Planificación del Transporte 18 | Conceptos básicos de capacidad y nivel de servicio | Introducción, Concepto

Planificación del Transporte 18 | Conceptos básicos de capacidad y nivel de servicio | Introducción, Concepto

CONCEPTOS BASICOS DE CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO

INTRODUCCION

¿Cuanto volumen de trafico puede acomodar determinada infraestructura o instalacion y bajo que condiciones de operacion?
•Analisis de capacidad vial y nivel de servicio
•Modelos que relacionan la demanda o niveles de flujo existentes, caracteristicas geometricas y sistemas de control, para medir la calidad de las operaciones

Modelos:
•Analisis de regresion de datos
•Algoritmos teoricos y leyes de la fisica
•Simulacion
•Manual de Diseño Geometrico de Carreteras DG – 2001
Anexo 1: Capacidad y niveles de servicio para carreteras rurales
Basado en HCM version 1994
•Highway Capacity Manual (HCM 2000) de TRB

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CONCEPTO DE CAPACIDAD

Definicion de HCM 2000:
“Es la maxima tasa horaria de personas o vehiculos – que puede ser razonablemente esperada – que pasa a traves un punto o una seccion uniforme de carril o via durante un periodo de tiempo dado, bajo condiciones prevalecientes de la via, del trafico y de los sistemas de control”

La capacidad se define como la maxima tasa horaria:
•En la mayoria de casos, la tasa usada es para los 15 minutos pico de la hora punta
•Sin embargo, HCM 2000 permite la seleccion de otros periodos de analisis
•En todo analisis, se recomienda tener cuidado en expresar la demanda y la capacidad en terminos del mismo periodo de analisis

La capacidad puede expresarse en terminos de personas o vehiculos:
•Es critico cuando se analiza servicio de transporte publico y flujos peatonales
•Tambien en el estudio de carriles o infraestructura para vehiculos con alta ocupacion (HOV), donde la capacidad – persona es mas importante que la capacidad – vehiculo

La capacidad puede expresarse en terminos de personas o vehiculos:
•La capacidad vehicular es el maximo numero de vehiculos que pueden pasar por un punto dado durante un periodo de tiempo especifico, bajo condiciones prevalecientes de la via, el trafico y los sistemas de control
• Se asume que no existira influencia de las operaciones que ocurren “corriente abajo” del trafico

La capacidad se define para condiciones prevalecientes de la via, el trafico y de los controles:
•Las condiciones de la via se refieren a las caracteristicas geometricas, como numero y ancho de carriles, ancho de bermas, velocidad a flujo libre
•Las condiciones del trafico se refieren a la composicion del trafico, particularmente a la presencia de camiones o vehiculos pesados

La capacidad se define para condiciones prevalecientes de la via, el trafico y de los controles:
•Las condiciones de control se refieren inicialmente a las facilidades para interrumpir el flujo continuo
•Señales PARE, CEDA EL PASO y los semaforos tienen un impacto significativo en la capacidad
•El concepto importante es que un cambio de condiciones prevalecientes produce un cambio en la capacidad

La capacidad se define para un punto o seccion uniforme:
•Se correlaciona con las condiciones prevalecientes mencionadas anteriormente
•Una “seccion uniforme” debe tener condiciones prevalecientes consistentes
•En cualquier punto donde las condiciones cambian, la capacidad tambien cambia

La capacidad se refiere a un flujo maximo que puede ser razonablemente esperado a traves de una seccion:
•Se reconoce que la capacidad, como todos los factores de trafico, es sujeta a variaciones en el tiempo y espacio
•La capacidad no se define simplemente como el nivel mas alto de flujo que se espera ocurra en una seccion

La capacidad se refiere a un flujo maximo que puede ser razonablemente esperado a traves de una seccion:
•Las caracteristicas de los conductores pueden cambiar entre regiones y las tasas de flujo maximas pueden variar dia a dia y segun el lugar
•La capacidad es un valor que representa el nivel de flujo que puede ser alcanzado repetidamente en un lugar dado durante periodos punta, y en sitios similares de una reg

CONCEPTO DE NIVEL DE SERVICIO (NDS)

Definicion de HCM 2000:
“Es una medida de calidad que describe las condiciones operacionales dentro de un flujo de trafico, generalmente en terminos de medidas de servicio, como velocidad, libertad de maniobra, interrupciones del trafico, confort y conveniencia”

