Semáforos

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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
EL SEMAFORO
Ventajas y desventajas de los semáforos
Ventajas
Desventajas
Numero de lentes y de caras
Semáforos de tiempo fijo
Requisitos
Distribución de los tiempos del semáforo
Términos básicos
Calculo de los timepos del semáforo
Flujo de saturación y tiempo perdido:
Coordinación de semaforos
Sistemas de coordinación:
Diagrama espacio−tiempo
Semáforos accionados por el transito
Características generales
Nueva tecnología
DISENO DE SEMAFORO
Este −Sur
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
1
Sur − Oeste
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
Este − Oeste
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
Este −Norte
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
Norte −Oeste
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
Norte − Sur
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
Sur − Norte
2
Hora Pico
Sumatoria de Hora pico
Volumen de hora pico promedio
Factor hora pico
Tabla De Acceso
Esquema de la Intercesión
Fases Cambio de Semaforo
Volumen Critico
Saturación
Flujo de saturación
Diseño de los tiempo del semáforo
Tiempo Amarillo
Tiempo total periodo por ciclo (L)
Calculo ciclo optimo
Verde total
Tiempo del verde
Tiempo del rojo
Tiempo del peatón cruzar el semáforo en rojo
Comprobación de los tiempo
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCIÓN
Al presentar estos dos tan interesantes trabajo siendo el primero un resumen del capitulo 13 del libro
ingeniería de transito, fundamento y aplicación por cal y Mayor y el segundo el diseño de semáforo de la
intersección Gómez− Correa y Cidrón, siendo los conocimientos del primero de gran relevancia para un
total de dominio del diseño de un semáforo.
Donde con el segundo trataremos de hacer un uso adecuado de los conocimientos que se adquieran en el
estudio del primero. De esta manera el lector de este material en este caso el monitor tenga una idea clara de
lo hecho por el expositor de dicho material.
3
EL SEMAFORO
Los semáforos son dispositivos electromagnéticos y electrónicos proyectados específicamente para facilitar el
control del tránsito de vehículos y peatones, mediante indicaciones visual de luces de colores universalmente
aceptados, como lo son el verde, el Amarillo y el rojo.
Originalmente, los primeros semáforos, instalados en Londres en 1868, fueron accionados a mano y sólo
constituían una extensión mecánica del brazo del agente de tránsito. El primer semáforo electrónico instalado
en los Estados Unidos tuvo lugar en 1914 en Cleveland, y en 1917 en SALT Lake City se introduce la
interconexión de semáforos.
De estos primeros semáforos, ahora piezas de museos, se ha llegado en la actualidad al uso de verdaderos
cerebros electrónicos. A medida que pasa el tiempo, el congestionamiento y los accidentes aumentan, por lo
que para su atenuación, el uso de semáforos ha alcanzada un notable desarrollo.
Esto ha permitido establecer estrategias para el control del tránsito a lo largo de las diferentes horas del día a
través de programas específicos para periodos de máxima y mínima demanda.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SEMÁFOROS
Si la instalación operación de los semáforos es correcta, estos podrán aportar diversas ventajas. Un semáforo o
un sistema de semáforos, que opere correctamente, tendrá una o más de las siguientes:
Ventajas:
• Ordena la circulación del tránsito y mediante una asignación apropiada del derecho al uso de la
intersección.
• Reduce la frecuencia de cierto tipo de accidentes.
• Con espaciamientos favorables se pueden sincronizar para mantener una circulación continua.
• Permiten interrumpir periódicamente los volúmenes de tránsito intensivos de una arteria, para
conceder el paso de vehículos.
Desventajas:
• Se incurre en gastos no justificados para soluciones que podían haberse resuelto solamente con
señales o en otra forma económica.
• Causan demoras injustificadas a cierto número de usuarios, especialmente tratándose de volúmenes de
tránsito pequeños.
• Producen reacción desfavorable en el público.
• Incrementan el numero de accidentes del tipo alcance.
• Ocasionan perdidas innecesarias de tiempo en las horas del día.
• Aumentan la frecuencia o gravedad de ciertos accidentes cuando la conservación es deficiente.
