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Software para Evaluar la Coherencia del Diseño
Geométrico Vial
RAYMOND A. KRAMMES, KETHIREDDIPALLI S. RAO Y HOON ÜH
Programas de Evaluación Coherencia de Diseño Geométrico Vial
Investigaciones anteriores concluyeron que las curvas horizontales en las que las velocidades de diseño son menores que las
velocidades deseadas por los conductores exhiben incoherencias de velocidad operativa que aumentan el potencial de sinies-
tros, y que la política de diseño actual de AASHTO no puede identificar y abordar estas incoherencias.
Un paso para abordar estas preocupaciones es el desarrollo por parte del FHWA de un modelo de diseño de seguridad vial
interactivo que incorpora un módulo de coherencia. Se desarrolló un Programa de coherencia de diseño geométrico de cami-
nos para que sirva de base para este módulo de coherencia. El programa es un procedimiento de microcomputadora basado
en menús para evaluar la coherencia del alineamiento horizontal en caminos rurales de dos carriles utilizando dos modelos
preliminares: un modelo de perfil de velocidad de operación y un modelo de perfil de carga de trabajo del conductor. Este do-
cumento revisa estos modelos preliminares, describe el procedimiento basado en menús para usarlos y recomienda el desarro-
llo futuro de los modelos y el procedimiento.
Investigaciones anteriores sobre las operaciones y la seguridad de los caminos rurales de dos
carriles concluyeron que las curvas horizontales en las que las velocidades de diseño
son menores que las velocidades deseadas por los conductores exhiben incoherencias de ve-
locidad de operación que aumentan el potencial de siniestros (1-3). La política de diseño actual
de AASHTO · no puede identificar y abordar las incoherencias de velocidad operativa (4). Por
lo tanto, se ha recomendado que se modifique el proceso de diseño para alineaciones horizon-
tales en caminos rurales de dos carriles en las que las velocidades de diseño son menores que
100 km/h para incorporar una evaluación de coherencia que identifique y aborde las incoheren-
cias de velocidad de operación. (1). La FHWA está tomando medidas para aplicar esta reco-
mendación mediante la incorporación de un módulo de coherencia en su Modelo de diseño in-
teractivo de seguridad vial (5).
Este documento describe un programa que se desarrolló para servir como base para el módulo
de coherencia (6).
El programa es un procedimiento de microcomputadora controlado por menús para evaluar
la coherencia del alineamiento horizontal en caminos rurales de dos carriles utilizando
dos modelos preliminares: un modelo de perfil de velocidad de operación y un modelo de perfil
de carga de trabajo del conductor. Ambos modelos tienen los mismos requisitos de datos mo-
destos: el estacionamiento del punto de curvatura (PC) y el punto de tangencia (PT) de cada
curva horizontal a lo largo de un alineamiento y el radio o grado de curvatura
de cada curva. Actualmente, el procedimiento requiere que el usuario extraiga estos datos de
los planos de los caminos y los ingrese en una pantalla de datos de entrada. En la aplicación
final en el Modelo Interactivo de Diseño de Seguridad Vial, los datos requeridos para el módulo
de coherencia se extraerían automáticamente de la base de datos del paquete comercial de
diseño asistido por computadora (CAD) que será el eje del modelo.
Este documento está organizado en tres secciones principales. En primer lugar, se revisan
los modelos preliminares de perfil de velocidad y perfil de carga de trabajo, que se informaron
en otra parte. A continuación, se describe el procedimiento del microordenador para utilizar es-
tos modelos. Por último, se hacen recomendaciones para un mayor desarrollo tanto de los mo-
delos preliminares como de los procedimientos para su uso.
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MODELOS PRELIMINARES PARA EVALUAR LA COHERENCIA
Marco conceptual
Las causas y consecuencias de las incoherencias geométricas se explican mejor en el contexto
de las interacciones conductor-vehículo-calzada.
La tarea impulsora es principalmente una tarea de procesamiento de información y toma de
decisiones. La carga de trabajo del conductor es una medida principal del procesamiento de la
información del conductor y se define como "la tasa de tiempo en la que los conductores deben
realizar una determinada cantidad de trabajo de conducción" (7).
La geometría del camino y otros factores (incluido el entorno, el clima, los dispositivos de con-
trol del tránsito, las condiciones del tránsito, etc.) son las entradas principales para la tarea de
conducción. Las salidas son acciones de control que se traducen en operaciones de vehículos
que, a su vez, se pueden observar y caracterizar mediante mediciones de tránsito (por ejem-
plo, velocidad de operación).
Generalmente, los conductores prestan suficiente atención a la adaptación de las demandas de
carga de trabajo que esperan del camino. La mayoría de los caminos rurales tienen demandas
de carga de trabajo relativamente bajas; por lo tanto, los conductores suelen tener niveles de
atención relativamente bajos en ellos. Sin embargo, las incoherencias geométricas imponen
mayores cargas de trabajo y exigen más atención de la que normalmente se requiere y, por lo
tanto, más de lo que esperan los conductores. Los conductores que reconocen la disparidad
entre sus expectativas y los requisitos reales de carga de trabajo de una función aumentan su
nivel de atención y ajustan adecuadamente su velocidad o trayectoria. Los conductores que no
reconocen o tardan en reconocer la disparidad pueden cometer errores de velocidad o de tra-
yectoria que aumentan la probabilidad de siniestros. Por lo tanto, los cambios abruptos de ve-
locidad o trayectoria son manifestaciones comunes de las demandas de carga de trabajo ines-
peradamente altas, asociadas con las incoherencias geométricas. En teoría, las incoherencias
geométricas podrían medirse mediante aumentos en los requisitos de carga de trabajo del con-
ductor o disminuciones en las velocidades de operación entre características sucesivas (8).
Evaluación de la coherencia basada en la velocidad operativa
Las preocupaciones y los procedimientos para evaluar la coherencia en los caminos rurales
de dos carriles se centraron en las curvas horizontales. Las curvas tienen tasas de siniestros
promedio más altas que las secciones rectas (9), y las tasas de siniestros promedio en las cur-
vas aumentan a medida que aumenta la reducción de velocidad requerida desde una aproxi-
mación recta a una curva (3).
La mayoría de los procedimientos para evaluar la coherencia del alineamiento horizontal se
basan en reducciones de velocidad operativa. Suiza fue probablemente el primer país en incor-
porar en sus procedimientos de diseño un modelo de perfil de velocidad para evaluar las re-
ducciones de velocidad (10). Leisch y Leisch (11) fueron los primeros en los Estados Unidos en
publicar un procedimiento basado en la velocidad de operación para evaluar la coherencia del
alineamiento horizontal y vertical.
Lamm y otros (12), Lamm y Choueiri (13) y Lamm y otros 14) jugó un papel importante en la
renovación de las preocupaciones de los EUA sobre las consideraciones de coherencia.
