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ALTERNATIVAS DE CRUCE PEATONAL EN LA ENTRADA PRINCIPAL DE LA UPTC MEDIANTE SOFTWARE DE MICROSIMULACIÓN OSCAR FELIPE MEDINA CAMARGO DAVID FERNANDO MOLINA PATIÑO UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2021 ALTERNATIVAS DE CRUCE PEATONAL EN LA ENTRADA PRINCIPAL DE LA UPTC MEDIANTE SOFTWARE DE MICROSIMULACIÓN OSCAR FELIPE MEDINA CAMARGO DAVID FERNANDO MOLINA PATIÑO Trabajo de grado en la modalidad de Proyecto de Investigación para optar al título de Ingeniero en Transporte y Vías Director (a) FREDY ALBERTO GUÍO BURGOS Magister en Ingeniería de Tránsito UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2021 3 La autoridad científica de la Facultad de Ingeniería reside en ella misma, por lo tanto, no responde por las opiniones expresadas en este trabajo de grado. Se autoriza su uso y reproducción indicando el origen. 4 Nota de aceptación: Aprobado por el Comité de Currículo en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia para optar al título de Ingeniero en Transporte y Vías, actuando como jurados: FLOR ÁNGELA CERQUERA ESCOBAR Doctora en Geografía JONATAN JAIR VILLAMARÍN MONROY Magister en Ingeniería con énfasis en Tránsito 5 DEDICATORIA Dedico este trabajo de grado primeramente al Padre Celestial, que siempre me ha brindado bendiciones en la vida y me ha permitido llegar a este punto tan importante de ella, a mi madre Angela Raquel Camargo y a mi abuela Paulina Fonseca que con su amor, consejos y apoyo han sido el pilar fundamental de mi crecimiento como persona, a mi hermana Paula por su compañía y amistad, a mis demás familiares que con sus consejos y palabras de aliento me dieron la fortaleza para continuar en cada una de las etapas de este proceso. Oscar Medina Le dedico esta tesis primeramente a Dios por permitirme llegar al punto en donde me encuentro, por todas las bendiciones, cariño y fortaleza. A mis padres Ana Delia Patiño y Fernando Molina, quienes siempre me han apoyado, me han dado fuerza y ánimos a lo largo de mi vida, a mis hermanas Derly y Carolina, quienes han sido parte fundamental con su apoyo, amistad y compañía, gracias a mi familia y a mis esfuerzos he podido sacar adelante todos los propósitos en mi vida. David Molina 6 AGRADECIMIENTOS Agradecemos al Ingeniero Fredy Guio que nos acompañó en varias de nuestras materias durante el pregrado y en esta instancia nos aconsejó, orientó y ayudó como director de tesis, a nuestros docentes por compartir y transmitir sus conocimientos y enseñarnos el camino de la excelencia ética y profesional, a nuestros compañeros y amigos que nos ayudaron en este proceso, gracias a todos. 7 CONTENIDO pág. 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 12 2. MARCO DE REFERENCIA .................................................................................... 13 2.1. Marco Conceptual ............................................................................................ 13 2.2. Estado del Arte ................................................................................................. 15 2.2.1. Internacional .............................................................................................. 15 2.2.2. Nacional ..................................................................................................... 16 3. METODOLOGÍA EMPLEADA ................................................................................ 20 3.1. Capítulo 1. Requerimientos de Información ..................................................... 20 3.1.1. Información Primaria ................................................................................. 20 3.1.2. Información Secundaria ............................................................................. 24 3.1.3. Proyecciones de tráfico para el año 2022.................................................. 24 3.1.4. Proyección de peatones para el año 2022 ................................................ 25 3.2. Capítulo 2. Construcción Escenario Base ........................................................ 25 3.2.1. Paso 1. Creación de la Geometría e Infraestructura ................................. 25 3.2.2. Paso 2. Creación y Asignación de la composición vehicular ..................... 26 3.2.3. Paso 3. Asignación Dinámica .................................................................... 28 3.2.4. Paso 4. Líneas de Transporte Publico ....................................................... 32 3.2.5. Paso 5. Programación Semafórica ............................................................ 34 3.2.6. Paso 6. Factores de calibración Secretaría de Movilidad de Bogotá ......... 37 3.2.7. Paso 7. Cálculo del GEH ........................................................................... 46 3.3. Capítulo 3. Señal Actuada para el cruce peatonal entrada UPTC ................... 53 4. DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................................................. 57 4.1. Descripción, Planteamiento y Análisis de los escenarios ................................. 57 4.1.1. Escenario Base ......................................................................................... 57 4.1.2. Escenario 1 ................................................................................................ 61 4.1.3. Escenario 2 ................................................................................................ 66 4.1.4. Escenario 3 ................................................................................................ 71 4.1.5. Escenario 4 ................................................................................................ 75 4.1.6. Escenario 5 ................................................................................................ 80 4.2. Escenarios a Futuro ......................................................................................... 84 8 5. CONCLUSIONES .................................................................................................. 87 RECOMENDACIONES ................................................................................................. 91 6. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 92 9 LISTA DE TABLAS pág. Tabla 1. Logística Implementada .................................................................................. 20 Tabla 2. Tasas de crecimiento para el volumen generado ............................................ 24 Tabla 3. Volumen procesado de las talanqueras UPTC................................................ 25 Tabla 4. Procedimiento parámetro “following” para todos los vehículos ....................... 38 Tabla 5. Procedimiento parámetro “Car following model” para todos los vehículos ...... 39 Tabla 6. Procedimiento parámetro “Lane change” para todos los vehículos................. 40 Tabla 7. Procedimiento parámetro “Lateral” para todos los vehículos .......................... 41 Tabla 8. Procedimiento parámetro “Signal Control” para todos los vehículos ............... 42 Tabla 9. Procedimiento parámetro “Driver errors” para todos los vehículos ................. 43 Tabla 10. Procedimiento parámetro “MESO” para todos los vehículos ......................... 44 Tabla 11. Entradas y Salidas para la calibración porGEH ............................................ 46 Tabla 12. Cálculo del GEH – Modelo Base ................................................................... 50 Tabla 13. Cálculo del GEH Peatonal – Modelo Base .................................................... 53 Tabla 14. Reporte Escenario Base ............................................................................... 58 Tabla 15. Reporte Escenario 1 ...................................................................................... 63 Tabla 16. Reporte Escenario 2 ...................................................................................... 68 Tabla 17. Reporte Escenario 3 ...................................................................................... 72 Tabla 18. Reporte Escenario 4 ...................................................................................... 77 Tabla 19. Reporte Escenario 5 ...................................................................................... 81 10 LISTA DE FIGURAS pág. Figura 1. Movimientos por Accesos y estaciones en la Intersección de Mesopotamia . 21 Figura 2. Dibujo de la red con la herramienta links. ...................................................... 26 Figura 3. Creación de los tipos de vehículos ................................................................. 27 Figura 4. Asignación en la composición vehicular. ........................................................ 27 Figura 5. Cargar Modelo 2D/3D. ................................................................................... 28 Figura 6. Creación de Zonas. ........................................................................................ 28 Figura 7. Creación de los nodos correspondientes. ...................................................... 29 Figura 8. Creación de los lotes de parqueo ................................................................... 30 Figura 9. Asignación de matrices O/D. .......................................................................... 31 Figura 10. Traffic – Vehicle compositions ...................................................................... 31 Figura 11. Dynamic Assignment- Parameters ............................................................... 