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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 5-2016 Diagnóstico de las condiciones de flujo vehicular en Diagnóstico de las condiciones de flujo vehicular en intersecciones con giro a la izquierda cuando se ocupa el carril intersecciones con giro a la izquierda cuando se ocupa el carril contiguo al de giro, de manera indebida en la ciudad de Bogotá contiguo al de giro, de manera indebida en la ciudad de Bogotá Nelson Vicente Siatoya Patiño Universidad de la Salle, Bogotá Nicolas Fonteche Rodriguez Universidad de la Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil Part of the Civil Engineering Commons, and the Transportation Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Siatoya Patiño, N. V., & Fonteche Rodriguez, N. (2016). Diagnóstico de las condiciones de flujo vehicular en intersecciones con giro a la izquierda cuando se ocupa el carril contiguo al de giro, de manera indebida en la ciudad de Bogotá. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/87 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Civil by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. 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Carlos Felipe Urazán Bonells Asesora Metodológica Msc. Marlene Cubillos Romero Universidad de La Salle Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Civil Bogotá D.C. 2016 Nota de aceptación: ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ __________________________________ Firma del presidente del jurado __________________________________ Firma del jurado __________________________________ Firma del jurado Bogotá, Mayo de 2016 Agradecimientos Los autores expresan su agradecimiento a: Agradecemos al Ingeniero Carlos Felipe Urazán Bonells, director temático de nuestro trabajo de grado, por su tiempo y colaboración prestados a esta investigación. A los ingenieros Camilo Torres y Guillermo Cortes docentes del programa de Ingeniería Civil de la Universidad de La Salle quienes nos asesoraron en la efectividad del presente trabajo aportándonos soluciones para el desarrollo de la presente investigación. A todos los docentes del programa de Ingeniería Civil y del programa de Ciencias Básicas de la Universidad de La Salle que con su conocimiento aportaron a nuestra formación profesional. Dedicatoria Agradezco todos los resultados positivos y logros obtenidos en el presente trabajo y en ingeniería civil, primero y ante todo agradecer a Dios, quien me permitió bajo su acto de fe, despertarme cada día con vida y darme la oportunidad de aportarle a la sociedad como futuro profesional, a mis padres Esther Patiño Sierra, quien siempre como estudiante estuvo ahí apoyándome en el diario vivir en camino hacia la ingeniería civil, a mi querido padre, José Vicente Siatoya Brochero, quien siempre me motivo a seguir adelante y que desafortunadamente no se encuentra acompañándome en cuerpo pero si en alma, a mis queridos hermanos Camilo Siatoya quien siempre con sus concejos acertados como hermano mayor estuvo pendiente de mis estudios y me aporto con conocimiento muchas enseñanzas, a Alejandro Siatoya que me apoyo con su compañía, enfocándome siempre a ser una persona profesional con Ética y valores, para afrontar las situaciones que se me presenten en la vida profesional; con la mejor actitud, siempre con la mejor voluntad de aportar y ayudar a nuestra sociedad como profesional. Quiero agradecer a mi primo, Ariel Patiño Pinto, quien me brindó su apoyo y ayuda con la oportunidad de ingresar a la vida laboral y con ello, así mismo retribuirme económicamente en el grandioso camino a la vida profesional, a mi compañero de trabajo de grado Nicolás Fonteche Rodríguez por dar un voto de confianza en mí, para culminar la presente investigación, a Carlos Andrés Henao Saldarriaga, quien siempre me motivo; encaminado a su compañerismo y el conocimiento en el arduo y extenso campo de la ingeniería civil. Nelson Vicente Siatoya Patiño Dedicatoria Dedico el presente trabajo de grado, a todas las personas que me apoyaron durante todo este proceso, en especial a mi madre Ana Paulina Rodríguez Prieto por creer en mí, por ser el motivo y la razón que me ha llevado a seguir superándome día a día para alcanzar mis más apreciados ideales, por ser mi ejemplo de vida, constancia, y entrega, por la motivación constante a estudiar y superarme a mí mismo, lo cual me ha permitido ser una persona de bien, con una buena educación, y valores que aportan a mi vida profesional. Dedico mi trabajo y esfuerzo a mi hermano Oscar Alejandro Fonteche, que más que mi hermano, intermedia como mi padre muchas veces, por su impulso a formarme como profesional, por ser un amigo que siempre está ahí firme para fortalecer los altibajos que a diario nos confunden en la vida, por sus buenos consejos que nunca fallan, por enseñarme a enfrentar los riesgos que por mínimos que presuman ser, jamás desfalleceré en el intento. Nicolás Fonteche Rodríguez Tabla de Contenido Agradecimientos ................................................................................................................................. 4 Dedicatoria .......................................................................................................................................... 5 Lista de Figuras .................................................................................................................................. 10 Introducción ...................................................................................................................................... 11 1 Delimitación del Problema ........................................................................................................ 14 1.1 Planteamiento del Problema ............................................................................................14 1.2 Formulación del Problema ................................................................................................ 15 1.3 Delimitación y alcance ...................................................................................................... 15 1.4 Justificación ....................................................................................................................... 16 2. Objetivos ................................................................................................................................... 17 2.1 Objetivo General ..................................................................................................................... 17 2.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................... 17 3. Marco de Referencia ................................................................................................................. 18 3.1 Antecedentes .......................................................................................................................... 18 3.1.1 Secretaría de tránsito y transporte, Código Nacional de tránsito. .................................. 18 3.1.2 Giros a la izquierda en intersecciones no semaforizadas ................................................ 19 3.1.3 Elementos de diseño y planeamiento de intersecciones urbanas. .................................. 19 3.2 Marco Teórico ................................................................................................................... 20 3.2.1 Tránsito vehicular con giro a la izquierda en intersecciones semaforizadas ................... 20 3.2.2 Niveles de servicio para avenidas y autopistas ................................................................ 23 3.2.3 Niveles de servicio para calles e intersecciones con giro a la izquierda .......................... 24 3.3 Marco Conceptual ................................................................................................................... 27 4. Metodología .............................................................................................................................. 29 4.1 Aforos registro y toma de datos ............................................................................................. 30 4.2 Análisis de datos ...................................................................................................................... 31 Calle 92 Carrera 7° ..................................................................................................................... 31 4.3 Modelación teórica de condiciones favorables en los vehículos para mitigar la congestión en giros a la izquierda comparando el escenario actual con el escenario simulado ......................... 37 5. Resultados ................................................................................................................................. 40 6. Análisis e Interpretación de Resultados .................................................................................... 43 6.1 Escenarios planteados para el caso de estudio ...................................................................... 43 6.1.1 Análisis del escenario simulado por longitud de fila adecuada para el carril exclusivo de giro a la izquierda. ..................................................................................................................... 