NUMERO DE LENTES Y DE CARAS
La lente es la parte de la unidad óptica que por refracción dirige la luz proveniente de la lámpara y de su
reflector en la dirección deseada. Se recomienda que la cara de todo semáforo tenga cuando menos tres lentes:
rojo, ámbar y verde y cuando más, cinco lentes: rojo, ámbar, flecha de frente, flecha izquierda y flecha
derecha, donde el orden de colocación es el que indica.
La cara de un semáforo es el conjunto de unidades ópticas (lente, reflector, lámpara y portalámpara). El doble
semáforo permite ver las indicaciones aunque uno de ellos lo tape un vehículo grande. La necesidad de
4
colocar más de dos semáforos por acceso dependerá de las condiciones locales, tales como número de carriles,
indicaciones direccionales, isletas para canalización, etc.
SEMÁFOROS DE TIEMPO FIJO
Los semáforos de tiempo fijo se utilizan en intersecciones donde los patrones de transito son relativamente
estables. Los controles de tiempo fijo, se adaptan especialmente a intersecciones en las que se desea
sincronizar el funcionamiento de los semáforos con los de otras instalaciones próximas.
El control de tiempo fijo sin mecanismo de sincronización es aconsejable para intersecciones aisladas de poca
importancia, de las que no se prevé necesidad de coordinar con otras.
Existe un sistema de control de tiempo fijo con mecanismo de sincronización, accionado por un motor, que se
usa para intersecciones aisladas cuando se prevea la necesidad de coordinar éstas con otros semáforos, o que
el semáforo sea supervisado por un control maestro.
REQUISITOS
• Volumen mínimo de vehículos: Aquí la intensidad del tránsito de las vías que se cruzan es la principal
justificación. Los volúmenes para las calles principal y secundaria corresponden a las mismas ocho horas.
Volumen mínimo de vehículos
Vehículos por hora en la
Número de carriles de circulación
calle principal (total en
por acceso
ambos sentidos)
Calle
principal
1
2 ó mas
2 ó mas
1
Vehículos por hora en el
acceso de mayor volumen
de la calle secundaria (un
solo sentido)
Calle secundaria
Urbano
Rural
Urbano
Rural
1
1
2 ó mas
2 ó mas
500
600
600
500
350
420
420
350
150
150
200
200
105
105
140
140
• Ininterrupción del tránsito continuo: Se aplica cuando las condiciones de operación de la calle principal
son de tan naturaleza que el tránsito en la calle secundaria sufre demoras, o riesgos excesivos, al entrar o
cruzar la calle principal.
Volumen mínimo de vehículos
Número de carriles de
circulación por acceso
Vehículos por hora en la
calle principal (total en
ambos sentidos)
Calle principal
1
2 ó mas
2 ó mas
−
Urbano
750
900
900
750
Calle secundaria
1
1
2 ó mas
2 ó mas
Rural
525
630
630
525
Vehículos por hora en el
acceso de mayor volumen
de la calle secundaria (un
solo sentido)
Urbano
Rural
75
53
75
53
100
70
100
70
5
• Volumen mínimo de peatones: Se satisface este requisito si durante cada una de cualesquiera de las ocho
horas de un día representativo se tienen los siguientes volúmenes: 600 o más vehículos por hora en ambos
sentidos en la calle principal, o bien 1,000 o más vehículos por hora si la calla principal tienen camellon; y
si durante las mismas ocho horas cruzan 150 más peatones por hora, en el cruce de mayor volumen.
• Circulación progresiva: Este requisito se satisface en calles asiladas de un sentido y donde los semáforos,
en caso de haber, están muy distantes entre si para conservar los vehículos agrupados y a la velocidad
deseada.
DISTRIBUCIÓN DE LOS TIEMPOS DEL SEMÁFORO
Términos básicos
Ya sea que la distribución de los tiempos en un semáforo se realice por métodos manuales o por modelación
en computadoras, el ingeniero de tránsito necesita conocer los principios básicos que la sustentan.
En particular, la modelación por computadora, no es más que ejercicio de codificación, un acto de f ciegala
ingeniería en lo que se refiere a la seguridad pública y la conveniencia, requiere mucho más que esto.