El concepto fue introducido en HCM 1965 como una forma generica de describir la calidad de las operaciones en instalaciones viales, bajo condiciones definidas de la via, el transito y los sistemas de control
•Usando una escala alfabetica, que va desde A hasta F, se desarrollo una terminologia que ha llegado a ser una valiosa herramienta para comunicar situaciones complejas a autoridades y usuarios

Los seis niveles que definen el nivel de servicio, A – F, describen las operaciones de “lo mejor” hasta a “lo peor” para distintos tipos de instalaciones viales
•Cada NDS representa un rango de condiciones de operacion
•Dependiendo donde se encuentren en el rango definido, puede suceder que dos situaciones similares con el mismo NDS difieran mas que otras dos con distinto NDS

conceptos de capacidad 01a - secciones de autopistasl

 

CONCEPTO DE NIVEL DE SERVICIO (NDS)

NDS es definido en terminos que pueden ser percibidos por conductores y pasajeros
•La definicion deberia reflejar esa percepcion
•Volumen o flujo no se usa como medida de efectividad, pues es una medida dificil de ser percibida por los usuarios que se encuentran dentro de una corriente de trafico
•Criterios de seguridad no estan incluidos en las medidas que establecen los NDS

TASA DE FLUJO DE SERVICIO (SFi)

•El concepto de flujo de servicio es similar al de capacidad, con la diferencia que representa la maxima tasa que puede ser acomodada manteniendo un NDS determinado
•Las tasas de flujo de servicio pueden definirse para cada NDS, de A hasta E. Nunca para NDS F
•NDS F representa flujo inestable y condiciones de calidad inaceptables
Las tasas de flujo son valores discretos, mientras que los NDS representan un rango de condiciones
•Debido a que las tasas de servicio son los valores maximos para cada NDS , en realidad definen los limites entre NDS
•En la planificacion y el diseño, con el fin de asegurar operaciones aceptables para los usuarios, se suelen utilizar las tasas de servicio de NDS C o D

PROBLEMAS CON EL NDS

•Suelen existir situaciones que originen una mala interpretacion de los cambios en NDS
•Un unico criterio de NDS (como la demora), podria no reconocer diferentes niveles de percepcion o aceptabilidad de los usuarios
•Los ajustes o revisiones de HCM pueden alterar la legislacion en lugares donde estos conceptos estan fijados por ley

En algunas instalaciones, NDS F puede significar el hecho que la demanda supere a la capacidad. En otras, puede definirse como una inaceptable calidad de servicio
•La disponibilidad de modelos para medir efectividad de HCM 2000 harian posible eliminar el concepto de NDS
•Sin embargo, eliminar el concepto podria dificultar la explicacion a autoridades y al publico usuario

FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD Y NDS

Condiciones base para instalaciones en condicion de flujo ininterrumpido:
•Carriles de 3.60 m de ancho
•1.80 m de distancia entre el borde de la calzada y el objeto lateral mas cercano
•Velocidad de flujo libre de 100 Km./hr para carreteras multicarril
•Solo autos en el flujo (no vehiculos pesados)
•Terreno plano
•No restricciones de sobrepaso en carreteras de dos carriles
•Inexistencia de controles o giros de vehiculos que interrumpan el flujo continuo

Condiciones base para aproximacion en intersecciones:
•Carriles de 3.60 m de ancho
•Intersecciones a nivel
•No estacionamientos en los accesos
•Solo autos en el flujo (no vehiculos pesados)
•No paraderos de buses
•Intersecciones fuera del centro de la ciudad (area de negocios)
•No peatones

Condiciones de la via:
•Numero de carriles
•Tipo de instalacion y su entorno de desarrollo
•Ancho de carriles
•Ancho de bermas y despeje lateral
•Velocidad de diseño
•Alineamientos vertical y horizontal
•Disponibilidad de carril exclusivo de giro a la izquierda en intersecciones

Condiciones del trafico:
•Tipo de vehiculos: camiones, buses y remolques
•Ocupan mas espacio
•Facilidad de operaciones distinta en terminos de aceleracion, desaceleracion, velocidad en pendientes
•Incapacidad para mantener paso adecuado, creando grandes brechas
•Dificultad para el uso eficiente del espacio
•Tambien dificultan la circulacion cuesta abajo
•Los buses urbanos necesitan paraderos
•Distribucion direccional y distribucion por carril

