Uso del software Vissim para modelar el efecto del no cumplimiento de las normas de tránsito en la movilidad y el medio ambiente

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(1)PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL ÁREA DE TRANSPORTE. TÍTULO PROYECTO DE GRADO:. USO DEL SOFTWARE VISSIM PARA MODELAR EL EFECTO DEL NO CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS DE TRANSITO EN LA MOVILIDAD Y EL MEDIOAMBIENTE. PRESENTADO POR: JEISON FABIAN TÉLLEZ ROJAS. ASESOR DEL PROYECTO DE GRADO: JUAN PABLO BOCAREJO. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES BOGOTÁ NOVIEMBRE DE 2011.

(2) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Agradecimientos Este proyecto de grado lo he podido desarrollar gracias a la colaboración de varios actores, mediante los cuales se ha podido estructurar y concluir este trabajo. En primer lugar gracias a Dios por la oportunidad que nos da todos los días de vivir la vida y disfrutar de ella. Gracias a él, he encontrado en mi carrera un motivo para ser feliz. Agradezco a la Universidad de los Andes por facilitar la licencia del software Vissim para llevar a cabo mí trabajo, así como los recursos bibliográficos y las instalaciones físicas para el desarrollo del mismo. De igual manera agradezco al grupo de estudios de Sostenibilidad Urbana y Regional (SUR) de la Universidad de los Andes por facilitarme el registro en video del tráfico, el cual sirvió como base para determinar las características de las vías modeladas. Finalmente un agradecimiento especial al doctor Juan Pablo Bocarejo por su asesoría en la metodología y dirección del presente proyecto de grado.. 2.

(3) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Contenido Justificación del estudio ................................................................................................... 5 Objetivos del estudio ........................................................................................................ 6 Marco teórico................................................................................................................... 6 Alcance de la investigación teórica ................................................................................ 10 Normas de tránsito a modelar ......................................................................................... 10 Metodología .................................................................................................................... 11 Infracción 1: Giro a la izquierda en zona no permitida .............................................. 13 Infracción 2: Recoger y dejar pasajeros en zonas no permitidas ................................ 14 Infracción 3: Parqueo en zonas no permitidas ............................................................ 15 Programación y obtención de la información requerida ................................................. 16 Análisis de la información .............................................................................................. 17 Calle 80 ....................................................................................................................... 17 Resumen numérico ................................................................................................. 17 Resumen gráfico ..................................................................................................... 17 Avenida 68.................................................................................................................. 19 Resumen numérico ................................................................................................. 19 Resumen grafico ..................................................................................................... 19 Carrera 7 ..................................................................................................................... 21 Resumen numérico ................................................................................................. 21 Resumen gráfico ..................................................................................................... 22 Análisis general de la información obtenida .............................................................. 23 Diseño del modelo .......................................................................................................... 24 Infracción 1: Giro a la izquierda en zona no permitida .............................................. 24 Modelo 1: Giro a la izquierda NO permitido ......................................................... 24 Modelo 2: Giro a la izquierda permitido ................................................................ 29 Resultados del modelo ............................................................................................ 32 Análisis y comparación de resultados .................................................................... 34 Conclusiones parciales para la infracción 1: giro a la izquierda no permitido ....... 38 Infracción 2: Paraderos de transporte público en zonas no permitidas ...................... 39 Modelo 1: Recoger y dejar pasajeros en zonas NO permitidas .............................. 39 Modelo 2: Recoger y dejar pasajeros en zonas permitidas ..................................... 45 Resultados del modelo ............................................................................................ 46 Análisis y comparación de resultados .................................................................... 48 Conclusiones parciales para la infracción 2: paraderos de transporte público en zonas no permitidas ................................................................................................ 53 Infracción 3: Parqueo en zonas no permitidas ............................................................ 53 3.

(4) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Modelo 1: Parqueo en zonas NO permitidas .......................................................... 53 Modelo 2: Flujo continuo (sin zonas de parqueo) .................................................. 60 Resultados del modelo ............................................................................................ 61 Análisis y comparación de resultados .................................................................... 63 Conclusiones parciales para la infracción 3: Parqueo en zonas no permitidas ...... 67 Conclusiones y análisis final .......................................................................................... 69 Bibliografía ..................................................................................................................... 71 Anexos ............................................................................................................................ 72 Formato modelo para conteo vehicular ...................................................................... 72 Análisis complementarios .......................................................................................... 73 Alimentación de los modelos ................................................................................. 73 Tiempo de evaluación para los modelos ................................................................ 75 Número de evaluaciones por modelo ..................................................................... 75. 4.

(5) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Justificación del estudio El efecto del no cumplimiento de las normas de tránsito en la movilidad es un tema de interés que se ha abordado desde distintas perspectivas. Actualmente, se ha desarrollado varios trabajos académicos y de investigación con el objetivo de establecer la relación entre las normas de movilidad expresadas en los códigos, y la efectividad de las mismas en materia de movilidad, expuesta en el marco de la vida cotidiana. Sin embargo, la metodología que usualmente se ha utilizado para el desarrollo de este tema consiste en un trabajo de campo en donde se evalúa el efecto del no cumplimiento de las normas de tránsito en la movilidad en base a datos registrados por una persona presente en el lugar de estudio. Por otro lado, cada vez es mayor el interés que tienen la comunidad y las instituciones públicas y privadas en el efecto que el tráfico pueda tener sobre el medio ambiente, por lo que este aspecto también se analizará en el presente documento en el marco del cumplimiento o no cumplimiento de las normas de tránsito. En este orden de ideas, a pesar de que el tema del efecto del no cumplimiento de las normas de tránsito es un tema de interés para el área de transporte, no se tiene algún registro de estudios que impliquen modelos de este fenómeno en algún software, tal vez debido a las limitaciones y la complejidad del proceso. Actualmente, los software de modelación de transito no tienen incluida alguna opción que permita generar una infracción a las normas existentes, en parte porque cada país tiene normas diferentes de tránsito. Por citar un ejemplo, el giro a la izquierda está permitido en algunos países mientras que en otros no. De hecho, en el mismo país puede haber intersecciones en las que se permita esta maniobra mientras que en otras intersecciones es ilegal. No obstante, la propuesta de proyecto de grado de este documento consiste en implementar un modelo en el software Vissim, y de esta forma brindar una herramienta que contribuya al análisis del fenómeno ya mencionado, el cual está presente en todas las ciudades del mundo, y genera un sin número de incidentes y accidentes. Se hará un análisis cuantitativo del efecto del no cumplimiento de las normas de tránsito en la movilidad, el cual será generado a partir de modelos que caracterizaran escenarios en donde no se cumplen las normas de tránsito versus escenarios en donde si se cumplen las mismas normas evaluadas. El estudio que se desarrolla en el presente documento tiene su justificación en las siguientes hipótesis opuestas entre ellas:. 5.

(6) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Hipótesis 1: o. Al no respetar las normas de tránsito, la movilidad vehicular se ve afectada de forma negativa debido a los incidentes que pueden generarse por efecto de decisiones egoístas por parte de algunos conductores. De igual modo, el efecto en el medio ambiente puede ser perjudicial al no cumplir con las normas de tránsito existentes.. Hipótesis 2: o. Algunas de las normas de tránsito obstaculizan la movilidad de la ciudad debido a la impertinencia de las mismas, por lo que ignorarlas puede mejorar la movilidad de la ciudad. Adicionalmente, el efecto en el medio ambiente de ignorar algunas normas de tránsito “impertinentes” puede ser positivo.. Objetivos del estudio Comparar el resultado de obedecer las normas de tránsito en contraste con el no cumplimiento de las mismas, en materia de movilidad a partir de la modelación que se realizará en el software Vissim.. Comparar el resultado de obedecer las normas de tránsito en contraste con el no cumplimiento de las mismas, en materia de medio ambiente a partir de la modelación que se realizará en el software Vissim.. Generar una herramienta para futuras investigaciones, que contribuya al análisis del fenómeno del no cumplimiento de las normas de tránsito.. Marco teórico Con el objetivo de establecer cuál es la influencia del no cumplimiento de las normas de tránsito en la movilidad, a través de la modelación en el software Vissim, se establecerá como punto de referencia los siguientes parámetros o indicadores:. 6.