En el análisis del control de intersecciones con semáforos y en lo requisitos par ala distribución de sus
tiempos, es necesario precisar algunos términos básicos o parámetros de tiempo y así evitar posibles
confusiones.
• Indicación de señal: Es el encendido de una de las luces del semáforo o una combinación de varias
luces al mismo tiempo.
• Ciclo o longitud de ciclo: Tiempo necesario para que el disco indicador efectúe una revolución
completa.
• Movimiento: Maniobra o conjunto de maniobras de un mismo acceso que tienen el derecho de paso
simultáneamente.
• Intervalo: Cualquiera de diversas divisiones del ciclo, durante la cual no cambian las indicaciones de
señal del semáforo.
• Fase: Parte del ciclo asignada a cualquier combinación de uno o más movimientos que reciben
simultáneamente el derecho de paso, durante uno o más intervalos.
• Secuencia de fase: orden predeterminado en que ocurren las fases del ciclo.
• Reparto: porcentaje de la longitud del ciclo asignado a cada una de las diversas fases.
• Intervalo de despeje: tiempo de exposición de la indicación ámbar del semáforo que sigue al
intervalo verde.
• Intervalo todo rojo: Tiempo de exposición de una indicación roja para todo el tránsito que se prepara
a circular.
• Intervalo de cambio de fase: Intervalo que puede consistir solamente en un intervalo de cambio
ámbar o que puede incluir un intervalo adicional de despeje todo rojo.
CALCULO DE LOS TIMEPOS DEL SEMÁFORO
Para obtener un mínimo de demoras, cada fase debe incluir el mayor número posible de movimientos
simultáneos. Este debe ser un objetivo permanente que no debe olvidarse. La selección de los movimientos
dentro de cada fase debe tener a reducir a un mínimo l frecuencia y gravedad de los puntos de conflictos. La
distribución de los tiempos de cada fase debe estar en relación directa con los volúmenes de tránsito de los
movimientos correspondientes.
Intervalo de cambio de fase: La función principal del intervalo de cambio de fase, es la de alertar a los
usuarios de un cambio en la asignación del derecho al uso de la intersección.
6
Y= ( t + . V ) + L + W
2a V
Donde:
t = tiempo de (1 seg)
V= Velocidad (m/s)
a = Aceleración (3.05 m/s2 )
W= Longitud del vehículo (6.10 m)
L= Ancho de la calle.
Longitud del ciclo: F. V. Webster con base en observaciones de campo y simulación de un amplio rango de
condiciones de tránsito, demostró que la demora mínima de todos los vehículos en una intersección con
semáforo.
C. = 1.5 L + 5
1 − "yi
i−1
Donde:
C. = Tiempo óptimo de ciclo (s)
L = Tiempo total periodo por ciclo
Yi = Maximo valor de saturación
Vehículos equivalentes: Si todos los vehículos que salen de una intersección con semáforo son automóviles
que continúan de frente, se tendrían las tasas máximas de flujo, a intervalos aproximadamente iguales.
Los vehículos pesados o comerciales (camiones y autobuses), por su mayor longitud y menor poder de
aceleración que los automóviles, necesitan más tiempo para despejar la intersección. Los automóviles
equivalentes comúnmente utilizados tanto para camiones, Ec, como para autobuses, Eg, varían de 1.4 a 1.6,
tomándose un valor medio de 1.5 que supone accesos con pendientes cercanas al 0%.
Estos factores, Ev, que se utilizan para convertir automóviles que dan vuelta a automóviles equivalentes que
no la dan, varían de 1.4 a 1.6 para vueltas hacia la izquierda y de 1.0 a 1.4 para vueltas hacia la derecha.
Flujo de saturación y tiempo perdido:
El tiempo entre los comienzos de los periodos de verde G y verde efectivo g, esto es ee', se considera como
una pérdida inicial. Por lo tanto, el verde efectivo para la fase i es:
Gi = Gi + ff'− ee'
7
COORDINACIÓN DE SEMAFOROS
Sistemas de coordinación:
Los sistemas coordinados pueden, o no, estar sujetos a un control maestro. En general, los semáforos de
tiempo fijo dentro de un radio de 400 metros y que regulan las mismas condiciones de tránsito, deben
funcionar coordinadamente.