3/11
El modelo de perfil de velocidad en el programa de microcomputadora descrito en este docu-
mento tiene la misma forma que el modelo suizo (10), utiliza las ecuaciones básicas y los su-
puestos informados por Lamm y otros (14), y fue calibrado por Ottesen y Krammes (2). El mo-
delo de perfil de velocidad estima la velocidad del 85° percentil en cada punto a lo largo de un
alineamiento horizontal. Este perfil se utiliza para calcular la disminución en la velocidad de
operación del percentil 85 desde una aproximación recta a una curva, que es la medida de
coherencia asociada con una curva.
La calibración del modelo de perfil de velocidad requirió tres tipos de información: una ecuación
de regresión para la velocidad del percentil 85 en una curva horizontal en función de
la geometría de la curva ; La velocidad deseada del percentil 85 en rectas largas, que se define
como la velocidad mantenida por el conductor del percentil 85 en la porción de rectas largas
fuera de la influencia de las curvas horizontales adyacentes; y Tasas de desaceleración y ace-
leración que entran y salen de las curvas .
La ecuación de regresión para la velocidad del percentil 85 en una curva horizontal se desarro-
lló con base en datos de velocidad de vehículos de pasajeros de flujo libre de 138 curvas en
cinco estados (Nueva York, Oregón, Pensilvania, Texas y Washington). Los caminos en las
que se recopilaron datos eran colectores rurales de volumen bajo a moderado o arterias meno-
res en terreno llano a ondulado (es decir, pendientes 5%). Otras características de los caminos
incluían: velocidad de diseño 100 km/h, anchos de carril entre 3 y 3,6 m y anchos de banquina
entre 0 y 2,4 m. .
Se consideraron doce variables de geometría de curva, sección transversal y condición de
aproximación como predictores de la velocidad del percentil 85 en las curvas, y se probaron
varias formas de ecuación. El siguiente modelo de regresión lineal múltiple, con un valor R 2 de
0,82, un error cuadrático medio de la raíz de 5,1 km/h y un valor de P de 0,0001; se recomendó
(2): V85 = 102,45 - 1,54D + 0,0037 L - 0,101 donde V85 = 85° percentil de velocidad en la cur-
va (km/h), D = grado de curvatura (grados), L = longitud de la curva (m), e I = ángulo de des-
viación (grados).
(1) La velocidad deseada en rectas largas se basó en los datos de velocidad de 78 rectas de
aproximación que eran lo suficientemente largas para que los conductores alcanzaran y man-
tuvieran la velocidad máxima deseada. Los intentos de modelar la velocidad deseada en rectas
largas utilizando variables predictores, incluida la longitud de la recta, los parámetros de las
curvas adyacentes, el ancho de la sección transversal, el tipo de lluvia y la región geográfica de
los Estados Unidos, no tuvieron éxito. Por lo tanto, el modelo utiliza 98 km/h, la media de la ve-
locidad del 85° percentil en las 78 rectas largas, como la velocidad deseada en las rectas lar-
gas.
El modelo de perfil de velocidad asume que las velocidades son constantes a través de las cur-
vas horizontales y que la desaceleración y la aceleración ocurren solo en las rectas que se
acercan y salen de la curva. Estos supuestos son simplificaciones de la realidad; la literatura de
investigación reporta algunos resultados que apoyan estos supuestos y otros resultados que
sugieren que la aceleración y desaceleración ocurren dentro de las curvas.
Sin embargo, es probable que el error en las reducciones de velocidad estimadas resultante de
estas simplificaciones sea pequeño. Se supone que las tasas de aceleración y desacelera-
ción son iguales. La tasa de 0,85 m/seg2 informada por Lamm y otros (14) se utilizó en el mo-
delo sin validación.
Esta tasa es similar a la 0,8-m/s2 tasa supone en el procedimiento suizo (10).
4/11
El modelo de perfil de velocidad utiliza ecuaciones básicas de movimiento en combinación con
los datos de calibración (velocidades en curvas, velocidades en rectas largas y tasas de des-
aceleración y aceleración) para estimar la velocidad del percentil 85 en cada punto a lo largo de
un alineamiento horizontal.
Las ecuaciones de movimiento se utilizan para determinar qué velocidad podría alcanzarse en
la recta y en qué medida de la recta se produciría la desaceleración y la aceleración, de modo
que la velocidad apropiada (estimada por la Ecuación 1) se alcanzaría en las curvas horizonta-
les y la velocidad deseada. En rectas largas no se excedería.
Evaluación de la coherencia basada en la carga de trabajo del conductor El uso de la carga
de trabajo del conductor como medida de coherencia ha sido mucho más limitado que la velo-
cidad de funcionamiento. Messer y otros (7) desarrollaron un modelo para estimar la carga de
trabajo de los conductores basado en la geometría de los caminos y lo incorporaron a un pro-
cedimiento para evaluar la coherencia del diseño de los caminos rurales. Las evaluaciones pre-
liminares sugieren que estas estimaciones de carga de trabajo son buenos indicadores de luga-
res con muchos siniestros en caminos rurales de dos carriles (15,16). Sin embargo,
el procedimiento es manual y tuvo una aplicación muy limitada.
Una fortaleza de la carga de trabajo del conductor como medida de coherencia es que, en teo-
ría, se puede aplicar a cualquier característica geométrica, a diferencia de la reducción de la
velocidad de operación, que tiene una aplicación limitada al alineamiento horizontal y posible-
mente vertical. La principal debilidad de la carga de trabajo de los conductores es que es difícil
de medir. Messer y otros El modelo (7) se basa en valoraciones subjetivas más que
en mediciones objetivas, lo que dificulta su validación y, por tanto, limita su credibilidad.
El modelo de perfil de carga de trabajo utilizado en el procedimiento de microordena-
dor descrito en este documento fue desarrollado por Shafer y otros (17). Para abordar las críti-
cas sobre la base subjetiva de las estimaciones de la carga de trabajo del conductor, utilizaron
el método de oclusión de la visión, que es un método objetivo para medir la carga de trabajo
del conductor.
En el método de oclusión de la visión, los conductores ocluyen voluntariamente su visión,
abriendo los ojos solo cuando lo consideran necesario para extraer información para la tarea de
orientación. Si la velocidad del vehículo es constante y la integridad del carril no se viola, en-
tonces la cantidad de tiempo que los conductores no están dispuestos a que se les ocluya la
visión en un tramo fijo de la calzada representa la carga de trabajo mental requerida para
la tarea de guía. La carga de trabajo se define como la proporción del tiempo total de conduc-
ción que los conductores necesitan para mirar la calzada. Cuanto menor sea la demanda de
procesamiento de información para guiar el vehículo por la carretera, más tiempo los conducto-
res mantendrán voluntariamente su visión ocluida. Por el contrario, cuanto mayores sean
las demandas de procesamiento de información, más necesitará el conductor mirar la carretera
y, por lo tanto, mayor será la carga de trabajo mental.
