Tdpa

CAPITULO 2.

Análisis de Tráfico Urbano

2.1.Introducción
Al igual que muchos sistemas dinámicos, los medios físicos y estáticos del tránsito, tales
como carreteras, calles, intersecciones, terminales, etc, están sujetos a ser cargados por
un volúmenes de tránsito, con características espaciales y temporales, es decir ocupan
espacio y se producen en un intervalo de tiempo. Estas distribuciones son interpretadas
como la necesidad de las personas de desplazarse a través de un espacio y en un
determinado tiempo.
Al proyectar una calle, avenida, paso peatonal o similar, es de suma importancia
determinar el volumen de tránsito que circulará por el servicio proyectado, a lo que se
suma la variación, tasa de crecimiento y de su composición, errores durante esta fase
llevan a que el proyecto sirva por escaso tiempo, o que no sea la solución buscada. En la
actualidad nuestro país a sufrido de este mal, basados en proyectos hechos al azar y que
poco o nada han hecho para solucionar un problema, es así que en ciertas obras se ha
dado prioridad al ornato, convirtiendo al sector en un verdadero caos, o simplemente
trasladando el problema a otro sector. En la ciudad de Cuenca, Ecuador, ese problema se
evidenció en el distribuidor de tránsito José Peralta, que lejos de ser una solución
definitiva, llevo el problema hasta el redondel comprendido entre la Avenida Remigio
Crespo y Vicente Solano, misma que es objeto de este análisis.

El punto de partida inicial, para análisis de tránsito es el conteo de vehículos, peatones y
transporte público, mismos que entregan los siguientes datos
•

Volumen

•

Tasa de Flujo

•

Demanda

•

Capacidad

Estos cuatro parámetros están relacionados estrechamente, sin embargo cada uno
representa un distinto factor.

El volumen expresa el número de vehículos o peatones que circulan por un punto en un
intervalo de tiempo
La tasa de flujo es la frecuencia a la cual pasan personas o vehículos, durante un tiempo
específico menor a una hora, expresada como una tasa horaria equivalente
La demanda es el número de vehículos o personas que desean movilizarse y pasan por
un punto en un tiempo específico. Donde existe congestión la demanda es superior al
volumen, ya que algunos actores toman rutas alternas, o simplemente no lo hacen debido
al congestionamiento.
La capacidad es el número máximo de vehículos o peatones que el sistema puede servir
durante un tiempo específico, en un punto determinado. Es una característica del sistema
vial y representa su oferta. La capacidad tiene dos formas de medirse, una que es la
estimada, o proyectada, y que se tendrá en un proyecto nuevo, en el que aun no ha sido
usado el sistema en su máxima capacidad, y la capacidad real, que es el valor exacto
cuando el sistema esta trabajando al límite.
Estos términos resultan algo confusos a primera vista, pero en su conjunto forman una
dinámica de tráfico, que define a la cantidad de vehículos o peatones que esperan ser
servidos (demanda), distintos de los que son servidos (volumen) y de los que pueden ser
servidos (capacidad), con esto se determina que cuando la demanda es menor a la
capacidad, el volumen es igual a la demanda, sin embargo esto no sucede en puntos en

donde se tiene un problema, el gráfico a continuación, muestra de mejor manera la
dinámica de estos parámetros.

Punto A

Punto B

Figura 2.1. Diferencia entre volumen, capacidad y demanda

Como se puede observar, en la figura 2.1, en el punto A, tenemos una capacidad que
puede soportar, la demanda requerida de vehículos, por tanto en este punto la demanda
es igual al volumen, sin embargo en el punto B, la capacidad se ve reducida, debido a
una disminución de un carril, esto determina una menor capacidad, por tanto un menor
volumen, para servir a una demanda superior.
Estos son los principales parámetros para el estudio de tránsito, a continuación se
analizarán detenidamente cada uno de ellos.
2.2.Volumen de tránsito
2.2.1. Volumen de tránsito absoluto
Al volumen de tránsito se puede definirlo, como el número total de vehículos que
pasan por un determinado periodo de tiempo. Dependiendo del período de tiempo
podemos tener distintos tipos de volumen de tránsito, todos válidos pero de diferente
interpretación.
•

Volumen de tránsito anual (TA), es la medida que indica el total de vehículos
que circulan por un punto en un período igual a un año.

•

Volumen de tránsito mensual (TM), es la medida que indica el total de
vehículos que circulan por un punto en un período igual a un mes.

•

Volumen de tránsito semanal (TS), es la medida que indica el total de
vehículos que circulan por un punto en un período igual a una semana.

•

Volumen de tránsito diario (TD), es la medida que indica el total de vehículos
que circulan por un punto en un período igual a un día.

•

Volumen de tránsito diario (TH), es la medida que indica el total de vehículos
que circulan por un punto en un período igual a una hora.

•

Volumen de tránsito en un período menor a una hora (Qi), representa el
volumen situado en un periodo menor a una hora donde i, representa el
periodo en minutos, por ejemplo para un tiempo de 15 minutos tenemos un
Q15

2.2.2. Volumen de tránsito promedio diario
Se define al volumen de tránsito promedio diario (TPD), como el numero total de
vehículos que pasan durante un período dado (en días completos) igual o menor a un año
y mayor a un día, divido por el numero de días del período, de manera general se
expresa como:

Donde N representa el número de vehículos que pasan durante T días, de ahí salen unas
constantes importantes en estudios y proyectos tales como:
•

Tránsito promedio diario anual (TPDA)

•

Tránsito promedio diario mensual (TPDM)

•

Tránsito promedio diario semanal (TPDS)

2.2.3. Uso de los volúmenes de tránsito
Los volúmenes de tránsito son comúnmente utilizados en cualquiera de los casos que a
continuación se describen:
Planeación
•

Clasificación de redes de carreteras.

•

Estimación de los cambios anuales de los volúmenes de tránsito.

•

Modelos de asignación y distribución de tránsito.

•

Desarrollo de programas de mantenimiento.

•

Análisis económicos.

•

Estimación de la calidad del aire

•

Estimaciones de consumo de combustible.

Proyecto
•

Aplicación a normas de proyectos geométricos.

•

Requerimientos de nuevas carreteras.

•

Análisis estructural de superficies de rodamiento.

•

Análisis de capacidad y niveles de servicio.

•

Caracterización de flujos vehiculares

•

Zonificación de velocidades

•

Estudio de estacionamientos

Seguridad y usos comerciales
•

Calculo de índices de accidentes y mortalidad

•

Evaluación de mejoras por seguridad

•

Hoteles y restaurantes

•

Urbanismo

•

Potencialidades turísticas

•

Autoservicios

•

Necesidad de ambulancias y puestos de auxilio.