43 6.1.2 intersecciones versus máximo ciclo de paso ................................................................... 46 6.1.3 Clasificación de las intersecciones y niveles de servicio .................................................. 48 6.1.4 Discusión de resultados y comentarios del caso de estudio ................................................. 51 7. CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 53 8. FUENTES DE INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 55 8.1 REFERENCIAS ......................................................................................................................... 55 8.2 BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 56 8.3 CIBERGRAFÍA ......................................................................................................................... 56 9. ANEXOS ..................................................................................................................................... 57 Lista de Tablas TABLA 1 DATOS DE ENTRADA AFORO VEHICULAR CALLE 92 CON CARRERA 7°,LONGITUD DE FILA ................. 35 TABLA 2 DATOS DE ENTRADA AFORO VEHICULAR CALLE 92 CON CARRERA 7°,PORCENTAJE INTERRUPCION ... 36 TABLA 3 DATOS DE ENTRADA AFORO VEHICULAR CALLE 92 CON CARRERA 7°,TIEMPO SEMAFOROS................ 36 TABLA 4 DATOS DE INTERVALO DE FLUJO, CALLE 92 CON CARRERA 7°............................................................ 38 TABLA 5 TASA DE FLUJO DE LOS SEMAFOROS EN LA INTERSECCION CALLE 92 CON CARRERA 7° ..................... 39 TABLA 6 TABLA RESUMEN, DIRECCIONES DE LAS INTERSECCIONES,LONGITUDES DE FILA ................................ 40 TABLA 7 TABLA RESUMEN, PORCENTAJE DE INTERRUPCION, LONGITUD DE FILA INCORRECTA TAXIS ............... 41 TABLA 8 TABLA RESUMEN,TIEMPOS DE SEMAFOROS EN SEGUNDOS .................................................................. 41 TABLA 9 TABLA RESUMEN,INTERVALOS DE FLUJO, Y TOTAL DE VEHICULOS DE LAS DOS FILAS PARA CADA INTERSECCION .......................................................................................................................................... 42 TABLA 10: TABLA RESUMEN,TASA DE LLEGADA Y DE SALIDA COMBINADAS ................................................. 42 TABLA 11: TABLA RESUMEN, LONGITUD DE FILA VEHICULAR, MAXIMO CICLO DE GIRO ESCENARIO SIMULADO,LONGITUD DE FILA TOMANDO COMO FACTOR DE ESPACIAMIENTO UN VALOR DE 5 ................. 43 TABLA 12: MODELO TEORICO, MAXIMO CICLO DE GIRO, LONGITUD DE FILA VEHICULAR ESPACIAMIENTO ........ 45 TABLA 13: MODELO TEORICO, LONGITUD DE LA CALLE (M) RELACION ENTRE LONGITUD DE FILA METRICA Y LONGITUD DE LA CALLE O AVENIDA,¿LA LONGITUD DE VEHICULOS SOBRE PASA LA ANTERIOR INTERSECCION? ......................................................................................................................................... 46 TABLA 14: CLASIFICACION DEL NIVEL DE SERVICIO ESCENARIO SIMULADO CONDICION CRITICA MAXIMA ....... 49 TABLA 15: CLASIFICACION DEL NIVEL DE SERVICIO ESCENARIO ACTUAL CONDICION CRITICA MAXIMA (CARRIL 2) .............................................................................................................................................................. 50 Lista de Figuras FIGURA 1 MODO DE OPERAR DE LOS CARRILES .................................................................................................. 14 FIGURA 2 INTERSECCION DE DOBLE FLUJO ........................................................................................................ 19 FIGURA 3 NIVELES DE SERVICIO PARA AVENIDAS Y AUTOPISTAS ...................................................................... 24 FIGURA 4 NIVELES DE SERVICIO PARA CALLES E INTERSECCIONES GIRO A LA IZQUIERDA ................................. 25 FIGURA 5 POSIBLES MANIOBRAS DE VEHICULOS EN VIAS NORTEAMERICANAS .................................................. 26 FIGURA 6 CONVENCIONES DE LOS DISTINTOS SENTIDOS DE OPERACIÓN Y MANIOBRAS DE LOS VEHICULOS ...... 27 FIGURA 7 CALLE 92 CON CARRERA 7° VIA DE 3 CARRILES A 4 GIRO A LA IZQUIERDA HACIA EL ORIENTE 1 ....... 32 FIGURA 8 CALLE 92 CON CARRERA 7° VIA DE 3 CARRILESA 4 GIRO A LA IZQUIERDA HACIA EL ORIENTE 2 ....... 32 FIGURA 9 CALLE 92 CON CARRERA 7° VIA DE 3 CARRILES A 4 GIRO A LA IZQUIERDA HACIA EL ORIENTE 3 ...... 33 FIGURA 10 GRAFICA, COMPORTAMIENTO DE LAS INTERSECCIONES RESPECTO AL MAXIMO CICLO DE ESPERA DE GIRO A LIZQUIERDA…………………………………………………………………………....................47 11 Introducción A partir de esta investigación se diagnosticaron las condiciones de flujo vehicular en intersecciones semaforizadas con giro a la izquierda cuando se ocupa el carril contiguo al de giro, de manera indebida en la ciudad de Bogotá, y cómo afecta a los usuarios, quienes quedan impedidos en el carril contiguo (justo al lado) por vehículos que tienen la intención de girar pero que están obstaculizando el carril de flujo directo dejando represados vehículos que quieren y necesitan continuar su desplazamiento quedando detenidos sin más opción que esperar más tiempo del necesario por la formación de segunda fila, que en teoría no debería generarse por el uso que se le dan a los carriles ya que partiendo de la observación en las vías Bogotanas que nos permitieron cuantificar cuales son las principales variables y situaciones que hacen que la movilidad empeore y así proponer recomendaciones para hacer que esta mejore, permitiendo dar a conocer que se deberían respetar las demarcaciones para el uso de los carriles donde los usuarios de las vías capitalinas conducen a diario. Para tal resultado se consultaron: Algunas fuentes principales mencionadas en las referencias como la HCM (Highway Capacity Manual 2010, y la asesoría del ingeniero Carlos Felipe Urazan Bonells. Al igual que la recopilación de datos por medio de los registros de video, a través de la observación directa que realizó el grupo de investigadores. El propósito en el campo profesional y personal, que motivaron esta investigación son los factores que influyen a que la movilidad en la capital se vea afectada por las condiciones del flujo vehicular en las que se encuentran las vías y las intersecciones de la ciudad para dar partida a el diagnostico de estudio de varias variables mostradas en el presente trabajo, y de muchos factores posibles que quedan abiertos a los estudios de movilidad, se parte de la observación, diagnosticar cómo y en qué estado se encuentran las intersecciones de la capital además de las alternativas y recomendaciones que permitan incentivar a que la movilidad en 12 Bogotá mantenga un cambio positivo y dejar expuesto de que el trabajo está disponible a futuras investigaciones ya que son muchas las variables en el transito que pueden dar cabida a estudios que permitan aportar y ayudar a que la movilidad vehicular en Bogotá mejore. Dentro de las limitaciones que se presentaron en la investigación fueron la disponibilidad de recursos para generar un mayor número de intersecciones aforadas, ya que se seleccionaron las más relevantes para dar muestra de que la problemática presentada sucede en el diario vivir de las vías bogotanas, el trabajo en campo es una experiencia donde se demuestra la situación pero se limita por la dificultad de no obtener una panorámica total de las intersecciones viales, debido a la forma de obtener los videos que nos permitieron analizar las variables por el tiempo y el espacio disponibles para los aforos, también por los estudios que se han hecho sobre el tema que son muy escasos y básicos por parte de los entes responsables en movilidad, ya que los usuarios pueden transitar sin ningún tipo de control que permita implementar orden en su libre tránsito. Los resultados de la investigación hicieron obtener un diagnóstico de las condiciones del flujo vehicular teniendo en cuenta las variables observadas en campo por medio de los aforos vehiculares de cómo se encuentran las vías bogotanas en intersecciones semaforizadas con giro a la izquierda cuantificar las longitudes de fila en los dos carriles implicados para hacer el giro, el análisis de la pérdida de tiempo por la generación de segunda fila incorrecta y que afecta la movilidad, y el impacto que generan los usuarios en la forma de transitar por las intersecciones, los resultados permitieron generar un modelo teórico es decir, un escenario simulado en las condiciones favorables suponiendo que los vehículos respetaran la fila al momento de maniobrar giro a la izquierda, y que en el modelo se determinara el factor más notable en las intersecciones semaforizadas con giro a la izquierda; y son la demora experimentada en los vehículos y el aumento o disminución en los intervalos de tiempo que cómo base se enfocaron a sugerir recomendaciones para que la movilidad en Bogotá sea más fluida. Por medio de la problemática y la generación de la necesidad del estudio enfocado en Bogotá el trabajo analizó el diagnóstico de las condiciones del flujo vehicular por medio de 10 aforos vehiculares obtenidos en campo en las principales intersecciones de la ciudad, cada 13 aforo fue de 3 videos por intersección para obtener un tipo de muestra que permitiera generar estadística y trabajar con los resultados promedios, cada uno de los aforos tuvo como duración un periodo de 20 minutos de tiempo para la observación en campo, lo que nos permitió generar recomendaciones al diagnóstico en el flujo vehicular con el fin de que se generen resultados cuantitativos y recomendaciones positivas enfocadas a que los usuarios de las vías conozcan en qué estado se encuentra el flujo vehicular y cómo afecta la formación de segunda fila; aumentando la pérdida de tiempo y si los carriles por donde se transita se debe presentar un control de uso, o si la infraestructura es muy limitada. 