(7) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Tiempo promedio de espera: o. Este parámetro es un indicador de la movilidad, y hace referencia al tiempo promedio que emplea cada vehículo cuando está detenido con referencia a una unidad de tiempo fija. Por tomar un ejemplo, la cantidad de segundos que el vehículo duro detenido en un espacio de una hora. (Cal_Y_Mayor, 2007).. Emisiones de NOx: o. Este parámetro evalúa la contaminación del tráfico, y hace referencia a la cantidad de óxido de nitrógeno (NO) que es expulsado al aire por la totalidad de vehículos que componen el tráfico. En este caso el software Vissim hace una suma ponderada del total de óxido de nitrógeno en todas sus posibles formas: NO, NO2, NO3, etc. Usualmente las unidades de medición son gramos por hora.. Emisiones de CO: o. Este parámetro también evalúa la contaminación del tráfico, y hace referencia a la cantidad de óxido de carbono (CO) que es expulsado al aire por la totalidad de vehículos que componen el tráfico. Usualmente las unidades de medición son gramos por hora.. Longitud máxima de cola: o. De acuerdo a el libro de ingeniería de transito de Cal y Mayor, la longitud de cola se puede determinar mediante las siguientes ecuaciones:. Estas ecuaciones indican que la longitud de máxima de cola está relacionada directamente con el ciclo semafórico, por lo que este parámetro se debe tener en cuenta para el modelo. Este indicador evalúa la movilidad del tráfico vehicular.. 7.

(8) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Número de vehículos: o. Este indicador que evalúa la movilidad del tráfico, hace referencia al número de vehículos que pasan por un determinado punto por cada unidad de tiempo (Cal_Y_Mayor, 2007).. Tiempo promedio de parada: o. Este parámetro es un indicador de la movilidad, y hace referencia al tiempo promedio que emplea cada vehículo por el total de paradas que hace por unidad de tiempo. Por tomar un ejemplo, la cantidad de segundos que el vehículo empleo en las paradas que hizo en un espacio de una hora. (Cal_Y_Mayor, 2007). Número de paradas: o. Este es un indicador que mide la movilidad, y hace referencia al número total de paradas que hace cada vehículo en una unidad de tiempo determinada (Cal_Y_Mayor, 2007).. A continuación, se muestra el meta-análisis de la bibliografía encontrada en donde se ha realizado estudios similares a los que se presenta en este documento. Estos documentos han sido tomados de la base de datos de Sciencedirect.. Tabla 1. Revisión bibliográfica de temas relacionados con micro simulación, comportamientos y Vissim. TITULO. AÑO. PALABRAS. RESUMEN. CLAVE. Service Reliability. Rutas de bus de. Este paper evalúa una modelación acerca. Analysis of High. alta frecuencia,. del transporte público y los ciclos de este.. Transporte. Entre más fluctuante es el tiempo de. Using Stochastic. público,. recorrido, más pasajeros se acumulan en las. Simulation. Simulación. estaciones y mayor es el tiempo de espera. Frequency Transit. 2009. Este documento explica el proceso de A probabilistic. Control del. model for traffic at. tráfico, Control. actuated control signals. 2009. de señales, Modelo, Vissim. modelación. de. semaforizadas,. y. las su. intersecciones influencia. en. la. variabilidad del tráfico. Explica que el tiempo de espera estimado para el diseño de ciclos semafóricos algunos. no. aspectos. toma. en. consideración. comportamentales. 8. del.

(9) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. conductor en forma individual, por lo que el modelo. puede. resultar. ser. una. mejor. herramienta para la planificación y el diseño de las intersecciones. A simulation study. Simulación,. of demand. zonificación,. responsive transit. 2008. system design. medidas de rendimiento. En este artículo establece la diferencia de operación entre las zonas que no tienen un sistema de transporte organizado vs las que si lo tienen. Se evalúa en términos de tiempo de ciclo, tamaño de la flota, etc. Este artículo propone que la forma en que se conduce en China es muy diferente a la. Calibration of a micro simulation program for a. 2011. Chinese city. Vissim,. forma en que se conduce en Europa o. Simulación,. EEUU. Por lo tanto se hace un modelo en. Comportamient. Vissim para establecer velocidades de flujo. os. aceleración, volumen vehicular y demás parámetros. que. caracterizan. al. tránsito. Chino. Este articulo explica la relación que existe. Roundabouts: Problems of and strategies for. 2007. Vissim, Simulación. access. entre el consume de combustible y la velocidad promedio del vehículo, y se modela en Vissim el desempeño del mismo a través del tráfico. Este artículo presenta un método de control de la señal multi-objetivo utilizando la lógica difusa. La señal de control de tráfico utiliza la lógica difusa, en la cual. Multi-objective. pertenencia a cada señal son optimizadas de. signal control of urban junctions – Framework and a London case study. las funciones de. 2007. Señales de. acuerdo. con el. principio. tráfico,. por Bellman-adeh.. Optimización. Este enfoque es práctico para la toma de. Multi-objetivo. decisiones y. eficiente,. ya. que. propuesto. conduce. directamente a una solución óptima de la señal. de. Pare.. Las. funciones. de. pertenencia de la lógica borrosa se optimizan mediante un. algoritmo. genético. junto al. microsimulador de tráfico VISSIM.. 9.

(10) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Este paper trata sobre la regla fundamental Control de Iterative Learning. señales de. Based Adaptive. tráfico, tráfico. Traffic Signal Control. 2010. urbano, Aprendizaje iterativo, Vissim.. de la lógica de control de la señal, que es descrita por la teoría fuzzy iterativa. En donde se intervienen las señales de tránsito (especialmente semáforos) con el objetivo de mejorar la intersección. Basado en los resultados. de. simulación por VISSIM, se. indica que el efecto del método propuesto es más eficaz que los métodos de control fijos.. Alcance de la investigación teórica Esta investigación se limitará al uso del software alemán Vissim, por lo que los resultados extraídos a partir de la modelación en este software no serán reproducidos por el investigador en algún otro software similar, aunque sí podrán ser comparados con resultados extraídos de investigaciones previas o futuras realizadas por otros investigadores. La modelación dará un resultado estadísticamente significativo, debido a que el sistema de simulación sigue la naturaleza aleatoria del tránsito. Esto implica que el resultado puede no corresponder del todo con la realidad, pero si aportará datos estadísticamente significativos del no cumplimiento de las normas de tránsito en comparación con el cumplimiento de las mismas. Los resultados del modelo permitirán hacer una evaluación cuantitativa del no cumplimiento de las normas de tránsito desde dos puntos de vista diferentes: el efecto sobre la movilidad y el efecto sobre el medio ambiente. Finalmente, este proyecto de tesis no analizará el efecto del no cumplimiento de las normas de tránsito en la accidentalidad, debido a que el software no está en la capacidad de modelar este tipo de circunstancias. Tampoco proporcionará resultados aplicables al transporte en carretera o zonas rurales, debido a que las características propias del proyecto se dan sobre corredores urbanos.. Normas de tránsito a modelar Las normas de tránsito que se modelarán en con el objetivo de establecer el efecto del no cumplimiento de las mismas, son las siguientes:. 10.