•

Actividades recreacionales y deportivas

2.2.4. Características de los volúmenes de tránsito
Los volúmenes de tránsito siempre deben considerarse dinámicos, por lo que son
únicamente válidos en el periodo de tiempo durante el cual se tomó la muestra, debido a
que sus variaciones son generalmente periódicas.
2.2.4.1. Distribución y composición del volumen de tránsito
La distribución de los volúmenes de tránsito por carriles debe ser considerado tanto en
planeación como en la circulación en calles y carreteras. Cuando se tiene más de un
carril, es recomendable realizar las mediciones dando mayor importancia al carril del
medio, ya que es en él, por donde circula estadísticamente de forma más fluida el
tránsito.
2.2.4.2. Variación del volumen de tránsito en la hora de máxima demanda
En zonas urbanas, la variación de los volúmenes de tránsito dentro de una misma hora
de máxima demanda, puede llegar a ser periódicas durante varios días de la semana. Sin
embargo, es importante conocer la variación del volumen dentro de las horas máximas
de demanda y cuantificar la duración de los flujos máximos, para así realizar un análisis
respecto de los instantes de máxima demanda, para así poder llegar a conclusiones tales
como la prohibición de estacionamientos, prohibición de ciertos movimientos en curva y
disposición de los tiempos de semáforos.
Un volumen horario de máxima demanda, a menos que tengan una distribución
uniforme, no necesariamente significa que se conserve la misma frecuencia del flujo
durante toda la hora. Esto significa que existen periodos cortos dentro de la hora con
tasas de flujo mucho mayores a las de la hora misma. Para la hora máxima de demanda,
se llama factor de la hora máxima de demanda FHMD, a la relación entre el volumen

horario de máxima demanda VHMD, y el volumen máximo Qmax, que se presenta
durante un periodo dado dentro de dicha hora.
Matemáticamente se expresa como:

Donde:
N = numero de periodos durante la hora máxima de demanda.
Los periodos dentro de la hora de máxima demanda pueden ser de 5, 10 o 15 minutos,
utilizándose este último con mayor frecuencia, en cuyo caso el factor de la hora de
máxima demanda es:

Para periodos de 5 minutos, el factor de la hora de máxima demanda es:

Este factor tiene un rango que varía entre 0 y 1, considerando a la unidad como una
distribución constante y homogénea, es decir que durante toda la hora de máxima
demanda el flujo es constante, o en el otro caso representa el valor porcentual en el que
el volumen de tránsito de máxima demanda es constante durante la hora.
2.2.4.3. Variación horaria del volumen de tránsito
Las variaciones de los volúmenes de tránsito a lo largo de las horas del día, dependen del
tipo de ruta, según las actividades del sector, puesto que hay rutas de tipo turístico,
agrícola, comercial, etc.
Por ejemplo en zonas agrícolas las variaciones horarias dentro de la época de cosecha
son críticas, puede ser que en ciertas horas de la noche no haya absolutamente un
vehículo y sin embargo a determinadas horas del día hay una cantidad de vehículos que
pueden llegar a saturar una carretera de dos carriles. En el caso de una carretera de tipo

turístico, durante los días de la semana existe un tránsito mas o menos normal a lo largo
de todas las horas, pero los sábados y domingos pueden llegar a volúmenes altos,
concentrándose varias horas del día con demandas máximas. Continuando con este
ejemplo se puede suponer al día sábado, de las 8 de la mañana a las 11 o 12 el volumen
horario es muy grande, en la tarde baja y en la noche es bastante pequeño. El domingo,
en la mañana presenta volúmenes horarios medianos, y en la tarde máximos, en las horas
de regreso a la ciudad, ocurriendo largas filas de automóviles. Son variaciones horarias
que ocurren en cualquier parte del mundo, que se pueden prever mediante los estudios
necesarios.
En las ciudades se tiene una variación típica de la siguiente manera, la madrugada
empieza con bajo volumen de vehículos, el cual se va incrementando hasta alcanzar las
cifras máximas entre las 7:30 y las 9:30 horas. De las 9:30 a las 13:00 horas vuelve a
bajar y empieza a ascender para llegar a otro máximo entre las 13:00 y 14:00 horas.
Vuelve de nuevo a disminuir entre las 14:00 y 17:00 horas, en que asciende a un
máximo por tercera vez entre las 17:00 y las 20:00 horas. De esta hora en adelante tiende
a bajar al mínimo en la madrugada.
En zonas urbanas, para el caso de intersecciones, se acostumbra a tomar los datos de
volúmenes de tránsito según sus movimientos direccionales.
2.2.4.4.Variación diaria del volumen de tránsito
Al igual que durante el día existen variaciones respecto al horario y las actividades
normales del sector analizado, así también ocurren variaciones de un día respecto de
otro, para las carreteras principales de lunes a viernes los volúmenes son muy estables,
los máximos, generalmente se registran durante el fin de semana ya sea el sábado o el
domingo, debido a que durante estos días, por estas vías circula una demanda de
usuarios de tipo turístico. En carreteras secundarias de tipo agrícola, los máximos
volúmenes se presentan entre semana, considerando días especiales por salida de
productos a ferias u otros. En las calles de la ciudad, la variación de los volúmenes de
tránsito diario no es muy pronunciada entre semana, esto es, están mas o menos
distribuidos en los días laborables.

También vale la pena mencionar, con referencia a la variación diaria de los volúmenes
de tránsito tanto nivel urbano como rural, que se presentan máximos aquellos días de
eventos especiales como Navidad, Semana Santa, fin de año, competencias deportivas
nacionales e internacionales, etc.
2.2.4.5.Variación mensual del volumen de tránsito
Hay meses que las calles y carreteras llevan mayores volúmenes que otros, presentando
variaciones notables. Los mas altos volúmenes de tránsito se registran en Semana Santa,
en las vacaciones escolares y a fin de año por las fiestas y vacaciones navideñas del mes
de diciembre. Por esta razón los volúmenes de tránsito promedio diarios que caracterizan
cada mes son diferentes, dependiendo también, de la categoría y del tipo de servicio que
presten las calles y carreteras. Sin embargo, el patrón de variación de cualquier vialidad
no cambia grandemente de año a año, a menos que ocurran cambios importantes en su
diseño, en los usos de la tierra, o construyan nuevas calles o carreteras que funcionen
como alternas.
2.2.5. Volúmenes de tránsito futuros
2.2.5.1.Relación entre el volumen horario de proyecto y el tránsito promedio diario
anual
Si se hiciera una lista de los volúmenes de tránsito horario que se presentan en el año, en
orden descendente, seria posible determinar los volúmenes horarios de la 10ª, 20ª, 30ª,
50ª, 70ª, 100ª hora de máximo volumen. Una guía para determinar el volumen horario de
proyecto VHP, es precisamente una curva que indique la variación de los volúmenes de
tránsito horario durante el año y el tránsito promedio actual TPDA, de las carreteras
nacionales.
Estas curvas también indican que los volúmenes de tránsito horario en una carretera
presentan una amplia distribución durante el año y que en generalmente, la mayor parte
del volumen de tránsito ocurre durante un numero pequeño de horas.
De acuerdo a lo anterior, el volumen horario de proyecto VHP, para el año de proyecto
en función del tránsito promedio diario anual TPDA, se expresa como:

VHP = k(TPDA)
Donde:
k = valor esperado de la relación entre el volumen de la hora de máxima demanda
seleccionada y el TPDA del año de proyecto.
Y que por lo general se usa constantes de k.
Para carreteras suburbanas:

k =0.08

Para carreteras rurales secundarias:

k =0.08

Para carreteras rurales principales:

k =0.08

2.2.5.2. Relación entre el volumen de tránsito promedio diario, anual y semanal
Para el análisis de cualquier fenómeno, hay que tener en cuenta que los resultados
dependerán directamente de la cantidad de muestras que se tomen del fenómeno
tratandod e buscar la mayor cantidad de muestras posibles.
Con respecto a volúmenes de tránsito, para obtener el tránsito promedio diario anual
TPDA, es necesario disponer el numero total de vehículos que pasan durante el año por
el punto de referencia, mediante medidores continuos a lo largo de todo el año, ya sea en
periodos horarios, diarios, semanales o mensuales. Muchas veces, esta información
anual es difícil de obtener, al menos en todas las intersecciones analizadas, por los
costos que ellos implican. Sin embargo se pueden conseguir datos en las casetas de peaje
y mediante contadores automáticos instalados en estaciones maestras del sistema
analizado.
En estas situaciones, muestras de los datos sujetas a las mismas técnicas de análisis
permiten generalizar el comportamiento de la población. No obstante, antes de que los
resultados se puedan generalizar, se debe analizar la variación de la muestra para así
estar seguros, con cierto nivel de confianza, que esta se puede aplicar a otro número de
casos no incluidos, y que forman parte de las características de la población.

Por lo tanto, en el análisis de volúmenes de tránsito, la media poblacional o tránsito
promedio diario anual TPDA, se estima con base en la promedio o tránsito promedio
diario semanal TPDS según la siguiente expresión:
TPDA = TPDS +- A
Donde:
A = máxima diferencia entre TPDA y el TPDS.
Como se observa el valor de A, sumando o restando el TPDS, define el intervalo de
confianza dentro del cual se encuentra el TPDA. Para un determinado nivel de
confiabilidad, el valor de A es:
A = KE
Donde:
K = Numero de desviaciones estándar correspondientes al nivel de confiabilidad
deseado.
E = Error estándar de la media.

Estadísticamente se ha demostrado que las medias de diferentes muestras, tomadas de la
misma población, se distribuyen normalmente alrededor de la media poblacional, con
una desviación estándar equivalente al error estándar. Por lo tanto, también se puede
escribir que:

Donde:
= estimador de la desviación estándar poblacional
Una expresión para determinar el valor estimado de la desviación estándar poblacional
es la siguiente:

Donde:
S = desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito diario o
desviación estándar muestral.
n = tamaño de la muestra en numero de días de conteo
N = tamaño de la población en numero de días del año
La desviación estándar muestral S, se calcula como

Donde:
TDi = volumen del tránsito del día i
Finalmente, la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y semanal
es:
TPDA = TPDS +- A = TPDS +- KE
En la distribución normal, para niveles de confiabilidad del 90% y 95% los valores de la
constante K son 1.64 y 1.96 respectivamente.
2.2.5.3. Ajuste y expansión de volúmenes de tránsito
Lo anteriormente descrito describe las relaciones que existen entre los volúmenes de
tránsito. El primero, relaciona volúmenes de tránsito horarios (TH y VHP) con
volúmenes diarios en términos de tránsito promedio diario anual (TPDA), y el segundo
relaciona volúmenes obtenidos por muestreos (TPDS) con volúmenes poblacionales
(TPDA).

También es importante mencionar que, en la mayoría de los casos, no siempre se
dispone de toda la información de volúmenes a través de periodos largos como, por
ejemplo, un año. Por lo tanto es necesario contar con estaciones de conteo, que permiten
determinar factores de expansión y ajuste aplicables a otros lugares que tengan
comportamientos similares y en los cuales se efectuarían conteos en periodos cortos.
Los conteos continuos proporcionan información muy importante con respecto a los
patrones de variación horaria, diaria, periódica o anual del volumen de tránsito. El
tránsito tiende a tener variaciones periódicas predecibles, por lo que a través de una
clasificación adecuada de las vías y los conteos, es posible establecer el patrón básico de
variación del volumen de tránsito para cada tipo de carretera o calle. Si bien los valores
de los volúmenes específicos para determinados periodos pueden llegar a ser bastante
diferentes de un lugar a otro, su proporción en el tiempo con respecto a los totales o
promedios, es en muchos casos, es constante o consistente. Estas propiedades, son las
que sustentan el uso de factores de expansión y ajuste en la estimación de volúmenes
para otros lugares y otros periodos de tiempo.
Pero en general se trata de producir datos que definan los patrones de flujo en toda una
red urbana durante un intervalo común de tiempo. Generalmente, no es posible contar en
todos los tramos al mismo tiempo debido a las limitaciones de personal, recursos y
equipo. Para tal efecto se utiliza la técnica de muestreo, mediante la definición de
estaciones maestras o de control, en las cuales se cuenta mediante periodos largos para
monitorear las variaciones de flujo, para de esta manera ajustar los conteos en las demás
estaciones donde se han tomado datos en periodos cortos.
2.2.5.4. Pronostico del volumen de tránsito futuro
El pronostico del volumen de trafico futuro, por ejemplo el TPDA del año de proyecto,
en la construcción de una nueva carretera o el mejoramiento de una carretera existente,
deberá basarse no solamente en los volúmenes normales actuales, sino también en los
incrementos del tránsito que se espera utilicen la nueva carretera o la existente.
El instituto Nacional de Vías de Colombia en su Manual de diseño Geométrico para
carreteras, clasifica los proyectos de carretera así:

•

Proyectos de construcción: es el conjunto de todas las obras de infraestructura a
ejecutar en una carretera nueva proyectada, o en un tramo faltante mayor al 30%
de una carretera existente o en variantes.

•

Proyectos de mejoramiento: consiste básicamente en el

cambio de

especificaciones y dimensiones de la carretera o puentes; para lo cual se hace
necesario la construcción de obras en infraestructura ya existente, que permitan
una adecuación de la carretera a los niveles de servicio requerido por el tránsito
actual y proyectado.

•

Proyectos de rehabilitación: actividades que tienen por objeto reconstruir o
recuperar las condiciones iníciales de la carretera, de manera que se cumplan las
especificaciones técnicas con que fue diseñada.

•

Proyectos de mantenimiento rutinario: se refiere a la conservación continua de
las zonas laterales, y a intervenciones de emergencias en la carretera, con el fin
de mantener las condiciones óptimas para su transitabilidad.

•

Proyectos de mantenimiento periódico: comprende la realización de actividades
de conservación a intervalos variables, relativamente prolongados, destinados
primordialmente a recuperar los deterioros de la capa de rodadura ocasionada por
el tránsito y los fenómenos climáticos. También podrá completar la construcción
de algunas obras de drenaje y de protección faltantes en la carretera.