32 Figura 12. Public Transport Stop ................................................................................... 33 Figura 13. Public Transport Lines ................................................................................. 33 Figura 14. Creación Plataforma .................................................................................... 34 Figura 15. Signal Control- Signal Controllers ................................................................ 35 Figura 16. Edit Signal Control ....................................................................................... 36 Figura 17. Signal Heads ................................................................................................ 36 Figura 18. Edición parámetros Driving Behavior ........................................................... 37 Figura 19. Link behavior types ...................................................................................... 45 Figura 20. Infraestructura Modelo Base ........................................................................ 45 Figura 21. Evaluation – Configuration ........................................................................... 47 Figura 22. Edición Evaluation – Configuration .............................................................. 47 Figura 23. Simulation – parameters .............................................................................. 48 Figura 24. Evaluation - Results Lists - Node Results .................................................... 49 Figura 25. Pedestrian Travel Times .............................................................................. 51 Figura 26. Evaluation - Results Lists - Pedestrian Travel Times Results ...................... 52 Figura 27. Creación del paso peatonal asignado por Vissim ........................................ 54 Figura 28. Pedestrian Crossing ..................................................................................... 55 Figura 29. Lógica de controladores ............................................................................... 55 Figura 30. Lógica de controladores ............................................................................... 56 Figura 31. Escenario Base en 3D ................................................................................. 57 Figura 32. Escenario 1 en 3D ........................................................................................ 61 Figura 33. Vista en planta del Escenario 1 .................................................................... 62 Figura 34. Cicloruta ....................................................................................................... 66 Figura 35. Reducción carril y modificación peatonal ..................................................... 67 Figura 36. Plan semafórico ........................................................................................... 67 Figura 37. Escenario 2 en 3D ........................................................................................ 68 Figura 38. Escenario 3 en 3D ........................................................................................ 72 Figura 39. Cambios Escenario 4 ................................................................................... 76 Figura 40. Cambios Escenario 5 ................................................................................... 80 11 LISTA DE GRÁFICAS pág. Gráfica 1. Acceso Norte ................................................................................................ 22 Gráfica 2. Acceso Sur ................................................................................................... 22 Gráfica 3. Acceso Oriente ............................................................................................. 23 Gráfica 4. Acceso Occidente ......................................................................................... 23 Gráfica 5. Cola Promedio - Escenario Base .................................................................. 59 Gráfica 6. Demora Media - Escenario Base .................................................................. 59 Gráfica 7. Valor Nivel de Servicio - Escenario Base ..................................................... 60 Gráfica 8. Cola Promedio - Escenario 1 ........................................................................ 63 Gráfica 9. Demora Media - Escenario 1 ........................................................................ 64 Gráfica 10. Valor Nivel de Servicio - Escenario 1 .......................................................... 65 Gráfica 11. Cola Promedio - Escenario 2 ...................................................................... 69 Gráfica 12. Demora Media - Escenario 2 ...................................................................... 70 Gráfica 13. Valor Nivel de Servicio - Escenario 2 .......................................................... 70 Gráfica 14. Cola Promedio - Escenario 3 ...................................................................... 73 Gráfica 15. Demora Media - Escenario 3 ...................................................................... 74 Gráfica 16. Valor Nivel de Servicio - Escenario 3 .......................................................... 74 Gráfica 17. Cola Promedio - Escenario 4 ...................................................................... 77 Gráfica 18. Demora Media - Escenario 4 ...................................................................... 78 Gráfica 19. Valor Nivel de Servicio - Escenario 4 .......................................................... 79 Gráfica 20. Cola Promedio - Escenario 5 ...................................................................... 82Gráfica 21. Demora Media - Escenario 5 ...................................................................... 82 Gráfica 22. Valor Nivel de Servicio - Escenario 5 .......................................................... 83 Gráfica 23. Colas promedio por Escenario a 5 años ..................................................... 84 Gráfica 24. Demora media por Escenario a 5 años ...................................................... 85 Gráfica 25. Nivel de servicio por Escenario a 5 años .................................................... 86 Gráfica 26. Colas promedio por Escenarios .................................................................. 88 Gráfica 27. Demora Media por Escenarios ................................................................... 89 Gráfica 28. Nivel de Servicio por Escenarios ................................................................ 90 12 1. INTRODUCCIÓN Los modelos de microsimulación son utilizados en tránsito ya que permiten examinar desde una perspectiva virtual alternativas de infraestructura vial, tanto las existentes como las que aún no se han implementado, esto garantiza el análisis de los comportamientos de tránsito mucho antes de que se presenten, por ende, este proyecto hace uso del software PTV Vissim1 y sus herramientas para tratar de solventar el conflicto peatón - vehículo en la entrada principal de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, sede central, teniendo en cuenta que el puente peatonal allí ubicado no cuenta con los criterios de accesibilidad universal, además, este posee un porcentaje alto de no utilización a pesar de que es uno de los puentes peatonales más importantes de la ciudad, como la tendencia de crecimiento vehicular y peatonal es significativa, es razonable esperar que el número de conflictos entre vehículos y peatones se incremente, adicionalmente, se espera que en el futuro se cuente con infraestructuras para ciclistas, las cuales también deben resolver el conflicto con los vehículos, basados en lo anterior se hace importante la realización de alternativas que permitan mejorar los conflictos mencionados, apoyados en las propuestas y políticas que se han implementado en otras ciudades. Con este trabajo de grado se busca caracterizar la movilidad vehicular y peatonal de la zona de estudio para generar un escenario base que represente el año 2022, que permita evaluar y generar diferentes escenarios para la gestión del cruce seguro de peatones y ciclistas en la zona de la entrada principal de la UPTC, basados en datos del presente año y anteriores. En la metodología se contemplaron 6 fases en las cuales se tuvo en cuenta la revisión bibliográfica y requerimientos de información, posteriormente, se hizo la recopilación y ajuste de información primaria y secundaria, al tener todos los datos necesarios se construyó el escenario base, se calibró y se validó, seguido a esto se plantearon las alternativas y se midieron sus impactos, una vez terminado esto se realizó la evaluación de los escenarios teniendo en cuenta los parámetros de accesibilidad, demoras, flujos, nivel de servicio y seguridad. Este documento presenta una serie de pasos desde la toma de información, el procesamiento de la misma, la creación de un escenario base en el software PTV Vissim, su posterior calibración y validación, el planteamiento y descripción de alternativas, su análisis y evaluación, lo que permitió generar conclusiones que puedan servir de base para tomar decisiones respecto al tema en estudio. Este documento aparte de mostrar el contenido del proyecto de investigación, busca servir de referencia como guía de pasos del software PTV Vissim, en la creación de modelos de microsimulación en cada una de sus etapas. 