La calibración del modelo de perfil de carga de trabajo requiere dos tipos de información: una
ecuación de regresión para la carga de trabajo del conductor en una curva horizontal en fun-
ción de la geometría de la curva y la carga de trabajo del conductor en las rectas. El método de
oclusión de la visión se utilizó para medir la carga de trabajo del conductor en curvas (sin peral-
te) y rectas en recorridos de prueba establecidos en antiguas pistas de aeropuerto en
la Instalación de Investigación de Terreno de Pruebas de Texas A & M. Se estudiaron grados
seleccionados de curvatura (3 grados, 6 grados, 9 grados y 12 grados) y ángulos de deflexión
5/11
(20 grados, 45 grados y 90 grados). Shafer y otros (17) describa el método de prueba en deta-
lle. Para cada curva y recta, se promediaron las medidas de carga de trabajo de todos los suje-
tos. Un total de 55 sujetos participaron en las pruebas.
Se desarrolló una ecuación de regresión para la carga de trabajo promedio en las curvas. El
grado de curvatura y el ángulo de deflexión se probaron como variables predicto-
res. Se recomendó la siguiente ecuación de regresión lineal simple para la carga de trabajo
promedio en función del grado de curvatura: WL = 0.193 + 0.016D (2) donde WL es la carga de
trabajo promedio de la curva y D es el grado de curvatura (grados).
Esta ecuación tenía un valor R2 de 0.90, un error cuadrático medio de 0.020 y un valor P de
0.0001. La carga de trabajo del conductor en las curvas aumenta de forma aproximadamente
lineal al aumentar el grado de curvatura.
La media de las observaciones de la carga de trabajo en las secciones rectas de los cursos de
prueba, 0,176, se utilizó como la carga de trabajo del conductor en las rectas en el modelo de
perfil de carga de trabajo. Este valor indica que los sujetos requirieron visión solo el 17,6% del
tiempo en las secciones rectas de los cursos de prueba.
Es probable que las cargas de trabajo medidas sean inferiores a las que experimentarían los
conductores en una carretera real. Los cursos de prueba fueron planos y nada en el entorno
más allá de los cursos requirió la atención de los sujetos. Las estimaciones de carga de trabajo
se consideran una medida relativamente pura de las demandas de carga de trabajo de la ta-
rea de orientación de seguimiento de ruta en curvas y rectas.
La forma actual del modelo de perfil de carga de trabajo es muy preliminar.
El modelo consta únicamente del valor medio de la carga de trabajo en las rectas y las estima-
ciones de la carga de trabajo de la Ecuación 2 para las curvas.
La carga de trabajo cambia abruptamente al principio y al final de una curva. Las transiciones
graduales en la carga de trabajo que se observaron durante la recopilación de datos no se re-
presentaron en el modelo.
PROCEDIMIENTO DE MICROCOMPUTADORA PARA UTILIZAR MODELOS PRELIMINA-
RES
El Programa de Coherencia de Diseño Geométrico de Caminos facilita el uso de estos modelos
preliminares para evaluaciones de coherencia de alineaciones horizontales de caminos rurales
de dos carriles. Este programa de microordenador basado en menús proporciona pantallas ta-
bulares para ingresar y editar datos de entrada y crea archivos de salida de los resultados del
modelo que se pueden presentar en forma tabular o gráfica. El programa está disponible en
versiones en unidades métricas e inglesas (6,18). El requisito de hardware es un microordena-
dor basado en DOS compatible con IBM con un mínimo de 270K de RAM.
Los datos para los cuales se calibraron los modelos limitan el alcance de las evaluaciones de
coherencia que se pueden realizar con el programa a alineamientos horizontales que consisten
en curvas horizontales y rectas en caminos rurales de dos carriles con velocidades de dise-
ño: 100 km/h en terreno llano a ondulado. No existe ninguna disposición para evaluar las cur-
vas de transición. El modelo de perfil de velocidad se aplica a radios horizontales de 60 m y
pendientes verticales: 5%. El modelo de perfil de carga de trabajo se aplica a radios horizonta-
les 145 m y ángulos de deflexión 90 grados.
6/11
Datos de entrada
Los requisitos de datos para realizar evaluaciones de coherencia usando la versión de unida-
des métricas del programa son modestos: estacionamiento de la PC y PT de cada curva hori-
zontal, radio de cada curva y ecuaciones de estación. Estos datos se pueden obtener de los
planos de caminos estándar.
La Figura 1 es la pantalla de datos de entrada tabular. A modo de ejemplo, se ingresa-
ron datos para un tramo de 8 km de una carretera rural de dos carriles en Texas y se muestran
en la pantalla.
La pantalla incluye columnas para:
• Número de curva (en orden consecutivo);
• Estación de PC (en notación de estacionamiento métrico);
• Estación PT (que debe usarse para calcular la longitud de la curva );
• Ecuación de la estación (es decir, la estación PT que se debe usar para calcular la longitud
de la recta subsiguiente);
• Radio en metros;
• Velocidad del percentil 85 en km/h (calculada automáticamente por el programa usando la
ecuación de regresión para velocidades del percentil 85 en curvas en el modelo de perfil de
velocidad basado en el radio que se ha ingresado); y
• Carga de trabajo del conductor (calculada automáticamente por el programa en función de
la ecuación de regresión para la carga de trabajo del conductor en las curvas en el modelo
de perfil de carga de trabajo del conductor según el radio que se ha introducido).
Salida
El procedimiento proporciona resultados tabulares y gráficos de las medidas de coherencia y
perfiles de velocidad y carga de trabajo del 85° percentil. La Figura 2 muestra la forma del re-
sultado tabular del procedimiento a partir de los modelos de perfil de velocidad y carga de tra-
bajo. La salida corresponde a los datos de entrada en la Figura 1. Para cada curva, la salida
tabular indica la reducción estimada en la velocidad del percentil 85 y el aumento en la carga
de trabajo del conductor desde la aproximación recta a la curva. Estas medidas de coherencia
se calculan a partir del perfil de velocidad y el perfil de carga de trabajo que se ilustran gráfica-
mente en las Figuras 3 y 4, respectivamente.
Ambas figuras 3 y 4 tienen dos partes. La parte superior es un gráfico de barras que muestra la
nitidez de cada curva horizontal a lo largo del alineamiento.
La altura de una barra representa el radio de la curva en metros; cuanta más alta sea la barra,
menor será el radio y, por lo tanto, más pronunciada será la curva. El ancho de una barra re-
presenta la longitud de la curva en kilómetros. La parte inferior de la salida gráfica es el perfil
de velocidad o el perfil de carga de trabajo. En el perfil de velocidad de la Figura 3, los elemen-
tos horizontales representan la velocidad en una curva o en la parte de una recta larga en la
que se alcanza el 85° percentil de la velocidad deseada; las líneas diagonales representan la
desaceleración y la aceleración en la recta acercándose y saliendo de una curva. El perfil
de carga de trabajo de la Figura 4 ilustra el aumento de la carga de trabajo en una curva
en relación con el valor de carga de trabajo base de 0,176 para rectas.
7/11
FIGURA 1 Pantalla de entrada de datos.
8/11
FIGURA 2 Pantalla de salida tabular.
FIGURE 3 Graphical speed profile output screen.
