Determinacion de la demanda de transporte

UNIDAD 4. DETERMINACION DE LA DEMANDA DE TRANSPORTE.

4.1 FLUJO VEHICULAR.

4.1.1 Elementos del flujo vehicular

El tránsito vehicular (también llamado tráfico vehicular, o simplemente trafico) es el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía, calle o autopista. Antes de cualquier diseño geométrico de una vía se deben conocer las características del tránsito que va a ocupar esa carretera o calle.

Figura 4.1 Flujo vehicular

Las características fundamentales del flujo vehicular se representa en sus tres variables principales: el flujo, la velocidad y la densidad. Mediante la deducción de relaciones entre ellas, se puede determinar las características de la corriente de tránsito, y así predecir las consecuencias de diferentes opciones de operación o de proyecto. De igual manera, el conocimiento de estas tres variables reviste singular importancia, ya que estas indican la calidad o Nivel de Servicio experimentado por los usuarios de cualquier sistema vial. A su vez, estas tres variables pueden ser expresadas en términos de otras, llamadas variables asociadas. El volumen, el intervalo, el espaciamiento, la distancia y el tiempo.

Las tres características principales que se pueden explicar matemáticamente son:

La velocidad

El volumen o intensidad de transito

La densidad

Estas tres características principales de la teoría de flujo vehicular se describen a continuación.

Velocidad.

La velocidad es definida como una razón de movimiento en distancia por unidad de tiempo, generalmente como kilómetros por hora (km/h). El HCM 2000 usa la velocidad promedio de viaje como la medida de velocidad, ya que es fácil de calcular observando cada vehículo dentro del tránsito y es la medida estadística más relevante en relación con otras variables.

Velocidad promedio de viaje

La velocidad promedio de viaje es una medida de transito basada en la observación del tiempo de viaje en una longitud dada de carretera. Se calcula como la longitud de segmento dividido entre el tiempo promedio de viaje de los vehículos que pasan por dicho segmento, incluyendo todos los tiempos de demoras por paradas.

La velocidad promedio de viaje se calcula dividiendo el largo de la carretera, sección o segmento bajo consideración entre el tiempo promedio de viaje de los vehículos que pasan por dicho segmento:

S=L/t_a

Donde:

S= Velocidad promedio de viaje (km/h)

L= Longitud del segmento de carretera (km)

t_a= Tiempo promedio de viaje en el segmento (h)

Velocidad a flujo libre

La velocidad a flujo libre es la velocidad promedio de los vehículos en una carretera dada, medida bajo condiciones de un volumen bajo, cuando los conductores tienden a conducir a una velocidad alta sin restricciones de demoras.

Volumen o intensidad de transito

El volumen de transito es definido como el número de vehículos que pasa en un determinado punto durante un intervalo de tiempo. La unidad para el volumen es simplemente “vehículos” o “vehículos por unidad de tiempo”.

Un intervalo común de tiempo para el volumen es un día, descrito como vehículos por día. Los volúmenes diarios frecuentemente son usados como base para la planificación de las carreteras.

Para los análisis operacionales, se usan los volúmenes horarios, ya que el volumen varia considerablemente durante el curso de las 24 horas al día. La hora del día que tiene el volumen horario más alto es llamada “hora pico” (HP), u hora de máxima demanda (HMD).

Factor de hora pico.

El factor de hora pico (FHP) representa la variación en la circulación dentro de una hora. Las observaciones de la circulación indican constantemente que los volúmenes encontrados en el periodo de 15 minutos del pico dentro de una hora no se encuentran sometidos a través de la hora completa. El usado del factor de la hora pico en la ecuación para determinar la tasa de flujo considera este fenómeno.

En vías multicarriles, los valores típicos del factor de hora pico, FHP varia ente 0.80 y 0.95. Un factor de hora pico bajo es característico de condiciones rurales.

Factores altos son condiciones típicas de entornos urbanos y suburbanos en condiciones de hora pico, los datos del campo deben ser utilizados en lo posible para desarrollar el cálculo del factor de hora pico de condiciones locales.

El factor de hora pico es la relación entre el volumen horario de máxima demanda (VHMD) y el flujo máximo (q_max), que se representa en un periodo dado dentro de dicha hora como se aprecia en la ecuación:

FHP=VHMD/(q_max*N)

El factor de la hora pico es un indicador de las características del flujo de tránsito en periodos máximos. Si este valor es igual a 1 significa uniformidad, en cambio valores muy pequeños indicaran concentraciones de flujos máximos.

Densidad.

La densidad es el número de los vehículos que ocupa cierta longitud dada de una carretera o carril y generalmente se expresa como vehículos por kilómetro (veh/km).

La densidad se puede expresar de la siguiente manera:

D=v/S

Donde:

v= Razón de flujo (vehp/h)

S= Velocidad promedio de viaje (km/h)

D= Densidad (veh p/km/carril)

La densidad es posiblemente el parámetro más importante en el tránsito, porque es la medida más directamente relacionada con la demanda de tránsito.

4.1.2 Relación Flujo – Densidad

Las variables del flujo vehicular relacionadas con la densidad son la densidad o concentración, el espacio simple entre vehículos consecutivos y el espaciamiento promedio entre varios vehículos.

Densidad o concentración (K)

Es el número, N, de vehículos que ocupan una longitud específica, d, en una vialidad en un momento dado. Generalmente se expresa en vehículos por kilómetro (veh/km), ya sea referido a un carril o a todos los carriles de una calzada. Según la figura 4.2 calcula con La siguiente ecuación:

K=N/d

Figura 4.2 Ingenieria de Transito, Fundamentos y aplicaciones (Reyes Espindola, y otros, 2007)

Espaciamiento simple 〖(S〗_i)

Es la distancia entre el paso de dos vehículos consecutivos, usualmente expresada en metros y medida entre sus defensas traseras.

Espaciamiento promedio(Ŝ)

Es el promedio de todos los espaciamientos simples, existentes entre los diversos vehículos que circulan por una vialidad. Por tratarse de un promedio se expresa en metros por vehículo (m/veh) y se calcula de acuerdo a la figura 4.3 mediante la siguiente ecuación:

Ŝ=(∑_(i=1)^(N-1)▒S_i )/(N-1)

Donde:

Ŝ= Espaciamiento

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