(11) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Giro a la izquierda en zonas no autorizadas: o. Esta infracción se da cuando la intersección no está habilitada mediante semáforos o algún otro tipo de señalización que permita que los vehículos hagan un giro a la izquierda para tomar la vía perpendicular a la que se encuentra actualmente el vehículo.. Recoger pasajeros en zonas no permitidas: o. Esta infracción se da especialmente para vehículos de servicio público. Sucede cuando los vehículos recogen pasajeros en casi que cualquier zona haciendo caso omiso de los paraderos que se han establecido para este propósito.. Parqueo en zonas no permitidas: o. Este tipo de infracción se da cuando los vehículos se detienen por completo para estacionarse en zonas donde la movilidad es crítica, o en zonas donde se requiere el espacio disponible para la entrada y salida de vehículos, por lo que un vehículo mal parqueado podría obstaculizar este propósito.. Metodología Debido a que se dificulta modelar directamente infracciones de tránsito en cualquier software de modelación de tránsito, se usará la siguiente metodología para cumplir los objetivos propuestos. Para hacer el modelo que permita determinar los efectos del no cumplimiento de las normas de tránsito, el software Vissim pide datos mínimos como lo son el volumen vehicular, la velocidad promedio para cada vehículo, y la composición vehicular. A continuación se define cada uno de estos términos:. Volumen o flujo vehicular: o. Se refiere a la cantidad de vehículos que transitan por una vía determinada en un espacio de tiempo determinado. Usualmente se toma un intervalo de vehículos por hora.. 11.

(12) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Velocidad promedio por Vehículo: o. Este parámetro permite establecer para cada uno de los tipos de vehículo del modelo (carro, moto, camión, etc.) una velocidad de recorrido distinta.. Composición Vehicular: o. Esto hace referencia a la proporción de vehículos que transitan por una vía. Es decir, de la cantidad de vehículos que pasan por una vía cuántos son motos, cuantos buses, cuantos carros, etc.. Tasa de desaceleración: o. Se refiere a la razón a la cual el vehículo desacelera para poder detenerse por completo o para realizar alguna maniobra.. Adicionalmente el software exige determinar algunas características básicas de la vía, tales como el ancho del carril, el número de carriles, la existencia o no existencia de pasos peatonales, y el uso o no uso de semáforos. A continuación se muestra la metodología a seguir para cada una de las infracciones a modelar, así como la forma en que se compararán los resultados de la modelación.. 12.

(13) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Infracción 1: Giro a la izquierda en zona no permitida. Elaborar un esquema de la intersección en el software vissim. Asignar parametros basicos para el modelo: •Composición vehicular •Velocidad de circulación •Volumen vehícular. Elaborar dos distintos escenarios con las mismas condiciones básicas: •En un escenario se permitirá el giro a la izquierda para tomar la vía perpendicular a la que transita •En otro escenario se obligará a hacer una “oreja” para tomar la vía perpendicular a la que transita. Comparar los resultados de acuerdo a los indicadores definidos. Concluir con respecto a los resultados. 13.

(14) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Infracción 2: Recoger y dejar pasajeros en zonas no permitidas. Diseñar un corredor vehicular en donde el transporte público sea una parte importante de la composición vehicular. Asignar parametros basicos para el modelo: •Composición vehicular •Velocidad de circulación •Volumen vehícular. Elaborar dos distintos escenarios con las mismas condiciones básicas: •En el primer escenario se modelará paradas de autobuses en cualquier carril del corredor, y de forma aleatoria. •En el segundo escenario se establecerá paradas de autobuses organizadas en intervalos frecuentes. Estas paradas se ubicarán únicamente en el carril inmediatamente contiguo al andén de peatones. Comparar los resultados de acuerdo a los indicadores definidos. Concluir con respecto a los resultados. 14.

(15) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Infracción 3: Parqueo en zonas no permitidas. Diseñar un corredor en donde algunos conductores de vehículos particulares se estacionen de forma permanente o temporal. Asignar parametros basicos para el modelo: •Composición vehicular •Velocidad de circulación •Volumen vehícular. Elaborar dos distintos escenarios con las mismas condiciones básicas: •En el primer escenario permitirá que los conductores de vehículos particulares se estacionen de forma permanente o temporal el carril inmediatamente contiguo al andén •En el segundo escenario se impedirá que los vehículos se estacionen, por lo que el flujo vehicular será continuo. Comparar los resultados de acuerdo a los indicadores definidos. Concluir con respecto a los resultados. 15.

(16) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Programación y obtención de la información requerida Se debe tomar en cuenta que este modelo plantea una serie de escenarios hipotéticos en los cuales se pueda medir los efectos del no cumplimiento de las normas de tránsito, por lo que los datos de ingreso para el modelo bien pudieran no coincidir con la realidad. No obstante, para obtener un mejor resultado del modelo, se ingresarán datos estimados de algunas de las principales vías de la ciudad de Bogotá para diferentes tramos. Estos datos serán proporcionados mediante un registro en video de las horas pico de la mañana (7am – 9am aproximadamente), así como para las horas pico de la tarde (5pm – 7pm). Mediante estos registros en video, se hará un conteo detallado de los vehículos que transitan por estas vías. En la sección de anexos se muestra el formato modelo para el conteo vehicular. Las vías de las cuales se van a obtener los datos son: Avenida 68, Carrera 7 y la Calle 80, todas ellas en la ciudad colombiana de Bogotá. Mediante estos datos reales se espera poder obtener resultados que se asemejen a la realidad. Es apropiado aclarar que para que estos datos sean válidos y se ajusten de una forma aproximada a la realidad, las vías que se diseñarán en el modelo deberán coincidir con las características de las vías de las cuales se extrajo la información en cuanto a sus parámetros geométricos (número de carriles, ancho del carril y cruces peatonales entre otros).. 16.

(17) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Análisis de la información Calle 80 Resumen numérico Tabla 2 Resumen del tránsito por la Calle 80. Vehículo Moto. Microbús. Particular + Buseta + Bicicleta + Taxi. Bus. Camión (C2-C6). Total. Flujo Vehicular (Vehículos/Hora) Día 1. 86,6. 194,0. 19,0. 5,0. 16,9. 321,5. Día 2. 90,2. 201,2. 18,0. 5,2. 18,8. 333,4. Día 3. 83,0. 207,9. 19,0. 3,9. 20,0. 333,8. Promedio. 86,6. 201,0. 19,0. 4,7. 18,6. 329,9. Día 1. 23%. 58%. 6%. 2%. 6%. 100%. Día 2. 25%. 57%. 5%. 3%. 5%. 100%. Día 3. 23%. 60%. 6%. 4%. 7%. 100%. Promedio. 23%. 58%. 6%. 2%. 6%. 100%. Porcentaje participación (%). En la tabla 2 se muestra la proporción vehicular y el volumen vehicular para cada uno de los días de conteo. Estos resultados se discriminan por tipo de vehículo, debido a que estos datos deben ser incluidos en el modelo de esta manera. En el siguiente título se analizará la tabla 2, con el objetivo de obtener conclusiones respecto al tránsito por el corredor de la calle 80.. Resumen gráfico. 17.

(18) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. 2% 6% 7%. 24% Moto Vehículo Particular + Taxi Microbús + Buseta + Bus Bicicleta Camión (C2-C6) 61%. Ilustración 1. Proporción Promedio Vehicular Calle 80. Como se muestra en la ilustración 1, se observa que la proporción de vehículos que transitan por la calle 80 está liderada principalmente por el vehículo particular, seguido por la moto. También se destaca que la bicicleta ocupa el último lugar en términos de desplazamiento por este corredor, por lo que el vehículo motorizado domina un 98% del total de modos usados para realizar los viajes por este corredor.. 250 201 200 150 100. 86,6. 50. 19. 4,7. 18,6. 0 Moto. Vehículo Particular + Taxi. Microbús + Buseta + Bus. Bicicleta. Camión (C2C6). Ilustración 2. Flujo Vehicular Calle 80 (Vehículos/Hora). En la ilustración 2 se observa la cantidad de vehículos que transitan por hora en la calle 80. En promedio, 201 vehículos particulares se mueven en una hora por este corredor, mientras que solo 19 vehículos de transporte público. Adicionalmente, el corredor es usado por un promedio de 5 bicicletas por hora aproximadamente.. 18.