Los diseñadores pueden usar el perfil de velocidad del percentil 85 para verificar la idoneidad
de sus selecciones de velocidad de diseño e identificar ubicaciones probables de incoherencias
de velocidad de operación que pueden requerir atención especial en el proceso de diseño. Los
análisis estadísticos indican que las estimaciones de reducción de velocidad del modelo son
buenos indicadores del potencial de siniestros en curvas horizontales, con tasas de siniestros
esperadas que aumentan aproximadamente de forma lineal a medida que aumenta la reduc-
ción de velocidad estimada (3). Leisch y Leisch (I 1) y Lamm y otros (I 4) sugirieron que las re-
ducciones de velocidad requeridas entre elementos de alineación sucesivos no deben exceder
de 16 a 20 km/h. Si se estiman mayores reducciones de velocidad, entonces se debe verificar
la experiencia del siniestro para determinar qué mejoras de seguridad, si las hay, están justifi-
cadas.
En resumen, el programa de microcomputadoras proporciona un procedimiento controlado por
menús y fácil de usar para realizar evaluaciones de coherencia de alineaciones horizontales de
caminos rurales de dos carriles utilizando modelos preliminares de velocidad y perfil de carga
de trabajo. Se proporcionan resultados tabulares de medidas de coherencia para cada curva
horizontal a lo largo de un alineamiento (incluida la reducción en el 85° percentil de velocidad y
el aumento de la carga de trabajo desde la aproximación recta a cada curva) como resultados
gráficos (incluidos los perfiles de velocidad y carga de trabajo).
9/11
ACONTECIMIENTOS FUTUROS RECOMENDADOS
Aunque el modelo de perfil de velocidad se encuentra en una etapa más refinada que el mode-
lo de carga de trabajo del conductor, ambos se consideran modelos preliminares que requieren
un mayor desarrollo. Además, el procedimiento de microcomputadora controlado por menús
está diseñado para uso provisional hasta que el módulo de coherencia se implemente en el
Modelo de diseño interactivo de seguridad vial.
Los modelos de perfil de velocidad similares al que se describe aquí se usaron durante muchos
años en otros países; por lo tanto, el enfoque básico y los supuestos probablemente sean ra-
zonables. Además, las velocidades en curvas y en rectas largas se calibraron utilizando una
base de datos moderadamente grande de 138 curvas y 78 de sus rectas de aproximación en
cinco estados que representan tres regiones de los EUA.
Se cree que los datos son representativos de curvas horizontales relativamente aisladas (es
decir, con rectas de aproximación y distancia visual relativamente largas) en colectores de dos
carriles y arterias menores típicas rurales mantenidas por el estado con velocidades de diseño:
100 km/h en terreno llano a ondulado.
Sin embargo, se recomienda una validación adicional del modelo para determinar su precisión
para condiciones de alineación y regiones geográficas diferentes de aquellas para las que se
calibró el modelo.
10/11
También se recomienda la validación en los supuestos sobre las tasas de desaceleración y
aceleración: es decir, que las tasas son iguales a 0,85 m/seg2 y que la desaceleración y la ace-
leración ocurren solo en las rectas que se acercan y salen de la curva. Además, se debe consi-
derar mejorar el modelo para tener en cuenta otros factores que pueden influir en las velocida-
des de operación, incluida el alineamiento vertical, las intersecciones a nivel y los cambios en
la sección transversal, y para estimar los perfiles de velocidad para vehículos pesados y auto-
móviles de pasajeros. También se requieren análisis adicionales para establecer directrices
sobre reducciones de velocidad máxima deseables o absolutas entre sucesivas características
geométricas y entre tipos de vehículos.
El modelo de perfil de carga de trabajo es muy preliminar. Fue calibrado en base a los datos de
55 sujetos en curvas sin peralte en pistas de prueba que simulan caminos reales pero carecen
de la riqueza visual de los caminos para los conductores. Se recomienda validar el modelo utili-
zando datos obtenidos con el método de oclusión de visión en caminos reales. También se re-
comienda que el modelo se refine para reflejar con mayor precisión las transiciones graduales
que ocurren en la carga de trabajo (tanto como ocurren en las velocidades) que se acercan y
salen de las curvas. Por último, se debe considerar la posibilidad de aplicar el método de oclu-
sión de la visión para medir la carga de trabajo del conductor a otras características geométri-
cas (por ejemplo, intersecciones a nivel y puentes estrechos) que exhiben una experiencia de
siniestros superior al promedio.
El procedimiento de microcomputadora basado en menús es una herramienta provisional fácil
de usar que se puede utilizar hasta que se complete el Modelo de diseño interactivo de seguri-
dad vial. El módulo de coherencia de este modelo debería, según lo previsto, extraer automáti-
camente los datos de entrada necesarios de la base de datos del paquete CAD comercial inte-
grado con el modelo.
Investigaciones anteriores y experiencia en otros países sugieren que las evaluaciones de
coherencia de caminos rurales de dos carriles con velocidades de diseño inferiores a 100 km/h
pueden promover el diseño de alineaciones más seguras. La aplicación de evaluaciones de
coherencia en la práctica de diseño de EUA. Puede haberse visto frenada, en parte, por la falta
de procedimientos fáciles de usar. Se espera que el procedimiento de microcomputadora in-
formado en este documento fomente la experimentación con los modelos preliminares para la
evaluación de la coherencia, de modo que el estado del arte en los EUA pueda mejorarse y,
con el tiempo, los modelos mejorados se puedan incorporar como un módulo de coherencia en
el Interactive Modelo de diseño de seguridad vial.
11/11
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10.45 krammes coherencia disenogeometrico

  • 1. 1/11 Software para Evaluar la Coherencia del Diseño Geométrico Vial RAYMOND A. KRAMMES, KETHIREDDIPALLI S. RAO Y HOON ÜH Programas de Evaluación Coherencia de Diseño Geométrico Vial Investigaciones anteriores concluyeron que las curvas horizontales en las que las velocidades de diseño son menores que las velocidades deseadas por los conductores exhiben incoherencias de velocidad operativa que aumentan el potencial de sinies- tros, y que la política de diseño actual de AASHTO no puede identificar y abordar estas incoherencias. Un paso para abordar estas preocupaciones es el desarrollo por parte del FHWA de un modelo de diseño de seguridad vial interactivo que incorpora un módulo de coherencia. Se desarrolló un Programa de coherencia de diseño geométrico de cami- nos para que sirva de base para este módulo de coherencia. El programa es un procedimiento de microcomputadora basado en menús para evaluar la coherencia del alineamiento horizontal en caminos rurales de dos carriles utilizando dos modelos preliminares: un modelo de perfil de velocidad de operación y un modelo de perfil de carga de trabajo del conductor. Este do- cumento revisa estos modelos preliminares, describe el procedimiento basado en menús para usarlos y recomienda el desarro- llo futuro de los modelos y el procedimiento. Investigaciones anteriores sobre las operaciones y la seguridad de los caminos rurales de dos carriles concluyeron que las curvas horizontales en las que las velocidades de diseño son menores que las velocidades deseadas por los conductores exhiben incoherencias de ve- locidad de operación que aumentan el potencial de siniestros (1-3). La política de diseño actual de AASHTO · no puede identificar y abordar las incoherencias de velocidad operativa (4). Por lo tanto, se ha recomendado que se modifique el proceso de diseño para alineaciones horizon- tales en caminos rurales de dos carriles en las que las velocidades de diseño son menores que 100 km/h para incorporar una evaluación de coherencia que identifique y aborde las incoheren- cias de velocidad de operación. (1). La FHWA está tomando medidas para aplicar esta reco- mendación mediante la incorporación de un módulo de coherencia en su Modelo de diseño in- teractivo de seguridad vial (5). Este documento describe un programa que se desarrolló para servir como base para el módulo de coherencia (6). El programa es un procedimiento de microcomputadora controlado por menús para evaluar la coherencia del alineamiento horizontal en caminos rurales de dos carriles utilizando dos modelos preliminares: un modelo de perfil de velocidad de operación y un modelo de perfil de carga de trabajo del conductor. Ambos modelos tienen los mismos requisitos de datos mo- destos: el estacionamiento del punto de curvatura (PC) y el punto de tangencia (PT) de cada curva horizontal a lo largo de un alineamiento y el radio o grado de curvatura de cada curva. Actualmente, el procedimiento requiere que el usuario extraiga estos datos de los planos de los caminos y los ingrese en una pantalla de datos de entrada. En la aplicación final en el Modelo Interactivo de Diseño de Seguridad Vial, los datos requeridos para el módulo de coherencia se extraerían automáticamente de la base de datos del paquete comercial de diseño asistido por computadora (CAD) que será el eje del modelo. Este documento está organizado en tres secciones principales. En primer lugar, se revisan los modelos preliminares de perfil de velocidad y perfil de carga de trabajo, que se informaron en otra parte. A continuación, se describe el procedimiento del microordenador para utilizar es- tos modelos. Por último, se hacen recomendaciones para un mayor desarrollo tanto de los mo- delos preliminares como de los procedimientos para su uso.