14 1 Delimitación del Problema 1.1 Planteamiento del Problema El problema se fundamenta en que tanto en carriles de maniobra con giro a la izquierda permitido como vías que adicionalmente tienen bahías de giro, se ocupa el carril de movimiento directo contiguo al de giro, por vehículos que tienen la intención de girar. Este hecho obstruye el paso directo debido a que parte del ciclo la fase de giro esta en rojo y la de movimiento directo esta en verde. Lo anterior ocasiona que los vehículos que van directo, estén obstruidos por aquellos que esperan el verde para girar, empeorando el nivel de servicio de la intersección por el aumento de tiempo. La problemática planteada no se ha encontrado estudiada en la literatura técnica. El problema surge de la observación cotidiana al comportamiento de los conductores. A la fecha se tienen registros en formato video que evidencian la ocurrencia frecuente del problema. El Código Nacional De Tránsito señala como se incentiva por medio de una cultura vehicular hacer que el tema de movilidad sea más disciplinado en el comportamiento de los usuarios. Figura 1.Modo de operar de los carriles Fuente: Propia de los autores 15 Según lo anterior se muestra el uso correcto de cada uno de los carriles en la figura 1 y el modo de operar y usar cada carril por medio del esquema se observa que es la llegada a una intersección en una vía de 3 carriles a modo de ejemplo pero el trabajo abarca que se presenten vías de más de 3 carriles como objeto de estudio y donde en algunos casos se ve la ocupación no solo del segundo carril contiguo al de giro a la izquierda sino también hasta de un tercer carril dejando para flujo directo solo un carril que sería el cuarto haciendo que el congestionamiento aumente. 1.2 Formulación del Problema ¿Cómo la formación de vehículos con giro a la izquierda en el segundo carril (flujo vehicular directo) afectan negativamente el intervalo de quienes giran a la izquierda en el primer carril, y de quienes van con intención de seguir en movimiento directo en el segundo carril, quedando represados por vehículos que esperanla fase en verde para girar? 1.3 Delimitación y alcance El análisis está enfocado en la ciudad de Bogotá, donde se realizara el aforo de tránsito en 10 intersecciones semaforizadas con giro a la izquierda, cada una será filmada 3 veces por día para un total de 30 videos, durante 20 minutos cada aforo. Los aforos nos permitirán observar la incidencia de los vehículos en las intersecciones con giro a la izquierda, solo se aforará en 10 intersecciones debido a las limitaciones de tiempo y recursos. Las intersecciones son: Calle 72 (calle 68 ) con avenida ciudad de Cali ( carrera 86) Calle 72 con carrera 9° Calle 92 con carrera 7° Calle 100 con carrera 19 Calle 116 con carrera 7° 16 Calle 36 con carrera 7° Calle 100 con carrera 11 Avenida 19 con carrera 5° Calle 59 con carrera 7° Calle 6° con carrera 4° El aforo se hará en puntos relevantes de congestión de tráfico y que son de principal acceso en la capital. Los aforos se realizarán en distintas horas del día, las cuales se observen flujos vehiculares significativos, ya que el tránsito en los últimos años ha ido empeorando para la capital en donde durante todo el día y a cada hora se forma congestionamiento. 1.4 Justificación El conocimiento en las variables de análisis son escasas, los tiempos efectivos de avance en los semáforos, la cantidad de vehículos que infringen las condiciones óptimas para un mejor desplazamiento vehicular, la rehabilitación y mantenimiento del espacio e infraestructura, la cultura ciudadana de un usuario que respeta la fila vehicular adecuada, y el carril exclusivo para hacer un giro a la izquierda, son los factores que inciden en esta frecuente problemática de maniobras en intersecciones con giros a la izquierda. Este hecho, sumado a la escasa información sobre las experiencias de análisis del comportamiento de los usuarios de las vías bogotanas, es con el fin de obtener datos y cifras que nos permitan proponer recomendaciones al tránsito en las intersecciones y cuantificar como afecta el comportamiento de los usuarios a la infraestructura existente en Bogotá. Por medio del análisis se busca comparar como cambiarían los desplazamientos en giros vehiculares, si las condiciones fuesen las adecuadas, y observar cómo sería más fácil un recorrido en medio de los carriles viales, y un paso más eficiente en un semáforo, y contribuir a una problemática abierta para futuras investigaciones. 17 El estudio consiste en observar y determinar qué cantidad de vehículos tarda en cumplir una fase en un semáforo invadiendo el segundo carril ( no autorizado) para giro a la izquierda ya que ese carril es para continuar un desplazamiento en flujo directo y que debido a la problemática presentada, se ve afectada la movilidad de vehículos que quieren continuar en flujo directo y quedan represados en este carril esperando que la fase del semáforo se complete, es decir, pierden tiempo mientras esperan el cambio de fase. 2. Objetivos 2.1 Objetivo General Diagnosticar las condiciones de flujo vehicular en intersecciones con giro a la izquierda, cuando se ocupa el carril contiguo al de giro dé manera indebida. 2.2 Objetivos Específicos -Determinar intervalos vehiculares por clasificación vehicular en los movimientos del carril de flujo directo y de giro a la izquierda. -Calcular la longitud de fila en el carril de giro a la izquierda y en el de movimiento directo. -Analizar el impacto de los vehículos ubicados en el carril contiguo al de giro respecto a los que esperan movimiento directo. -Analizar el impacto de la correcta ubicación de todos los vehículos que esperan giro a la izquierda, en el carril adecuado. 18 3. Marco de Referencia 3.1 Antecedentes 3.1.1 Secretaría de tránsito y transporte, Código Nacional de tránsito. Menciona ciertos parámetros estipulados en cuanto como deberían conducir los vehículos a la hora de maniobrar un giro, en el título III, normas de comportamiento, capitulo III, conducción de vehículos. (Ministerio De Transporte, Republica De Colombia, Ley 769, & Código Nacional De Tránsito, 2002) Artículo 67°.Utilizacion de señales. Todo conductor está obligado a utilizar las señales direccionales de su vehículo para dar un giro o para cambiar de carril. Solo en caso de emergencia, y ante la imposibilidad de utilizar las señales direccionales, deberá utilizar las siguientes señales manuales: Para cruzar a la izquierda o cambio de carril sacará el brazo izquierdo y lo extenderá horizontalmente. Para indicar cruce a la derecha, cambio de carril, sacara el brazo izquierdo formando escuadra con la mano hacia arriba. Para indicar reducción de velocidad o detención del vehículo, sacara el brazo izquierdo formando escuadra con la mano hacia abajo. Parágrafo 1°. En carreteras o vías rápidas, la indicación intermitente de la señal direccional deberá ponerse por lo menos con sesenta (60) metros de antelación al giro, y en zonas urbanas, por lo menos con treinta (30) metros de antelación. Artículo 70°. Prelación en intersecciones o giros. Normas de prelación en intersecciones y situaciones de giros en las cuales dos (2) o más vehículos puedan interferir: 19 Si dos (2) o más vehículos que transitan en sentido opuesto llegan a una intersección y uno de ellos va girar a la izquierda, tiene prelación el vehículo que va a seguir derecho. Cuando un vehículo desee girar a la izquierda o a la derecha, debe buscar con anterioridad el carril más cercano a su giro e ingresar a la otra vía por el carril más próximo según el sentido de circulación. 3.1.2 Giros a la izquierda en intersecciones no semaforizadas (Depiante, 2010) se menciona que el conductor debe, a criterio propio y prudente, tomar la decisión de lograr maniobrar de forma correcta. 3.1.3 Elementos de diseño y planeamiento de intersecciones urbanas. (Fernández, 2011) se encuentra descrita la manera como un vehículo debe hacer un leve giro a la derecha antes de poder girar a la izquierda, cuando otro vehículo viene en sentido contrario del tránsito. Figura 2.interseccion de doble flujo. Fuente: Manual De Planeación y Diseño Para la Administración del Tránsito y Transporte. (Roess, Prassas, & McShane, 2004).p.48 20 Según (Fernández, 2011) una forma de evitar lo que se muestra en la figura 2 es colocar una fase totalmente protegida para los vehículos que giran a la izquierda. De esta forma los que giran a la izquierda no entran a la intersección al mismo tiempo de los que van de frente. Sin embargo, esto demanda carriles exclusivos, para realizar el giro, los cuales, no son fáciles de proveer. Otra forma es proveer una fase para cada uno de los accesos norte y sur, pero esto conlleva a una pérdida de eficiencia en la intersección. Finalmente, una opción recomendable es marcar la dirección de los carriles que atraviesan la intersección. El tema es mencionado pero con diferentes variables, en Colombia se quiere analizar las intersecciones con giro a la izquierda pero con flujo en un solo sentido donde se presentan demoras e infracción en el manejo de los carriles. Haciendo un énfasis en la búsqueda no se encontraron estudios similares a la frecuente problemática pero se estima que los mencionados son basados en intersecciones con maniobras de giros vehiculares en general. 