Existen cuatro sistemas de coordinación de semáforos de tiempo fijo, a saber:
• Sistema simultaneo: Todos los semáforos muestran la misma indicaiocn aproximadamente al mismo
tiempo, util para coordinar intersecciones muy cercanas. La relacion entre la velocidad, ciclo y distancia,
puede expreserse asi:
V= 3.6 D
C
Donde:
V= velocidad de progresión entre intersecciones (km/h)
D= Distancia entre intersecciones (m)
C= Duración del ciclo (s)
• Sistema alternado: Los semáforos de intersecciones cercanas, por grupos, muestran indicaciones
alternadas, a lo largo de una ruta. En estas condiciones se consigue una banda del 100% siempre y cuando
la velocidad de los vehículos sea:
V = 7.2D
C
• Sistema progresivo simple o limitado: Este sistema trata de varios semáforos sucesivos, a lo garlo de una
calle, que dan la indicación de verde de acuerdo con una variación de tiempo que permite, hasta donde es
posible, la operación continua de grupos de vehículos a velocidad fija en ondas verdes.
• Sistema progresivo flexible: En este sistema es posible que cada intersección con semáforo varié
automáticamente en varios aspectos. Con base en la variación de los volúmenes de tránsito y la selección de
la velocidad adecuada, se puede lograr un movimiento continuo a lo largo de una arteria, especialmente si
es de un solo sentido. Ese sistema es el que da mejores resultados para intersecciones ubicadas a distancias
variables.
DIAGRAMA ESPACIO−TIEMPO
Mediante el diagrama espacio−tiempo, se pueden proyectar los descasamientos para obtener un movimiento
continuo a lo largo de una arteria. Como complemento del método gráfico puede verificarse el proyecto por el
método matemático, que permite conocer a fondo las condiciones en que funcionara el sistema.
SEMÁFOROS ACCIONADOS POR EL TRANSITO
Características generales
8
Las características principal de la operación de semáforos accionados por el tránsito es que la duración de los
ciclos responden, en general, a las variaciones en l demanda de transito vehicular.
Se distingue un tercer tipo de control cuando la sindicaciones en los controles de cierta zona varían de acuerdo
con información recibida sobre fluctuaciones del transito. Para instalar semáforos accionados por el tránsito
deben analizarse pavimento algunos factores, como sigue:
• Volumen de vehículos: En intersecciones donde el volumen de tránsito no es suficiente para justificar
semáforos de tiempo fijo.
• Movimiento transversal: Cuando el volumen de tránsito en la calle principal es intenso y entorpece la
circulación de la calle transversal.
• Horas de máxima demanda: Si se requiere controlar una interseccin durante un tiempo breve en el día,
como en las horas de máxima demanda, se peuden instalar semáforos accionados por el tránsito.
• Peatones: Cuando se tengan los volúmenes mínimos de peatones, especificados para semáforos de tiempo
fijo, pueden ser preferibles los semáforos accionados por el transito.
• Accidentes: Cuando sólo se satisface el requisito mínimo relativo a los antecedentes sobre accidentes,
especificado para semáforos de tiempo fijo.
• Amplias fluctuaciones de tránsito: EN los casos que, según los requisitos para semáforos de tiempo fijo,
es necesario instalar semáforos cuando los volúmenes de tránsito varían considerablemente.
• Intersecciones complejas: En los casos donde se justifica la instalación de semáforos que exigen fases
múltiples, se debe estudiar la conversión de usar semáforos accionados por el tránsito.
• Sistemas progresivos: Cuando los espaciamientos y otras características de las intersecciones dentro de un
sistema progresivo de semáforos de tiempo fijo sean tales que no se pueda lograr una buena coordinación.
• Cruces de peatones fuera de la intersección: En los cruces concentrados de peatones cerca de escuelas o
de espectáculos se puede justificar el uso de semáforos accionados por los peatones.
NUEVA TECNOLOGÍA
Los sistemas de semáforos de control centralizado, ya sean de tiempo fijo o accionados por el tránsito, deben
sufrir continuos ajustes en la programación, ya que en las grandes ciudades los volúmenes de tránsito y los
patrones de movimiento cambian continuamente.