  • 2. 2/11 MODELOS PRELIMINARES PARA EVALUAR LA COHERENCIA Marco conceptual Las causas y consecuencias de las incoherencias geométricas se explican mejor en el contexto de las interacciones conductor-vehículo-calzada. La tarea impulsora es principalmente una tarea de procesamiento de información y toma de decisiones. La carga de trabajo del conductor es una medida principal del procesamiento de la información del conductor y se define como "la tasa de tiempo en la que los conductores deben realizar una determinada cantidad de trabajo de conducción" (7). La geometría del camino y otros factores (incluido el entorno, el clima, los dispositivos de con- trol del tránsito, las condiciones del tránsito, etc.) son las entradas principales para la tarea de conducción. Las salidas son acciones de control que se traducen en operaciones de vehículos que, a su vez, se pueden observar y caracterizar mediante mediciones de tránsito (por ejem- plo, velocidad de operación). Generalmente, los conductores prestan suficiente atención a la adaptación de las demandas de carga de trabajo que esperan del camino. La mayoría de los caminos rurales tienen demandas de carga de trabajo relativamente bajas; por lo tanto, los conductores suelen tener niveles de atención relativamente bajos en ellos. Sin embargo, las incoherencias geométricas imponen mayores cargas de trabajo y exigen más atención de la que normalmente se requiere y, por lo tanto, más de lo que esperan los conductores. Los conductores que reconocen la disparidad entre sus expectativas y los requisitos reales de carga de trabajo de una función aumentan su nivel de atención y ajustan adecuadamente su velocidad o trayectoria. Los conductores que no reconocen o tardan en reconocer la disparidad pueden cometer errores de velocidad o de tra- yectoria que aumentan la probabilidad de siniestros. Por lo tanto, los cambios abruptos de ve- locidad o trayectoria son manifestaciones comunes de las demandas de carga de trabajo ines- peradamente altas, asociadas con las incoherencias geométricas. En teoría, las incoherencias geométricas podrían medirse mediante aumentos en los requisitos de carga de trabajo del con- ductor o disminuciones en las velocidades de operación entre características sucesivas (8). Evaluación de la coherencia basada en la velocidad operativa Las preocupaciones y los procedimientos para evaluar la coherencia en los caminos rurales de dos carriles se centraron en las curvas horizontales. Las curvas tienen tasas de siniestros promedio más altas que las secciones rectas (9), y las tasas de siniestros promedio en las cur- vas aumentan a medida que aumenta la reducción de velocidad requerida desde una aproxi- mación recta a una curva (3). La mayoría de los procedimientos para evaluar la coherencia del alineamiento horizontal se basan en reducciones de velocidad operativa. Suiza fue probablemente el primer país en incor- porar en sus procedimientos de diseño un modelo de perfil de velocidad para evaluar las re- ducciones de velocidad (10). Leisch y Leisch (11) fueron los primeros en los Estados Unidos en publicar un procedimiento basado en la velocidad de operación para evaluar la coherencia del alineamiento horizontal y vertical. Lamm y otros (12), Lamm y Choueiri (13) y Lamm y otros 14) jugó un papel importante en la renovación de las preocupaciones de los EUA sobre las consideraciones de coherencia.
  • 3. 3/11 El modelo de perfil de velocidad en el programa de microcomputadora descrito en este docu- mento tiene la misma forma que el modelo suizo (10), utiliza las ecuaciones básicas y los su- puestos informados por Lamm y otros (14), y fue calibrado por Ottesen y Krammes (2). El mo- delo de perfil de velocidad estima la velocidad del 85° percentil en cada punto a lo largo de un alineamiento horizontal. Este perfil se utiliza para calcular la disminución en la velocidad de operación del percentil 85 desde una aproximación recta a una curva, que es la medida de coherencia asociada con una curva. La calibración del modelo de perfil de velocidad requirió tres tipos de información: una ecuación de regresión para la velocidad del percentil 85 en una curva horizontal en función de la geometría de la curva ; La velocidad deseada del percentil 85 en rectas largas, que se define como la velocidad mantenida por el conductor del percentil 85 en la porción de rectas largas fuera de la influencia de las curvas horizontales adyacentes; y Tasas de desaceleración y ace- leración que entran y salen de las curvas . La ecuación de regresión para la velocidad del percentil 85 en una curva horizontal se desarro- lló con base en datos de velocidad de vehículos de pasajeros de flujo libre de 138 curvas en cinco estados (Nueva York, Oregón, Pensilvania, Texas y Washington). Los caminos en las que se recopilaron datos eran colectores rurales de volumen bajo a moderado o arterias meno- res en terreno llano a ondulado (es decir, pendientes 5%). Otras características de los caminos incluían: velocidad de diseño 100 km/h, anchos de carril entre 3 y 3,6 m y anchos de banquina entre 0 y 2,4 m. . Se consideraron doce variables de geometría de curva, sección transversal y condición de aproximación como predictores de la velocidad del percentil 85 en las curvas, y se probaron varias formas de ecuación. El siguiente modelo de regresión lineal múltiple, con un valor R 2 de 0,82, un error cuadrático medio de la raíz de 5,1 km/h y un valor de P de 0,0001; se recomendó (2): V85 = 102,45 - 1,54D + 0,0037 L - 0,101 donde V85 = 85° percentil de velocidad en la cur- va (km/h), D = grado de curvatura (grados), L = longitud de la curva (m), e I = ángulo de des- viación (grados). (1) La velocidad deseada en rectas largas se basó en los datos de velocidad de 78 rectas de aproximación que eran lo suficientemente largas para que los conductores alcanzaran y man- tuvieran la velocidad máxima deseada. Los intentos de modelar la velocidad deseada en rectas largas utilizando variables predictores, incluida la longitud de la recta, los parámetros de las curvas adyacentes, el ancho de la sección transversal, el tipo de lluvia y la región geográfica de los Estados Unidos, no tuvieron éxito. Por lo tanto, el modelo utiliza 98 km/h, la media de la ve- locidad del 85° percentil en las 78 rectas largas, como la velocidad deseada en las rectas lar- gas. El modelo de perfil de velocidad asume que las velocidades son constantes a través de las cur- vas horizontales y que la desaceleración y la aceleración ocurren solo en las rectas que se acercan y salen de la curva. Estos supuestos son simplificaciones de la realidad; la literatura de investigación reporta algunos resultados que apoyan estos supuestos y otros resultados que sugieren que la aceleración y desaceleración ocurren dentro de las curvas. Sin embargo, es probable que el error en las reducciones de velocidad estimadas resultante de estas simplificaciones sea pequeño. Se supone que las tasas de aceleración y desacelera- ción son iguales. La tasa de 0,85 m/seg2 informada por Lamm y otros (14) se utilizó en el mo- delo sin validación. Esta tasa es similar a la 0,8-m/s2 tasa supone en el procedimiento suizo (10).