1 Licencia Académica de PTV Vissim versión 11, propiedad de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 13 2. MARCO DE REFERENCIA 2.1. MARCO CONCEPTUAL Estudio de tránsito. Estudio donde se realiza un análisis detallado de capacidad y nivel de servicio para los tramos de una vía. Volumen de tránsito. Número de vehículos que transitan sobre una sección y en un tiempo determinado, se expresa en vehículos/hora o vehículos/minuto. Tiempo en cola. Es el tiempo de espera en la cola al cual se ve sometido un vehículo. Este dato permite evaluar la calidad del servicio que está prestando la vía. Aforo del flujo vehicular. Es el conteo de los vehículos que pasan por una vía durante un tiempo determinado. Volumen horario de máxima demanda (VHMD). Máximo número de vehículos que pasa sobre una sección de vía durante 60 minutos consecutivos. Variables macroscópicas. La velocidad, la densidad, y el flujo se relacionan como las variables macroscópicas del tránsito las cuales sirven de herramienta matemática para determinar e indicar valores de calidad y nivel de servicio. Variables microscópicas. Las variables microscópicas se entienden como las relacionadas con el actuar del conductor o el peatón como individuo en la corriente del tránsito; si son medidas en tiempo se habla de: el intervalo, el paso, y la brecha. Cada uno de los parámetros microscópicos tiene un equivalente en espacio que se denominan: espaciamiento, longitud y separación. Existen otras variables microscópicas peatonales que definen el flujo peatonal, entre las más importantes está la elipse corporal, ancho efectivo de caminata, formación de pelotones y grupos de peatones (Burgos, 2010). Brecha. Es el tiempo en segundos entre dos vehículos seguidos, medido desde el parachoques trasero de un vehículo al parachoques frontal del siguiente vehículo, su unidad de medida es segundos. (Cárdenas, 2018) Brecha peatonal. Es aquella en la cual un peatón juzga el tiempo entre vehículos como pertinente para que pueda realizarse la maniobra de cruce de la vía. Algunos autores sugieren que se puede hacer una mejor descripción de la brecha peatonal si se considera únicamente la interacción vehículo – peatón en la cual se mide el tiempo en segundos entre un vehículo en movimiento que se acerca a un peatón que pretende hacer un cruce vial; siendo entonces la brecha el tiempo entre el peatón y el vehículo que se aproxima en el momento que el peatón comienza el cruce (Vasudevan, 2020). 14 Brecha crítica. Tiempo en segundos por debajo del cual un peatón no cruzará la calle (Vasudevan, 2020). La brecha crítica se puede definir como el tiempo mínimo que requiere un peatón para realizar un cruce seguro, a menudo los peatones juzgan mal la brecha, especialmente en las secciones de alta velocidad, lo cual resulta en accidentes (Ferenchak, 2016). Margen de seguridad. El margen de seguridad se define como la diferencia medida en segundos entre el tiempo cronometrado en el cual el peatón dio término al cruce vial y la hora exacta en la que pasa el vehículo por el punto de cruce (Ferenchak, 2016). Este concepto tiene como objetivo determinar a partir de este parámetro si el cruce fue realizado de manera segura o no. cuanto menor sea el margen de seguridad, mayor es el riesgo que se tiene en el cruce (Oxley, 2005). Cruce a mitad de cuadra. es el cruce vial realizado por un peatón en un trayecto entre intersecciones sin la demarcación y protección requeridas para el usuario vulnerable y a juicio de este. Pelotón. Definido como una agrupación de peatones que se forma debido a la presencia de un dispositivo de control como un semáforo, o la espera de una brecha adecuada en un cruce (Burgos, 2010). Sirve para evaluar las condiciones de capacidad y nivel de servicio en una zona de cruce de peatones. Puente peatonal. Es una estructura por la cual solo pueden circular individuos que avanzan sin vehículos. Existen múltiples tipos de puentes peatonales. Habitualmente están diseñados para soportar una carga reducida: por eso está prohibido acceder a estos puentes con vehículos a motor. En cuanto a las bicicletas, la autorizaciónde paso depende de las características de cada puente. (Decreto 1538, 2005), específicamente en el Artículo 2° se hace referencia a las siguientes definiciones, las cuales tienen un alto grado de importancia en el tema planteado: Accesibilidad. Condición que permite, en cualquier espacio o ambiente ya sea interior o exterior, el fácil y seguro desplazamiento de la población en general y el uso en forma confiable, eficiente y autónoma de los servicios instalados en esos ambientes. Movilidad reducida. Es la restricción para desplazarse que presentan algunas personas debido a una discapacidad o que sin ser discapacitadas presentan algún tipo de limitación en su capacidad de relacionarse con el entorno al tener que acceder a un espacio o moverse dentro del mismo, salvar desniveles, alcanzar objetos situados en alturas normales. 15 2.2. ESTADO DEL ARTE 2.2.1. Internacional 2.2.1.1. India (Ferenchak, 2016) Encontró que el tiempo necesario para el cruce de peatones y la conciencia de utilizar cebras demarcadas aumenta con la edad, es decir, que los conflictos entre el vehículo y el peatón disminuyen con los años de los peatones. También encontró que el tiempo de espera de los hombres es aproximadamente la mitad del tiempo de espera de las mujeres, y que los hombres tienen el doble de probabilidad de causar conflictos con los vehículos. 2.2.1.2. México y Latinoamérica A nivel internacional, uno de los artículos más importantes es el de la seguridad vial y los puentes (anti) peatonales en México y América Latina (Andrade, 2018), el objetivo principal pretende documentar evidencias sobre el uso y desuso de los puentes peatonales, las implicaciones en temas de seguridad vial y el comportamiento de los transeúntes. Entre los principales resultados se halló que, en la ciudad de México, las principales razones para el uso de puentes peatonales fueron por seguridad (refiriéndose a la seguridad física que representa no exponerse al flujo vehicular) y por el hecho de que no existe otra forma de cruzar, mientras que los principales motivos del desuso fueron el esfuerzo que implica cruzarlo y su inseguridad (haciendo referencia a los posibles riesgos relacionados con actividades delictivas). Sus resultados ajustados ponen en evidencia que los grupos de edad de 19 a 36 y de 46 y más años, muestran una mayor posibilidad de no usar el puente peatonal que los grupos de menores de 19 años. 2.2.1.3. Perú En Arequipa, Perú, los motivos más frecuentes por los que los encuestados cruzan la calle en lugar de usar el puente peatonal son la falta de tiempo y el esfuerzo desplegado (Arias, 2012). Este estudio revela que existen diferencias de género en los motivos del desuso de los puentes peatonales. Para el caso de los hombres, 20% indicó que no era necesario usar el desnivel, en tanto que sólo 0.83% de las mujeres coincidieron en esa respuesta. En cambio, 20.5% de miembros del sexo femenino señalaron que tenían temor de ser asaltadas. Cuando una carretera o una vía rápida atraviesa zonas urbanas se dividen espacios para dar prioridad al movimiento de vehículos motorizados, y se fragmentan zonas altamente 16 pobladas, sin considerar que sus habitantes tienen la necesidad de movilizarse de un punto a otro, en algunos casos siempre a pie (Hidalgo,2010). La solución a ello ha sido, en algunos países, la colocación de puentes peatonales. Este tipo de medidas han tenido las siguientes repercusiones: i) la mayoría de veces se tiene que caminar hasta donde se encuentran los puentes, ii) se percibe que la mayoría de ellos no están ubicados en los sitios más útiles, iii) tienen un diseño muy poco amable para la mayoría de los usuarios (personas con movilidad reducida), y iv) su utilización generalmente implica más tiempo, esfuerzo y, en algunos casos, mayor inseguridad (Hidalgo,2010). Esta situación provoca que el peatón termine cruzando las calles en los lugares que considera más convenientes, sin importar el hecho de tener que enfrentarse a situaciones de alto riesgo o de riesgo agregado. Por lo anterior, cuando las modificaciones a la vía pública se realizan sin tomar en cuenta a todos los actores que la transitan, se convierten en el espacio más peligroso para el peatón, uno de los usuarios más numerosos y vulnerables de la vía pública (Hidalgo,2010). 2.2.2. Nacional 2.2.2.1. Medellín A nivel nacional, uno de los documentos más relevantes es el (Acuerdo 084, 2018) “Por medio del cual se promueve e incentiva la construcción de cruces peatonales seguros a nivel en la ciudad de Medellín”. El objetivo del acuerdo fue promover e incentivar la construcción de cruces peatonales seguros a nivel, señalando en uno de sus parágrafos que los cruces peatonales a nivel en la ciudad, deberán construirse bajo condiciones de sostenibilidad, equidad y accesibilidad universal, priorizando una infraestructura física apropiada para los peatones y toda persona con movilidad reducida, evidenciando que los cruces a desnivel son una infraestructura excluyente y no en escala de las personas. Entre los factores que se incluyeron, se especifica que con excepción de autopistas o vías de primer nivel nacional, la ciudad de Medellín evitara construir más puentes peatonales en vías urbanas, y los puentes peatonales que con el tiempo se deterioren, no serán mejorados, sino serán remplazados por cruces peatonales a nivel y si esta acción es imposible por las condiciones de circulación vehicular críticas, se deberán presentar estudios por parte de la secretaria de movilidad o entidad encargada para el uso de pasos peatonales a desnivel que cumplan con toda la normatividad aplicable (entre ella el Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte). 