A través de una constante y acuciosa recopilación de datos y su correspondiente análisis, deben mantener al
día la información que les permita realizar ajustes en los programas de semáforos, semana a semana.
Con el progreso de las computadoras electrónicas, en la década de los sesentas se inicio una investigación
muy importante: la posibilidad de registrar las variaciones del transito en forma automática y la eventualidad
de que un equipo electrónico centralizado analizara los datos y tomara las decisiones para aplicar los
programas mas adecuados.
La computadora, previamente programada para las diferentes situaciones que se pueden presentar, selecciona
el programa más adecuado para los patrones de movimiento a esa hora del día. Con el uso de una simbología
adecuada normalmente o tiene fallas de control, así como el grado de saturación de una arteria mediante el uso
de ciertos dispositivos visuales.
DISENO DE SEMAFORO
Este −Sur
Hora
Vehiculos Livianos
Pub.
Vehiculos
Pesados
Priv.
Car.
Motores
Pas.
Total
VHP
M.
9
7:15/7:30
7:30/7:45
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%=
TL./Tx100
2
2
0
2
3
1
2
2
2
1
3
1
3
2
3
2
32
32
14
21
20
18
17
16
18
19
13
15
15
15
12
14
15
7
248
248
0.7
0.7
0.3
0.0
0.0
1.3
1.0
1.0
1.0
1.7
0.3
0.7
1.0
1.3
1.3
0.7
13
20
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
1
0
1
0
0
1
2
0
2
2
1
1
3
2
1
20
10
10
79
4
0
6
18
24
21
21
20
19
22
25
16
20
21
18
17
20
21
11
313
309
84
86
81
82
86
82
83
82
75
75
75
75
68
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 7:30−8:30
Sumatoria de Hora pico
"HP = 86 + 81 + 82 + 86 = 334
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 334 /4 = 84
Factor hora pico
FHP= "PMVHP/4(Vmax)
FHP= 334 / 4 (24) = 0.87
Sur − Oeste
Hora
Vehiculos Pezados Vehiculos Pesado
Pub.
Priv.
Car.
Motores
Pas.
Total
VH
M.
10
7:15/7:30
7:30/7:45
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%=
TL./Tx100
9
9
8
7
7
9
7
6
7
5
5
6
6
6
5
7
109
109
24
27
19
25
19
22
22
19
15
17
13
12
16
17
16
14
298
298
0.0
0.3
0.0
0.3
0.3
0.0
0.3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.0
3
5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
7
7
6
5
6
5
5
6
4
3
4
5
5
5
4
80
40
22
61
1
0
16
39
43
34
38
32
37
34
29
28
26
21
22
27
28
26
26
491
452
154
147
141
141
132
128
118
105
97
96
98
103
107
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 7:15−8:15
Sumatoria de Hora pico
"HP = 154 + 147 + 141 + 141 = 583
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 583 / 4 = 146
Factor hora pico
FHP= "PMVHP / 4(Vmax)
FHP= 583 / 4 (43) = 0.85
Este − Oeste
Hora
Vehículos Livianos Vehiculos Pesados
Pub.
Priv.
Car
motores
Pas.
Total
VH
Mt.
11
7:15/7:30
7:30/7:45
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%= TL./Tx100
3
4
6
3
2
3
4
3
2
3
2
3
4
3
3
3
52
52
10
22
29
27
24
21
15
17
22
18
20
21
24
24
17
23
22
346
346.3
68
2
0
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
2
1
1
2
21
32
4
4
3
2
3
3
2
2
3
3
3
2
4
2
3
4
2
45
68
9
1
2
2
3
2
2
2
3
2
6
2
3
3
3
4
2
44
22
9
33
38
38
35
29
24
26
32
27
33
29
35
36
28
33
32
508
519
144
140
127
115
112
110
118
121
124
133
128
132
128
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 7:30−8:30
Sumatoria de Hora pico
"HP = 144 + 140 + 127 + 115 =525
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 525 / 4 = 131.33
Factor hora pico
FHP= "PMVHP / 4(Vmax)
FHP= 525 / 4 (38) = 0.86
Este −Norte
Hora
7:15/7:30
Vehículos livianos
Pub.