  • 4. 4/11 El modelo de perfil de velocidad utiliza ecuaciones básicas de movimiento en combinación con los datos de calibración (velocidades en curvas, velocidades en rectas largas y tasas de des- aceleración y aceleración) para estimar la velocidad del percentil 85 en cada punto a lo largo de un alineamiento horizontal. Las ecuaciones de movimiento se utilizan para determinar qué velocidad podría alcanzarse en la recta y en qué medida de la recta se produciría la desaceleración y la aceleración, de modo que la velocidad apropiada (estimada por la Ecuación 1) se alcanzaría en las curvas horizonta- les y la velocidad deseada. En rectas largas no se excedería. Evaluación de la coherencia basada en la carga de trabajo del conductor El uso de la carga de trabajo del conductor como medida de coherencia ha sido mucho más limitado que la velo- cidad de funcionamiento. Messer y otros (7) desarrollaron un modelo para estimar la carga de trabajo de los conductores basado en la geometría de los caminos y lo incorporaron a un pro- cedimiento para evaluar la coherencia del diseño de los caminos rurales. Las evaluaciones pre- liminares sugieren que estas estimaciones de carga de trabajo son buenos indicadores de luga- res con muchos siniestros en caminos rurales de dos carriles (15,16). Sin embargo, el procedimiento es manual y tuvo una aplicación muy limitada. Una fortaleza de la carga de trabajo del conductor como medida de coherencia es que, en teo- ría, se puede aplicar a cualquier característica geométrica, a diferencia de la reducción de la velocidad de operación, que tiene una aplicación limitada al alineamiento horizontal y posible- mente vertical. La principal debilidad de la carga de trabajo de los conductores es que es difícil de medir. Messer y otros El modelo (7) se basa en valoraciones subjetivas más que en mediciones objetivas, lo que dificulta su validación y, por tanto, limita su credibilidad. El modelo de perfil de carga de trabajo utilizado en el procedimiento de microordena- dor descrito en este documento fue desarrollado por Shafer y otros (17). Para abordar las críti- cas sobre la base subjetiva de las estimaciones de la carga de trabajo del conductor, utilizaron el método de oclusión de la visión, que es un método objetivo para medir la carga de trabajo del conductor. En el método de oclusión de la visión, los conductores ocluyen voluntariamente su visión, abriendo los ojos solo cuando lo consideran necesario para extraer información para la tarea de orientación. Si la velocidad del vehículo es constante y la integridad del carril no se viola, en- tonces la cantidad de tiempo que los conductores no están dispuestos a que se les ocluya la visión en un tramo fijo de la calzada representa la carga de trabajo mental requerida para la tarea de guía. La carga de trabajo se define como la proporción del tiempo total de conduc- ción que los conductores necesitan para mirar la calzada. Cuanto menor sea la demanda de procesamiento de información para guiar el vehículo por la carretera, más tiempo los conducto- res mantendrán voluntariamente su visión ocluida. Por el contrario, cuanto mayores sean las demandas de procesamiento de información, más necesitará el conductor mirar la carretera y, por lo tanto, mayor será la carga de trabajo mental. La calibración del modelo de perfil de carga de trabajo requiere dos tipos de información: una ecuación de regresión para la carga de trabajo del conductor en una curva horizontal en fun- ción de la geometría de la curva y la carga de trabajo del conductor en las rectas. El método de oclusión de la visión se utilizó para medir la carga de trabajo del conductor en curvas (sin peral- te) y rectas en recorridos de prueba establecidos en antiguas pistas de aeropuerto en la Instalación de Investigación de Terreno de Pruebas de Texas A & M. Se estudiaron grados seleccionados de curvatura (3 grados, 6 grados, 9 grados y 12 grados) y ángulos de deflexión
  • 5. 5/11 (20 grados, 45 grados y 90 grados). Shafer y otros (17) describa el método de prueba en deta- lle. Para cada curva y recta, se promediaron las medidas de carga de trabajo de todos los suje- tos. Un total de 55 sujetos participaron en las pruebas. Se desarrolló una ecuación de regresión para la carga de trabajo promedio en las curvas. El grado de curvatura y el ángulo de deflexión se probaron como variables predicto- res. Se recomendó la siguiente ecuación de regresión lineal simple para la carga de trabajo promedio en función del grado de curvatura: WL = 0.193 + 0.016D (2) donde WL es la carga de trabajo promedio de la curva y D es el grado de curvatura (grados). Esta ecuación tenía un valor R2 de 0.90, un error cuadrático medio de 0.020 y un valor P de 0.0001. La carga de trabajo del conductor en las curvas aumenta de forma aproximadamente lineal al aumentar el grado de curvatura. La media de las observaciones de la carga de trabajo en las secciones rectas de los cursos de prueba, 0,176, se utilizó como la carga de trabajo del conductor en las rectas en el modelo de perfil de carga de trabajo. Este valor indica que los sujetos requirieron visión solo el 17,6% del tiempo en las secciones rectas de los cursos de prueba. Es probable que las cargas de trabajo medidas sean inferiores a las que experimentarían los conductores en una carretera real. Los cursos de prueba fueron planos y nada en el entorno más allá de los cursos requirió la atención de los sujetos. Las estimaciones de carga de trabajo se consideran una medida relativamente pura de las demandas de carga de trabajo de la ta- rea de orientación de seguimiento de ruta en curvas y rectas. La forma actual del modelo de perfil de carga de trabajo es muy preliminar. El modelo consta únicamente del valor medio de la carga de trabajo en las rectas y las estima- ciones de la carga de trabajo de la Ecuación 2 para las curvas. La carga de trabajo cambia abruptamente al principio y al final de una curva. Las transiciones graduales en la carga de trabajo que se observaron durante la recopilación de datos no se re- presentaron en el modelo. PROCEDIMIENTO DE MICROCOMPUTADORA PARA UTILIZAR MODELOS PRELIMINA- RES El Programa de Coherencia de Diseño Geométrico de Caminos facilita el uso de estos modelos preliminares para evaluaciones de coherencia de alineaciones horizontales de caminos rurales de dos carriles. Este programa de microordenador basado en menús proporciona pantallas ta- bulares para ingresar y editar datos de entrada y crea archivos de salida de los resultados del modelo que se pueden presentar en forma tabular o gráfica. El programa está disponible en versiones en unidades métricas e inglesas (6,18). El requisito de hardware es un microordena- dor basado en DOS compatible con IBM con un mínimo de 270K de RAM. Los datos para los cuales se calibraron los modelos limitan el alcance de las evaluaciones de coherencia que se pueden realizar con el programa a alineamientos horizontales que consisten en curvas horizontales y rectas en caminos rurales de dos carriles con velocidades de dise- ño: 100 km/h en terreno llano a ondulado. No existe ninguna disposición para evaluar las cur- vas de transición. El modelo de perfil de velocidad se aplica a radios horizontales de 60 m y pendientes verticales: 5%. El modelo de perfil de carga de trabajo se aplica a radios horizonta- les 145 m y ángulos de deflexión 90 grados.