(19) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Avenida 68 Resumen numérico Tabla 3. Resumen de tránsito para la Avenida 68. Vehículo. Microbús. Moto Particular + Buseta + Bicicleta + Taxi. Bus. Camión (C2-C6). Total. Flujo Vehicular (Vehículos/Hora) Día 1 135,2. 354,9. 52,4. 6,7. 19,6. 568,8. Día 2 170,5. 446,8. 67,8. 2,2. 23,9. 711,2. Día 3 166,3. 465,2. 68,0. 8,7. 27,8. 735,9. Promedio 157,3. 422,3. 62,7. 5,8. 23,8. 671,9. Porcentaje participación (%) Día 1. 24%. 62%. 9%. 1%. 3%. 100%. Día 2. 24%. 63%. 10%. 0%. 3%. 100%. Día 3. 23%. 63%. 9%. 1%. 4%. 100%. Promedio. 23%. 63%. 9%. 1%. 4%. 100%. En la tabla 3 se muestra la proporción vehicular y el volumen vehicular para cada uno de los días de conteo para este corredor vehicular. Nuevamente, estos resultados se discriminan por tipo de vehículo, debido a que estos datos deben ser incluidos en el modelo de esta manera. En el siguiente título se analizará la tabla 3, con el objetivo de obtener conclusiones respecto al tránsito por el corredor de la avenida 68.. Resumen grafico. 19.

(20) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. 1% 4% 9%. 23% Moto Vehículo Particular + Taxi Microbús + Buseta + Bus Bicicleta Camión (C2-C6). 63%. Ilustración 3. Proporción Promedio Vehicular Avenida 68. En la ilustración 3 se observa que el modo de transporte predominante para este corredor es el automóvil particular, el cual es usado por más de la mitad de los usuarios de esta vía (63%). Por otro lado se observa que sobre la avenida 68 el uso de la bicicleta equivale a solo el 1% del total del tránsito, por lo que nuevamente los vehículos motorizados son los más utilizados (99% del tránsito).. Flujo Vehicular Av 68 (Vehiculos/Hora) 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0. 422,3. 157,3 62,7. Moto. Vehículo Particular + Taxi. Microbús + Buseta + Bus. 5,8. 23,8. Bicicleta. Camión (C2C6). Ilustración 4. Flujo vehicular Avenida 68 (Vehículos/Hora). 20.

(21) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. En la ilustración 4 se observa la cantidad de vehículos que transitan por hora para el caso de la avenida 68, en la ciudad de Bogotá. Se observa que el vehículo particular, junto con taxis, es el modo más utilizado para desplazarse por este corredor, con un tránsito promedio horario de 422 vehículos. Por otro lado se observa que solo transitan aproximadamente 6 bicicletas por hora por este corredor.. Carrera 7 Resumen numérico Tabla 4. Resumen del tránsito por la Carrera 7. Vehículo Moto. Microbús. Particular + Buseta + Bicicleta + Taxi. Bus. Camión (C2-C6). Total. Flujo Vehicular (Vehículos/Hora). Día 1. 79,3. 366,6. 81,9. 12,6. 6,8. 547,2. Día 2. 55. 439,2. 41,9. 9,8. 5,4. 551,3. Día 3. 67,2. 402,9. 61,9. 11,2. 6,1. 549,3. Promedio. 67,2. 402,9. 61,9. 11,2. 6,1. 549,3. Día 1. 14%. 67%. 15%. 2%. 1%. 100. Día 2. 10%. 80%. 9%. 2%. 0%. 100. Día 3. 12%. 73%. 11%. 3%. 1%. 100. Promedio. 12%. 73%. 12%. 2%. 1%. 100. Porcentaje participación (%). En la tabla 4 se observa la proporción vehicular y el volumen vehicular para cada uno de los días de conteo. De forma similar a los conteos realizados para los corredores anteriores, estos resultados se discriminan por tipo de vehículo, debido a que estos datos deben ser incluidos en el modelo de esta manera. En el siguiente título se analizará la tabla 4, con el objetivo de obtener conclusiones respecto al tránsito por el corredor de la carrera 7.. 21.

(22) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Resumen gráfico 2% 1%. 12%. 12% Moto Vehículo Particular + Taxi Microbús + Buseta + Bus Bicicleta Camión (C2-C6) 73%. Ilustración 5. Proporción Promedio Vehicular carrera 7. Como se observa en la ilustración 5, se ve que proporción de vehículos que transitan por la calle 80 está liderada principalmente por el vehículo particular, al igual que en los demás corredores analizados. En segundo lugar, se encuentra la moto junto con el vehículo particular, ambos con un 12% de participación en el flujo vehicular. Para este corredor, se destaca que el camión ocupa el último lugar en términos de desplazamiento por este corredor.. 450,0. 402,9. 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0. 67,2. 61,9. 50,0. 11,2. 6,1. Bicicleta. Camión (C2C6). 0,0 Moto. Vehículo Particular + Taxi. Microbús + Buseta + Bus. Ilustración 6. Flujo Vehicular carrera 7 (Vehículos/Hora). 22.

(23) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. En la ilustración 6 se observa la cantidad de vehículos que transitan por hora en la carrera 7. En promedio, unos 403 vehículos particulares se mueven en una hora por este corredor, mientras que solo 62 vehículos de transporte público. Adicionalmente, el corredor es usado por un promedio de 11 bicicletas por hora aproximadamente.. Análisis general de la información obtenida Con respecto a la información obtenida de los tres corredores analizados, se observa una tendencia en cuanto a la proporción vehicular se refiere. Los vehículos particulares (incluyendo taxis) presentan una proporción aproximada del 62% del total de los vehículos que transitan por las vías de la ciudad de Bogotá, seguido por las motos con una participación del 23%, los vehículos de transporte público con una participación del 8%, los vehículos de transporte de carga (camiones) con un 5% y finaliza la bicicleta con apenas un 2% aproximado de participación en el tránsito de la ciudad, tal y como se observa en la siguiente ilustración:. Proporción Vehicular Promedio 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Moto. Vehículo Particular + Taxi. Microbús + Buseta + Bus. Bicicleta. Camión (C2C6). Ilustración 7. Proporción vehicular Promedio. No obstante, el flujo vehicular por hora presenta cambios significativos dependiendo del corredor, ya que algunos corredores atraen más viajes que otros en función de su geometría, la hora del día y la posición geográfica. A continuación se muestra el cambio en el flujo vehicular en intervalo de una hora.. 23.

(24) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0. Av. 68. 150,0. Cra 7. 100,0. Cll 80. 50,0 0,0 Moto. Vehículo Particular + Taxi. Microbús + Buseta + Bus. Bicicleta. Camión (C2C6). Ilustración 8. Diferencia entre el flujo vehicular promedio de la Cra 7, Cll 80 y la Av. 68. Diseño del modelo Infracción 1: Giro a la izquierda en zona no permitida Modelo 1: Giro a la izquierda NO permitido A continuación se muestra el modelo en el cual los conductores deben realizar una “oreja”, también conocido como “loop”, mediante la cual se puedan integrar al flujo del corredor que va en sentido perpendicular al cual circulan. Para crear este modelo, inicialmente se debe agregar la moto como vehículo, debido a que en la configuración por defecto este tipo de vehículos es excluido.. Dado que la modelación se realiza en un escenario hipotético, no es necesario que coincida con corredores viales reales. Sin embargo, para obtener un resultado más “real” se empleará el esquema que siguen algunos corredores en términos de intersecciones, número de carriles, ancho de carril, etc. Para este caso, se usará la configuración de la intersección entre la Av. Primera de mayo y la Av. Villavicencio de la ciudad de Bogotá. A continuación se muestra la intersección, junto con el recorrido que deben hacer lo vehículos para tomar la vía perpendicular al corredor sobre el cual transitan.. 24.

(25) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Ilustración 9. Intersección Av. Primera de mayo con Av. Villavicencio ruta normal. Fuente: Google maps. El siguiente paso a seguir es insertar los links (corredores) y conectores entre ellos. En este paso se configura el número de carriles, el ancho del carril y la longitud del corredor. En la ilustración 9 se muestra los links y conectores insertados usando el mismo recorrido de la intersección Av. Primera de mayo (E-O en el sentido de la ilustración) con la Av. Villavicencio (N-S en el sentido de la ilustración). En la siguiente tabla se indica las características de los corredores del modelo. Tabla 5. Características de los corredores del modelo. Corredor Av. Primero de mayo (E-O) Av. Primero de mayo (O-E) Av. Villavicencio (N-S) Av. Villavicencio (S-N) Trans. 78 HBISA Cll. 45 Sur (N-S) Cll. 45 Sur (S-N). Número de carriles Ancho de carril 3 3,5 3 3,5 3 3,5 3 3,5 1 3,5 1 3,5 1 3,5. 25.