2.2.2.2. Pereira Otro de los documentos relevantes a nivel nacional, es el (Acuerdo 21, 2018). “Por medio del cual se promueve e incentiva la construcción de cruces peatonales seguros en el municipio de Pereira y se dictan otras disposiciones”. 17 El objetivo del acuerdo fue promover o incentivar la construcción de cruces peatonales seguros, con un desestimulo a la construcción de nuevos puentes peatonales en vías urbanas. Se presenta una similitud en las disposiciones del acuerdo 084 de 2018 de Medellín en cuanto a las prioridades, excepciones, remplazos y estudios necesarios para su implementación. Cabe destacar que este documento menciona características mínimas que se deben tener en cuenta para la construcción de cruces peatonales a nivel seguros, estas son: • Formalización de las “líneas de deseo peatonal” en la elaboración de los cruces. • Cebras peatonales adecuadas, ergonómicas cuando las condiciones lo hagan posible. • Señalización de reducción de velocidad. • Señalización de paso peatonal. • Reductores de velocidad o reductor trapezoidal como parte del paso peatonal. • Piso podo-táctil. • Rampas de descenso o acceso al paso peatonal. • Bolardos a nivel del paso. • Semáforo peatonal, en la medida de las posibilidades inteligente o al menos con botón de paso. • Fomento de una cultura de conducción amable con el peatón. Este acuerdo va de la mano con campañas de sensibilización para el uso de los cruces peatonales a nivel, procesos educativos para conductores (detención y prioridad al peatón en el cruce) fomentando la cultura de conducción amable con el peatón y reducción de las velocidades, como se menciona en sus artículos. 2.2.2.3. Cali La investigación de (Echeverry, 2005) buscó determinar las características de los peatones en los sitios de alta accidentalidad en la ciudad de Cali. La muestra estuvo representada por 500 personas, 323 hombres (64.6%) y 177 mujeres (35.4%); 61% de la población había presenciado un accidente donde resultó lesionado un peatón. De estos, 64.4% considera al peatón como el responsable. Se realizó un estudio no 18 experimental detipo descriptivo observacional, recolectando la información por medio de encuestas, formatos de observación directa, fotografías y entrevistas en los sitios de alta accidentalidad. Entre los principales resultados se halló que el instrumento vial con más alta frecuencia de uso es el semáforo, hecho que se mantiene aún, haciendo un análisis discriminativo por grupos de edad. El puente peatonal constituyó el instrumento vial con menor frecuencia de uso porque sólo un poco más de la mitad (59.2%) de la población a estudio refirió hacer uso frecuente de él. Se evidencia que el grupo más joven (10-19 años) presenta los porcentajes más bajos para referir que hacen uso de todos los instrumentos viales por seguridad y consideran la pereza como un motivo para no hacer uso de los instrumentos (sobre todo del puente peatonal). A manera de conclusión los autores señalan que, respecto a los puentes peatonales, se encontró que la constante es su falta de aceptación por parte de los peatones, ya sea porque son peligrosos (inseguros), tienen mal aspecto, algunos no brindan un servicio para los discapacitados o tienen extensas rampas lo cual los hace muy poco llamativos a la comunidad. 2.2.2.4. Cartagena Según (Díaz, 2020) para la ciudad de Cartagena se afirma la idea de que las características de control, como la presencia de semáforos, cruces peatonales y puentes peatonales, resultaron ser variables significativas que afectan la severidad de los accidentes. Cuando un semáforo está presente, la probabilidad de que se tengan lesiones mortales se reduce, mientras que la probabilidad de que no se tengan lesiones se aumenta. Las lesiones fatales y las lesiones no fatales son más probables en aquellos sitios donde está presente el cruce peatonal. Igualmente, la probabilidad de tener accidentes con muertos y heridos es mayor que la de tener accidentes con solo daños materiales cuando en el lugar del accidente está presente un puente peatonal. En este caso, la probabilidad de lesiones fatales y lesiones no fatales se incrementa. Según (Díaz, 2020) el peatón es propenso al cruce a mitad de cuadra cuando estas son extensas y el entorno incide para que realice esta acción, sumado a esto, debido a que los cruces a mitad de cuadra no suelen contar con controles del tránsito, es común que las brechas aceptables escaseen en estos puntos, ocasionando que el peatón se vuelva cada vez más arriesgado a medida que el tiempo de espera aumenta, al punto que termina aceptando brechas poco adecuadas para realizar cruces seguros. De acuerdo con esto, se ha visto que en los cruces a mitad de cuadra son puntos críticos en donde los atropellos aumentan de probabilidad, convirtiéndose entonces en el principal problema de la seguridad vial. 19 2.2.2.5. Tunja (Márquez, 2015) concluye, mediante modelación híbrida, que el tiempo adicional requerido para utilizar un puente peatonal, en comparación con el tiempo que se necesita para cruzar la calle a nivel, es un factor determinante que desanima el uso de las vías en desnivel. Este estudio llevado a cabo en Tunja, Colombia, revela que los individuos le asignan mayor utilidad a la alternativa de usar el puente si el volumen de tráfico de la vía es mayor. Este comportamiento se considera coherente ya que, a mayor tráfico, será menos probable encontrar una brecha para cruzar la calle sin usar el puente peatonal. 20 3. METODOLOGÍA EMPLEADA 3.1. CAPÍTULO 1. REQUERIMIENTOS DE INFORMACIÓN 3.1.1. Información Primaria Para obtener esta información se diseñó y aplicó un aforo de volumen vehicular en la intersección de Mesopotamia2, mediante la implementación de una logística que explicaba la cantidad de aforadores, su respectiva ubicación y el conteo correspondiente en el acceso como se presenta en la tabla 1. Tabla 1. Logística Implementada Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. Seguido a esto en la figura 1 se muestran los accesos de la intersección y sus respectivos movimientos, para esta toma de información se realizaron unos formatos bajo la supervisión y aprobación del ingeniero director, los cuales contenían el diagrama de la intersección con el movimiento correspondiente, una distribución por tipo de vehículo en periodos de 15 minutos durante dos horas, estos formatos son presentados en el Anexo 1. 2 Para efecto de este documento la interseccion de Mesopotamia hace referencia a la Avenida Norte con la calle 37a. ACCESO ESTACIONES AFORO SUR NORTE NORTE OCCIDENTE DESCRIPCIÓN 1 2 personas - movimiento de frente (2) y giro a la derecha (9(2)) 2 2 personas - movimiento de frente (1) y giro a la derecha (9(1)) 3 1 persona - movimiento desde el norte giro a la izquierda (5) y movimiento en u (10(1)) 4 1 persona - vehículos que vienen de la calle 37 y van de frente (3) y giro a la izquierda (7) ORIENTE ORIENTE 5 1 persona - movimiento a la derecha (9(4), giro a la izquierda (8) 6 1 persona - vehículos que salen del acceso oriente y van a la calle 37 (4) 21 Figura 1. Movimientos por Accesos y estaciones en la Intersección de Mesopotamia Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 3.1.1.1. Datos Obtenidos El aforo vehicular fue realizado el día jueves 12 de agosto de 5:30 pm a 7:30 pm, ya que, este periodo de tiempo comprendía la hora pico peatonal que se presentaba en todo el campus de la UPTC, según los datos obtenidos del Estudio de Tránsito Edificio de Posgrados Sede Central3; se mantuvo la concordancia entre los datos peatonales y vehiculares que fueron tomados, dando como resultado el volumen clasificado por accesos, movimientos y tipo de vehículo (como se evidencia en el Anexo 1). De igual forma, se tomó el tiempo de ciclo en la intersección con sus respectivas fases semafóricas en las horas de estudio, ya que, por el tema de pandemia, estas fueron modificadas, como se presenta en el Anexo 1. Para sintetizar los datos obtenidos, se presentan gráficas con el porcentaje vehicular por acceso en las dos horas de conteo, de la siguiente manera: A = Autos, M = Motos, T = Taxis, B = Buses, CA = Camiones y Bi = Bicicletas 3 Informe Estudio de Tránsito Edificio de Posgrados Sede Central 22 Gráfica 1. Acceso Norte Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. Gráfica 2. Acceso Sur Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 23 Gráfica 3. Acceso Oriente Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. Gráfica 4. Acceso Occidente Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 24 3.1.2. Información Secundaria Para la información secundaria se hizo revisión y ajuste de los datos obtenidos de conteos realizados en el año 2012 y 2019, ya que la información del año 2012 era de una estación maestra sobre la Avenida Norte que solo registraba volúmenes para los accesos norte y sur en el periodo de 5:00 am a 9:00 pm y los datos del 2019 si representaban todos los movimientos de la intersección en el periodo de 7:00 am a 1:00 pm, se generaba una limitación de datos para que se realizará la comparación en toda la intersección, por lo tanto solo se pudo hacer una comparación en el acceso sur, con este procedimiento se logró hallar las tasas de crecimiento anual del parque automotor, esto sirvió de base para analizar el comportamiento del parque automotor de acuerdo a los sucesos que han intervenido a lo largo de esos 7 años, por ejemplo el congelamiento de buses y taxis, las medidas de pico y placa y la apertura de la variante la cual género que parte del tráfico no utilizara la avenida norte. 