  • 6. 6/11 Datos de entrada Los requisitos de datos para realizar evaluaciones de coherencia usando la versión de unida- des métricas del programa son modestos: estacionamiento de la PC y PT de cada curva hori- zontal, radio de cada curva y ecuaciones de estación. Estos datos se pueden obtener de los planos de caminos estándar. La Figura 1 es la pantalla de datos de entrada tabular. A modo de ejemplo, se ingresa- ron datos para un tramo de 8 km de una carretera rural de dos carriles en Texas y se muestran en la pantalla. La pantalla incluye columnas para: • Número de curva (en orden consecutivo); • Estación de PC (en notación de estacionamiento métrico); • Estación PT (que debe usarse para calcular la longitud de la curva ); • Ecuación de la estación (es decir, la estación PT que se debe usar para calcular la longitud de la recta subsiguiente); • Radio en metros; • Velocidad del percentil 85 en km/h (calculada automáticamente por el programa usando la ecuación de regresión para velocidades del percentil 85 en curvas en el modelo de perfil de velocidad basado en el radio que se ha ingresado); y • Carga de trabajo del conductor (calculada automáticamente por el programa en función de la ecuación de regresión para la carga de trabajo del conductor en las curvas en el modelo de perfil de carga de trabajo del conductor según el radio que se ha introducido). Salida El procedimiento proporciona resultados tabulares y gráficos de las medidas de coherencia y perfiles de velocidad y carga de trabajo del 85° percentil. La Figura 2 muestra la forma del re- sultado tabular del procedimiento a partir de los modelos de perfil de velocidad y carga de tra- bajo. La salida corresponde a los datos de entrada en la Figura 1. Para cada curva, la salida tabular indica la reducción estimada en la velocidad del percentil 85 y el aumento en la carga de trabajo del conductor desde la aproximación recta a la curva. Estas medidas de coherencia se calculan a partir del perfil de velocidad y el perfil de carga de trabajo que se ilustran gráfica- mente en las Figuras 3 y 4, respectivamente. Ambas figuras 3 y 4 tienen dos partes. La parte superior es un gráfico de barras que muestra la nitidez de cada curva horizontal a lo largo del alineamiento. La altura de una barra representa el radio de la curva en metros; cuanta más alta sea la barra, menor será el radio y, por lo tanto, más pronunciada será la curva. El ancho de una barra re- presenta la longitud de la curva en kilómetros. La parte inferior de la salida gráfica es el perfil de velocidad o el perfil de carga de trabajo. En el perfil de velocidad de la Figura 3, los elemen- tos horizontales representan la velocidad en una curva o en la parte de una recta larga en la que se alcanza el 85° percentil de la velocidad deseada; las líneas diagonales representan la desaceleración y la aceleración en la recta acercándose y saliendo de una curva. El perfil de carga de trabajo de la Figura 4 ilustra el aumento de la carga de trabajo en una curva en relación con el valor de carga de trabajo base de 0,176 para rectas.
  • 7. 7/11 FIGURA 1 Pantalla de entrada de datos.
  • 8. 8/11 FIGURA 2 Pantalla de salida tabular. FIGURE 3 Graphical speed profile output screen. Los diseñadores pueden usar el perfil de velocidad del percentil 85 para verificar la idoneidad de sus selecciones de velocidad de diseño e identificar ubicaciones probables de incoherencias de velocidad de operación que pueden requerir atención especial en el proceso de diseño. Los análisis estadísticos indican que las estimaciones de reducción de velocidad del modelo son buenos indicadores del potencial de siniestros en curvas horizontales, con tasas de siniestros esperadas que aumentan aproximadamente de forma lineal a medida que aumenta la reduc- ción de velocidad estimada (3). Leisch y Leisch (I 1) y Lamm y otros (I 4) sugirieron que las re- ducciones de velocidad requeridas entre elementos de alineación sucesivos no deben exceder de 16 a 20 km/h. Si se estiman mayores reducciones de velocidad, entonces se debe verificar la experiencia del siniestro para determinar qué mejoras de seguridad, si las hay, están justifi- cadas. En resumen, el programa de microcomputadoras proporciona un procedimiento controlado por menús y fácil de usar para realizar evaluaciones de coherencia de alineaciones horizontales de caminos rurales de dos carriles utilizando modelos preliminares de velocidad y perfil de carga de trabajo. Se proporcionan resultados tabulares de medidas de coherencia para cada curva horizontal a lo largo de un alineamiento (incluida la reducción en el 85° percentil de velocidad y el aumento de la carga de trabajo desde la aproximación recta a cada curva) como resultados gráficos (incluidos los perfiles de velocidad y carga de trabajo).
  • 9. 9/11 ACONTECIMIENTOS FUTUROS RECOMENDADOS Aunque el modelo de perfil de velocidad se encuentra en una etapa más refinada que el mode- lo de carga de trabajo del conductor, ambos se consideran modelos preliminares que requieren un mayor desarrollo. Además, el procedimiento de microcomputadora controlado por menús está diseñado para uso provisional hasta que el módulo de coherencia se implemente en el Modelo de diseño interactivo de seguridad vial. Los modelos de perfil de velocidad similares al que se describe aquí se usaron durante muchos años en otros países; por lo tanto, el enfoque básico y los supuestos probablemente sean ra- zonables. Además, las velocidades en curvas y en rectas largas se calibraron utilizando una base de datos moderadamente grande de 138 curvas y 78 de sus rectas de aproximación en cinco estados que representan tres regiones de los EUA. Se cree que los datos son representativos de curvas horizontales relativamente aisladas (es decir, con rectas de aproximación y distancia visual relativamente largas) en colectores de dos carriles y arterias menores típicas rurales mantenidas por el estado con velocidades de diseño: 100 km/h en terreno llano a ondulado. Sin embargo, se recomienda una validación adicional del modelo para determinar su precisión para condiciones de alineación y regiones geográficas diferentes de aquellas para las que se calibró el modelo.