(26) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Una vez están creados los corredores viales, se establece la proporción de vehículos. En este punto se determina el porcentaje de participación de cada tipo de vehículo, así como la velocidad promedio de circulación. En la tabla 6 se muestra los datos de entrada para este modelo, los cuales están basados en los datos recolectados a partir de conteos realizados en corredores con características similares a las de la intersección. Tabla 6. Parámetros de entrada para el modelo. Tipo de Vehículo Carro (Car) Camión (HGV) Bus Bicicleta (Bike) Moto. Composición Vehicular Velocidad (Km/h) Rango de velocidad (Km/h) 64% 40 40 - 45 5% 30 30 - 35 8% 30 30 - 35 1% 15 15 - 20 22% 40 40 - 45. El siguiente paso a seguir es asignar las rutas que deben seguir los vehículos, junto con sus respectivos porcentajes de decisión. Esto implica que se debe asignar el porcentaje de vehículos que transitaran hacia un corredor u otro. En las ilustración 10 se muestra el número de link y en la tabla 7 la proporción de vehículos que transitan desde cada origen-destino, en base al total de vehículos que transitan por el mismo corredor.. Ilustración 10. Asignación numérica para cada link. 26.

(27) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Tabla 7. Porcentaje de participación vehicular para cada par origen-destino según la configuración de la ilustración 8. From 1 1 1 2 2 6 6 5 5 2 2 1 1 7 7 3 3. To 3 1 5 7 2 2 6 1 5 5 2 6 1 1 7 2 3. Distribución 20% 70% 10% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 30% 70%. A continuación se asigna el volumen vehicular al modelo. En la siguiente tabla se muestra el volumen vehicular que se ha asignado para cada link, tomando en cuenta los conteos que se realizaron para corredores con características similares al de la intersección modelada. El volumen vehicular se agrega para intervalos de 30 minutos.. Tabla 8. Volumen vehicular para el modelo. Característica de la vía Tramo temporal (seg) 0 - 1800 Vías 3 carriles 1800 - 3600 3600 - 5400 0 - 1800 Vías 1 y 2 carriles 1800 - 3600 3600 - 5400. Volumen Vehicular 2500 2600 2600 200 300 300. Posteriormente, se asignan áreas de reducción de velocidad en las zonas en que los vehículos hacen alguna curva. De esta manera la modelación es más real, ya que en la realidad los vehículos reducen su velocidad para hacer giros. En la tabla 9 se muestra la configuración de reducción de velocidad por tipo de vehículo. Todas las curvas tienen reductores de velocidad.. 27.

(28) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Tabla 9. Configuración de reductores de velocidad en curvas. Tipo de Vehículo Carro (Car) Camión (HGV) Bus Bicicleta (Bike) Moto. Desaceleración (m/s^2) 2 1.7 1.7 2 2. velocidad en zona de desaceleración (km/h) 20 15 15 12 20. Rango de velocidad en zona de desaceleración (Km/h) 20 - 25 15 - 20 15 - 20 12 - 15 20 - 25. Ahora es necesario insertar semáforos en las intersecciones para lograr que los vehículos interactúen de forma organizada. La configuración semafórica se muestra en la ilustración 11, de acuerdo a los tiempos asignados para verde, amarillo y rojo. En la ilustración 12 se muestra la posición de cada semáforo de acuerdo a la configuración de la ilustración 11.. Ilustración 11. Configuración de semáforos en las intersecciones. 28.

(29) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Ilustración 12. Posición de los semáforos de acuerdo a la configuración de la ilustración 9. También se debe crear un nodo en la intersección Av. Primera de mayo con Av. Villavicencio. Este nodo permitirá que se evalué los diferentes aspectos de interés en la intersección cuando termine la modelación.. Por último se corre el modelo. La evaluación se hará solo después de que hayan transcurrido 15 minutos en el modelo, con el objetivo de permitir al modelo estabilizarse y converger a un flujo vehicular. La evaluación se realizará para una hora.. Modelo 2: Giro a la izquierda permitido A continuación se muestra el modelo en el cual los conductores pueden realizar un giro a la izquierda mediante la cual se puedan integrar al flujo del corredor que va en sentido perpendicular al cual circulan. La ilustración 13 muestra el recorrido opcional que pueden seguir algunos de los vehículos dadas las condiciones del modelo.. 29.

(30) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Ilustración 13. Intersección Av. Primera de mayo con Av. Villavicencio ruta opcional. Fuente: Google maps. Este modelo conservará todas las características del modelo anterior, en el cual es necesario hacer una “oreja” para tomar la misma ruta descrita anteriormente.. La única excepción es que se modificarán las rutas, de tal manera que se pueda hacer el giro a la izquierda. Siguiendo el esquema de la ilustración 13, en la tabla 10 se muestra el nuevo porcentaje de participación vehicular por ruta.. 30.

(31) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Tabla 10. Porcentaje de participación vehicular para cada par origen-destino según la configuración de la ilustración 8. From 1 1 1 2 2 6 6 5 5 2 2 1 1 1 7 7 3 3. To 3 1 5 7 2 2 6 1 5 5 2 6 1 5 1 7 2 3. Distribución 20% 70% 10% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 25% 70% 5% 30% 70% 30% 70%. Dado que ahora los vehículos podrán hacer el giro a la izquierda, claramente interferirán con el resto del tráfico. Para que esto sea posible, se debe establecer áreas de conflicto, las cuales son útiles para lograr que los vehículos interactúen entre sí. En la ilustración 14 se muestra las áreas de conflicto para el tránsito. Las líneas en color verde tienen prioridad sobre las de color rojo. Esto implica que los vehículos que van a girar a la izquierda deben ceder el paso antes de cruzar y no pueden meterse de forma brusca, tal y como debería ocurrir en la vida real.. Ilustración 14. Áreas de conflicto en la intersección Av. Primera de mayo y la Av. Villavicencio. 31.

(32) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. También se debe crear un nodo en la intersección Av. Primera de mayo con Av. Villavicencio. Este nodo permitirá que se evalué los diferentes aspectos de interés en la intersección cuando termine la modelación.. Por último se corre el modelo. La evaluación se hará solo después de que hayan transcurrido 15 minutos en el modelo, con el objetivo de permitir al modelo estabilizarse y converger a un flujo vehicular. La evaluación se realizará para una hora.. Resultados del modelo Para dar una idea general de la modelación, en las siguientes ilustraciones se muestran algunas capturas en 2 y 3 dimensiones del modelo durante su evaluación. La ilustración 15 muestra el modelo general en dos dimensiones, mientras que la ilustración 16 muestra un acercamiento en 3D de la intersección modelada.. Ilustración 15. Imagen 2D de la simulación para la intersección de la Av. Primera de mayo con la Av. Villavicencio. 32.

(33) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Ilustración 16. Imagen 3D de la simulación para la intersección de la Av. Primera de mayo con la Av. Villavicencio. Indicadores para evaluar el modelo Dado que el transito presenta una aleatoriedad propia de su naturaleza, cada modelación puede arrojar un resultado diferente. Para lograr obtener un resultado más preciso, se ha corrido el mismo modelo 5 veces y se ha promediado los resultados. A continuación se muestran los parámetros utilizados para evaluar el modelo, y su respectiva descripción. Tabla 11. Descripción de parámetros usados para evaluar el modelo. Parámetro. Descripción. Tiempo. Intervalo de tiempo evaluado. Delay(All) EmissNOx EmissCO MaxQueue Veh(All) tStopd(All) Stops(All). Tiempo promedio de espera (seg) Emisiones de NOx (gr) Emisiones de CO (gr) Longitud máxima de cola (m) Número de vehículos que transitan. Tiempo promedio de paradas Número promedio de paradas por vehículo. 33.