Los volúmenes de tránsito futuro TF, para efectos del proyecto se derivan a partir de el
tránsito actual TA y del incremento de tránsito IT, esperando al final del periodo o año la
meta seleccionada. De acuerdo a esto, se puede plantear la siguiente expresión:
TF = TA + IT
El tránsito actual TA, es el volumen de tránsito que se usara en la nueva carretera o
mejorada en el momento de darse completamente al servicio. En el mejoramiento de una
carretera existente, el tránsito actual se compone de tránsito existente TE, antes de la
mejora mas el tránsito atraído TAt, a ella de otras carreteras una vez finalizada su
reconstrucción total. En el caso de la apertura d una nueva carretera, el tránsito se
compone completamente de tránsito atraído.
El tránsito actual TA, se puede establecer a través de conteos vehiculares sobre las
vialidades de la región que influyan en la nueva carretera, estudios de origen y destino, o
utilizando parámetros socioeconómicos que se identifican plenamente con la economía
de la zona. En las áreas rurales cuando no se dispone de estudios de origen y destino ni
datos de tipo económico, para estudios preliminares es suficiente la utilización de las
series históricas de los conteos vehiculares en términos de los volúmenes de tránsito
promedio diario anual TPDA, representativos de cada año.

De esta manera, el tránsito actual TA, se expresa como
TA = TE +TAt
Para la estimación del tránsito atraído TAt, se debe tener un conocimiento completo de
las condicione locales, de los orígenes y de los destinos vehiculares y de l grado de
atracción de la vialidades comprendidas. A su vez la cantidad de tránsito atraído
depende de la capacidad y de los volúmenes de las carretera existentes, así por ejemplo,
si ellas están saturadas o congestionadas, la atracción será mucho mas grande.
Los usuarios, componentes del tránsito atraído TAt a una nueva carretera no cambian ni
su origen ni su destino, ni su modo de viaje, pero la eligen motivados por una mejora en

los tiempos de recorrido, en la distancia, en las características geométricas, n la
comodidad y en la seguridad. Como no se cambia su modo de viaje, a este volumen de
tránsito también se le denomina tránsito desviado.
El incremento de tránsito IT, es el volumen de tránsito que se espera se use en la nueva
carretera en el año futuro seleccionado como de proyecto. Este incremento se compone
del crecimiento normal de tránsito CNT, del tránsito generado GT y del tránsito
desarrollado TD.
El crecimiento normal de tránsito CNT, es el incremento del volumen de tránsito debido
al aumento normal en el uso de los vehículos. El deseo de las personas por movilizarse,
la flexibilidad ofrecida por el vehículo y la producción industrial de mas vehículos cada
día, hacen que esta componente de tránsito siga aumentando. Sin embargo, deberá
tenerse gran cuidado e la utilización de los indicadores de crecimiento del parque
vehicular nacional para propósitos del proyecto, ya que ellos no necesariamente reflejan
las tasas de crecimiento en el área local bajo estudio, aunque se ha comprobado que
existe cierta correlación entre el crecimiento del parque automotor y el crecimiento del
TPDA.
El tránsito generado TG, consta de aquellos viajes vehiculares, distintos a los del
transporte publico, que no se realizarían si no se construye la nueva carretera. El tránsito
generado se compone de tres categorías: el tránsito convertido o nuevos viajes que antes
se hacia masivamente en bus, taxi, tren, avión o barco y que por razones de nueva
carretera se harían en vehículos particulares, y el tránsito trasladado, consiste en viajes
previamente hechos a destinos completamente diferentes, atribuirles a la atracción de la
nueva carretera y no al cambio en el uso del suelo. Al tránsito generado se le asignan
tasas de incremento entre el 5% y el 25% del tránsito actual, con un periodo de
generación de uno o dos años después de que la carretera ha sido abierta al servicio.
El tránsito desarrollado TD, es el incremento del volumen de tránsito debido a las
mejoras en el suelo adyacente a la carretera. A diferencia del tránsito generado, el
tránsito desarrollado continua actuando por muchos años después que la nueva carretera
ha sido puesta al servicio. El incremento del tránsito debido al desarrollo normal del

suelo adyacente forma parte del crecimiento normal de tránsito, por lo tanto este no se
considera como una parte del tránsito desarrollado. Pero la experiencia indica que en
carreteras construidas con altas especificaciones, el suelo lateral tiende a desarrollarse
mas rápidamente de lo normal, generando un tránsito adicional el cual se considera
como tránsito desarrollado, con los valores del orden del 5% del tránsito actual.
Por lo tanto, el incremento de tránsito IT se expresa así:
IT = CNT + TG +TD
También se define el factor de proyección FP, del tránsito como la relación del TF al
TA:

El factor de proyección FP, deberá especificarse para cada año del futuro. El valor
utilizado en el pronostico de tránsito futuro para nuevas vialidades, sobre la base de un
periodo de proyección de 20 años, esta en l intervalo de 1.5 a 2.5. Conocido el factor de
proyección, el tránsito futuro TF, se calcula mediante la siguiente expresión:
TF = FP(TA)
Para obtener estimativos confiables de los volúmenes vehiculares que circulan en el
futuro, por libramientos o vialidades alternas, se utilizan modelos de asignación de
tránsito, los cuales son alimentados por las demandas pronosticables, las que a su vez se
estiman con modelos de demanda. Estos se calibran utilizando parámetros
socioeconómicos (como la población total, la población económicamente activa, la
población ocupada y los vehículos registrados) y las demandas actuales obtenidas a
través de encuestas de origen y destino. Por lo general, la asignación de este tipo
pirobalística con base en función de utilidad que toma en cuenta el tiempo de recorrido,

las tarifas de los costos de operación, las características geométricas y los volúmenes
actuales y su composición.
El pronostico de los volúmenes de tránsito futuro en áreas urbanas aun es mucho mas
complejo. Según G.F. Newell, en el análisis de flujos vehiculares en redes de transporte,
la primera fase del proceso consiste en un inventario, en el año base, de las facilidades
de transporte existente y sus características, de los patrones de viaje determinados a
través de encuestas de origen y destino, y de los factores de planeación como usos del
suelo, distribución de los ingresos, estructura urbana y tipos de empleo. Igualmente es
necesario obtener información relacionada con el crecimiento de la población, el tamaño
de la ciudad y los vehículos registrados.
La segunda fase consiste en llevar los datos, recolectados en la primera fase, a relaciones
o formulas mediante el desarrollo de modelos. El modelo de generación de viajes, que
relaciona los viajes producidos y atraídos con los usos del suelo, la densidad de
población, la distribución del ingreso y el tipo de empleo. El modelo de distribución de
viajes, que apoyado en formulas describe como se distribuyen los viajes entre un origen
y varios destinos de acuerdo al grado de atracción de las diferentes zonas. Y el modelo
de asignación de tránsito, que determina como se asignan los viajes entre si sobre las
diversas rutas entre cada origen y destino, incluyendo elección de modos.
La tercera fase de pronósticos o exploraciones, realiza predicciones sobre el futuro
suelo, la población, etc. Con base en los desarrollos históricos, estimando la generación
y distribución de viajes en el futuro.
La cuarta fase, o final, asigna los viajes pronosticados o futuros, a las rutas de la red de
transporte que incluyen nuevas vialidades. Se efectúan estudios económicos de costobeneficio para evaluar las diferentes alternativas orientadas hacia la expansión del
sistema vial y de transporte.
2.2.5.5. Regresión matemática para el calculo de volúmenes de tránsito futuro
Para obtener una estimación de los volúmenes de tránsito futuro, sobre todo en
carreteras, donde se cuenta con datos de las series históricas de los volúmenes de tránsito