  • 10. 10/11 También se recomienda la validación en los supuestos sobre las tasas de desaceleración y aceleración: es decir, que las tasas son iguales a 0,85 m/seg2 y que la desaceleración y la ace- leración ocurren solo en las rectas que se acercan y salen de la curva. Además, se debe consi- derar mejorar el modelo para tener en cuenta otros factores que pueden influir en las velocida- des de operación, incluida el alineamiento vertical, las intersecciones a nivel y los cambios en la sección transversal, y para estimar los perfiles de velocidad para vehículos pesados y auto- móviles de pasajeros. También se requieren análisis adicionales para establecer directrices sobre reducciones de velocidad máxima deseables o absolutas entre sucesivas características geométricas y entre tipos de vehículos. El modelo de perfil de carga de trabajo es muy preliminar. Fue calibrado en base a los datos de 55 sujetos en curvas sin peralte en pistas de prueba que simulan caminos reales pero carecen de la riqueza visual de los caminos para los conductores. Se recomienda validar el modelo utili- zando datos obtenidos con el método de oclusión de visión en caminos reales. También se re- comienda que el modelo se refine para reflejar con mayor precisión las transiciones graduales que ocurren en la carga de trabajo (tanto como ocurren en las velocidades) que se acercan y salen de las curvas. Por último, se debe considerar la posibilidad de aplicar el método de oclu- sión de la visión para medir la carga de trabajo del conductor a otras características geométri- cas (por ejemplo, intersecciones a nivel y puentes estrechos) que exhiben una experiencia de siniestros superior al promedio. El procedimiento de microcomputadora basado en menús es una herramienta provisional fácil de usar que se puede utilizar hasta que se complete el Modelo de diseño interactivo de seguri- dad vial. El módulo de coherencia de este modelo debería, según lo previsto, extraer automáti- camente los datos de entrada necesarios de la base de datos del paquete CAD comercial inte- grado con el modelo. Investigaciones anteriores y experiencia en otros países sugieren que las evaluaciones de coherencia de caminos rurales de dos carriles con velocidades de diseño inferiores a 100 km/h pueden promover el diseño de alineaciones más seguras. La aplicación de evaluaciones de coherencia en la práctica de diseño de EUA. Puede haberse visto frenada, en parte, por la falta de procedimientos fáciles de usar. Se espera que el procedimiento de microcomputadora in- formado en este documento fomente la experimentación con los modelos preliminares para la evaluación de la coherencia, de modo que el estado del arte en los EUA pueda mejorarse y, con el tiempo, los modelos mejorados se puedan incorporar como un módulo de coherencia en el Interactive Modelo de diseño de seguridad vial.
  • 11. 11/11 REFERENCES 1. Krammes, R. A. Design Speed and Operating Speed in Rural Highway Alignment Design. Paper No. 940996. Presented at 73rd Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, D.C., and Jan. 1994. TRANSPORTATION RESEARCH RECORD 1500 2. Ottesen, J. L., and R. A. Krammes. Speed Profile Model for a U.S. Operating-Speed-Based Design Consistency Evaluation Procedure. Paper No. 940995. Presented at 73rd Annual meeting of the Transportation Research Board, Washington, D.C., and Jan. 1994. 3. Anderson, I. B., and R. A. Krammes. Speed Reduction as a Surrogate for Accident Experi- ence at Horizontal Curves on Rural Two-Lane Highways. Paper No. 940994. Presented at 73rd Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, D.C., and Jan. 1994. 4. A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. AASHTO, Washington, D.C., 1990. 5. Reagan, J. A. The Interactive Highway Safety Design Model: Designing for Safety by Analyz- ing Road Geometrics. Public Roads, Vol. 58, No. l, 1994, pp. 37-43. 6. Rao, K. S., H. Oh, and R. A. Krammes. User’s Manual for the Highway Geometric Design Consistency Program (Metric Units). Report No. FHW A-RD-94-039. FHW A, U.S. Depart- ment of Transportation, 1994. 7. Messer, C. J., J.M. Mounce, and R. Q. Brackett. Highway Geometric Design Consistency Re- lated to Driver Expectancy, Vol. III. Methodology for Evaluating Geometric Design Consisten- cy. Report No. FHW A/ RD-81-038. FHW A, U.S. Department of Transportation, 1981. 8. Krammes, R. A., R. Q. Brackett, M. A. Shafer, J. L. Ottesen, I. B. Anderson, K. L. Fink, K. M. Collins, 0. J. Pendleton, and C. J. Messer. Horizontal Alignment Design Consistency for Ru- ral Two-Lane Highways. Report No. FHWA/RD-81-038. FHWA, U.S. Department of Trans- portation, 1994. 9. Zegeer, C. V., J. M. Twomey, M. L. Heckman, and J. C. Hayward. Safety Effectiveness of Highway Design Features, Vol. II. Alignment. Report No. FHWA-RD-91-045. FHWA, U.S. Department of Transportation, 1992. 10. Geschwindigkeit als Projektierungselement. Swiss Norm 640 080b. Vereingung Schweizer- ischer Strassenfachleute, Zurich, Switzerland, 1992. 11. Leisch, J. E., and J. P. Leisch. New Concepts in Design-Speed Application. In Transporta- tion Research Record 702, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1979, pp. 53-63. 12. Lamm, R., J. C. Hayward, and J. C. Cargin. Comparison of Different Procedures for Evaluat- ing Speed Consistency. In Transportation Research Record 1100, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1986, pp. 10-20. 13. Lamm, R., and E. M. Choueiri. Recommendations for Evaluating Horizontal Design Con- sistency Based on Investigations in the State of New York. In Transportation Research Rec- ord 1122, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1987, pp. 68-78. 14. Lamm, R., E. M. Choueiri, J. C. Hayward, and A. Paluri. Possible Design Procedure to Pro- mote Design Consistency in Highway Geometric Design on Two-Lane Rural Roads. In Transportation Research Record 1195, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1992, pp. 1-10. 15. Krammes, R. A., and S. W. Glascock. Geometric Inconsistencies and Accident Experience on Two-Lane Rural Highways. In Transportation Research Record 1356, TRB, Washington, D.C., 1992, pp. 1-10. 16. Wooldridge, M. D. Design Consistency and Driver Error. Paper No. 930722. Presented at 72nd Annual Meeting of TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1993. 17. Shafer, M. A., R. Q. Brackett, and R. A. Krammes. Driver Mental Workload as a Measure of Geometric Design Consistency for Horizontal Curves. Paper No. 950706. Submitted for Presentation at 74th Annual Meeting of TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1994. 18. Rao, K. S., H. Oh, and R. A. Krammes. User’s Manual for the Highway Geometric Design Consistency Program (English Units). Report No. FHW A-RD-94-038. FHWA, U.S. Depart- ment of Transportation, 1994.