(34) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Resultado Modelo 1: giro a la izquierda NO permitido En la tabla 12 se muestra el resultado promedio de los modelos en intervalos de 15 minutos, para el caso en que no se permite hacer el giro a la izquierda. Tabla 12. Resultados para giro a la izquierda NO permitido. Tiempo (Min) 15 30 45 60. Delay(All) (seg) 81,59 75,56 72,03 87,13. EmissNOx (gr) 125,94 132,06 126,59 212,13. EmissCO (gr) 647,32 678,75 650,66 1090,27. maxQueue tStopd(All) Veh(All) Stops(All) (m) (seg) 138,95 362,36 57,69 1,86 141,04 402,91 52,37 1,69 137,85 380,09 49,68 1,66 163,83 616,50 60,50 2,04. Resultado Modelo 2: giro a la izquierda permitido En la tabla 13 se muestra el resultado promedio de los modelos en intervalos de 15 minutos, para el caso en que se permite hacer el giro a la izquierda.. Tabla 13. Resultados para giro a la izquierda permitido. Tiempo (Min) 15 30 45 60. Delay(All) (seg) 85,56 82,55 85,40 81,42. EmissNOx (gr) 121,60 125,24 131,45 121,68. EmissCO (gr) 624,99 643,71 675,63 625,42. maxQueue tStopd(All) Veh(All) (m) (seg) Stops(All) 135,37 352,36 59,34 2,16 143,65 369,82 57,23 2,00 146,45 375,27 59,42 2,04 136,39 362,45 55,96 2,02. Análisis y comparación de resultados. Tiempo Promedio de Espera (Seg). 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00. Giro Izquierda NO Permitido. 40,00 30,00. Giro Izquierda Permitido. 20,00 10,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 17. Promedio del tiempo de espera para los diferentes escenarios. 34.

(35) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. En la ilustración 17 se observa que el tiempo promedio de espera tiende a aumentar cuando se permite que los vehículos hagan un giro a la izquierda. Esto implica que la decisión personal de algunos conductores de realizar la maniobra a la izquierda en vez de hacer la “oreja”, podría aumentar el tiempo de espera de los demás vehículos. El resultado final es que el tiempo de viaje promedio de los vehículos que transitan por el corredor se incrementa.. 250,00. Emisiones NOx (gr). 200,00 150,00 Giro Izquierda NO Permitido. 100,00. Giro Izquierda Permitido. 50,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 18. Emisiones totales de NOx para los diferentes escenarios. En la ilustración 18 se muestra que las emisiones totales de NOx tienden a disminuir cuando se permite que algunos conductores realicen el giro a la izquierda, lo cual puede deberse a que a menores recorridos, las emisiones son proporcionalmente menores. Esto implica que desde el punto de vista ambiental podría ser beneficioso permitir este tipo de decisiones.. 35.

(36) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. 1200,00. Emisiones CO2 (gr). 1000,00 800,00 600,00. Giro Izquierda NO Permitido. 400,00. Giro Izquierda Permitido. 200,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 19. Emisiones totales de CO para los diferentes escenarios. La ilustración 19 muestra que las emisiones de CO se reducen cuando se permite que los automóviles giren hacia la izquierda. En sentido similar a la evaluación del indicador anterior, este resultado se puede explicar debido a que la longitud de. Max. Longitud de cola en intersección (m). recorrido es menor en el caso en que el automóvil gira hacia la izquierda.. 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00. Giro Izquierda NO Permitido. 80,00 60,00. Giro Izquierda Permitido. 40,00 20,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 20. Longitud máxima de cola vehicular para los diferentes escenarios. Como se indica en la ilustración anterior, la longitud máxima de cola vehicular tiende a ser menor cuando se permite que los vehículos giren hacia la izquierda, o cual implica que desde el análisis de este indicador, es beneficioso realizar este tipo de maniobras.. 36.

(37) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. 700,00. Número de Vehícilos. 600,00 500,00 400,00 300,00. Giro Izquierda NO Permitido. 200,00. Giro Izquierda Permitido. 100,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 21. Número de vehículos promedio que cruzan por cada escenario. La ilustración 21 muestra con claridad que cuando 5 % de los conductores giran hacia la izquierda (dato de entrada al modelo según tabla 10) en vez de hacer la “oreja”, está impidiendo que pasen más vehículos por cada hora. Esto implica que el permitir el giro a la izquierda en una intersección genera que más vehículos deban esperar para poder cruzar por el mismo punto.. Tiempo de Paradas (seg). 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00. Giro Izquierda NO Permitido. 20,00. Giro Izquierda Permitido. 10,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 22. Tiempo promedio empleado por vehículo en paradas según el escenario. En la ilustración anterior se muestra que el promedio de tiempo que los conductores deben emplear en las paradas por unidad de tiempo tiende a aumentar cuando el giro a la izquierda es permitido. Esto significa que el tiempo promedio de viaje por cada vehículo se incrementa por cada unidad de tiempo.. 37.

(38) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Número de Paradas. 2,50 2,00 1,50 1,00. Giro Izquierda NO Permitido. 0,50. Giro Izquierda Permitido. 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min). Ilustración 23. Número de paradas promedio por vehículo. Cuando se permite que algunos conductores realicen giros hacia la izquierda, se está aumentando las paradas que deben hacer los demás vehículos, como se observa en la ilustración 23. Esto implica que se está perdiendo más tiempo, lo cual aumenta el tiempo de viaje de cada conductor. En contraste, si la totalidad de los conductores hicieran la “oreja” para poder tomar la vía perpendicular a la que están transitando, el número de paradas se reduciría para cada vehículo integrante del tráfico.. Conclusiones parciales para la infracción 1: giro a la izquierda no permitido El efecto de que algunos vehículos tomen decisiones individuales de girar hacia la izquierda en las intersecciones, en vez de hacer la “oreja”, tiene fuertes implicaciones en el tráfico que pueden ser analizadas desde dos distintas perspectivas. En materia de movilidad, el hecho de que algunos conductores giren hacia la izquierda para evitar recorridos más largos afecta negativamente el tráfico, debido a que aumenta el tiempo promedio de espera, aumenta el número de paradas que deben hacer los vehículos y evita que otros vehículos transiten por la intersección en el mismo intervalo de tiempo. Sin embargo, en materia ambiental el efecto es totalmente positivo, debido a que el permitir este tipo de maniobras (giro a la izquierda) genera que el aporte de emisiones de gases de efecto invernadero del tráfico total se reduzca considerablemente, por lo que permitir este tipo de maniobras podría ser una buena política para reducir el impacto de contaminación por parte del ser humano.. 38.

(39) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Infracción 2: Paraderos de transporte público en zonas no permitidas Modelo 1: Recoger y dejar pasajeros en zonas NO permitidas En el siguiente modelo se mostrara el efecto que tiene en la movilidad el hecho de que los conductores de transporte público no respeten los paraderos autorizados, y por lo tanto recojan y dejen pasajeros en zonas no autorizadas. A continuación se muestra la forma en que se construyó el modelo: De forma similar a la infracción modelada anteriormente, inicialmente se debe agregar la moto como vehículo, debido a que en la configuración por defecto este tipo de vehículos es excluido.. Dado que la modelación se realiza en un escenario hipotético, no es necesario que coincida con corredores viales reales. Sin embargo, para obtener un resultado más “real” se empleará el esquema que siguen algunos corredores en términos de intersecciones, número de carriles, ancho de carril, etc. Para este caso, se usará la configuración de la carrera 7 entre las intersecciones de la Av. Jiménez y la calle 19, la cual se ubica geográficamente en la ciudad colombiana de Bogotá. A continuación se muestra el corredor vial diseñado.. Ilustración 24. Imagen satelital de la carrera 7 entre calle 13 y calle 19. Fuente: Google maps. 39.

