehículos de segunda categoría con las llantas pequeñas, vehículos con eje remolque y algunas otras que, como se dijo anteriormente, sólo pueden ser dilucidadas mediante la intervención de la mente humana.

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Por lo mencionado anteriormente, SIAF propone un sistema de aforo vehicular que ofrece las características y herramientas de la tecnología informática, sin dejar de lado las facultades que tiene el ser humano para distinguir y registrar correctamente cualquier novedad presentada durante este proceso, convirtiéndose en un método de conteo híbrido tecnología-manual.

Con las pruebas realizadas en campo, se puede afirmar que SIAF en un sistema altamente confiable, rápido, seguro, amigable con el medio ambiente y que optimiza los tiempos de duración en la administración de la información.

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9. METODOLOGÍA

Como primera medida se desarrolló el proyecto, iniciando con un prototipo y una hoja de ruta para dar inicio al diseño de la interfaz gráfica y su posterior ajuste, desarrollo del Código Fuente bajo el Entorno de Desarrollo Integrado (IDE), HTML y Javascript con ayuda de MySQL para la gestión de bases de datos.

Qué es SIAF: Es una herramienta informática que permite realizar los conteos vehiculares en dispositivos móviles generando reportes de cantidad de vehículos discriminados por categorías, fecha y hora del evento, combina la funcionalidad de la eficiencia en los tiempos de procesos que otorga el conteo automático con la diferenciación de características vehiculares proporcionadas por el conteo manual

Figura 7: Imagen que muestra la característica híbrida de SIAF.

Fuente: Elaboración propia.

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Una vez elaborado el prototipo, se diseña la base de datos con las tablas que la componen, la imagen con el modelo entidad relación se muestra a continuación:

Figura 8: Captura de Pantalla con el diseño del modelo entidad relación para dar inicio al desarrollo de SIAF.

Posteriormente, se da inicio a la labor de desarrollo, con ensayos de prueba y error para ajustar donde fuese necesario.

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9.1 CONTEOS PRELIMINARES DE PRUEBA CON SIAF

Se realizaron varios conteos con SIAF y posterior verificación en los videos de las Estaciones para comparar los resultados encontrando una efectividad de 100% por lo que se evidencia el correcto funcionamiento de la Aplicación.

En las siguientes imágenes, se aprecia la labor realizada en algunos peajes (lugar donde el autor desarrolla sus actividades laborales actualmente), dicha labor consistió en efectuar conteos vehiculares en diferentes días y a diferentes horas en las estaciones de Peaje y Báscula de Nariño y Cauca, estas pruebas tienen el propósito de verificar el funcionamiento de SIAF, por lo tanto, posterior al conteo, se valida en los dispositivos de detección que tiene instalados la Empresa VIPSA en cada estación, se evidencia que la efectividad de SIAF es de 100% ya que no se encontraron diferencias de tabulación con respecto al conteo, los lugares seleccionados para las pruebas fueron:

➢ Peaje Daza:Ubicado en carretera 2502, PR 14+500, sentido Pasto – Popayán.

➢ Peaje Cano: Ubicado en carretera 2502, PR 35+500, sentido Popayán - Chachagüí.

➢ Báscula La Botana: Ubicada en carretera 25NRD, PR 03+250, sentido Catambuco - Buesaco.

➢ Peaje El Bordo: Ubicado en carretera 2503, PR 61+300, sentido El Bordo– Popayán

En la siguiente fotografía, se observa la actividad desarrollada en conteo del día 12 de agosto 2019, el mismo realizó de 14:00 a 22:00, en Peaje Daza Ubicado en el PR 14+500, sentido Pasto – Popayán.

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Figura 9: Conteo realizado en Peaje Daza con dispositivo móvil (Tablet Lenovo) y la aplicación SIAF instalada.

El Peaje Daza, posee tres carriles para el tráfico de vehículos, en la parte lateral izquierda y derecha, hay dos carriles exclusivos para motos, el carril del medio es usado a conveniencia según sea el tráfico en cada sentido, a manera de información complementaria, en este Peaje se cobran las categorías tercera, cuarta y quinta únicamente.

Posterior a la actividad, se realiza una comparación, mediante la revisión del video generado por las cámaras instaladas, a continuación, los resultados de dicha comparación, los resultados fueron registrados en una tabla en Excel elaborada por el autor, se evidencia que la información arrojada por SIAF, es 100% confiable, ya que los valores son los mismos en ambas columnas, lo anterior puede ser evidenciado en la siguiente tabla.