promedio diarios TDPS, se utilizan las regresiones lineales y curvilíneas, tipos de la
recta, exponencial, potencial y logarítmica.
2.2.6. Estudio de volúmenes de tránsito
Los estudios de volúmenes de tránsito se realizan con el propósito de obtener datos
reales relacionados con el movimiento de vehículos o personas, sobre puntos o secciones
específicas dentro de un sistema vial de carreteras o calles. Dichos datos se expresan con
relación al tiempo, y de su conocimiento se hace posible el desarrollo de metodologías
que permiten estimar, la calidad del servicio que el sistema presta a los usuarios.
Estos estudios varían desde los muy amplios en toda una red o sistema vial, hasta los
muy sencillos en lugares específicos tales como intersecciones aisladas, puentes, casetas
de cobro, túneles, etc. Las razones para llevar a cabo los estudios de volúmenes de
tránsito son tan variadas como los lugares mismos donde se realizan.
El tipo de datos recolectados en un estudio de volúmenes de tránsito depende mucho de
la aplicación que se le vaya a dar a los mismos. Así por ejemplo, algunos estudios
requieren detalles como tipo de vehículos y los movimientos direccionales, mientras que
otros requieren solo conocer los volúmenes totales. También en algunos casos es
necesario contar vehículos únicamente durante periodos cortos de una hora o menos,
otras veces el periodo puede ser de un día, una semana, un mes e inclusive un año.
Existen diversas formas para obtener los recuentos de volúmenes de tránsito, para lo
cual se ha generalizado el uso de aparatos de medición de diverso tipo. Estas formas
incluyen: los conteos manuales a cargo de personas, los cuales son particularmente útiles
para conocer el volumen de los movimientos direccionales es intersecciones, los
volúmenes por carriles individuales y la composición vehicular.
Los conteos por combinación de métodos manuales y automáticos, tales como el uso de
contadores mecánicos accionados manualmente por observadores. Los conteos con el
uso de dispositivos mecánicos, los cuales automáticamente contabilizan y registran los
ejes de los vehículos. Y los conteos de utilización de técnicas tan sofisticadas como las

cámaras fotográficas, las filmaciones y los equipos electrónicos adaptados a
computadoras.
2.3. Flujo de tránsito
2.3.1. Introducción
Mediante el análisis de los elementos de tránsito se pueden entender las características y
el comportamiento del flujo vehicular, requisitos básicos para el planeamiento y
proyección de calles y sus obras complementarias dentro del sistema de transporte. Con
la aplicación de las leyes de la física y las matemáticas, el análisis del flujo vehicular
describe la forma de cómo circulan los vehículos en cualquier tipo de vialidad, lo cual
permite determinar el nivel de servicio.
Uno de los resultados más útiles del análisis del flujo vehicular es el desarrollo de
modelos microscópicos y macroscópicos que relacionan sus diferentes variables como el
volumen, la velocidad, la densidad, el intervalo y el espaciamiento. Estos modelos han
sido base del concepto de capacidad y niveles de servicio aplicado a diferentes tipos de
elementos viales.
El objetivo, al abordar el análisis de tránsito, es dar a conocer algunas de la
metodologías e investigaciones y sus aplicaciones mas relevantes en este tema, con
particular énfasis en los aspectos que relacionan las variables del flujo vehicular, la
distribución de los vehículos en una vialidad y las distribuciones estadísticas empleadas
en proyectos y control de tránsito.
2.3.2. Conceptos fundamentales
Aquí se presenta una descripción de algunas de las características fundamentales del
flujo vehicular, representadas en sus tres variables principales: el flujo, la velocidad y la
densidad. Mediante la deducción de relaciones entre ellas, se puede determinar las
características de la corriente de tránsito, y así predecir las consecuencias de las
diferentes opciones de circulación y proyecto. De igual manera, el conocimiento de estas
tres variables es de mucha importancia, ya que estas indican la calidad o nivel de
servicio experimentado por los usuarios de cualquier sistema vial.

2.3.2.1. Variables relacionadas con el flujo
La tasa de flujo, q, es la frecuencia a la cual pasan los vehículos por un punto o sección
transversal de un carril. La tasa de flujo es el numero de vehículos, N, que pasan durante
un intervalo de tiempo especifico, T, inferior a una hora, expresada en vehículos por
minuto, o vehículos por segundo, no obstante el flujo también puede ser expresado en
vehículos por hora teniendo en cuenta su interpretación, pues no se trata efectivamente
del número de vehículos que pasan durante una hora completa. La tasa de flujo, q, se
calcula entonces con la siguiente expresión:

El intervalo simple es el intervalo de tiempo entre el paso de dos vehículos consecutivos,
generalmente expresado en segundos y medido entre puntos homólogos del par de
vehículos.
El intervalo promedio en cambio es el promedio de todos los intervalos simple, hi,
existentes entre los diversos vehículos que circulan por una vialidad. Por tratarse de un
promedio se expresa en segundos por vehículo (s/veh) y se calcula, de acuerdo a la
siguiente expresión:

Donde:
= intervalo promedio (s/veh)
N = numero de vehículos (veh)
N-1 = numero de intervalos (veh)
hi = intervalo simple entre el vehículo i y el vehículo i + 1
Obsérvese que las unidades del intervalo promedio

(s/veh) son las unidades inversas

de la tasa de flujo q (veh/s), por lo que también puede plantearse la siguiente relación:

2.3.2.2. Variables relacionadas con la velocidad
Las variables del flujo vehicular relacionadas con la velocidad son la velocidad de
punto, la velocidad instantánea, la velocidad media temporal, la velocidad media
espacial, la velocidad de recorrido, la velocidad de marcha, la distancia de recorrido y el
tiempo de recorrido.