(40) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. El siguiente paso a seguir es insertar los links (corredores) y conectores entre ellos. En este paso se configura el número de carriles, el ancho del carril y la longitud del corredor. En la ilustración 24 se muestra los links y conectores insertados usando la misma configuración espacial del corredor mencionado. En la tabla 14 se indica las características de los corredores del modelo. Tabla 14. Características de los corredores del modelo. Corredor Cll 19 (E-O) Cll 19 (O-E) Cll 18 (O-E) Cll 17 (E-O) Cll Jiménez (E-O) Cll Jiménez (O-E) Cra 7ma (S-N). Número de carriles 3 3 3 3 2 2 3. Ancho de carril 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5. Una vez están creados los corredores viales, es necesario determinar la proporción de vehículos. En este punto se establece el porcentaje de participación de cada tipo de vehículo, así como la velocidad promedio de circulación. En la tabla 15 se muestra los datos de entrada para este modelo, los cuales están basados en los datos recolectados a partir de conteos realizados en corredores con características similares a las de la intersección. Tabla 15. Parámetros de entrada para el modelo. Tipo de Vehículo Carro (Car) Camión (HGV) Bus Bicicleta (Bike) Moto. Composición Vehicular Velocidad (Km/h) Rango de velocidad (Km/h) 73% 40 40 - 45 1% 30 30 - 35 11% 30 30 - 35 2% 15 15 - 20 12% 40 40 - 45. Ahora se debe asignar las rutas que deben seguir los vehículos, junto con sus respectivos porcentajes de decisión. Esto implica que se debe asignar el porcentaje de vehículos que transitaran hacia cada corredor. En las ilustración 25 se muestra el número de link y en la tabla 16 la proporción de vehículos que transitan desde cada origen-destino, en base al total de vehículos que transitan por el mismo corredor.. 40.

(41) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Ilustración 25. Asignación numérica para cada link. Tabla 16. Porcentaje de participación vehicular para cada par origen-destino según la configuración de la ilustración 18. From 5 10 1 1 2 2 2 2 2 3 3 4 4 11 11 12 12. To 9 6 12 2 11 2 4 2 3 2 3 2 4 2 11 2 12. Distribución 100% 100% 20% 80% 20% 80% 25% 50% 25% 30% 70% 30% 70% 30% 70% 50% 50%. 41.

(42) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Una vez asignada la proporción de decisión de cada tramo de los corredores del modelo, se debe asignar el volumen vehicular al modelo, es decir la cantidad de vehículos que transitaran por cada uno de los corredores. En la siguiente tabla se muestra el volumen vehicular que se ha asignado para cada link, tomando en cuenta los conteos que se realizaron para corredores con características similares al de la intersección modelada. El volumen vehicular se agrega para intervalos de 30 minutos.. Tabla 17. Volumen vehicular para el modelo. Característica de la vía Vías 3 carriles. Vías 1 y 2 carriles. Vías solo Bus (Calle 13). Tramo temporal (seg) 0 - 1800 1800 - 3600 3600 - 4500 0 - 1800 1800 - 3600 3600 - 4500 0 - 1800 1800 - 3600 3600 - 4500. Volumen Vehicular 1900 2000 2000 500 600 600 50 60 60. Posteriormente, se asignan áreas de reducción de velocidad en las zonas en que los vehículos hacen alguna curva. De esta manera la modelación es más real, ya que en la realidad los vehículos reducen su velocidad para hacer giros. En la tabla 18 se muestra la configuración de reducción de velocidad por tipo de vehículo. Todas las curvas tienen reductores de velocidad. Tabla 18. Configuración de reductores de velocidad en curvas. Tipo de Vehículo Carro (Car) Camión (HGV) Bus Bicicleta (Bike) Moto. Desaceleración (m/s^2) 2 1.7 1.7 2 2. velocidad en zona de desaceleración (km/h) 20 15 15 12 20. Rango de velocidad en zona de desaceleración (Km/h) 20 - 25 15 - 20 15 - 20 12 - 15 20 - 25. Ahora es necesario insertar semáforos en las intersecciones para lograr que los vehículos interactúen de forma organizada. La configuración semafórica se muestra en la ilustración 26, de acuerdo a los tiempos asignados para verde, amarillo y rojo. En la ilustración 27 se muestra la posición de cada semáforo de acuerdo a la configuración de la ilustración 26.. 42.

(43) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Ilustración 26. Configuración de semáforos en las intersecciones. Ilustración 27. Posición de los semáforos de acuerdo a la configuración de la ilustración 19. 43.

(44) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. El siguiente paso a seguir para este modelo, es insertar paraderos para que los buses de transporte público recojan y dejen pasajeros. Como el propósito es modelar un sistema de paraderos desorganizado, se crean paraderos de forma aleatoria a lo largo del corredor de la carrera 7, como se muestra en la ilustración 28. En esta ilustración, las áreas en rojo son las zonas en donde los buses se pueden recoger y dejar pasajeros. Como se observa, las zonas de paraderos están dispuestas de forma aleatoria, independientemente del carril.. Ilustración 28. Áreas de paradero para el modelo de paraderos desorganizados.. A continuación se asigna una ruta de transporte, la cual recogerá y dejará pasajeros en los paraderos establecidos previamente. Esta ruta de transporte se asigna para que pase aproximadamente cada 3 minutos. En su recorrido usará los paraderos de la ilustración 28.. Se ha creado un nodo a lo largo del corredor de la carrera 7, el cual intercepta los cuatro corredores paralelos de la ilustración 24. Este nodo permitirá que se evalué los diferentes aspectos de interés en el corredor cuando termine la modelación.. 44.

(45) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Por último se corre el modelo. La evaluación se hará solo después de que hayan transcurrido 15 minutos en el modelo, con el objetivo de permitir al modelo estabilizarse y converger a un flujo vehicular. La evaluación se realizará para una hora.. Modelo 2: Recoger y dejar pasajeros en zonas permitidas A continuación se muestra el modelo en el cual el trasporte público tiene paraderos de transporte autorizados en los cuales pueden recoger y dejar pasajeros de forma organizada. A continuación se muestran las características de este modelo. Este modelo conservará todas las características del tráfico vehicular del modelo anterior, en el que el sistema de transporte no contaba con paraderos establecidos.. Para este nuevo modelo, se modificarán las zonas que están autorizadas para funcionar como paraderos. En esta ocasión, los paraderos estarán ubicados al inicio de cada calle, como se muestra en la ilustración 29. Con esta configuración de paraderos se minimiza la cola de vehículos que esperan para pasar el semáforo en la intersección.. Ilustración 29. Configuración de paraderos autorizados para el transporte público.. 45.

(46) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. Se ha creado un nodo a lo largo del corredor de la carrera 7, el cual intercepta los cuatro corredores paralelos de la ilustración 24. Este nodo permitirá que se evalué los diferentes aspectos de interés en el corredor cuando termine la modelación.. Por último se corre el modelo. La evaluación se hará solo después de que hayan transcurrido 15 minutos en el modelo, con el objetivo de permitir al modelo estabilizarse y converger a un flujo vehicular. La evaluación se realizará para una hora.. Resultados del modelo Para dar una idea general de la modelación, en las siguientes ilustraciones se muestran algunas capturas en 2 y 3 dimensiones del modelo durante su evaluación. La ilustración 30 muestra el modelo general en dos dimensiones, mientras que la ilustración 31 muestra un acercamiento en 3D del corredor.. Ilustración 30. Imagen 2D de la simulación para la carrera 7 entre calle 13 y calle 19. 46.

(47) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Ilustración 31. Imagen 3D de la simulación para la carrera 7 entre calle 13 y calle 19. Indicadores para evaluar el modelo Dado que el transito presenta una aleatoriedad propia de su naturaleza, cada modelación puede arrojar un resultado diferente. Para lograr obtener un resultado más preciso, se ha corrido el mismo modelo 5 veces y se ha promediado los resultados. A continuación se muestran los parámetros utilizados para evaluar el modelo, y su respectiva descripción. Tabla 19. Descripción de parámetros usados para evaluar el modelo. Parámetro. Descripción. Tiempo. Intervalo de tiempo evaluado. Delay(All) EmissNOx EmissCO MaxQueue Veh(All) tStopd(All) Stops(All). Tiempo promedio de espera (seg) Emisiones de NOx (gr) Emisiones de CO (gr) Longitud máxima de cola (m) Número de vehículos que transitan. Tiempo promedio de paradas Número promedio de paradas por vehículo. 47.