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Tabla No 7: Resultados de comparación conteo vs video generado por las cámaras en Peaje Daza.

Estación de Peaje Daza

Categoría SIAF Video

Error SIAF

AUTOS 670 670 0

BUSES

PEQUEÑOS 87 87 0

BUSES

GRANDES 58 58 0

MOTOCICLETA 79 79 0

PERSONA 12 12 0

C2P 60 60 0

C2G 64 64 0

C3 41 41 0

C4 45 45 0

C5 61 61 0

>C5 0 0 0

Total 1.177 1.177 0

En la siguiente imagen se puede observar una captura de pantalla con la evidencia de los resultados registrados en SIAF durante la captura de información en campo, se puede verificar que cada categoría presenta un total de vehículos que transitaron por la estación durante el periodo del conteo.

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Figura 10: Evidencia registrada con SIAF durante el conteo en Peaje Daza.

Fuente: Elaboración propia con SIAF.

Para tener una idea más clara, a continuación, se observa una imagen de la ubicación física del Peaje, la misma fue extraída de Google Maps.

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Figura 11: Imagen de la Estación de Recaudo Daza, extraída de Google Maps.

Fuente: Imagen extraída de⁹:

https://www.google.com/maps/@1.2820858,-77.2693018,1497m/data=!3m1!1e3

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Otro conteo fue realizado en Báscula La Botana, en la ubicación antes mencionada, en esta Estación se pesan los vehículos de carga únicamente, por lo mismo, en los resultados de conteo solo se aprecian vehículos de Categoría 2 y superiores, no se contabilizan autos, motos, personas, buses pequeños ni buses grandes, pues aunque si hay paso de los mismos por la vía, no es posible corroborar en video y lo que se pretende es evidenciar el correcto funcionamiento de SIAF, el mencionado conteo fue realizado el día 13 de Agosto de 06:00 a 14:00.

Figura 12: Conteo realizado en Báscula La Botana con dispositivo móvil (Tablet Lenovo) y la aplicación SIAF instalada.

La Báscula La Botana, posee un único carril, por esta razón se pesan los vehículos que van en sentido Catambuco – Buesaco, esto es los vehículos que transportan la carga que sale principalmente de Ipiales y se dirigen a ciudades como Popayán, Cali, Bogotá y demás, la función principal de esta Estación, es detectar los pesos por categoría de cada camión que pasa, cuando hay un sobrepeso, se informa a la Policía de Tránsito y Transportes para el respectivo comparendo, la tabla de pesos se establece acorde a la norma 4100 del Ministerio de Transportes.

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Figura No 13: Fotografía tomada en la entrada a la báscula, en la parte izquierda se aprecia la valla informativa con la clasificación vehicular y el peso bruto máximo permitido por cada categoría.

La Estación genera también mediante video, la evidencia de los vehículos que son pesados, cuenta con un software vinculado a la plataforma de pesaje que indica el peso en Kg y simultáneamente indica si hay sobrepeso o no, por último, se genera el tiquete correspondiente, hay una tolerancia permitida de +/-10 Kg para pesos entre 0 y 5.000 Kg, de +/-20 Kg en el rango 5.001 Kg a 20.000 kg y de +/-30 Kg en el rango 20.001 Kg a 100.000 kg.

Los resultados que se obtuvieron también fueron registrados en una tabla en Excel y a continuación se muestran los mismos:

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Tabla No 8: Resultados de comparación conteo vs video generado por las cámaras en Bácula La Botana.

Báscula La Botana

Categoría SIAF Video Error SIAF

AUTOS 0 0 0

BUSES PEQUEÑOS 0 0 0

BUSES GRANDES 0 0 0

MOTOCICLETA 0 0 0

PERSONA 0 0 0

C2P 17 17 0

C2G 22 22 0

C3 28 28 0

C4 45 45 0

C5 79 79 0

>C5 0 0 0

Total 191 191 0

Se aprecia un total de 191 vehículos pesados en el lapso de tiempo mencionado, se considera un flujo vehicular normal, el promedio de vehículos diario que pasa por esta Báscula en un día de tráfico normal es de 350 vehículos en turno 24 horas, este promedio es calculado por el autor basado en los reportes de tráfico de días anteriores.

Se realiza el mismo procedimiento para la captura de pantalla con la información tomada en campo y que es registrada en la Tabla No 7, la misma puede ser verificada a continuación.