3.2 Marco Teórico 3.2.1 Tránsito vehicular con giro a la izquierda en intersecciones semaforizadas El tránsito vehicular con giro a la izquierda semaforizado se define, como el número de vehículos que forman una fila en el primer carril, el cual cuenta en algunos casos con una bahía que tiene como fin estacionarse y esperar la fase completa del semáforo para hacer el giro a la izquierda y no obstruir los vehículos de flujo directo del segundo carril,este número de vehículos que giran se conectan a otra calle carrera o avenida. El análisis se hace en un periodo de una hora, la cual se divide en tres secciones de 20 minutos, teniendo en cuenta la hora de mayor flujo vehicular en efectos de rendimiento y localización de cada una en las intersecciones identificadas, las tomas se realizan en campo para su eficiente análisis, en algunos escenarios donde se presentan estas intersecciones tienen una bahía de giro a la izquierda que mide 200 pies (60.96m) y el ancho de vía promedio de 12 pies (3.65m) en vías estadounidenses y funcionan con similitud en Colombia y en Bogotá (Highway Capacity Manual, 2010). Para el análisis de las intersecciones semaforizadas en la ciudad de Bogotá se encuentran medidas y aspectos de control generales, hay condiciones prevalecientes como la cantidad y la distribución de los movimientos de tránsito, su dimensionamiento y detalles de cómo es la 21 infraestructura de algunos semáforos, cada vía es diferente; en cuanto espacio y construcción, el modo de como opere, relaciona sus características, en cada vía particular y su volumen de tráfico, dependiendo del tiempo asignado y configurado al semáforo, se determinara un tiempo de maniobra óptimo para lograr transitar o hacer un giro a la izquierda. Actualmente en Bogotá los tiempos en los semáforos ya están configurados por computadores y sistemas de calibración, el rendimiento de la fase en rojo, permite la espera necesaria para cada movimiento de giro, al igual que la fase en verde que es significativa en la capacidad y en la operación de las intersecciones controladas con semáforo, por la cual depende la comodidad de los usuarios, es decir los movimientos de giro dependen del tiempo de secuencia de las fases de los semáforos, y el uso de los carriles de la vía por parte de los vehículos. Los semáforos pueden proporcionar movimientos de giro protegidos, permitidos y sin flujos opuestos. Un movimiento permitido de giro es el que se realiza a pesar de tener flujos de vehículos en el sentido opuesto y cruce de peatones. El movimiento protegido es el que se realiza sin los flujos anteriores, como los giros izquierdos exclusivos o los giros derechos cuando se prohíbe el movimiento de peatones. Así, un giro permitido consume más verde del proporcionado a un verde protegido, debido a la fricción de tener que seleccionar una brecha (espacio) entre vehículos o peatones adecuados en el flujo opuesto. Para las intersecciones controladas con semáforo, ambos conceptos se analizan por separado y no tienen una relación sencilla entre sí. La capacidad se calcula para cada grupo de carriles que llegan a la intersección. Un grupo de carriles está definido como uno o más carriles que llevan un flujo vehicular y tienen una línea de pare común y una capacidad compartida por los vehículos. El análisis de capacidad se obtiene de la relación volumen/capacidad (v/c) para cada grupo de carriles. La relación v/c es el valor de flujo actual o futuro en el acceso o en el grupo de carriles asignado durante los 15 minutos máximos, dividido entre la capacidad de acceso o del grupo de carriles asignado. El nivel de servicio se basa en la demora promedio por parada por vehículo para varios movimientos dentro de la intersección. 22 Aunque la relación v/c afecta la demora, existen otros parámetros que la afectan más fuertemente, como: la calidad de la sincronía, la duración de las fases de verde, la duración del ciclo y otros. (Cal y Mayor & Cárdenas, 2007) Capacidad: La capacidad está definida para cada acceso de la intersección: Obteniendo por el valor de flujo máximo (del acceso en estudio) que puede pasar a través de la intersección en condiciones prevalecientes del tránsito, de la vía y de la semaforización. Se establece en vehículos por hora. Las condiciones del tránsito: incluyen los volúmenes en cada acceso, la distribución de los vehículos por movimiento (izquierdo, derecho y directo), la distribución por tipo de vehículo en cada movimiento, la ubicación y la utilización de las paradas de buses dentro de la zona de la intersección, junto con los flujos de peatones y maniobras de estacionamiento. Las condiciones de la vía: consideran la geometría básica de la intersección, que incluye el número y ancho de carriles, las pendientes y la utilización de los carriles (incluidos los carriles de estacionamiento). Las condiciones de la semaforización: abarcan una definición completa de las fases del semáforo, su duración y su tipo de control. (Cal y Mayor & Cárdenas, 2007). Niveles de servicio: Están definidos en relación con la demora. Ésta es una medida que refleja la molestia y frustración del conductor, el consumo de combustible y la pérdida de tiempo en el viaje. Estos niveles de servicio se han establecido en relación con la demora promedio por parada por vehículo. Específicamente, el nivel de servicio se expresa en términos de la demora media por vehículo, debida a las detenciones para un período de análisis de 15 minutos, considerado como período de máxima demanda. (Cal y Mayor & Cárdenas, 2007). 23 3.2.2 Niveles de servicio para avenidas y autopistas 1. Nivel de servicio A Operación con demoras muy bajas, menores de 5.0 segundos por vehículo. La mayoría de los vehículos llegan durante la fase verde y no se detienen del todo. Longitudes de ciclo corto puede contribuir a demoras mínimas. 2. Nivel de servicio B Operación con demoras entre 5.1 y 15.0 segundos por vehículo. Algunos vehículos empiezan a detenerse. 3. Nivel de servicio C Operación con demoras entre 15.1 y 25.0 segundos por vehículo. La progresión del tránsito es regular y algunos ciclos empiezan a malograrse. 4. Nivel de servicio D. Operación con demoras entre 25.1 y 40.0 segundos por vehículo. Las demoras pueden deberse a la mala progresión del tránsito o llegadas en la fase roja, longitudes de ciclo amplias, o relaciones de v/c muy altas. Muchos vehículos se detienen y se hacen más notables los ciclos malogrados. 5. Nivel de servicio E. Operación con demoras entre 40.5 y 60.0 segundos por vehículo. Se considera como el límite aceptable de demoras. Las demoras son causadas por progresiones pobres, ciclos muy largos y relaciones de v/c altas. 6. Nivel de servicio F. Operación con demoras superiores a los 60.0 segundos por vehículo. Los flujos de llegada exceden la capacidad de la intersección, lo que ocasiona congestionamiento y operación saturada. 24 Figura 3.Niveles de Servicio para avenidas y autopistas Fuente: Manual De Diseño Geométrico de Vías Urbanas-2005 p.22.Recuperado de www.vchi.com.pe 3.2.3 Niveles de servicio para calles e intersecciones con giro a la izquierda Los niveles de servicio para calles e intersecciones son una función escalonada, un aumento en la demora de control promedio de 12 segundos en un semáforo, por ejemplo, se puede dar lugar a ningún cambio en los niveles de servicio, una parte de un nivel, o incluso una parte de dos niveles, dependiendo del valor inicial de retardo, como se ilustra en la figura 4. Desde un punto de vista de percepción de los viajeros, el estado mostrado en la figura 4 no es necesariamente inconsistente. Un cambio en los niveles de servicio indica que el rendimiento de la carretera ha hecho la transición de un determinado rango de condiciones 25 de viajeros perceptible a otro rango, mientras que ningún cambio en los niveles de servicio indica que las condiciones se han mantenido dentro del mismo rango de rendimiento de antes. Los valores del indicador de servicio indican que las condiciones se encuentran dentro de un rango de rendimiento particular. Sin embargo, debido a que un pequeño cambio en una medida de servicio, o la salida de un modelo matemático basado en múltiples medidas de rendimiento, a vecespuede dar lugar a cambio de nivel de servicio a otro, el resultado de los niveles de servicio podría implicar un efecto más significativo que lo que ocurrió realmente. (HCM, 2010).Chapter 5/ Quality and Level-of-Service Concepts, p.5-4. Figura 4.Niveles de Servicio para calles e intersecciones giro izquierda (LOS): Level Of Service: Nivel De Servicio Fuente: (HCM, 2010).Chapter 5/ Quality and Level-of-Service Concepts, p.5-4 Para dar a conocer las diferentes formas de operación de los carriles se observa un esquema que relaciona las posibles combinaciones para determinado número de carriles, y como se puede maniobrar un movimiento directo, o giro a la izquierda o derecha. T i e m p o d e d e m o r a y e s p e r a , c o n t r o l d e l s e m á f o r o 26 Figura 5. Posibles maniobras de vehículos en vías norteamericanas. Fuente: (Cal y Mayor & Cardenas, 2007). 