4
9
Vehiculos Pezados Motores
Total
Priv.
Car.
Pas.
0
0
2
16
VH
Mot.
73
12
7:30/7:45
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%= TL./Tx100
5
4
4
3
3
7
3
7
5
4
6
7
4
6
6
79
79
20
10
11
15
13
14
18
25
12
21
18
20
16
21
21
22
267
267
67
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
2
11
17
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
2
2
2
2
3
4
3
2
4
2
4
3
3
2
42
21
11
18
18
21
18
20
29
32
22
33
27
29
27
29
30
29
399
384
76
78
89
100
103
116
114
111
116
112
115
115
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 9:30−10:30
Sumatoria de Hora pico
"HP = 116+ 112 + 115 + 115 = 459
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 459 / 4 = 114.67
Factor hora pico
FHP= "PMVHP / 4(Vmax)
FHP= 459 / 4 (33) = 0.87
Norte −Oeste
Hora
7:15/7:30
7:30/7:45
Vehículos Livianos
Pub.
60
30
55
18
Vehiculos Pesados
Priv.
Car.
15
24
14
24
Motores
Pas.
5
5
Total
VH
133
116
497
474
Mot.
13
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%= TL./Tx100
58
56
49
57
57
55
60
49
49
47
49
53
50
48
852
852
48
20
22
20
19
23
19
26
25
27
31
26
27
24
30
389
267
22
18
17
13
8
9
15
10
8
9
8
13
12
10
10
189
283
11
24
22
22
21
19
20
15
14
18
11
12
15
15
15
291
436
16
6
5
6
6
5
7
3
6
5
3
3
2
3
3
72
36
4
125
122
110
110
114
116
114
102
108
100
103
109
103
106
1793
1874
468
456
450
455
447
441
425
414
420
415
421
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 7:15−8:15
Sumatoria de Hora pico
"HP = 497+ 474 + 468 + 456 = 1896
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 1896 / 4 = 473.92
Factor hora pico
FHP= "PMVHP / 4(Vmax)
FHP= 473.92/ 4 (133) = 0.89
Norte − Sur
Hora
7:15/7:30
7:30/7:45
Vehículos
Livianos
65
55
Pub.
83
78
Vehiculos
Pezados
Priv.
Car.
5
9
8
2
Motores
Pas.
2
2
Total
VH
Mot.
164
145
683
731
14
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%=
TL./Tx100
70
67
72
71
68
61
64
51
67
67
45
63
46
58
990
990
100
101
120
105
90
113
120
118
99
120
152
129
114
124
1766
1766
12
9
8
8
5
8
11
17
15
8
15
14
12
11
166
249
5
2
8
0
3
0
2
3
0
2
2
3
0
3
44
66
4
4
4
7
9
6
6
8
11
15
9
10
4
11
112
56
32
57
5
1
4
191
183
212
191
175
188
203
223
192
212
197
219
176
207
3078
3127
777
761
766
757
789
806
830
824
820
804
799
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 9:15 − 10:15
Sumatoria de Hora pico
"HP = 830+ 824 + 820 + 804 = 3278
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 3278 / 4 = 819.50
Factor hora pico
FHP= "PMVHP / 4(Vmax)
FHP= 819.50/ 4 (223) = 0.92
Sur − Norte
Hora
7:15/7:30
7:30/7:45
Vehículos Livianos
Pub.
31
96
40
122
Vehiculos Pezados
Priv.
Car.
4
13
3
20
Motores
Pas.
12
20
Total
VH
156
205
716
740
Mot.
15
7:45/8:00
8:00/8:15
8:15/8:30
8:30/8:45
8:45/9:00
9:00/9:15
9:15/9:30
9:30/9:45
9:45/10:00
10:00/10:15
10:15/10:30
10:30/10:45
10:45/11:00
11:00/11:15
Sub Total
Total Afec.