Condiciones de los sistemas de control:
•En instalaciones de flujo interrumpido el control de los tiempos de movimiento es critico para la capacidad, NDS y el flujo de servicio
•El mas critico: semaforo
•Señales de pare y ceda el paso
•Restricciones de estacionamientos
•Prohibiciones de giros
•Controles de uso de carril
•Vias de un solo sentido

LA RELACION VOLUMEN CAPACIDAD (v/c)

•Es la razon entre el flujo de demanda, actual o proyectado, y la capacidad de determinada instalacion
•La tasa es usada como medida de suficiencia de la capacidad existente o de la capacidad propuesta
•Es deseable que cualquier instalacion a ser diseñada provea suficiente capacidad para lidiar con la demanda, sea presente o proyectada
•Esto es, mantener una relacion v/c < 1

Para situaciones existentes, la demanda real la conforman el flujo de llegada mas el transito desviado o demorado
•No es posible para una medicion de flujos de salida exceder la capacidad verdadera de la instalacion
•Pero puede ser posible que al comparar con una capacidad estimada con HCM 2000, se obtenga una relacion v/c > 1.
•Dado que el flujo real no puede exceder la capacidad real, estos casos implican que la capacidad estimada es muy baja

En el caso de proyecciones futuras, se trabaja con un flujo de demanda estimado y se compara con la capacidad estimada
•Una relacion v/c > 1 implica que la capacidad estimada no es suficiente para el flujo de demanda proyectado

Una relacion v/c > 1 (ya sea en el presente o en el futuro), implica que ocurrira formacion de colas y que estas se propagaran en direccion contraria al trafico
•La longitud de la cola y el tiempo requerido para disiparla dependera de varias condiciones, incluyendo el tiempo durante el cual la relacion v/c excede la unidad
•Tambien dependera de las caracteristicas de la demanda a lo largo del tiempo

Las colas comenzaran a disiparse solo cuando el flujo de demanda disminuya por debajo de la capacidad
•Ademas, cuando suceden colas, la tendencia de los conductores sera el buscar rutas alternas para evitar la congestion
•La ocurrencia de v/c > 1 causa un cambio dinamico en los patrones de demanda que podria impactar significativamente las operaciones

En cualquier evento, la comparacion del flujo de demanda real con la capacidad es el objetivo principal del analisis de capacidad y nivel de servicio
•Por tanto, ademas del criterio de NDS, la relacion v/c es uno de los resultados principales del analisis

AUTOPISTAS Y CARRETERAS MULTICARRIL

Las autopistas son las unicas que proveen condicion de flujo ininterrumpido total
•Estan provistas de control total de accesos
•Las rampas de acceso y salida no deben interrumpir el trafico continuo en el flujo principal

Las carreteras multicarril tienen control parcial y podrian ser analizadas como arterias urbanas si cuentan con controles a menos de 1.5 km
•El flujo ininterrumpido podria garantizarse si los controles estan espaciados mas de 3 km
•Se requiere analizar condiciones prevalecientes en situaciones intermedias

Secciones de autopistas:

conceptos de capacidad 01 - secciones de autopistasl

Seccion basica de autopistas:

conceptos de capacidad 02 - seccion basica de autopistasl

 

AUTOPISTAS Y CARRETERAS MULTICARRIL

Definicion de las caracteristicas del flujo:
•No saturado
•El flujo de trafico no es afectado por las condiciones corriente abajo o corriente arriba
•Descarga de cola
•El flujo de trafico que pasa un cuello de botella y acelera hasta la velocidad de flujo libre de la autopista
•sobresaturado
•El flujo de trafico tiene la influencia del cuello de botella formado corriente abajo

Descarga de cola y sobresaturacion

conceptos de capacidad 03 - descarga de cola y sobresaturacion

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AUTOPISTAS Y CARRETERAS MULTICARRIL

NIVEL DE SERVICIO (NDS):
•La medida de efectividad usada es la densidad
•El uso de la densidad, en lugar de la velocidad, se basa principalmente en la forma del diagrama de la relacion velocidad – flujo
•La velocidad promedio es casi constante en la mayor parte de rangos de flujo

NIVEL DE SERVICIO (NDS):
•La diferencia entre la velocidad en condiciones de flujo libre y la velocidad en la capacidad es pequeña
•Seria muy dificil definir limites de NDS

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