27 Figura 6.Convenciones de los distintos sentidos de operación y maniobras de los vehículos Fuente: (Highway Capacity Manual 2010, intersecciones señalizadas, capítulo 18 p. 18-85). Al observar las combinaciones de maniobras en los vehículos se pueden simular condiciones óptimas debido al nivel de servicio de la vía y al comportamiento de los vehículos. 3.3 Marco Conceptual Intersección vial: Hace referencia aquellos elementos de la infraestructura vial y de transporte donde se cruzan dos o más caminos. Estas infraestructuras permiten a los usuarios el intercambio entre caminos. Adelantamiento: Adelantar es sobrepasar a un vehículo que circula, delante del nuestro a inferior velocidad. Como norma general, el adelantamiento se debe realizar por la izquierda, pero existen casos en que este se debe hacer por la derecha, se adelantara por la derecha en cualquier carretera, a vehículos que pretendan girar a la izquierda. Calzada: Zona de la vía destinada a la circulación de vehículos. Carril: Parte de la calzada destinada al tránsito de una sola fila de vehículos. 28 Semáforos: Los semáforos son dispositivos eléctricos que tienen como función ordenar y regular el tránsito de vehículos y peatones en calles y carreteras por medio de luces generalmente de color rojo, amarillo y verde, operados por una unidad de control. Bahía de estacionamiento: Parte complementaria de la estructura de la vía utilizada como zona de transición entre la calzada y el andén, destinada al estacionamiento de vehículos. Carretera: Vía cuya finalidad es permitir la circulación de vehículos, con niveles adecuados de seguridad y comodidad. Conductor: Es la persona habilitada y capacitada técnica y teóricamente para operar un vehículo. Cruce e intersección: Punto en el cual dos (2) o más vías se encuentran. Espaciamiento: Distancia entre dos (2) vehículos consecutivos que se mide desde el extremo de las defensas traseras de un vehículo hasta las defensas traseras del otro vehículo. Tráfico: Volumen de vehículos, peatones, o productos que pasan por un punto específico durante un periodo determinado. Vehículo: Todo aparato montado sobre ruedas que permite el transporte de personas, animales o cosas de un punto a otro por vía terrestre pública o privada abierta al público. Vía: Zona de uso público o privado, abierta al público, destinada al tránsito de vehículos, personas y animales. 29 4. Metodología La obtención de la información en campo por medio de la filmación y aforos vehiculares en donde se seleccionaron 10 intersecciones viales en las cuales suele haber congestión por formación de segundas filas, no debidas, con el fin de realizar movimientos de giro a la izquierda. Las intersecciones elegidas fueron: Calle 72 (calle 68) con avenida ciudad de Cali, Calle 72 con carrera 9°, Calle 92 con carrera 7°, Calle 100 con carrera 19, Calle 116 con carrera 7°, Calle 36 con carrera 7°, Calle 100 con carrera 11°, Avenida 19 con Carrera 5°, Calle 59 con carrera 7°, Calle 6° con Carrera 4°. En cada intersección se filmarán aforos con duración de 20 minutos, en los cuales se debe observar los siguientes parámetros: longitud de fila (en número de vehículos), el número total de vehículos que realizan giro a la izquierda en fase verde estando implicados la totalidad de carriles, el número de vehículos que quedan en el carril contiguo y se ven impedidos para conducir en flujo directo, el número de vehículos que esperan en el segundo carril el giro a la izquierda y tienen fase en verde en el carril de flujo directo, el número de vehículos que quedan dentro de la bahía en el primer carril y están respetando la fila, y el número de vehículos de servicio público individual (taxi) que impiden el paso, en el segundo carril de flujo directo. Cada una de las intersecciones serán filmadas por un periodo de 20 minutos en distintos horarios del día, el proceso es repetitivo 3 veces por cada una de las distintas intersecciones, teniendo en cuenta que cada uno de los puntos seleccionados representen flujos vehiculares significativos, para comparar la circulación vehicular actual con una ideal y el impacto cultural de los usuarios en los cruces o intersección de Bogotá. Los aforos tienen como propósito obtener una muestra representativa desde distintos ángulos visuales apropiados para registrar toda la información requerida. 30 4.1 Aforos registro y toma de datos El registro tomado en campo a través de la disponibilidad de tiempo y espacio por parte de los investigadores fue de disposición completa donde se mantuvieron factores dependientes en los aforos como el clima (lluvia) y también algunas restricciones por seguridad en la ciudad de Bogotá que nos permitieron obtener la información con mesura y discreción en las calles y vías capitalinas. Los aforos se dividieron en 10 direcciones puntuales de la capital y antes de aforar las 10 intersecciones mencionadas se realizaron un par de pruebas piloto a modo de ejemplo, con el fin de recalcar la problemática descrita en la ciudad. Los instrumentos y equipos empleados en los aforos mencionados anteriormente fueron: Cámara de video: Dispositivo que captura imágenes convirtiéndolas en señales eléctricas, en la mayoría de los casos a señal de vídeo, también conocida como señal de televisión. En otras palabras, una cámara de vídeo es un transductor óptico. Se usó una cámara de video Sony Cyber-shot 18.2 mega pixeles. Cámara integrada al teléfono celular. Computador portátil y de cualquier tipo: Es un ordenador personal móvil o transportable que pesa normalmente entre 1 y 3 kg con gran capacidad de almacenamiento de información y que tiene la ventaja de funcionar por un periodo de tiempo determinado sin estar conectado a una red eléctrica. Se usó computador portátil Hewlett-Packard Pavilion 15. Microsoft Excel: Es un software de hojas de cálculo, utilizado en tareas financieras y contables es de aplicación para cualquier fórmula matemática y lógica. Se usaron 30 hojas de cálculo 3 hojas por video aforado. Medio de transporte masivo, Bus, automóvil, servicio público: Sistema Transmilenio, automóvil propio, buseta, colectivo; para desplazarse a los sitios de aforo. https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeo 31 4.2 Análisis de datos En una hoja de cálculo de Microsoft Excel anexo Calle 92 Carrera 7° (ver tablas 1-5) se registraron los datos relevantes de cada aforo, en este caso se muestra el proceso y todo el caso de estudio de una de las intersecciones mencionadas anteriormente de las 10 intersecciones seleccionadas para el presente trabajo la cual es en la Calle 92 con Carrera 7°: Calle 92 Carrera 7° En esta dirección es importante resaltar que los tiempos de flujo y los tiempos en los semáforos varían dependiendo la hora pico manejadaen la ciudad de Bogotá sabiendo que es un punto determinante para el incremento del flujo para tomar la avenida circunvalar en sentido Norte –Sur, es una intersección donde los valores de longitud de fila en un determinado tiempo de aforo; logran una totalidad de hasta 40 usuarios en las dos filas y en donde los vehículos de flujo directo no tienen más opción que tratar de rebasar por delante invadiendo hasta el tercer carril, inclusive el cuarto carril, siendo una situación incómoda para todo el flujo vehicular. 32 Figura 7. Calle 92 con Carrera 7° vía de 3 carriles a 4 para realizar giro a la izquierda hacia el oriente, (Avenida circunvalar) punto de aforo sentido Norte Sur. Fuente Elaboración propia obtenida por el procesamiento de datos Figura 8. Calle 92 con Carrera 7° vía de 3 carriles a 4 para realizar giro a la izquierda hacia el oriente, (Avenida circunvalar) punto de aforo sentido Norte Sur. Fuente Elaboración propia obtenida por el procesamiento de datos 33 Figura 9. Calle 92 con Carrera 7° vía de 3 carriles a 4 para realizar giro a la izquierda hacia el oriente, (Avenida circunvalar) punto de aforo sentido Norte Sur. Fuente Elaboración propia obtenida por el procesamiento de datos En la columna “fase giro a la izquierda” se enumera la cantidad de registros que se dan en las fases semafóricas durante los 20 minutos de aforo. En la intersección mencionada (ver tabla 1). En los 20 minutos del aforo se presentaron 11 fases semafóricas. 