%=
TL./Tx100
50
51
53
50
42
36
52
37
40
32
33
34
36
27
644
644
114
83
85
71
83
75
75
85
78
74
97
94
110
95
1437
1437
3
3
13
4
9
7
14
6
12
8
4
4
5
2
101
152
16
17
13
15
11
16
12
15
16
9
8
14
8
15
218
327
9
9
16
10
27
20
16
19
27
12
26
5
26
12
266
133
24
54
4
8
10
192
163
180
150
172
154
169
162
173
135
168
151
185
151
2666
2693
685
665
656
645
657
658
639
638
627
639
655
Nota: Los totales de vehículos Afectado solo se afectan con los factores 1.5 para los vehículos pesados (Carga
y Pasajeros) y 0.5 para los motores
Hora Pico
HP= 9:00 − 10:00
Sumatoria de Hora pico
"HP = 658+ 639 + 638 + 627 = 2562
Volumen de hora pico promedio
VHPpm= "Hp/No h
VHPpm= 2562 / 4 = 640.50
Factor hora pico
FHP= "PMVHP / 4(Vmax)
FHP= 640.50/ 4 (169) = 0.95
Tabla de acceso
N
Giro
S
E
O
Publico
1006
−
1247
Privado
1794
−
570
Carga
169
−
276
Pasajero
45
−
425
Motores
114
−
106
Total
3127
−
2624
5751
16
E
S O
N
O
E N
S
N
O S
E
−
161
650
53
106
51
−
−
−
−
439
1451
354
360
392
−
−
−
−
5
102
21
15
21
−
−
−
−
0
220
46
0
0
−
−
−
−
118
269
45
57
32
−
−
−
−
723
2693
519
538
495
−
−
−
3416
1552
−
Nota: Para llenar la tabla de acceso se procede a calcular el por ciento de cada giro por el total ya afectado,.
Gx= % x Tl
Si este giro dobla a la derecha se multiplica 1.4 y si dobla a la izquierda por 1.6
Gx= % x Tl (1.4) Derecha
Gx= % x Tl (1.6) Izquierda
Esquema de la Intercesión
FASES DEL CAMBIO DE SEMAFORO
Volumen Critico
Para calcular el volumen critico es necesario saber el total de la suma de los giro de cada fase y dividirla entre
el numero de carril que tiene cada una de esta.
NA= Tlf /#C.
NA1= 5751 = 2875.5
2
NA2= 3416 = 1708
2
NA3= 1552 = 776
2
Saturación: La saturación se consigue al sumar todos los volúmenes críticos S= "NA
S= 2875.5 + 1708 + 776 = 5,359.5
Flujo de saturación
Para determinar el flujo de saturación se toman los valore de cada volumen critico y se divide entre la
17
saturación encontrando así el flujo de saturación en segundo.
Fs = NA
S
Fs1 = 2875.5 = 0.54 seg
5359.5
Fs2 = 1708 = 0.32 seg
5359.5
Fs3 = . 776 = 0.14 seg
5359.5
Nota: La suma de los flujos por fase será igual a la unidad (1)
Diseño de los tiempo del semáforo
Sabemos que para diseñar los tiempo un semáforo debemos saber ciertos factores que influyen en este
proceso, como por ejemplo:
• La velocidad a utilizar en este diseño de semáforo será de 41.5 km/h para el acceso EO−OE y −5
SN−NS o sea 36.5 km/s. Esta deben ser llevadas a m/s.
41.5 km/s = 11.52 m/s
36.5 km/h = 10.13 m/s
• El Ancho de la calle es igual a la distancia que hay de un contén al otro de dicho tramo a cruzar.
N−S = 17.5 m
E−O = 8.52 m
Tiempo Amarillo
Y= ( t + . V ) + L + W
2a V
Donde:
t = tiempo de (1 seg)
V= Velocidad (m/s)
a = Aceleración (3.05 m/s2 )
18
W= Longitud del vehículo (6.10 m)
L= Ancho de la calle.