2.3.2.3. Variables relacionadas con la densidad
Las variables relacionadas con la densidad son la densidad o concentración, el
espaciamiento simple entre vehículos consecutivos y el espaciamiento promedio entre
varios vehículos.
Densidad de concentración es el número N de vehículos que ocupan una longitud
específica, d, de una vialidad en un momento dado. Generalmente se expresa en
vehículos por kilometro (veh/km), ya sea referido a un carril o a todos los carriles de una
calzada. Se calcula como:

Espaciamiento simple (Si) Es la distancia entre el paso de dos vehículos consecutivos,
usualmente expresada en metros y medida entre sus defensas traseras.
Espaciamiento promedio ( ) Es el promedio de todos los espaciamientos simples, Si,
existentes entre los diversos vehículos que circulan por una vialidad. Por tratarse de un
promedio se expresa en metros por vehículo (m/veh) y se calcula, mediante la siguiente
expresión:

Donde:

= espaciamiento promedio (m/veh)
N = numero de vehículos (veh)
N-1 = numero de espaciamiento (veh)
hi = espaciamiento simple entre el vehículo i y el vehículo i + 1
Obsérvese que las unidades del espaciamiento promedio

(m/veh) son las unidades

inversas de la densidad k (veh/m), por lo que también puede plantearse la siguiente
relación:

2.3.2.4. Relación entre el flujo, la velocidad, la densidad, el intervalo y el
espaciamiento
Al observar dos vehículos consecutivos, implícitamente se les asocia atributos tanto en
el espacio como en el tiempo. Así por ejemplo, el paso es el tiempo necesario para que el
vehículo recorra su propia longitud, y la brecha o claro es el intervalo de tiempo libre
disponible entre los dos vehículos, equivalente a la separación entre ellos medidos desde
la defensa trasera del primer vehículo hasta la defensa delantera del segundo vehículo,
dividida por la velocidad (la del segundo vehículo o la del grupo de vehículos si todos
ellos viajan a la misma velocidad).
Considerando a un grupo vehicular que se mueve a una velocidad (

)

aproximadamente constante, su intervalo promedio ( ) y espaciamiento promedio ( )
se pueden relacionar así:
Espacio = (Velocidad)(Tiempo)
=(

)( )

Como se puede ver en la anterior expresión, para un grupo de vehículos, el intervalo
promedio y el espaciamiento promedio se relacionan a través de la velocidad media
espacial.

También como cualquier otro fluido continuo, el flujo de la corriente de tránsito puede
definirse en términos de sus tres variables principales, la tasa de flujo q, la velocidad v, y
la densidad k.
Por las ecuaciones anteriores se sabe que:

Reemplazando estos dos valores en la ecuación tenemos:

De donde:

A la anterior correlación se la conoce como la ecuación fundamental de flujo vehicular,
que en forma general se expresa como:

Los resultados numéricos dados por la ecuación fundamental de flujo vehicular
dependen del método de la medición empleado para definir cada una de las variables y
de la forma de promediarlas, ya que existen mediciones de tipo puntual, mediciones obre
distancias o tramos específicos y mediciones dentro de todo un sistema.
2.4. Congestionamiento
2.4.1. Introducción
En los periodos de máxima demanda, el movimiento vehicular se ha tornado deficiente
con perdidas de velocidad, lo que hace que el sistema tienda a saturarse, hasta llegar a
funcionar a niveles de congestionamiento con las demoras y colas asociadas.

Las demoras pueden causarlas los dispositivos para el control de tránsito al interrumpir
el flujo y las ocasionadas por la misma corriente vehicular en situaciones de flujo
continuo. En el primer caso, todos los tipos de semáforos, así como las señales de ALTO
y CEDA EL PASO producen detenciones en un viaje normal. En el segundo caso, se
tienen demoras periódicas que ocurren cuando hay un cuello de botella, durante las
mismas horas del día y las demoras no periódicas ocasionadas por incidentes (accidentes
o vehículos descompuestos) o cierres eventuales de un carril.
La influencia de todas estas demoras puede medirse como una relación de demora, que
consiste en la diferencia entre la relación de movimiento observado y la relación de
movimiento considerada como normal para diferentes tipos de vías urbanas. Los valores
mínimos para la relación del movimiento normal en término de velocidad de recorrido
son: para autopistas de 56 km/h, para arterias principales 40 km/h y para calles
secundarias 32 km/h, según normas internacionales.
Con estos datos se puede conocer, comparativamente, cuales son las calles de la ciudad
que están en condiciones mas criticas. También se puede comparar las calles de una
ciudad a otra, conociendo alguna calle que opere en condiciones ideales, para así
establecer la comparación con las otras que se hayan medido y saber el grado de
congestionamiento en que se encuentran.
Las demoras y las colas, resultado del congestionamiento, es un fenómeno de espera
comúnmente asociado a muchos problemas de tránsito.
2.4.2. Significado analítico de la congestión
En general la capacidad de un sistema es el número máximo de vehículos que pueden ser
procesados por unidad de tiempo. De allí que, la congestión ocurre porque el sistema
tiene una capacidad limitada y la demanda supera a la misma.
Considérese un sistema con una capacidad µ entidades por unidad de tiempo, conocida
también como tasa de servicio. Como se recuerda, la capacidad es la tasa máxima y su
inverso es el intervalo máximo, entonces puede decirse que cada vehículo consume un
tiempo promedio tp en ser procesado de:

Si los vehículos llegan a una tasa por un idad de tiempo, entonces el tiempo total de
λ
procesamiento tT por vehículo será de:

Si λ>µ, puede ocurrir que:
1.) El sistema colapse, esto es que exista una completa congestión tal que no se
muevan los vehículos (tT=∞)
2.) Se forme una cola de espera que crece cada vez mas (tp→∞)
3.) Bajo condiciones de estado no estacionarias, solamente cuando λ>µ por un
intervalo limitado de tiempo, la cola que se forma eventualmente se disipa.
Por otra parte, si λ y/o µ son variables aleatorias, incluso cuando λ<µ, las colas se
pueden formar.
Por lo anterior, en cualquier condición, el tiempo total de procesamiento tT, por unidad,
es igual al tiempo promedio de procesamiento tp mas el tiempo de demora tD. Esto es:

2.4.3. Elementos de un sistema de filas en espera
Para caracterizar un fenómeno de espera en un sistema vial de servicios, es necesario
responder a interrogantes como:
•

¿A que hora empieza y termina el congestionamiento?

•

¿Cuál es el número medio de vehículos en el sistema?

•

¿Cuál es el número medio de vehículos en la cola?

•

¿Cuál es el tiempo medio del sistema?

•

¿Cuál es el tiempo medio de espera o demora media?

•

¿Cuál es la longitud máxima de la cola?

•

¿Cuál es la demora máxima?

•

¿Cuál es la demora total de todo el tránsito?

•

¿Cuál es la proporción de tiempo en que se utiliza el sistema?

•

¿Cual es la proporción del tiempo en l que el sistema permanece inactivo?