3.1.3. Proyecciones de tráfico para el año 2022 Para las proyecciones al año 2022 del volumen vehicular en la intersección se utilizaron las tasas de crecimiento que se muestran en la tabla 2, estos valores fueron estimados según registros históricos, valores del DANE y a partir de los análisis de las tasas de crecimiento del parqueautomotor de la información secundaria. Tabla 2. Tasas de crecimiento para el volumen generado Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. Bicicleta Peatones MODO Auto Bus Camión Taxi Motocicleta 2% proyectado anual Estimado a partir de registros históricos debido a que el parque automotor se encuentra congelado Valores DANE VOLUMEN GENERADO Y PROYECTADO FUENTE 2,50% proyectado anual 0% proyectado anual 0% proyectado anual 8% proyectado anual 2% proyectado anual 2,4% Proyectado anual Desplazado del valor de ingreso peatonal por la puerta principal y el crecimiento proyectado anual, DANE Estimado a partir de registros históricos Estimado a partir de registros históricos debido a que el parque automotor se encuentra congelado 25 Como paso siguiente se aplicaron estas tasas de crecimiento a los datos recolectados en el aforo vehicular (información primaria) para generar su respectiva proyección al año 2022, aplicando la siguiente formula 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 ∗ 𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜) + 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 3.1.4. Proyección de peatones para el año 2022 Para las proyecciones de los peatones se utilizaron los datos obtenidos del Excel Requerimientos de las talanqueras procesados, en donde se utilizaron los totales de la entrada principal. Los valores que se muestran en la tabla 3 fueron redondeados al múltiplo de 50 más cercano para facilitar el ajuste de las matrices origen-destino y permitir, en un escenario futuro la actualización rápida de los datos. Tabla 3. Volumen procesado de las talanqueras UPTC Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 3.2. CAPÍTULO 2. CONSTRUCCIÓN ESCENARIO BASE 3.2.1. Paso 1. Creación de la Geometría e Infraestructura Una consideración que se tuvo para este proyecto fue utilizar la red proporcionada por PTV Vissim con el fin de obtener una red más detallada, posteriormente se dio inicio al dibujo de la red, utilizando la herramienta LINKS, ubicada al costado izquierdo de la interfaz del software, en Network objects, abarcando toda el área de estudio, agregando en cada caso los anchos de carril, el sentido de la vía y el número de carriles, como se presenta en la figura 2. Áreas peatonales Entradas Salidas UPTC 2000 800 Recreacional 200 650 Brasas de oro 300 400 Mesopotamia 200 200 Santa Inés 200 400 Pozo Donato 250 400 Peatonal Norte 150 300 Peatonal Sur 200 350 sumas 3500 3500 26 Figura 2. Dibujo de la red con la herramienta links. Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Los anchos de carril utilizados fueron variables según la geometría de las vías, simulando lo mejor posible la realidad de la infraestructura, un paso importante fue realizar la asignación de giros correspondientes (Giro derecha, giro izquierdo, giro en u) con los LINKS conectores. 3.2.2. Paso 2. Creación y Asignación de la composición vehicular Como se presenta en la figura 3, se crearon los tipos de vehículos que no se encuentran por defecto en el software dentro de la pestaña de BASE DATA - vehicle types, para agregar un vehículo se dio clic en símbolo 27 Figura 3. Creación de los tipos de vehículos Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Luego de crear el tipo de vehículo, se asignó en la pestaña TRAFFIC - Vehicle compositions, como se presenta en la figura 4. Figura 4. Asignación en la composición vehicular. Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. En el caso de las motos se seleccionó de una manera diferente para el modelo en 3D, se tuvo que cargar dentro de la pestaña de BASE DATA - Distributions - 2D/3D model como se muestra a continuación. 28 Figura 5. Cargar Modelo 2D/3D. Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 3.2.3. Paso 3. Asignación Dinámica Para realizar la asignación dinámica se hizo necesario la creación de zonas en la pestaña TRAFFIC - Dynamic Assignment – Zones, acá se desprendió una pestaña “zones/parking lots”, la cual lleva el listado de zonas creadas, para agregar una zona se dio clic en el símbolo seleccionado en el recuadro rojo como se presenta en la figura 5. Para este proyecto se crearon un total de 5 zonas que representan las entradas vehiculares de cada acceso y la intersección. Figura 6. Creación de Zonas. Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 29 Como paso siguiente se crearon los nodos que van a representar una llegada de Origen/Destino, y el nodo que representará la intersección, con ayuda de la herramienta NODES, la cual se encuentra a un costado izquierdo de la interfaz en NETWORK OBJETS; luego de crear el nodo (con clic derecho) se abrió una pestaña, donde se caracterizará según sea el tipo de nodo, como se presenta en la figura 7. En este proyecto se crearon teniendo en cuenta: • Para zonas de origen y destino solo se marcará la opción “Use for Dynamic assignment”. • Para intersecciones se marcará dos opciones “Use for evaluation” y “Use for Dynamic assignment”, como se observa a continuación. Figura 7. Creación de los nodos correspondientes. Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. A continuación, se crearon los lotes de parqueo, que son el lugar donde el tráfico va ser generado por el modelo, esto se hizo por medio de la herramienta PARKING LOT, la cual se encuentra al costado izquierdo de la interfaz en NETWORK OBJETS como se presenta en la figura 8, se tuvo en cuenta: • El tipo de parking lots, en este caso fue “ZONE CONNECTOR”. • La zona a la que corresponde el lote de parqueo. 30 • Si el lote de parqueo corresponde a un generador de tráfico; en Dyn. Assignment- Rel. Flow, el valor será igual a 1.0, en Sel. Parameters – Attraction, el valor será igual a 0.0. • Si el lote de parqueo corresponde a un atractor de tráfico; en Dyn. Assignment- Rel. Flow, el valor será igual a 1.0, en Sel. Parameters – Attraction, el valor será igual a 0.0. Figura 8. Creación de los lotes de parqueo Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Con base en los datos obtenidos en la información primaria y los resultados generados del análisis de la red de este proyecto en la herramienta EXCEL, se introdujeron las matrices Origen/Destino, para cada uno de los tipos de vehículo, para este caso se siguió la ruta TRAFFIC - Dynamic Assigment – Matrices, donde se abrió la pestaña de matrices, para agregar una matriz se dio clic en el símbolo encerrado por el recuadro rojo como se presenta en la figura 9. Para este proyecto, se crearon 5 matrices (AUTOS, MOTOS, TAXIS, CAMIONES y BICICLETAS). 31 Figura 9. Asignación de matrices O/D. Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Luego, se crearon las composiciones vehiculares con la herramienta TRAFFIC - Vehicle compositions, se les asignó un nombre, velocidad y el flujo relativo, para cada uno de los tipos de vehículos que contenía la red. Figura 10. Traffic – Vehicle compositions Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 32 Como paso siguiente, se ingresaron los parámetros, para el proyecto se utilizaron matrices, en la pestaña TRAFFIC - Dynamic Assigment – Parameters - Files, se marcó la opción “matrices”, se agregó y se le asignó la matriz a cada tipo de vehículo. Figura 11. Dynamic Assignment- Parameters Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 3.2.4. Paso 4. Líneas de Transporte Publico Para realizar las paradas de transporte público, se ingresó a la herramienta Public Transport Stop, se dio clic en el arco para dibujar el área de parada del microbús, se añadieron y nombraron las paradas que contiene el área deestudio del proyecto, como se muestra a continuación en la figura 12. 33 Figura 12. Public Transport Stop Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Después, para crear las líneas de transporte público se utilizó la herramienta Public Transport Lines, para esto se dio clic en el arco donde se quería colocar, se dibujó, se nombró, se le asigno la velocidad y el tipo de vehículo (microbús), en esa misma pestaña desplegada en la opción Departure times se asignó el tiempo en el que comenzarían a ingresar los microbuses en la simulación, el intervalo entre buses y la ocupación de los mismos, respetando los datos obtenidos en las matrices de buses y peatones, de igual forma se activan los paraderos en la parte derecha, como se presenta en la figura 13. Figura 13. Public Transport Lines Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 34 Luego se crearon los paraderos peatonales, para este paso se utilizó la herramienta de Áreas, con la que se dibujó la zona llamada plataforma que es la conexión entre el área de espera y la parada de los microbuses (donde suben los peatones al bus), en la pestaña Public Transport y Elevators – Usage se eligió Platform edge y se asignó al paradero correspondiente, como se presenta a continuación en la figura 14. Figura 14. Creación Plataforma Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. De igual manera se creó el área de espera, que se dibujaba traslapada a la plataforma, esta vez usando Waiting area en la opción Usage. 