34 En la columna “longitud de fila correcta con vehículos carril izquierdo (carril 1)” se registra el número de vehículos que en cada fase realizaron el giro a la izquierda en el carril indicado, por ejemplo (ver tabla 1) se hace la sumatoria en las 11 fases semafóricas obteniendo como resultado 229 vehículos que giraron a la izquierda en un periodo de tiempo de 22:12 minutos, 20 en la fase 1, 13 en la fase 2, 15 en la fase 3 y así sucesivamente. En la columna “longitud de fila incorrecta con vehículos carril derecho (carril 2)” se registra el número de vehículos que estando ubicados en el segundo carril, logran girar a la izquierda, por ejemplo (ver tabla 1) se hace la sumatoria en las 11 fases semafóricas obteniendo como resultado 323 vehículos que giran a la izquierda en un periodo de tiempo de 22:12 minutos, es decir, 26 en la fase 1, 30 en la fase 2, 24 en la fase 3 y así sucesivamente. En la columna “longitud de fila incorrecta con vehículos taxi en el carril derecho ( carril 2)” se registra el número de vehículos de servicio público individual ( taxi ), en lo cual se busca con este registro hacer un análisis exclusivo a este servicio con fines de determinar si son los que provocan mayor impacto en la fila del segundo carril, donde los vehículos están mal posicionados y mencionar cuántos de ellos inciden con frecuencia en estacionarse en donde no corresponde hacer el giro a la izquierda, por ejemplo ( ver tabla 2) en la fase de semáforo número 3 “longitud de fila incorrecta con vehículos taxis en el carril derecho carril 2” señala que 2 taxis de 24 vehículos que interrumpen el carril de flujo directo y que hacen el giro a la izquierda son de servicio público individual taxi. En la columna “porcentaje de vehículos en interrupción en el segundo carril”, se registra el porcentaje de los que esperan hacer el giro a la izquierda pero están mal posicionados en ese carril, por ejemplo (ver tabla 2) indica que del 100% de los vehículos que giran a la izquierda, el 59.44 %, en promedio, se han ubicado de manera indebida en el segundo carril. Tanto para la fase de giro a la izquierda como para la de movimiento directo, se tomaron los tiempos en segundos del semáforo en rojo y verde. (Ver tabla 3) 35 Luego se calculó el total de vehículos acumulados en fila en el carril izquierdo. También se realizó el conteo de los vehículos que giraron a la izquierda en fase de color verde en el carril de la derecha flujo directo, suma total de vehículos y valor promedio. (Ver tabla 1) Tabla 1. Datos de entrada aforo vehicular Calle 92 con Carrera 7°, longitud de fila. Datos de aforo calle 92 con carrera 7 calzada de 4 carriles. Fecha:27-10-15 hora 18:18 tiempo de aforo ( 22:12 minutos) Fase semáforo longitud de fila correcta con vehículos carril izquierdo (carril1) longitud de fila incorrecta con vehículos carril derecho (carril2) 1 20 26 2 13 30 3 15 24 4 22 29 5 20 32 6 18 26 7 17 27 8 17 27 9 34 40 10 14 22 11 39 40 Promedio 20,82 29,36 N. total vehículos 229 323 Fuente: Propia de los autores. 36 Tabla 2. Datos de entrada aforo vehicular Calle 92 con carrera 7°, porcentaje interrupción. Fuente: Propia de los autores. Tabla 3. Datos de entrada aforo vehicular Calle 92 con carrera 7°, tiempos en los semáforos. SEMAFOROS COMBINADOS FLUJO NORMAL (CARRIL 2) Fase semáforo Tiempo de semáforo en verde giro a la izquierda(s) Tiempo de semáforo en rojo flujo normal (s) Tiempo de semáforo en verde flujo normal (s) 1 40 40 75 2 40 40 75 3 40 40 75 4 40 40 75 5 40 40 75 6 40 40 75 7 40 40 75 8 40 40 75 9 40 40 75 10 40 40 75 11 40 40 75 Promedio 40,00 40,00 75 Fuente: Propia de los autores SEMAFOROS COMBINADOS GIRO A LA IZQUIERDA (CARRIL 1) Fase semáforo Porcentaje de vehículos en interrupción 2° carril (%) Longitud de fila incorrecta con vehículos taxis en el carril derecho (carril 2) tiempo de semáforo en rojo giro a la izquierda(s) 1 56,52 2 80 2 69,77 5 80 3 61,54 2 80 4 56,86 4 80 5 61,54 4 80 6 59,09 1 80 7 61,36 0 80 8 61,36 2 80 9 54,05 4 80 10 61,11 6 80 11 50,63 7 80 Promedio 59,44 3,36 80 37 4.3 Modelación teórica de condiciones favorables en los vehículos para mitigar la congestión en giros a la izquierda comparando el escenario actual con el escenario simulado Para hacer la simulación del flujo vehicular se propuso un escenario donde no hubiesen vehículos interrumpiendo el tránsito en el segundo carril, es decir, que no hubiesen vehículos en la segunda fila que quieran girar a la izquierda, luego se contaron el número total de vehículos que lograron hacer el giro a la izquierda en un mismo ciclo. Con el dato del intervalo vehicular en el carril izquierdo, y el total del escenario simulado de vehículos en este carril; se determinó cuantos lograron girar a la izquierda en cada fase. Esta situación se comparó con la actual o real; para determinar si el cambio de escenario permite un mayor flujo a izquierda o no. Luego, se estimó la demora que experimentaría el vehículo que se forma en el carril derecho, si se ubicara correctamente en el carril izquierdo. Con la longitud de fila simulada se analizó si hubo ocupación de la intersección anterior, es decir; aguas arriba. Para esto se requirió calcular el espaciamiento promedio. Finalmente se concluyeron los efectos en tiempo y formación de filas en el escenario simulado. 38 Tabla 4. Datos de intervalo de flujo, Calle 92 con carrera 7°. Fase semáforo Diferencia de cantidades de vehículos en carril 1 y carril 2 Intervalo de flujo carril 1 (s/v) verde Intervalo de flujo carril 2 (s/v) verde 1 -6 2,00 1,54 2 -17 3,08 1,33 3 -9 2,67 1,67 4 -7 1,82 1,38 5 -12 2,00 1,25 6 -8 2,22 1,54 7 -10 2,35 0,00 8 -10 2,35 1,48 9 -6 1,18 1,00 10 -8 2,86 1,82 11 -1 1,03 1,00 Promedio 2,14 1,27 Fuente: Propia de los autores. En la tabla 4 se muestran los resultados “Diferencia de cantidades de vehículos en carril 1 y carril 2” que es la diferencia de vehículos que hay entre los dos carriles el 1 y el 2 es decir, que los valores de esta columna siendo negativos representan la diferencia en número de vehículos que aumentaron en el carril 2 con respecto al carril 1, por consiguientesi el valor fuese positivo significa que el aumento de los vehículos es para el carril 1 donde la fila es la correcta. En la columna de “intervalo de flujo carril 1 (s) verde” se calculó el intervalo como el “tiempo de semáforo en verde giro a la izquierda” dividido entre “longitud de fila correcta con vehículos carril izquierdo (carril 1)”es decir, para la primera fase el cálculo es 40 segundos entre 20 vehículos en la fila lo que es igual a 2,00 como intervalo de tiempo y de paso de los vehículos consecutivos en la intersección. Del mismo modo se calculó el intervalo para el carril 2 obteniendo como resultados que en promedio para el carril 1el intervalo fue de 2,14 segundos mientras que en el carril 2 fue de 1,27 segundos. 39 Tabla 5.Tasa de flujo de los semáforos en la intersección Calle 92 con carrera 7°. Fase semáforo Total de vehículos del carril 1 y carril 2 con giro a la izquierda Tasa de llegada combinada carril 1 y 2 semáforo en rojo giro a la izquierda (s/v) Tasa de salida combinada carril 1 y 2 semáforo en verde giro a la izquierda (s/v) Tasa de llegada carril 2 semáforo en rojo flujo normal (s/v) 1 46 2 0,87 0,87 2 43 2 0,93 0,93 3 39 2 1,03 1,03 4 51 2 0,78 0,78 5 52 2 0,77 0,77 6 44 2 0,91 0,91 7 44 2 0,91 0,91 8 44 2 0,91 0,91 9 74 1 0,54 0,54 10 36 2 1,11 1,11 11 79 1 0,51 0,51 Promedio 50 1,68 0,84 0,84 Fuente: Propia de los autores. En la tabla 5 se muestra para la columna “total de vehículos del carril 1 y carril 2 con giro a la izquierda” es la suma de todos los vehículos de los dos carriles para plantear el escenario simulado. La columna de “tasa de llegada combinada carril 1 y 2 semáforo en rojo giro a la izquierda (s/v)” es el tiempo con el que llega un vehículo a la intersección consecutivo para la fase en rojo del semáforo y se obtiene del “total de vehículos del carril 1 y carril 2 con giro a la izquierda” dividido entre “tiempo de semáforo en rojo giro a la izquierda “de la misma manera para las siguientes dos columnas teniendo en cuenta que los tiempos del semáforo varían depende del verde o el rojo. Al no presentarse formación de segundas filas indebidas, se obtuvo una medida del tiempo que debería ser en teoría menor a la de la situación real, y se plantearan cuáles son las posibles recomendaciones cuando hay interrupción en el segundo carril que afecta a los que sí están respetando la fila en el primer carril, y también cuando quedan vehículos represados en el carril de flujo directo; la 40 influencia de la cultura del usuario a la hora de respetar la fila para el giro, o si la infraestructura es insuficiente para las condiciones de flujo. 5. Resultados Para resumir las 10 intersecciones estudiadas en el presente trabajo se exponen a modo resumen en una hoja de cálculo de Excel donde se muestran los datos relevantes en cuanto a valores significativos y determinantes para el análisis, es decir cifras muy dicientes que nos permitieron exponer y concluir todos los datos del trabajo estudiado. Tabla 6. Tabla resumen, dirección de las intersecciones, longitudes de fila. INTERSECCIONES Longitud de fila correcta con vehículos carril izquierdo (carril1) Longitud de fila incorrecta con vehículos carril derecho (carril2) 1 Calle 72 ( calle 68 ) con Avenida Ciudad de Cali ( carrera 86 ) 9 7 2 Calle 72 carrera 9° 10 3 3 Calle 92 carrera 7° 20 23 4 Calle 100 carrera 19 13 15 5 Calle 116 carrera 7° 8 7 6 Calle 36 con carrera 7° 11 3 7 Calle 100 con carrera 11 10 4 8 Avenida 19 con carrera 5° 7 4 9 Calle 59 con carrera 7° 10 4 10 Calle 6° con carrera 4° 7 3 Fuente: Propia de los autores. Como se explicó en la metodología anteriormente se muestra en la Tabla 6. Los datos resumen de cada intersección, para cada casilla es un valor resumido como se muestra en la tabla teniendo en cuenta que cada valor obtenido es el resultado de un valor promedio para cada intersección y dirección ya que por cada ubicación hay 3 valores registrados y en la presente tabla se muestra el valor promedio. 