Ingeniería de tránsito - Tema 3

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AUTOR:
Docente: Ing. Pedro Luis Miñano Chamorro
email: pccipmin@upc.edu.pe
Curso: Ingeniería de Tránsito y Diseño Vial Urbano
Semana 3: Modelación del tráfico
Modelo
“Es la representación conceptual y simbólica de la realidad”
MODELOS
 Los modelos son instrumentos que permiten predecir el
comportamiento de ciertas variables, para apoyar las labores
de planificación.
 No es necesario representar la realidad en todos sus
detalles para definir el curso de una acción, es preferible
ignorar los aspectos que no son relevantes para el análisis.
 Un modelo se alimenta con información de la realidad para
predecir como se comportara el sistema de transporte
analizado, bajo diferentes hipótesis de estudio.
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Tipos de modelos
Modelos Físicos.- Maquetas Arquitectónicas, adecuados
para tratar ciertos problemas físicos, claramente limitados
al aspecto de diseño.
MODELO-FISICO REALIDAD
Tipos de modelos
Modelos Abstractos.- En estos casos, la situación real se
representa por símbolos y no por mecanismos físicos.
facilitando al planificador el análisis de los procesos básicos de
cambio de los sistemas en estudio mas relevantes a través de
relaciones funcionales.
REALIDAD
MODELO 
ABSTRACTO
)(
)(
hrt
kmse
V 
ASPECTOS MAS 
RELEVANTES
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Tipos de modelos
Modelos en Transportes.-
REALIDAD
MODELO 
ABSTRACTO
ASPECTOS MAS
RELEVANTES
)1.()(

 






cap
f
tft o
Formulación de un modelo
 Propósito para el que esta construyendo el modelo.
 Variables que se debieran incluir especificando cuales son
controlables por el modelador.
 Nivel de agregación a ser utilizado.
 Tratamiento del tiempo (espera, caminata, transbordo, de
viaje).
 Teoría que se esta representando en el modelo
 Técnicas estadísticas y matemáticas disponibles para
construir el modelo.
 Métodos para calibrar, probar y (validar el modelo).
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Calibración de un modelo en el año base
REALIDAD
MODELO 
ABSTRACTO
CALIBRACION = ERROR < ?%
MODELO DE 
TRANSPORTE
?
• AFOROS VEHICULARES Y 
OCUPACION VEHICULAR.
• LINEAS CORTINAS.
• VIAJES DE TRANSPORTE 
PUBLICO POR RUTA,ETC.
DATOS DE LA 
REALIDAD
COMO ?
VALIDACION
• El modelo debe tener causalidad adecuada
• Debe haber exactitud de replicación de los datos del año base (Calibración)
• Constancia en el tiempo de los parámetros. Es una hipótesis correcta? , Se 
mantendrá como el año base?...etc.
Validación y calibración de modelos
VALIDACION
Validar un modelo es asegurar que
se puede representar a un sistema
con bastante exactitud. es decir,
utiliza las variables del sistema
analizado para predicciones
adecuadas.
la validación depende de la
naturaleza de las políticas y
proyectos a ser evaluados.
CALIBRACION
Validado el modelo, la calibración
es asegurarse que el modelo
represente cuantitativamente lo mas
próximo al sistema que representa.
Nivel de calibración.- es la
comparación de los resultados
numéricos del modelo y la del
sistema (real)
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¿Para que sirve un modelo?…
Construir un metro ?
Una nueva vía ?
Reestructurar los recorridos de buses ?
Construir un nuevo puente ?
Corredores viales ?
Implementar peajes en vias urbanas ?
Carriles exclusivos de buses ?
Problemas de congestión y 
contaminación.
Sistemas de semaforización ?, etc.
Modelación del tráfico
Los parámetros que caracterizan el flujo vehicular, tienen diferente grado de
detalle por lo que definen tres escalas de modelación:
 Modelación macroscópica
 Modelación mesoscópica
 Modelación microscópica
Además la modelación del tráfico es un importante punto de partida en la
estimación de las emisiones generadas por el tráfico vehicular y las
concentraciones de contaminantes en las áreas de una ciudad y región.