3.2.5. Paso 5. Programación Semafórica Para realizar la programación semafórica fue necesario crear un controlador en la pestaña SIGNAL CONTROL – Signal Controllers, se desplego una pestaña “Signal Controller” en ella se editó en “Edit Signal Control” donde se asignará la información de la programación semafórica de la intersección. Para este proyecto se creó una programación semafórica, como se presenta en la figura 15. 35 Figura 15. Signal Control- Signal Controllers Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Después de ingresar a “Edit Signal Control”, apareció una pestaña en la cual se asignaron el número de fases y sus respectivos tiempos (tiempo de ciclo, tiempo de verde, amarillo y rojo) como se presenta en la figura 16. 36 Figura 16. Edit Signal Control Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Ya ingresada la información de las fases, se crearon los semáforos, por lo tanto, en la pestaña Network Objects, usando la herramienta “Signal Heads” se asignaron los semáforos para cada acceso, con clic derecho en la posición donde iba, a continuación, se abrió una pestaña “Signal Head”, para escoger la fase se dio clic en la opción “SC- Signal Group”, donde se desplegaron todas las fases creadas, finalmente, se seleccionó la fase para cada carril, como se presenta en la figura 17. Figura 17. Signal Heads Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV vissim. 37 3.2.6. Paso 6. Factores de calibración Secretaría de Movilidad de Bogotá Los comportamientos de conducción vehicular en una simulación ayudan para que el modelo creado, tenga una conducta similar o parecida a la realidad, teniendo en cuenta como un vehículo sigue al que va por delante del mismo, como cambia de carril, como se comporta con los vehículos con los que comparte carril y con aquellos cercanos en carriles adyacentes, como se comporta al acercarse a líneas de parada o semáforos, etc. Por lo tanto, en el Software se puede implementar la opción de “Driving Behavior”, el cual ayuda a calibrar los parámetros anteriormente mencionados, con asistencia de los factores planteados por el grupo de modelación de la secretaria Distrital de Movilidad de Bogotá, se llevó a cabo el siguiente proceso. Para implementar los factores de Calibración de Bogotá, fue necesario la creación de un nuevo comportamiento de conducción, en la pestaña BASE DATA-DRIVING BEHAVIOR, a continuación, se duplicó el comportamiento de conducción “Urban (motirized)”, se cambió el nombre a “Calibrado - (tipo vehículo)”, se abrió la pestaña “Driving behavior”, donde aparecen todos los factores para tener en cuenta en el comportamiento de conducción. (Following, Car following mode, lane change, Lateral, Signal Control, Autonomous Driving, Driver errors y Meso), como se presenta en la figura 18. Figura 18. Edición parámetros Driving Behavior Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV vissim. Se implementarón los factores de la secretaría de movilidad de Bogotá, se tuvo en cuenta para cada parámetro los valores recomendados en la tabla del documento “Driving Behaviors”, así para cada tipo de vehículo. 38 Tabla 4. Procedimiento parámetro “following” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “FOLLOWING” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingreso de datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 39 Tabla 5. Procedimiento parámetro “Car following model” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “CAR FOLLOWING MODEL” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingreso de datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 40 Tabla 6. Procedimiento parámetro “Lane change” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “LANE CHANGE” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingreso de datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. PESTAÑA PARÁMETRO ESPECÍFICO Autos Bus / Camión Motos Bicicletas Lane Change General behavior - Free lane Free lane Free lane Free lane Lane Change Maximum deceleration Own -5.00 -7.00 -5.00 -4.00 Lane Change Maximum deceleration Trailing vehicle -3.00 -5.00 -3.00 -3.00 Lane Change -1 m/s2 per distance Own 300.00 300.00 300.00 100.00 Lane Change -1 m/s2 per distance Trailing vehicle 200.00 200.00 200.00 100.00 Lane Change Accepted deceleration Own -0.75 -0.75 -0.75 -1.00 Lane Change Accepted deceleration Trailing vehicle -0.50 -0.50 -0.50 -1.00 Lane Change Waiting time before difussion - 15.00 20.00 15.00 10.00 Lane Change Min. headway - 1.00 2.00 0.50 0.50 Lane Change To slower lane if collision time is above - No No No No Lane Change Safety distance reduction factor - 0.10 0.10 0.10 0.10 Lane Change Maximum deceleration for cooperative braking - -6.00 -10.00 -6.00 -3.00 Lane Change Overtake reduced speed areas - Si Si Si No Lane Change Advanced merging - Si Si Si Si Lane Change Vehicle routing decision look ahead - Si Si Si No Lane Change Cooperative lane change - Si Si Si No Lane Change Maximum Speed Difference - 10.00 10.00 10.00 - Lane Change Maximum Collision time: - 10.00 10.00 10.00 - Lane Change Rear correction of lateral position - Si Si Si No Lane Change Maximum Speed Difference - 3.00 3.00 3.00 - Lane Change Active during time period from 1.00 1.00 1.00 - Lane Change Active during time period until 10.00 10.00 10.00 - 41 Tabla 7. Procedimiento parámetro “Lateral” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “LATERAL” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingreso de datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 42 Tabla 8. Procedimiento parámetro “Signal Control” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “SIGNAL CONTROL” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingresode datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. PESTAÑA PARÁMETRO ESPECÍFICO Autos Bus / Camión Motos Bicicletas Signal Control Behavior at amber signal - One dec. One dec. One dec. One dec. Signal Control Probability factors Alpha 1.59 1.59 1.59 1.59 Signal Control Probability factors Beta 1 -0.26 -0.26 -0.26 -0.26 Signal Control Probability factors Beta 2 0.27 0.27 0.27 0.27 Signal Control Reaction after end of red Behavior at red/amber signal Go Go Go Go Signal Control Reaction after end of red Reaction time distribution 0.50 0.50 0.50 0.50 Signal Control Reduced safety distance Factor 0.60 0.60 0.60 0.60 Signal Control Reduced safety distance Start Upstream 100.00 100.00 100.00 100.00 Signal Control Reduced safety distance End downstream 100.00 100.00 100.00 100.00 43 Tabla 9. Procedimiento parámetro “Driver errors” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “DRIVE ERRORS” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingreso de datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 44 Tabla 10. Procedimiento parámetro “MESO” para todos los vehículos PROCEDIMIENTO PARAMETRO “MESO” PARA TODOS LOS VEHICULOS Paso 1. Datos de la Secretaría de Movilidad Bogotá Paso 2. Ingreso de datos a PTV Vissim 2020 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. PESTAÑA PARÁMETRO ESPECÍFICO Autos Bus / Camión Motos Bicicletas Meso Meso reaction time - 1.00 1.00 1.00 1.00 Meso Meso standstill distance - 0.50 1.00 0.30 0.20 Meso Meso maximum waiting time - 30.00 30.00 30.00 30.00 45 Se le asignó a la red todos los parámetros creados, se creó un link Behavior types, en BASE DATA-LINK BEHAVIAR TYPES como se muestran en la figura 19. Figura 19. Link behavior types Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Después de crear los links behaviour types se asignó a toda la red creada. En la figura 20 se presenta la infraestructura final del modelo base. Figura 20. Infraestructura Modelo Base Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 46 3.2.7. Paso 7. Cálculo del GEH La expresión estadística GEH (Geoffrey E. Havers) es una fórmula utilizada en ingeniería de tránsito y modelación de transporte y tránsito, en la cual se comparan dos conjuntos de volúmenes, uno es el volumen aforado o tomado en campo, el otro corresponde al volumen modelado. Donde; GEH= Calibración M= Volumen observado C= Volumen modelado Nota: Para obtener un GEH calibrado este deberá será menor a 5 (GEH<5). 