41 Tabla 7. Tabla resumen, porcentaje de interrupción, longitud de fila incorrecta taxis SEMAFOROS COMBINADOS GIRO A LA IZQUIERDA ( CARRIL 1) INTERSECCIONES Porcentaje de vehículos en interrupción 2° carril (%) Longitud de fila incorrecta con vehículos taxis en el carril derecho (carril 2) Tiempo de semáforo en rojo giro a la izquierda(s) 1 Calle 72 ( calle 68 ) con avenida ciudad de Cali 42 0 155 2 Calle 72 con carrera 9° 22,01 1 90 3 Calle 92 carrera 7° 52,98 4 80 4 Calle 100 carrera 19 54,00 2 90 5 Calle 116 carrera 7° 53,90 1 100 6 Calle 36 con carrera 7° 22,18 2 90 7 Calle 100 con carrera 11 27,0 1 120 8 Avenida 19 con carrera 5° 35,6 1 90 9 Calle 59 con carrera 7° 25,2 2 80 10 Calle 6° con carrera 4° 30,1 1 70 Promedio 36,49 Fuente: Propia de los autores. Tabla 8. Tabla resumen, tiempos de semáforos en segundos SEMAFOROS COMBINADOS FLUJO NORMAL (CARRIL 2) INTERSECCIONES Tiempo de semáforo en verde giro a la izquierda(s) Tiempo de semáforo en rojo flujo normal (s) Tiempo de semáforo en verde flujo normal (s) 1 Calle 72 ( calle 68 ) con avenida ciudad de Cali 23 107 70 2 Calle 72 con carrera 9° 30 65 58 3 Calle 92 carrera 7° 40 40 75 4 Calle 100 carrera 19 35 45 70 5 Calle 116 carrera 7° 20 35 75 6 Calle 36 con carrera 7° 35 75 100 7 Calle 100 con carrera 11 25 75 25 8 Avenida 19 con carrera 5° 10 60 40 9 Calle 59 con carrera 7° 35 35 90 10 Calle 6° con carrera 4° 35 40 60 Fuente: Propia de los autores. 42 Tabla 9. Tabla resumen, intervalos de flujo, y total de vehículos de las dos filas para cada intersección INTERSECCIONES intervalo de flujo carril 1 (s) verde intervalo de flujo carril 2 (s) verde Total de vehículos del carril 1 y carril 2 con giro a la izquierda 1 Calle 72 ( calle 68 ) avenida ciudad de Cali 2,71 3,63 16 2 Calle 72 carrera 9° 3,15 10,30 13 3 Calle 92 carrera 7° 2,12 1,75 43 4 Calle 100 carrera 19 2,84 2,28 28 5 Calle 116 carrera 7° 4,57 3,32 15 6 Calle 36 con carrera 7° 3,36 3,36 14 7 Calle 100 con carrera 11 2,57 7,57 14 8 Avenida 19 con carrera 5° 1,59 2,91 10 9 Calle 59 con carrera 7° 3,60 10,18 14 10 Calle 6° con carrera 4° 5,04 12,93 10 Fuente: Propia de los autores. Tabla 10. Tabla resumen, tasa de llegada y de salida combinadas INTERSECCIONES Tasa de llegada combinada carril 1 y 2 semáforo en rojo giro a la izquierda (s/v) Tasa de salida combinada carril 1 y 2 semáforo en verde giro a la izquierda (s/v) Tasa de llegada carril 2 semáforo en rojo flujo normal (s/v) 1 Calle 72 ( calle 68 ) avenida ciudad de Cali 10,42 1,62 7,19 2 Calle 72 carrera 9° 7,34 2,45 5,30 3 Calle 92 carrera 7° 1,98 0,99 0,99 4 Calle 100 carrera 19 3,38 1,31 1,70 5 Calle 116 carrera 7° 3,38 1,31 1,70 6 Calle 36 con carrera 7° 6,58 2,56 5,48 7 Calle 100 con carrera 11 8,90 1,85 5,56 8 Avenida 19 con carrera 5° 9,08 1,01 6,05 9 Calle 59 con carrera 7° 6,25 2,73 2,73 10 Calle 6° con carrera 4° 6,99 3,49 3,99 Fuente: Propia de los autores. 43 Tabla 11. Tabla resumen, longitud de fila vehicular, máximo ciclo de giro escenario simulado, longitud de fila tomando como factor de espaciamiento un valor de 5 INTERSECCIONES Longitud de fila vehicular carril 1 y 2 escenario simulado(Numero de vehículos) longitud de fila con espaciamiento (m/v) 1 Calle 72 ( calle 68 ) avenida ciudad de Cali 16 80 2 Calle 72 carrera 9° 13 65 3 Calle 92 carrera 7° 43 215 4 Calle 100 carrera19 28 140 5 Calle 116 carrera 7° 15 75 6 Calle 36 con carrera 7° 14 70 7 Calle 100 con carrera 11 14 70 8 Avenida 19 con carrera 5° 11 55 9 Calle 59 con carrera 7° 14 70 10 Calle 6° con carrera 4° 10 50 Fuente: Propia de los autores. El espaciamiento es la distancia entre el paso de dos vehículos consecutivos, expresada en metros y medida entre sus defensas traseras. Se estimó el valor de 5 por la distancia promedio entre cada vehículo para cada caso de estudio 6. Análisis e Interpretación de Resultados 6.1 Escenarios planteados para el caso de estudio 6.1.1 Análisis del escenario simulado por longitud de fila adecuada para el carril exclusivo de giro a la izquierda. Con base en los resultados expuestos anteriormente se presentan las variables influentes para el caso de estudio; las intersecciones puntuales con su dirección correspondiente, se muestra como a partir de los aforos tomados y de los valores promedio por intersección teniendo en cuenta que el tiempo fue en un rango de 20 minutos cual fue el usuario o vehículo que se demoró más y tuvo que esperar más ciclos semafóricos es decir que vehículo esperó más fases semafóricas completas para lograr maniobrar a la izquierda generando un escenario 44 simulado que nos permitió posicionar nuevamente los vehículos que se encontraban en posición incorrecta no respetando la fila y dar como resultado una simulación en el carril exclusivo de giro es decir, una sola fila de usuarios y determinar cuántas fases semafóricas tarda en girar a la izquierda(ver tabla 12, máximo ciclo de giro a la izquierda con simulación de flujo ideal). Se puede observar en la tabla 12 específicamente en la columna de “máximo ciclo de giro a la izquierda con simulación de flujo ideal”, que para cada una de las intersecciones el usuario que esta es en la “Calle 92 con Carrera 7°” realizando la fila correctamente sin invadir los demás carriles debe esperar transitar en el 5° ciclo semafórico, lo cual es una alta demora para un usuario de las vías capitalinas, depende el tiempo del semáforo y la longitud de fila vehicular como se observa para las demás direcciones donde lograr maniobrar el giro a la izquierda en la “Calles 36 con Carrera 7°” y “Calle 100 con Carrera 11” no resulta negativo puesto que se lograra girar a la izquierda en el 2° ciclo semafórico lo anterior permite incentivar el orden en el uso de los carriles analizando que los semáforos ya tienen su tiempo estimado para el cambio de fases y nos permite dar un concepto favorable hacia como se comportarían los carriles en el escenario actual y dar certeza de que no hay vehículos interrumpiendo el flujo directo de la intersección por lo que se esperaría que los demás carriles tuviesen un mejor tránsito en su desplazamiento por la mejora y aprovechamiento del tiempo semafórico al momento de conducir. En la columna “máximo ciclo de espera de giro a la izquierda con simulación de flujo ideal” el valor fue tomado de cada hoja de Excel puntual para cada intersección como la situación más crítica que se presentase con la longitud de fila más larga, es decir, el vehículo posicionado en la fila más extensa con su valor de tiempo simulado. En la siguiente “longitud de fila vehicular con espaciamiento (m/v)” se registró el valor de la longitud de fila vehicular de cada intersección y se multiplico por el factor de medida de espaciamiento definiendo que el espaciamiento es la distancia entre las defensas traseras de cada vehículo, se asignó el valor de 5 como medida de tendencia en las vías bogotanas ya que se observó el paso en algunos casos de vehículos como buses del SITP y motocicletas pero que no fueron muy relevantes dentro de los aforos ya que para algunos casos el espacio invadido y que se pierde es por causa de las motocicletas haciendo que el espacio se 45 disminuya por lo que se estacionan como si fuera un vehículo más donde no se da cabida a más vehículos acortando la capacidad del el carril.se presentan las mayores longitudes en intersecciones como lo son en la Calle 92 con Carrera 7° y en la Calle 100 con Carrera 19 con una longitud de fila de 215 (m/v) y 140 (m/v) respectivamente; ya que ahí el flujo vehicular es bastante denso.(ver tabla 12, longitud de fila vehicular con espaciamiento m/v). Tabla 12. Modelo teórico, máximo ciclo de giro, longitud de fila vehicular espaciamiento. INTERSECCIONES Longitud de fila vehicular carril 1 y 2 escenario simulado(Numero de vehículos) Máximo ciclo de espera de giro a la izquierda con simulación de flujo ideal Longitud de fila vehicular con espaciamiento(m/v) 1 Calle 72 ( calle 68 ) avenida ciudad de Cali 16 4 80 2 Calle 72 carrera 9° 13 3 65 3 Calle 92 carrera 7° 43 5 215 4 Calle 100 carrera 19 28 3 140 5 Calle 116 carrera 7° 15 5 75 6 Calle 36 con carrera 7° 14 2 70 7 Calle 100 con carrera 11 14 2 70 8 Avenida 19 con carrera 5° 11 3 55 9 Calle 59 con carrera 7° 14 3 70 10 Calle 6 con carrera 4° 10 3 50 Fuente: Propia de los autores. Se continuo con la siguiente tabla (tabla 13) a través de Google Earth se midió la distancia de la intersección desde que se forma la fila en el carril de giro a la izquierda hasta la siguiente intersección con el fin de determinar qué tan optimas son las condiciones de la infraestructura y las capacidades que ofrecen las mismas para la ciudad y si los usuarios logran o no sobrepasar a la siguiente intersección “aguas arriba” buscando quedar posicionados en la siguiente intersección ya que se comparó con la columna de “longitud de fila vehicular con espaciamiento (m/v)” y se observa que la infraestructura es suficiente en cuanto a longitud de vehículos ya que por los cambios semafóricos de cada intersección llega un intervalo en donde el inicio de una, los usuarios hacen la espera y en el final de la otra, no siguen ingresando más vehículos a ese carril mientras se genera el cambio de fase semafórico. 