Y1= ( 1 + 10.13 m/s ) + ( 17.5 + 6.10 m ) = 2.66 + 2.32 = 4.98 seg
2 ( 3,05 ) 10.13 m/s
Y1= Y2 = 4.98 seg ( Por que los números a usar son iguales en ambas formulas)
Y3 = ( 1 + 11.52 m/s ) + ( 8.52 + 6.10 m ) = 2.88 + 1.27 = 4.15 seg
2 ( 3,05 ) 11.52 m/s
Nota: Si redondeamos por 5 en cada fase, el tiempo en amarillo será igual a:
Y1 = 5 seg
Y2 = 5 seg
Y3 = 5 seg
Tiempo total periodo por ciclo (L)
L = Y1 + Y2 + Y3
L = 5 + 5 + 5 = 15 seg
Calculo ciclo optimo
C. = 1.5 L + 5
1 − "yi
i−1
Donde:
L = Tiempo total periodo por ciclo
Yi = Maximo valor de saturación
C. = 1.5 ( 15 ) + 5 = 27.5 = 50 seg
1− 0.54 0.46
Verde total
Gt = C − L
Gt= 50 − 15 = 35 seg
19
Tiempo del verde
G = . Yx (gt)
Y1+ Y2 + Y3
G1 = 0.54 ( 35 ) = 19 seg
1
G2 = 0.32 ( 35 ) = 11 seg
1
G1 = 0.14 ( 35 ) = 5 seg
1
Nota: La suma de los tiempos en verde de casa fase debe ser igual al verde total
G1 + G2 + G3 = 35 seg
19 + 11 + 5 = 35 seg
Tiempo del rojo
El tiempo en rojo se localiza haciendo una simple combinación de suma entre el tiempo en verde y el
amarillo:
R = Gx + Yx + Gi + Yi
R1 = G2 + Y2 + G3 + Y3
R1 = 11 + 5 + 5 + 5 = 26 seg
R2 = G1 + Y1 + G3 + Y3
R2 = 19 + 5 + 5 + 5 = 34 seg
R3 = G1 + Y1 + G2 + Y2
R3 = 19 + 5 + 11+ 5 = 40 seg
Tiempo del peatón cruzar el semáforo en rojo
Así como los vehículos tienen su tiempo para cruzar en una intersección así mismo el peatón también tiene un
tiempo x para de un extremo a otro de la calle. Para esto es necesario tomar el ancho a cruzar por la velocidad
en la que este camina libremente por la acera, teniendo este una velocidad promedio de 0.85 m/s.
PR = t + Wp
Vp
20
Donde:
Vp = La velocidad promedio del peatón Constante (0.85 m/s)
Wp = Ancho a cruzar por el peatón ( N−S = 17.5 m, E−O = 8.52 m)
R1 = 1 + 17.5 = 21.6 seg
0.85
R2 = R1 = 20.6 seg
R3 = 1 + 8.52 = 11.02 seg
0.85
Comprobación de los tiempo
Para la comprobación de los tiempo del diseño de semáforo, se debe hacer con mucho cuidado, ya que la
suma de los tres tiempo de cada fase debe ser igual a ciclo
Ct = G + Y + R = C
Fase
I
II
III
G
19
11
5
Y
5
5
5
R
26
34
40
Ciclo
50
50
50
CONCLUSIÓN
Estudiado y expuestos estos tan interesantes materiales sobre el resumen del Capitulo 13 de la 7ma Edición:
sobre el Semáforo del libro Ingeniería de transito fundamento y aplicaciones de Cal y Mayor; y el Diseño
de Semáforo de la intersección Máximo Gómez−Correa y Cidron. Podríamos concluir diciendo que el
estudio de los semáforos es bien importante, ya que con el conocimiento de esto, uno como ingeniero
haciendo un buen uso de este, puede hacer grandes maravillas con el transito de las grandes ciudades y esos
casi irremediables tapones que en estas se hacen.
Sin los conocimientos conceptúales del semáforos seria casi imposible un claro entendimiento de la diseño
del mismo, con esto se quiere decir que no vasta con dominar la practica (las formulas) sino sabes para que
se utilizan en el campo ya de acción.
Con la realización de estos dos trabajo se espera se haya llenado los requisitos exigido por su lector, a la
hora de su estudio y aprendizaje.
BIBLIGRAFIA
Cal y Mayor: Ingeiria de tránsito fundamentos y aplicaciones. Capitulo 13, 7ma edicion. Pags. 386−432
723
2693
21
3416
1552
519
538
495
5751
3127
2624
Fase III
Fase I
Fase II
5751
3127
2624
3416
723
2693
1552
519
538
495
17.5 m
8.52 m
22
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