3.2.7.1. Vehicular Por lo tanto, para este proyecto, se tomaron 8 puntos para tomar la calibración mediante el GEH, para realizar los puntos en el modelo se uso la herramienta nodos, aplicandolos para evaluacion, se tomo la información de las siguientes entradas y salidas del modelo: Tabla 11. Entradas y Salidas para la calibración por GEH Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. N° ENTRADAS Y SALIDAS Salida Occidente Entrada Oriente Salida Oriente 1 2 3 4 5 6 7 8 Entrada Norte Salida Norte Entrada Sur Salida Sur Entrada Occidente 47 Para obtener los datos del volumen modelado en Vissim, se debe seleccionar la pestaña EVALUATION-CONFIGURATION, como se presenta a continuación en la figura 21. Figura 21. Evaluation – Configuration Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Luego se desprendió la ventana “Evaluation Configuration”, en la pestaña “RESULTS ATTRIBUTES” se activaron las opciones: Nodes y Pedestrian travel times. De igual manera, en la pestaña “DIRECT OUTPUT”, se activó solo la opción Nodes (raw data), como se muestra en la figura 22. Figura 22. Edición Evaluation – Configuration Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 48 Antes de correr la simulación y obtener los valores de volúmenes modelados, se realizó el siguiente procedimiento: • Se abrió la pestaña SIMULATION- parameters. • Simultáneamente se abrió una ventana Simulation parameters. • En la pestaña General - Period se colocaron los 3600 segundos de simulación y en Start time se colocó el inicio de la hora pico y matrices. • En la opción Number of runs, se cambió el valor a 5 simulaciones. Esto se realiza para tomar un promedio de ellas. Figura 23. Simulation – parameters Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 49 Luego de este proceso, se corrió el modelo, por lo que lo hizo 5 veces seguidas, tomo un tiempo considerable. Después de terminadas las simulaciones se va a la pestaña EVALUATION - RESULTS LISTS - NODE RESULTS, como se presenta en la figura 24. Luego se despliega una pestaña con el listado de resultados, estos se tomaron y se copiaron en un archivo de EXCEL. Figura 24. Evaluation - Results Lists - Node Results Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 50 Por último, ya procesada la información modelada, se dispuso a ingresar los valores del volumen observado para el cálculo del GEH. Ejemplo de cálculo: 𝐺𝐸𝐻 = √ 2(1530 − 1536)2 1530 + 1536 𝐺𝐸𝐻 = 0.15 A continuación, se presenta la tabla promedio de los cinco reportes obtenidos del software PTV Vissim para el cálculo del GEH del modelo base. Tabla 12. Cálculo del GEH – Modelo Base Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 1530 1536 0.15 1434 1569 3.48 1282 1340 1.60 1312 1430 3.19 199 206 0.49 206 223 1.16 288 318 1.72 166 179 0.99 GEH GEH Entrada Sur DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH Salida Sur DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH PROMEDIO REPORTES Entrada Norte DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH Entrada Oriente Salida Oriente DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH Entrada Occidente DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH Salida Occidente DATOS MODELO DATOS CONTEO Salida Norte DATOS MODELO DATOS CONTEO 51 3.2.7.2. Peatonal Para este caso se tomaron tiempos de viaje peatonal en dos puntos, uno de ellos fue desde el inicio de la escalera oriental del puente peatonal hasta el final de la escalera del costado occidental y el otro punto fue desde la bahía de buses de transporte público hasta el final de la calzada de acceso para buses. El proceso utilizado para obtener estos datos en el software PTV Vissim, consistió en utilizar la herramienta de Viswalk – Pedestrian Travel Times, donde el punto de color rojo marcaba el inicio de la distancia donde se tomarían los tiempos de viaje y el punto verde el final, como se presenta en la figura 25. Figura 25. Pedestrian Travel Times Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Después de terminadas las simulaciones se va a la pestaña EVALUATION - RESULTS LISTS - Pedestrian Travel Times Results, como se presenta en la figura 26. Luego se despliega una pestaña con el listado de resultados, estos se tomaron y se copiaron en un archivo de EXCEL para su debido procesamiento. 52 Figura 26. Evaluation - Results Lists - Pedestrian Travel Times Results Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Esta herramienta no solo tomaba los tiempos de viaje peatonal sino también el volumen peatonal que transitaba por los puntos marcados, esto permitió que con los datos de la matriz peatonal (Datos conteo) se lograra hacer el cálculo de GEH peatonal tanto con tiempos de viaje como con volúmenes peatonales. 53 A continuación, se presentan las tablas promedio de los cinco reportes obtenidos del software PTV Vissim para el cálculo del GEH del modelo base. Tabla 13. Cálculo del GEH Peatonal – Modelo BaseFuente: Los autores, basados en Anexo 1. En el Anexo 1, se encuentran todos los cálculos correspondientes al GEH. 3.3. CAPÍTULO 3. SEÑAL ACTUADA PARA EL CRUCE PEATONAL ENTRADA UPTC Para los escenarios 3 y 5 se planteó un sistema de Transporte inteligente (ITS), utilizando el cruce peatonal ubicado en la entrada de la Universidad, con el fin de reunir todos y cada uno de los criterios de seguridad y accesibilidad para los peatones, este cruce se caracteriza por su método de activación, cada fase está programada según la demanda, por medio de dos detectores localizados a los extremos del cruce peatonal por sentido. Para el diseño y funcionamiento de este sistema de transporte inteligente, en el programa PTV Vissim se puede realizar de dos maneras, la primera utilizando el programa VisVap que sirve para generar la lógica que utilizan los detectores para ser activados cuando el peatón se encuentra sobre él, de igual manera los cabezales semafóricos se deben generar de manera manual, de acuerdo a los tiempos mínimos de verde con el plan semafórico de extensión .VAP, posteriormente se cargan los archivos .vap y logic generado por VisVap y se asignan para cada carril los cabezales semafóricos y los detectores en cada link peatonal que corresponda. 200 140 4.6 44 60 2.2 Tiempo Puente DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH GEH TIEMPOS DE VIAJE Tiempo Pozo D DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH 190 231 2.8 452 461 0.4 GEH VOLUMEN PEATONAL DATOS CONTEO GEH Volumen Puente DATOS MODELO DATOS CONTEO GEH Volumen Pozo D DATOS MODELO 54 La segunda manera es más práctica y funciona generando el paso peatonal actuado asignado automáticamente por el programa a continuación se muestra el procedimiento para la creación de este sistema. Con la herramienta links se seleccionó los dos links peatonales que fueron utilizados para el cruce peatonal, a continuación, se presionó control y clic derecho, y se seleccionó en el apartado “Add signalized pedestrian crossing”. Figura 27. Creación del paso peatonal asignado por Vissim Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. En la siguiente figura se puede observar que el controlador semafórico y el detector son generados automáticamente y es de tipo “Pedestrian Crossing”. 55 Figura 28. Pedestrian Crossing Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. La diferencia principal y más significativa que depende fundamentalmente de tener el programa VisVap es generar la lógica que se enfoca en el funcionamiento de los controladores activados por demanda, en la siguiente figura se muestra el archivo utilizado para el modelo. Figura 29. Lógica de controladores Fuente: Los autores con base al software VisVap. 56 Con la lógica generada en VisVap y con el archivo. Pua generado en Vissim al momento de realizar manualmente la fase semafórica para peatones y vehículos (En este caso se denominó con la letra A= para autos y B= para peatones) se asignan los archivos y posteriormente se colocan los detectores en su lugar y los cabezales semafóricos asignados según la fase a la que corresponda (A y B), a continuación, se muestra el lugar donde se deben cargar los archivos, las fases semafóricas y el tipo de controlador. Figura 30. Lógica de controladores Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. Cabe aclarar que para las dos formas de asignar el controlador semafórico actuado se debe asignar los tiempos de verde mínimo, para el proyecto se utilizaron tiempos de despeje de 6 segundos para peatones y para los autos 7 segundos con 3 segundos de amarillo, para los escenarios donde se implementó se utilizó de esta manera debido al alto volumen peatonal. 57 4. DESARROLLO DEL TRABAJO 4.1. DESCRIPCIÓN, PLANTEAMIENTO Y ANÁLISIS DE LOS ESCENARIOS El planteamiento de los diferentes escenarios en este proyecto se realizó mediante el software PTV Vissim, para facilitar la prueba de variables relevantes en cuanto a tránsito en cada una de ellas, garantizando el cruce seguro y accesible para peatones y ciclistas. A continuación, se presenta una descripción y análisis de las alternativas planteadas. 4.1.1. Escenario Base Este escenario presenta las condiciones actuales de la Avenida Norte en cuanto a su infraestructura vehicular y peatonal, contando con el puente peatonal que se encuentra en la entrada principal de la Universidad, el límite en el norte es el puente de Santa Inés, en el sur el parque recreacional, en el oriente el barrio Mesopotamia y en el occidente la sexta (calle 37), gracias a la información primaria y secundaria los datos insertados en este escenario son verídicos, ya que se calcularon los GEH con los volúmenes vehiculares y los tiempos de viaje peatonal. El modelo en 3D del escenario base se presenta a continuación en la figura 31. Figura 31. Escenario Base en 3D Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 58 4.1.1.1. Criterio Operacional A continuación, se presenta la tabla del reporte del escenario base para cada movimiento de la intersección de Mesopotamia, mostrando datos relevantes como las colas, la demora media y el nivel de servicio. Tabla 14. Reporte Escenario Base Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. Como se puede observar en la gráfica 5, las colas promedio más largas del escenario base se presentan en los movimientos del acceso norte, con un valor de 37 metros, y registrando una cola máxima de 175 metros, lo que indica que este acceso es el más crítico, ya que este escenario no cuenta con una modificación favorable en el plan semafórico que proteja a los peatones y el acceso al retorno mantiene dos carriles lo que incrementa el espacio que deben cruzar los peatones, así los entrecruzamientos riesgosos se repiten constantemente, de igual forma el conflicto peatón – vehículo hace que se congestione la entrada al retorno justificando lo que se observa en la tabla 14. MOVIMIENTO COLA PROMEDIO (m) LONGITUD MÁXIMA DE COLA (m) NÚMERO