Se genera una cola cuando los vehículos llegan a una estación de servicio cualquiera, ya
sea, por ejemplo, un estacionamiento, una intersección con semáforos o no, un cuello de
botella, un enlace de entrada a una autopista, un carril especial de vuelta, etc. La
prestación del servicio para cada llegada toma cierto tiempo y puede ofrecerlo una o mas
estaciones.
Los vehículos llegan al sistema a una tasa de llegadas λ. Entran a la estación de servicio
si esta desocupada, donde son atendidos a una tasa media de servicio µ, equivalente a la
tasa de salidas. Si la estación de servicio esta ocupada se forma en la parte de la cola a
esperar ser atenidos.
Frecuentemente, tanto la tasa de llegadas como la tasa de servicios varían, causando que
también variara la formación de colas. Se define la cola como el numero de vehículos
que esperan ser servidos, sin incluir aquellos que están actualmente siendo atendidos.
Para considerar de una manera apropiada un sistema de filas de espera se requiere tener
en cuenta la naturaleza de su comportamiento, puesto que tanto las llegadas como los
servicios varían con el tiempo. En este sentido, el comportamiento de la cola y los
modelos necesarios para describirla, o caracterizarla, dependen de la representación
explicita de los siguientes elementos que conforman el proceso:
2.4.4. Análisis deterministico del congestionamiento
El análisis deterministico consiste en el cálculo preciso del valor de una variable en
función de ciertos valores específicos que toman otras variables. Esto solamente ocurrirá
un valor de la función objetivo para un conjunto dado de valores de las variables de
entrada.

En situaciones de congestionamiento, donde los patrones de llegada y de servicios son
altos, los enfoques a nivel macroscópico son los que mas se aproximan a este fenómeno,
describiendo la operación vehicular en términos de sus variables de flujo, generalmente
tomadas como promedios.
2.4.4.1. Análisis de intersección con semáforos con régimen D/D/1
La intersección con semáforos es uno de los ejemplos más típicos de un fenómeno de
espera, puesto que por la presencia de la luz roja siempre existirá la formación de colas
de vehículos. bajo condiciones no saturadas del tránsito, esto es, para cada ciclo las
llegadas son menores que la capacidad de acceso, de manera que los vehículos que se
encuentran en la cola no esperan mas de un ciclo del semáforo para ser servidos por el
semáforo o estación de servicio.
La capacidad de un acceso a una intersección con semáforos se expresa en términos de
flujo de saturación s. Cuando el semáforo cambia a verde, el paso de los vehículos a
través de la línea de ALTO se incrementa rápidamente a una tasa equivalente al flujo de
saturación, la cual se mantiene constante hasta que la cola se disipa o hasta que termina
el verde. El flujo de saturación es la tasa máxima de salidas que puede ser obtenida
cuando existen colas.
2.4.4.2. Análisis de cuellos de botella
En vialidades de flujo continuo, los cuellos de botella se presentan básicamente en
aquellos tramos donde la sección transversal reduce su ancho en términos del número de
carriles. En aquellas situaciones donde la demanda vehicular λ (llegadas) al inicio del
cuello de botella supera la capacidad µ (salidas) de este, se presentan problemas de
congestionamiento justamente en el tramo anterior al cuello de botella.
2.5 Capacidad Vial
2.5.1 Introducción
Para determinar la capacidad de un sistema vial, rural o urbano, no solo es necesario
conocer sus características físicas o geométricas, sino también las características de los

flujos vehiculares, bajo algunas condiciones de operación sujetas a los dispositivos de
control de tránsito y al flujo vehicular en sí.
Así mismo, no puede tratarse la capacidad de un sistema vial sin hacer referencia a otras
consideraciones importantes que tienen que ver con la calidad del servicio
proporcionado.
Por lo tanto, un estudio de capacidad de un sistema vial es al mismo tiempo un estudio
cuantitativo y cualitativo, el cual permite evaluar la suficiencia (cuantitativo) y la calidad
(cualitativo) del servicio ofrecido por el sistema a los usuarios.
2.5.2. Principios y conceptos generales
2.5.2.1. Concepto de capacidad vial
En las fases de planeación, estudio, proyecto y operación de carreteras y calles, la
demanda de tránsito, presente o futura, se considera como una cantidad conocida. Una
medida de la eficiencia con la que un sistema vial presta servicio a esta demanda, es su
capacidad.
La capacidad de una infraestructura vial es el máximo número de vehículos que pueden
pasar por un punto o un carril durante un intervalo de tiempo dado, bajo las condiciones
prevalecientes de la infraestructura vial, del tránsito y de los dispositivos de control.
El intervalo de tiempo utilizado en la mayoría de los análisis de capacidad vial es de 15
minutos, debido a que se considera que este es el intervalo más corto durante el cual
puede presentarse un flujo estable. Como se sabe, que el volumen en 15 minutos así
obtenido es convertido a tasa de flujo horaria, entonces la capacidad de un sistema vial,
es la tasa máxima horaria.
La infraestructura vial, sea esta una carretera o calle, puede ser de circulación continua o
discontinua. Los sistemas viales de circulación continua no tienen elementos externos al
flujo de tránsito, tales como los semáforos y señales de alto que produzcan
interrupciones en el mismo. Los sistemas viales de circulación discontinua tienen
elementos fijos que provocan interrupciones periódicas de flujo de tránsito,

independientemente de la cantidad de vehículos, tales como los semáforos, las
intersecciones de prioridad con señales de alto y ceda el paso, y otros tipos de
regulación.
Dependiendo del tipo de infraestructura vial a analizar, se debe establecer u
procedimiento para el calculo de su capacidad y calidad de servicio.
Por lo tanto, el principal objetivo del análisis de capacidad, es estimar el máximo
número de vehículos que un sistema vial puede soportar con la seguridad de un flujo
continuo.
A su vez, mediante los análisis de capacidad, también se estima la cantidad máxima de
vehículos que el sistema vial puede soportar mientras se mantiene una determinada
calidad de servicio, introduciéndose aquí el concepto de nivel de servicio.
2.5.2.2. Concepto de nivel de servicio
Para medir la calidad de flujo vehicular se usa el concepto de nivel de servicio. Es una
medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo vehicular, y de
su percepción por los choferes. Estas condiciones se describen en temimos de factores
tales como la velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de realizar maniobras, la
comodidad, la conveniencia y la seguridad vial.
De los factores que afectan el nivel del servicio, se distinguen los internos y los externos.
Los internos son aquellos que corresponden a variaciones en la velocidad, en el
volumen, en la composición del tránsito, etc. Entre los externos están las características
fijas, tales como el ancho de los carriles, la distancia libre lateral, el ancho de cunetas,
las pendientes, etc.
2.5.2.3. Condiciones prevalecientes
Es necesario tener en cuenta el carácter probabilístico de la capacidad, por lo que puede
ser mayor o menor en un instante dado. A su vez, como la definición misma lo dice, la
capacidad se define para condiciones variantes que dependen de:
1. Condiciones de la infraestructura vial

Son las características fijas de la carretera o la calle, el desarrollo de su entorno, las
características geométricas (ancho de carriles, obstrucciones laterales, velocidad del
proyecto, restricciones para el rebase) y el tipo de terreno donde se aloja la
infraestructura vial.
2. Condiciones de tránsito
Se refiere a la distribución del tránsito en el tiempo y en el espacio; a su composición en
tipos de vehículos como livianos, camiones, autobuses, etc. a la distribución de carriles,
y a la dirección de los mismo.
3. Condiciones de los controles
Hace referencia a los dispositivos para el control de tránsito, tales como los semáforos
(fases, longitudes de ciclo, repartición de verdes, etc.), las señales restrictivas (alto, ceda
el paso, no estacionarse, solo vueltas a la izquierda, etc.) y las velocidades limites.
2.5.2.4. Condiciones base o ideales
Una condición base o ideal, es una condición optima estándar, que deberá ser ajustada
para tener en cuenta la condiciones inicial. Las condiciones base asumen buen estado del
tiempo, buenas condiciones del pavimento, usuarios familiarizados con el sistema vial y
sin impedimentos en el flujo vehicular. Por lo anterior, se puede plantear de manera
general, una condición prevaleciente en función de una condición base, mediante
cualquiera de las dos siguientes relaciones:
Condición Prevaleciente = (Condición Base) - (Ajuste)
Condición Prevaleciente = (Condición Base) x (Factor de Ajuste)
Mediante la primera relación se llega a la condición prevaleciente, restando un valor a
la condición base con las mismas unidades de la característica o variable analizada. Y
mediante la segunda relación se llega a la condición prevaleciente, multiplicando la
condición base por un factor de ajuste, que generalmente es menor o igual a uno.