Parámetro Nivel Microscópico Nivel Macroscópico
Flujo Headway-tiempo Tasa de fujo (veh/h)
Velocidad Velocidad individual Velocidad promedio
Densidad Headway-espacio Tasa promedio (veh/km)
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Escalas de modelación
Escalas de modelación
Modelación macroscópica (Macro Simulación)
“Describe las actividades del tráfico con un nivel promedio de detalle y
relaciona las variables o parámetros del tráfico a través de la siguiente
expresión:
Q = V*K
Q = volumen de tráfico
K = densidad
V= velocidad
• Estos parámetros son valores
promedios del tránsito en las vías
• Modelos macroscópicos usan como restricciones la capacidad
de las vías basadas en velocidades de diseño y relaciones
analíticas entre la velocidad y el flujo alcanzado
• Son adecuados para representar lo que ocurre en grandes
ciudades, regiones o aún naciones y pueden trabajar en conjunto
con modelos más detallados para intersecciones.
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Macro simulación
Escalas de modelación
Modelación mesoscópica
No simulan el comportamiento individual de cada vehículo, pero trata a
los vehículos como grupos . Capacidad de las vías, velocidad de diseño y
relaciones de flujo y velocidad son aplicados pero adicionalmente la
capacidad de las intersecciones y las demoras ocasionadas son
consideradas.
• Hay que introducir información de las intersecciones, como
ciclos del semáforo, fases, flujos de saturación, giros etc. Pueden
determinar velocidades promedio en las vías, número de paradas
y demoras.
•Entre los softwares de modelación, tenemos: TRANSYT, SCOOT
y SATURN.
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Simulación Mesoscópica
SATURN model
Gráfico volumen –
capacidad en las vías del
pueblo de Satton cerca
de Manchester
Puede observarse que 
la mayoría del tráfico 
es tráfico de paso y el
Centro del pueblo se
Encuentra cerca de la
congestión
Escalas de modelación
Modelación microscópica
Los modelos microscópicos intentan describir el movimiento y
comportamiento de vehículos individuales. La idea básica es pensar que
los vehículos se desplazan obedeciendo algunas reglas conocidas como:
• car following (vehículo que sigue)
• lane changing (cambio de carril)
• gap aceptance (espacio entre vehículos- seguridad)
•La posición, velocidad y aceleración de cada vehículo puede ser
conocida en cada intervalo de tiempo definido, usualmente cada
segundo.
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Micro Simulación
Modelación Microscópica (Comparación)
Modelo determinístico
Modelo estocástico
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Nivel de 
Agresividad
Parámetro 
de 
Eficiencia
Tipo de 
Vehículo
Tiempo de 
Arribo
Numero
Semilla
Modelo Estocástico
Numero Semilla 
Modelación Microscópica 
Modelación Microscópica 
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Modelación Microscópica 
Modelación Microscópica 
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Modelación Microscópica 
Modelación Microscópica 
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• El comportamiento del tráfico se trata de
representar a través de expresiones matemáticas.
• En los años 60 y 70 se desarrollaron estudios de
tráfico en los cuales básicamente se consideró al
tráfico con un comportamiento semejante al de los
fluidos
• Los tres componentes que representan el
comportamiento del tráfico son: flujo, velocidad y
densidad.
v
A
B
Flujo: es la cantidad de vehículos que pasan por un
punto o sección en un período de tiempo.
Densidad: cuantos vehículos hay en una
determinada sección de la vía. Por ejemplo entre A y
B.
Fuente: Adaptado de 
Google imágenes
Enfoque macroscópico del tráfico
En este caso el tráfico es representado a través de
variables como: volumen, densidad y velocidad. Estas
variables son un promedio de todo el tráfico en un área y
se relacionan a través de:
Usan como restricciones la capacidad de las vías y las 
relaciones entre las variables mencionadas
Q = KV
Q = volumen de tránsito o tasa de 
flujo
K = densidad
V= velocidad
Enfoque macroscópico del tráfico
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Fuente: Área transporte-PUCP
“Es el número de vehículos que
pasan por un punto o sección
transversal, de un carril o de una
calzada durante un período de tiempo
determinado”
Características
Espaciales
• Ocupan un lugar
Temporales
• Consumen tiempo
• Varían constantemente
Volumen 
Enfoque macroscópico del tráfico
Se define como: 
Q = N/T
Q: volumen de tránsito
N: número de vehículos que pasan
T: período determinado(tiempo)
De acuerdo al valor que tome T, los volúmenes pueden ser:
• Tránsito anual (TA) T = 1 año
• Tránsito mensual (TM) T = 1 mes
• Tránsito semanal (TS) T = 1 semana
• Tránsito diario (TD) T = 1día
• Transito horario (TH) T = 1hora
• Tasa de flujo o flujo (q), T<1hora
Volúmenes de 
tránsito
absolutos
Nota: no es necesario orden cronológico
Enfoque macroscópico del tráfico
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“Es el número total de vehículos que pasan durante un período dado
(en días completos) igual o menor a un año y mayor que un día”.