DE VEHÍCULO PERSONAS POR VEHÍCULOS NIVEL DE SERVICIO VALOR NIVEL DE SERVICIO DEMORA MEDIA(s) 1 37 175 1204 1089 LOS_D 4 41 10(1) 37 175 82 82 LOS_F 6 98 5 37 175 34 34 LOS_F 6 100 9(1) 37 175 167 167 LOS_D 4 53 2 18 103 1219 1278 LOS_B 2 18 9(2) 18 103 96 96 LOS_C 3 20 8 14 66 176 176 LOS_D 4 38 9(4) 14 68 83 83 LOS_D 4 40 4 14 66 53 53 LOS_D 4 38 7 0 17 155 155 LOS_D 4 45 3 0 17 47 47 LOS_D 4 42 59 Gráfica 5. Cola Promedio - Escenario Base Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. Las demoras más representativas se evidencian en los movimientos 10(1) y 5, que son los que usan el acceso al retorno, como se evidencia en la gráfica 6, esto se debe a que la infraestructura peatonal no está diseñada para proteger al peatón, por ende los entrecruzamientos riesgosos en esa zona son constantes, debido también a que son dos carriles de acceso, y por la alta demanda de peatones que utilizan la intersección, el flujo vehicular se ve detenido, porque las brechas que consideran acéptales los peatones para cruzar no siempre son las adecuadas y obligan al vehículo a detenerse, generando aún más demora en los movimientos mencionados. Gráfica 6. Demora Media - Escenario Base Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 60 Como se evidencia en la gráfica 7, el nivel de servicio más bajo se presenta en los movimientos más críticos del acceso norte, que son el movimiento 10(1) y 5, estos mantienen un nivel de servicio F, donde se observan condiciones de flujo forzado, el volumen de demanda claramente está superando la capacidad de la vía, rompiendo la continuidad del flujo y formando largas colas, por ende, las operaciones dentro de estos movimientos se caracterizan por constantes detenciones, enlos demás movimientos el nivel de servicio más presentado es el D. Gráfica 7. Valor Nivel de Servicio - Escenario Base Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 4.1.1.1. Criterio de Seguridad Despues de observar datos relevantes en el criterio operacional, se puede indicar que la prioridad actual de la infraestructura de la zona de estudio, no es la de los peatones, ni tampoco es adecuada para los vehiculos que circulan allí, los peatones que cruzan o hacen uso de la intersección no cuentan con fases semaforicas optimas que los protejan y costantemente se arriesgan a sufrir accidentes o lesiones, en el acceso al retorno es donde se presentan muchos entrecruzamientos riesgosos por la longitud que deben atra vesar los peatones para llegar al siguiente anden, de igual forma en el puente peatonal se evidencia inseguridad para los ususarios, las barandas no cumplen con una altura adecuada y las escaleras metalicas se vuelven peligrosas en momentos de lluvia. 61 4.1.1.1. Criterio de Uso Los peatones que vienen de la zona sur del escenario deben hacer un recorrido largo para ingresar a la Universidad, lo que implica que hagan uso de la interseccion, ya que aunque no cuenta con unas fases semaforicas adecuadas, las brechas son más seguras porque los vehiculos presentan velocidades bajas por lo que deben detenerse en los semaforos y volver a iniciar la marcha, puesto que si los peatones se arriesgaran a cruzar sobre la Avenida Norte tendrian brechas mas criticas por las velocidades altas que mantienen los vehiculos. 4.1.2. Escenario 1 Apertura entrada Edificio Posgrados. Este escenario mantiene toda la infraestructura del escenario base y su comportamiento operativo vehicular, salvo por la implementación del edificio de posgrados, que pronto culminará su construcción y se habilitará a la comunidad upetecista, lo que conlleva a que se genere una nueva entrada y salida de peatones; teniendo en cuenta que es el escenario más próximo hablando de tiempo y de el que se tiene certeza que ocurrirá, se coloca en primer lugar debido a su importancia, ya que permitió observar los impactos generados en cuanto a las decisiones de los peatones que tienen como destino final la Universidad y su comportamiento en la infraestructura con la habilitación de esta nueva ruta. El modelo en 3D del escenario 1 se presenta a continuación en la figura 32 siendo el edificio de posgrados el de color azul. Figura 32. Escenario 1 en 3D Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 62 El nuevo anden que comunica la entrada del edificio de posgrados con la avenida Norte se encuentra ubicado al costado derecho de la calle 38, como se presenta en la figura 33. Figura 33. Vista en planta del Escenario 1 Fuente: Los autores con base al software de modelación PTV Vissim. 4.1.2.1. Criterio Operacional A continuación, se presenta la tabla del reporte del escenario 1 para cada movimiento de la intersección de Mesopotamia, mostrando datos relevantes como las colas, la demora media y el nivel de servicio. 63 Tabla 15. Reporte Escenario 1 Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. En la gráfica 8, se evidencia que el promedio de longitud de colas más largo durante la hora de modelación es el de los movimientos del acceso norte (1, 10(1), 5, 9(1)), teniendo también una longitud de cola máxima registrada de 240 metros en todos ellos, como se observa en la tabla 15, esto se justifica porque el volumen peatonal que ingresaba y salía de la Universidad por la entrada principal hacia el parque recreacional, brasas de oro y barrio Mesopotamia ahora se carga a la nueva entrada del edificio de posgrados, lo que aumenta los entrecruzamientos riesgosos en el acceso al retorno de la intersección, cabe aclarar que la habilitación del edificio de posgrados no atraerá una demanda nueva de estudiantes, este nuevo ingreso será independiente de las actividades que se realicen. Gráfica 8. Cola Promedio - Escenario 1 Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. MOVIMIENTO COLA PROMEDIO (m) LONGITUD MÁXIMA DE COLA (m) NÚMERO DE VEHÍCULO PERSONAS POR VEHÍCULOS NIVEL DE SERVICIO VALOR NIVEL DE SERVICIO DEMORA MEDIA(s) 1 48 240 1151 1093 LOS_D 4 47 10(1) 48 240 83 83 LOS_F 6 101 5 48 240 34 34 LOS_F 6 102 9(1) 48 240 167 167 LOS_E 5 63 2 19 103 1219 1278 LOS_B 2 18 9(2) 19 103 96 96 LOS_C 3 20 8 14 66 180 180 LOS_D 4 38 9(4) 15 69 83 83 LOS_D 4 40 4 14 66 53 53 LOS_D 4 38 7 0 22 155 155 LOS_D 4 45 3 0 22 47 47 LOS_D 4 41 64 Como se evidencia en la gráfica 9, la demora media en la intersección está en el orden de 18 a 102 segundos, siendo las de los movimientos 10(1) y 5 las de mayor tiempo, esto se debe al acceso al retorno que posee una cantidad elevada de entrecruzamientos riesgosos, el volumen vehicular de estos movimientos es alto y el tiempo de verde del semáforo a veces es insuficiente para despejar la cola generando las demoras elevadas. Gráfica 9. Demora Media - Escenario 1 Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. El análisis del nivel de servicio es uno de los más importantes, ya que, para evaluar el estado de operación del tránsito en una intersección vial a nivel urbano, se emplea este concepto, el cual corresponde a una medida cualitativa que describe las condiciones de operación del flujo vehicular, el cual está asociado al parámetro de tránsito “Demora”. En intersecciones controladas, el nivel de servicio está dado a seis rangos de tiempo promedio de demora por vehículo, asociados, cada uno, a una letra desde la A hasta la F, donde la letra “A” representa la mejor condición de operación, mientras que la “F” representa unas condiciones adversas para la movilidad vehicular. En la gráfica 10 se puede observar que el nivel de servicio que más se presenta en los diferentes movimientos de la intersección es el D, y el valor más alto registrado es el F de los movimientos 10(1) y 5, nuevamente los que se encuentran en el retorno, esto quiere decir que el volumen vehicular que se presenta está superando la capacidad de la vía generando congestión, que no es más que las manifestaciones negativas con respecto al entorno de transporte. 65 Gráfica 10. Valor Nivel de Servicio - Escenario 1 Fuente: Los autores, basados en Anexo 1. 4.1.2.2. Criterio de Seguridad Este escenario no cuenta con una seguridad completa para el cruce de los peatones, en la intersección, dos de los 4 pasos cebra no presentan protección con fase semafórica, es decir los peatones cruzan utilizando su criterio para las brechas que consideran seguras, ya que en esta alternativa se habilita la entrada del edificio de posgrados de la Universidad, parte del volumen peatonal que viene de la zona sur ya no ingresa por la entrada principal sino por la nueva del edificio de posgrados, cargando más seguido de peatones a la intersección y generando entrecruzamientos riesgosos en el acceso del retorno. Ya que el puente peatonal de la entrada principal no cuenta con una accesibilidad universal, se vuelve inseguro para los peatones de movilidad reducida evitar el puente y encontrar otra forma de cruzar sobre las calzadas de la Avenida norte. 4.1.2.3. Criterio de Uso Para este escenario se facilita la entrada de peatones que vienen de la zona sur, ya que los tiempos de viaje disminuyen por no tener que caminar hasta la entrada principal para ingresar a la Universidad, de igual manera sucede a los peatones que salen de ella y tienen como destino final la zona sur; el uso vehicular de este escenario se mantiene igual ya que la geometría vial no presenta modificaciones, pero al tener la nueva entrada peatonal en el edificio de posgrados los entrecruzamientos en el acceso al retorno de la intersección se hacen más repetitivos generando más riesgos a los peatones. 66
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