46 Seguido de la columna “relación entre longitud de fila métrica y longitud de la calle o avenida” la cual es la división de “longitud de la calle o avenida (m)” entre “longitud de fila vehicular con espaciamiento (m/v)”con el fin de interpretar si la longitud vehicular pueda llegar a superar la longitud de la calle o avenida, dicha relación demuestra que si un vehículo que tiene la intención de girar a la izquierda en una condición de un flujo ideal, podría llegar esperar hasta dos cruces seguidos de intersección para poder realizar el giro que se quiere. Tabla 13. Modelo teórico, longitud de la calle (m) relación entre longitud de fila métrica y longitud de la calle o avenida, ¿la longitud de vehículos sobre pasa la anterior intersección? Longitud de la calle o avenida(m) Relación entre longitud de fila métrica y longitud de la calle o avenida ¿La longitud de vehículos sobre pasa la anterior intersección? 406 5 no 238 4 no 388 2 no 266 2 no 329 4 no 234 3 no 586 8 no 155 3 no 86 1 no 128 3 no Fuente: Propia de los autores. 6.1.2 intersecciones versus máximo ciclo de paso Para la gráfica que se muestra en la figura 10 se hace referencia a la tendencia de cuantos ciclos deben esperar para lograr maniobrar el giro a la izquierda y en cuales la movilidad se ve reflejada con más demoras de acuerdo a cuantos ciclos debe esperar un usuario para lograr girar, las situaciones donde más demoras se presentan son en la “Calle 92 con Carrera 7°” y en la “Calle 116 con Carrera 7°” donde hay espera de 5 ciclos semafóricos, mientras que hay tendencia en la “Avenida 19 con Carrera 5°”en la “Calle 59 con Carrera 7°” en la “Calle 6° con Carrera 4” en la “Calle 72 con Carrera 9°” y en la “Calle 100 con Carrera 19” donde se debe esperar 3 ciclos semafóricos para lograr girar, sin embargo cuando la intersección 47 presenta más de 2 ciclossemafóricos de espera se ve afectado el nivel de servicio y ya no se ve mejora en la movilidad es decir que en la “Calle 36 con Carrera 7°” y en la “Calle 100 con Carrera 11” donde se presenta espera de 2 ciclos para girar las condiciones son aceptables para lograr maniobrar porque dependiendo de la longitud de fila del tiempo del semáforo y de la simulación de una sola fila que es la designada la espera solo llega a 2 ciclos semafóricos donde el nivel de servicio no se ve con mayores demoras para la intersección. En la “Calle 72 (Calle 68) con Avenida Ciudad de Cali (Carrera 86)” el ciclo de espera es de 4 fases semafóricas donde la situación tiende a empeorar ya que la congestión de la intersección es grande, y se puede afirmar que la intersección ya colapso porque esta fue hecha para tránsito de flujo vehicular bajo. (Ver figura 10.Grafica del Comportamiento de las intersecciones respecto al máximo ciclo de giro a izquierda). Figura 10. Gráfica del Comportamiento de las intersecciones respecto al máximo ciclo de espera de giro a izquierda escenario simulado. Fuente: Propia de los autores. 4 3 5 3 5 2 2 3 3 3 0 1 2 3 4 5 6 C A L L E 7 2 ( C A L L E 6 8 ) A V E N ID A C IU D A D D E C A L I C A L L E 7 2 C A R R E R A 9 ° C A L L E 9 2 C A R R E R A 7 ° C A L L E 1 0 0 C A R R E R A 1 9 C A L L E 1 1 6 C A R R E R A 7 ° C A L L E 3 6 C O N C A R R E R A 7 C A L L E 1 0 0 C O N C A R R E R A 1 1 A V E N ID A 1 9 C O N C A R R E R A 5 C A L L E 5 9 C O N C A R R E R A 7 C A L L E 6 C O N C A R R E R A 4 INTERSECCIONES VS MAXIMO CICLO DE ESPERA 48 6.1.3 Clasificación de las intersecciones y niveles de servicio Para el escenario simulado la mayoría de las intersecciones estudiadas presentan nivel de servicio F (HCM, 2010) es decir, demoras superiores a los 60 segundos por vehículo, notando que es el valor y la condición más crítica tomada de las 3 hojas de cálculo por cada intersección; la posición del vehículo, es el último, de cómo quedase ubicado formando la única fila simulada explicando como los del segundo carril se ubican en el final de los usuarios que ya están en el primer carril para girar a la izquierda. (Ver tabla 14 y 15). 49 Tabla 14. Clasificación del nivel de servicio escenario simulado condición crítica máxima. (Carril 1 y 2) Fuente: Propia de los autores. CLASIFICACION DEL NIVEL DE SERVICIO ESCENARIO SIMULADO CONDICION CRITICA MAXIMA C A LL E 7 2 ( C A LL E 6 8 ) A V EN ID A C IU D A D D E C A LI C A LL E 7 2 C A R R ER A 9 ° C A LL E 9 2 C A R R ER A 7 ° C A LL E 1 0 0 C A R R ER A 1 9 C A LL E 1 1 6 C A R R ER A 7 ° C A LL E 3 6 C A R R ER A 7 ° C A LL E 1 0 0 C A R R ER A 1 1 A V EN ID A 1 9 C O N C A R R ER A 5 ° C A LL E 5 9 C A R R ER A 7 ° C A LL E 6 ° C A R R ER A 4 ° TIEMPO ACUMULADO (S) 85,84 62,32 169,13 102,3 91,15 61,27 46,09 22,12 74,82 80,07 POSICION DEL VEHICULO (Veh.) 26 20 79 41 16 17 20 14 23 15 MAXIMO CICLO DE ESPERA CONDICION CRITICA PARA EL ULTIMO VEHICULO (Ciclos) 4 3 5 3 5 2 2 3 3 3 TIEMPO SEMAFORO EN VERDE (S) 23 30 40 35 20 35 25 10 35 35 NIVEL DE SERVICIO F E F F F E D C E F 50 Tabla 15.Clasificación del nivel de servicio escenario actual condición crítica máxima. (Carril 2). CLASIFICACION DEL NIVEL DE SERVICIO ESCENARIO ACTUAL CONDICION CRITICA MAXIMA (CARRIL 2) C A LL E 7 2 ( C A LL E 6 8 ) A V EN ID A C IU D A D D E C A LI C A LL E 7 2 C A R R ER A 9 ° C A LL E 9 2 C A R R ER A 7 ° C A LL E 1 0 0 C A R R ER A 1 9 C A LL E 1 1 6 C A R R ER A 7 ° C A LL E 3 6 C A R R ER A 7 ° C A LL E 1 0 0 C A R R ER A 1 1 A V EN ID A 1 9 C O N C A R R ER A 5 ° C A LL E 5 9 C A R R ER A 7 ° C A LL E 6 ° C A R R ER A 4 ° TIEMPO ACUMULADO S/V 61,71 92,7 70 61,56 59,76 23,52 60,56 17,46 81,44 77,58 POSICION DEL VEHICULO (Veh.) 17 9 40 27 18 7 8 6 8 6 MAXIMO CICLO DE ESPERA CONDICION CRITICA PARA EL ULTIMO VEHICULO (Ciclos) 3 4 2 2 3 1 3 2 3 3 TIEMPO SEMAFORO EN VERDE (S) 23 30 40 35 20 35 25 10 35 35 NIVEL DE SERVICIO E F E E E C E B F E Fuente: Propia de los autores. 51 6.1.4 Discusión de resultados y comentarios del caso de estudio Dentro de las variables a analizar en el presente trabajo de grado son las más detalladas para el caso de estudio pero se menciona que en el tránsito vehicular de las intersecciones viales con giro a la izquierda quedan abiertas a futuros estudios para lograr mayores resultados en la transformación positiva enfocada a la movilidad bogotana, y que por medio de los resultados numéricos nos permitieron dar un bagaje a las condiciones del flujo vehicular que presentan la ciudad de Bogotá y que por el incremento de vehículos y de población nos muestran que el flujo vehicular es cambiante y resulta ser muy denso a través del tiempo por eso se muestra las tasas de flujo de los vehículos para la situación real, del caso de estudio y el modelo teórico de como seria si no se presentara la problemática mencionada, los tiempos de maniobra de giro a la izquierda cambiaron en cuanto a la formación de segunda fila ya que se perdió menos tiempo lo cual queda para los futuros estudios recomendar las posibles soluciones en cuanto al comportamiento de los vehículos, la infraestructura de la ciudad. Hoy en día los estudios de movilidad en la capital son extensos pero en muchos casos los usuarios desconocen las formas de operar los carriles, los cambios de semáforos la formación de segunda fila los giros prohibidos y muchas más variables que se presenten en el estudio del tránsito. Para la capital es importante contar con que las intersecciones viales estudiadas presentan falencias al momento de abordarlas, debido a que los niveles de servicio arrojados no hacen que la intersección colapse en cuanto a clasificación, pero que es afectada por otra variable que hace que el sistema presente demoras y es la formación de segunda fila es necesario hacer uso de los carriles adecuados y debidamente demarcados para su funcionalidad y decir que en cuanto resultados, un usuario presente en la formación de fila una demora anormal debido a que son los mismos usuarios quienes hacen que la intersección sea más lenta y hace demorar todavía más a otro usuario que debe esperar de 3 a 5 ciclos en algunos casos para lograr continuar su desplazamiento en el escenario simulado lo cual aumenta la espera porque es lógico mencionar que no hacer fila hace que para la segunda fila indebida se logre ganar tiempo entonces los ciclos de espera disminuyen.(ver tabla 14) 52 Los estudios de movilidad del presente trabajo son de elaboración propia de los autores y que las entidades de control como la Policía Nacional De Tránsito encuentran a su disposición ya que para la fuerza pública el trabajo presentado no es tenido en cuenta puesto que los aforos vehiculares fueron motivo de diferencias por motivo de seguridad y orden público, y por qué ellos mismos hacen que los semáforos no funcionen de acuerdo a su programación sino más bien con el fin de agilizar, hacen que el semáforo se desvié de su función principal que es permitir y detener el paso de los vehículos, no se presentó colaboración por parte de la entidad ya mencionada. 53 7. CONCLUSIONES El diagnóstico realizado para las condiciones críticas del escenario actual, como en el escenario simulado, es decir, en el conteo donde mayor número de
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