(48) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Resultado Modelo 1: Sistema de transporte público sin paraderos establecidos En la tabla 20 se muestra el resultado promedio de los modelos en intervalos de 15 minutos, para el caso en que el sistema de transporte público NO cuanta con sistemas de paraderos establecidos.. Tabla 20. Sistema de transporte público sin paraderos establecidos. Tiempo (Min) 15 30 45 60. Delay(All) (seg) 76,96 51,60 112,48 116,99. EmissNOx (gr) 46,68 60,30 63,16 65,65. EmissCO (gr) 239,92 309,95 324,64 337,44. maxQueue (m) 218,83 239,83 255,36 260,11. Veh(All) 198,92 224,54 205,85 204,92. Stopd(All) Stops(All) (seg) 54,39 2,26 35,35 1,43 81,14 2,85 84,44 3,09. Resultado Modelo 2: Sistema de transporte público con paraderos organizados En la tabla 21 se muestra el resultado promedio de los modelos en intervalos de 15 minutos, para el caso en el transporte público cuenta con paraderos establecidos que funcionan de forma organizada. En estos paraderos los buses recogen y dejan pasajeros cada 3 minutos en promedio. Tabla 21. Sistema de transporte público con paraderos organizados. Tiempo (Min) 15 30 45 60. Delay(All) (seg) 73,00 102,31 91,86 124,65. EmissNOx (gr) 51,33 59,25 61,93 66,45. EmissCO (gr) 263,82 304,52 318,30 341,53. maxQueue (m) 206,71 233,89 255,34 257,22. Veh(All) 198,23 219,46 207,46 212,77. tStopd(All) Stops(All) (seg) 50,16 2,18 72,38 3,02 63,38 2,72 88,16 3,36. Análisis y comparación de resultados. 48.

(49) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Tiempo Promedio de Espera (seg). 140,00 120,00 100,00 80,00 Paradero Organizado 60,00 Paradero Desorganizado. 40,00 20,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 32. Promedio del tiempo de espera para los diferentes escenarios. En la ilustración 32 se observa una aleatoriedad en los resultados de los dos modelos. En algunos momentos de la modelación el sistema de paraderos desorganizado resulta en una reducción de los tiempos de espera promedio para los vehículos del tráfico. Sin embargo, en otros momentos el efecto es contrario, por lo que no es posible concluir con respecto a este indicador.. 70,00. Emisiones NOx (gr). 60,00 50,00 40,00 Paradero Organizado 30,00 Paradero Desorganizado. 20,00 10,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 33. Emisiones totales de NOx para los diferentes escenarios. 49.

(50) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. En la ilustración 33 se observa que las emisiones de NOx totales del tráfico no son significativamente distintos para los dos escenarios modelados. Esto implica que el sistema de paraderos no cambia de forma significativa las emisiones de NOx de los vehículos que componen el tráfico.. 400,00. Emisiones CO2 (gr). 350,00 300,00 250,00 200,00. Paradero Organizado. 150,00 Paradero Desorganizado. 100,00 50,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 34. Emisiones totales de CO2 para los diferentes escenarios. De forma similar a lo ocurrido con las emisiones de NOx, la ilustración 34 muestra que las emisiones de CO2 totales del tráfico no son significativamente distintos para los dos escenarios modelados. Nuevamente, se concluye que el sistema de paraderos no cambia de forma significativa las emisiones de CO2 de los vehículos que componen el. Max. Longitud de Cola en Intersección (m). tráfico. 300,00 250,00 200,00 150,00. Paradero Organizado. 100,00. Paradero Desorganizado. 50,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 35. Longitud máxima de cola de espera para los distintos escenarios modelados. 50.

(51) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. En la ilustración 35 se muestra que la longitud máxima de cola de espera en cada intersección es muy similar para cada uno de los modelos, debido a que la diferencia no es significativamente importante. Esto implica que aun en los casos en que los buses recogen y dejan pasajeros de forma aleatoria a lo largo del corredor no se genera diferencia en el impacto que se tiene sobre la cola vehicular. Esto se puede deber a que las paradas son relativamente cortas (no mayores a 5 segundos), por lo que el retraso no es significativo.. 230,00. Número de Vehículos. 225,00 220,00 215,00 Paradero Organizado 210,00 Paradero Desorganizado. 205,00 200,00 195,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 36. Número de vehículos promedio que cruzan por cada escenario. Como se observa en la ilustración 36, el número de vehículos que pasan por el corredor de la carrera 7 es aleatorio e independiente de la distribución espacial de los paraderos de trasporte público. Esto se puede deber a que las paradas de los buses son muy cortas, como se explicó anteriormente, por lo que el efecto es que en algunos casos se permite que transite un número de vehículos y en otros casos este número puede disminuir o aumentar, lo cual ocurre de forma aleatoria. Esto implica que no es posible concluir los efectos de los paraderos de buses en el tráfico con respecto a este indicador.. 51.

(52) ICIV 201120 39. PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. Tiempo de Parada por hora (seg). 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00. Paradero Organizado. 40,00 30,00. Paradero Desorganizado. 20,00 10,00 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min). Ilustración 37. Promedio de tiempo de parada por hora para cada escenario. En la ilustración anterior se muestra que el tiempo que los vehículos invierten estando parados es aleatorio, de forma similar a los anteriores indicadores. En algunos casos, los paraderos distribuidos de forma desorganizada (o aleatoria) a lo largo del corredor de la carrera 7 provocan que el tiempo que los vehículos invierten en paradas sea mayor a que si los paraderos fueran organizados. Sin embargo en otras etapas de la modelación el resultado cambia, por lo que no es posible concluir con respecto a este parámetro.. 4,00. Número de Paradas. 3,50 3,00 2,50 2,00. Paradero Organizado. 1,50 Paradero Desorganizado. 1,00 0,50 0,00 0. 20. 40. 60. 80. Intervalo (min) Ilustración 38. Número de paradas promedio por vehículo. 52.

(53) PROYECTO DE GRADO EN INGENIERIA CIVIL. ICIV 201120 39. En la ilustración 38 se muestra un resultado inesperado, en el cual el número de paradas promedio por vehículo tiende a disminuir para el caso en que los paraderos están dispuestos de forma desorganizada a lo largo del corredor de la carrera 7. Estos resultados son contrarios a lo que se esperaría, ya que lo ideal sería que si los paraderos están dispuestos de forma organizada, el número de detenciones por vehículo deberían disminuir. Sin embargo el modelo arroja resultados que contradicen esta idea. Esto podría deberse a la disposición espacial de los paraderos.. Conclusiones parciales para la infracción 2: paraderos de transporte público en zonas no permitidas En base a los resultados que arrojaron los modelos para paraderos de transporte público establecidos de forma organizada y de forma desorganizada (o aleatoria), se puede llegar a las siguientes conclusiones: Desde el punto de vista ambiental, el efecto que la disposición espacial de los vehículos puede tener sobre las emisiones de gases de efecto invernadero que los mismos hacen no es significativamente importante. Esto implica que aun si el sistema de paraderos para buses de transporte público está dispuesto de forma organizada, el efecto del tráfico en el medio ambiente no cambiará. Por otro lado, desde el punto de vista de la movilidad, los parámetros analizados indicaron una aleatoriedad de los resultados, en donde en algunas etapas de la modelación se observaba que los paraderos dispuestos de forma organizada mejoraban la movilidad de los vehículos que componen el tráfico. Sin embargo, en otras etapas de la modelación el efecto era contrario. Esto indica que no es posible concluir de forma determinante si la disposición espacial de los paraderos de transporte público afecta de forma positiva o negativa la movilidad vehicular.. Infracción 3: Parqueo en zonas no permitidas Modelo 1: Parqueo en zonas NO permitidas En el siguiente modelo se mostrara el efecto que tiene en la movilidad el hecho de que los conductores de transporte privado se estacionen es zonas de movilidad critica, tal y como lo es el caso de algunas vías arteriales. A continuación se muestra la forma en que se construyó el modelo:. 53.