• Tránsito promedio diario anual (TPDA)
• Tránsito promedio diario mensual (TPDM)
• Tránsito promedio diario Semanal (TPDS)
TPDA = TA/365
TPDM = TM/30
TPDS = TS/7
Enfoque macroscópico del tráfico
• Es importante saber la tasa de flujo, su variación temporal, espacial y 
modal. 
• La medición del flujo de tráfico tiene muchos usos como:
 Planeamiento: los flujos medidos son usados en la clasificación de 
las calles, identificación de las tendencias de viaje, en estudios 
orígenes-destino etc.
 Diseño y rediseño de infraestructura.
 Análisis operacional: para el control y análisis de accidentes, en la 
introducción de carriles prioritarios, carriles reversibles y restricciones 
de flujo.
Enfoque macroscópico del tráfico
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Es la hora de mayor volumen de las 8760 horas del año
• Volumen horario de máxima demanda (VHMD)
Es el máximo número de vehículos que pasan por un punto o
sección de un carril durante 60 minutos consecutivos
• Volumen horario-décimo, vigésimo, trigésimo-anual (10VH, 20VH, 
30VH)
Es el volumen horario durante un año determinado que es
excedido por 9, 19 y 29 volúmenes horarios respectivamente.
También se les llama 10ava, 20ava y 30ava hora de máximo
volumen
• Volumen horario máximo anual (VHMA)
Enfoque macroscópico del tráfico
• Volumen horario de diseño (VHD)
Es el volumen de tránsito horario que servirá para determinar las
características geométricas de las vías.
Aforo vehicular
Para proyectar una nueva vía de comunicación o remodelación de una
existente, la selección del tipo de camino, las intersecciones, los accesos y
los servicios dependen en gran medida de volumen de tránsito que circulará
en un intervalo de tiempo dado al igual que su variación, su tasa de
crecimiento y su composición.
Siendo de esta forma el volumen de transito el número de vehículos que
pasan por un tramo carretero en un intervalo de tiempo dado. Los intervalos
mas usuales son la hora y día; así mismo, uno de los mas importantes es el
TPDA (Tránsito promedio diario anual) siendo éste el promedio de los
volúmenes diarios que son registrados en un determinado tiempo.
Datos 
• composición vehicular
• movimientos direccionales
• volúmenes totales, etc.
• períodos de recolección variados
Técnicas
• aforos manuales (papel y lápiz)
• aforos manuales (tally counters)
• aforos manuales (electrónicos)
• aforos automáticos
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Aforos vehiculares
Antes de realizar los aforos es necesario definir claramente la flota vehicular
Bus Camioneta rural coaster
automóviles
camión microbus
Los intervalos de conteo son usualmente 15 minutos y pueden usarse
fotografías de los Vehículos para facilitar el trabajo de los aforadores
Aforo vehicular
Ejemplo de formulario de aforo
http://journals.worldnomads.com/ldeutch/gallery/395/laura 013.jpg
http://journals.worldnomads.com/ldeutch/gallery/395/laura 013.jpg
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Aforos manuales (con papel y lápiz)
 Buscar una ubicación
adecuada con clara visibilidad
de los accesos a aforar.
 Estar familiarizado con la zona
y la hoja o formato de conteos
 Es usual usar líneas (palotes)
para registrar los vehículos
 Hay que protegerse de las
lluvias, el sol, etc. (Clima)
 Usar lápiz duro o lapicero de
ser necesario
Aforos vehiculares
Aforos manuales
• Se pueden emplean contadores múltiples o
individuales
Tally counters
Aforos vehiculares
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• Los aforos manuales también
pueden ser efectuados con
aparatos electrónicos que
almacenan la información según
la clase de vehículo y el tipo de
giro efectuado
• Al igual que cualquier tipo de aforo realizado en forma manual 
requiere de aforadores con experiencia
Aforos vehiculares
Aforos Automáticos (inductive loops)
Caja de control y cables
Los cables se introducen en el pavimento y
cada vez que un vehículo pasa sobre ellos
corta el campo electromagnético generado y
este voltaje es luego registrado por el
controlador
Loops en pavimento
Aforos vehiculares
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Fuente: www.munisurco.gob.pe
Aforos vehiculares
GRACIAS.