2.5.2.5. Niveles de análisis
El procedimiento básico en general, para los diferentes tipos de infraestructuras viales,
considera tres niveles de aplicación de la metodología de análisis de capacidades y
niveles de servicio.
1. Análisis operacional
Es la aplicación que requiere mayor precisión, orientada hacia las condiciones existentes
o anticipadas de la infraestructura vial, el tránsito y los dispositivos de control. La
aplicación mas útil del análisis operacional es cuando se requiere evaluar el efecto de
una medida de corto a mediano alcance, o una mejora de bajo costo, tales como; sentido
de los carriles, implementación de dispositivos de control, cambio de la programación de
un semáforo y ubicación de paradas o el aumento del radio de curva en una carretera,
etc.
El análisis produce resultados para la comparación de alternativas. Estos datos deben ser
recogidos en campo y generalmente analizados en un laboratorio.
2. Análisis de diseño o proyecto
Este nivel de análisis principalmente se lo utiliza para establecer las características
físicas detalladas que le permiten a un sistema vial nuevo o modificado operar a un nivel
de servicio deseado. Tales características pueden ser; numero básico de carriles
requerido, necesidad de carriles auxiliares o de vueltas, anchos de carril, valores de
pendientes longitudinales, longitud de carriles adicionales, anchos de aceras y cruces
peatonales, dimensionamiento de bahías para transporte público, etc.
Los datos requeridos son relativamente detallados y están basados en los atributos de
diseño propuestos, por lo que la precisión de esta aplicación es intermedia, más aun si se
tiene en cuenta la incertidumbre que existe en el pronóstico de la demanda futura de
tránsito..
3. Análisis de planeamiento

Esta dirigido hacia las estrategias de largo plazo, cuando se empieza a planear un
elemento del sistema vial y no se conocen con exactitud todos los detalles necesarios,
especialmente los relativos a la demanda de tránsito, por lo que la aplicación es menos
precisa y se suelen emplear valores por defecto. Los estudios se enfocan, a una posible
configuración del sistema vial o parte de el, impacto de un desarrollo propuesto,
pronostico de los años futuros en los cuales la operación de un sistema vial caerá por
debajo de servicio deseado, políticas de gestión de tránsito, etc.
2.5.3.. Niveles de servicio
1. Nivel de servicio A
Representa circulación a flujo libre. Los usuarios, considerados en forma individual,
poseen una altísima libertad para seleccionar sus velocidades deseadas y maniobrar
dentro del tránsito. El nivel general de comodidad y conveniencia proporcionado por la
circulación es excelente.
2. Nivel de servicio B
Están aun dentro del rango de flujo libre, aunque empiezan a observar otros vehículos
integrantes de la circulación. La libertad de selección de las velocidades deseadas sigue
relativamente intacta, aunque disminuye un poco la libertad de maniobra. El nivel de
comodidad es inferior, porque la presencia de otros vehículos comienza a influir en el
comportamiento individual de cada uno.
3. Nivel de servicio C
Pertenece al rango de flujo estable. La selección de velocidad se ve afectada por la
presencia de otros, y la libertad de maniobra comienza a ser restringida. El nivel de
comodidad y conveniencia desciende notablemente.
4. Nivel de servicio D
Representa una circulación de densidad elevada, aunque estable. La velocidad y libertad
de maniobra quedan seriamente restringidas, y el usuario experimenta un nivel general

de comodidad y conveniencia bajo. Pequeños incrementos en el flujo ocasionan
problemas de funcionamiento, incluso con formación de pequeñas colas.
5. Nivel de servicio E
El funcionamiento esta en el, o cerca del, limite de su capacidad. La velocidad de todos
se ve reducida a un valor bajo, bastante uniforme. La liberad de maniobra para circular
es extremadamente difícil, y se consigue forzando a los vehículos a ceder el paso. Los
niveles de comodidad y conveniencia son enormemente bajos, siendo muy elevada la
frustración de los conductores. La circulación es normalmente inestable, debido a que
los pequeños aumentos de flujo o ligeras perturbaciones de tránsito producen colapsos.
6. Nivel de servicio F
Representa condiciones de flujo forzado. Esta situación se produce cuando la cantidad
de tránsito que se acerca a un punto crítico, excede la cantidad que puede pasar por el.
En estos lugares se forman colas donde la operación se caracteriza por la existencia de
repetidas paradas y arranques, extremadamente inestable, típicas de lo cuellos de botella.
2.3.4. Intersecciones con semáforos
2.5.4.1. Características generales
Ahora se va a presentar de una manera general el análisis operacional de intersecciones
con semáforos bajo condiciones de circulación discontinua. Condiciones que tienen que
ver con la geometría, el tránsito y los semáforos mismos.
Muy rara vez se encontrará que todos los accesos de una intersección funcionen en las
mismas condiciones. Por lo tanto, se debe hacer referencia a las capacidades de los
diferentes accesos para movimientos críticos en carriles simples o agrupados.
A diferencia de los sistemas viales de circulación continua, en las intersecciones con
semáforos, la capacidad no esta totalmente correlacionada con determinado nivel de
servicio. El análisis de capacidad, implica el cálculo de la relación volumen/capacidad
para movimientos críticos en carriles simples o agrupados, mientras que el análisis de

nivel de servicio, se basa en la demora media de los vehículos detenidos por la acción de
los semáforos.
2.5.4.2. Niveles de servicio
El nivel de servicio de una intersección con semáforos se define a través de las demoras,
las cuales representan para el usuario una medida del tiempo perdido de viaje, el
consumo de combustible, de la incomodidad y de la frustración. Específicamente, el
nivel de servicio se expresa en términos de la demora media por vehículo debida a las
detenciones para un periodo de análisis de 15 minutos, considerado como periodo
máximo de demanda.
En la tabla 2.1 se definen los seis niveles de servicio, cuyas características principales
están dadas por:
Nivel de

Demora por

servicio

semáforo
(Segundos/ vehículo)

A

<=10

B

>10-20

C

>20-35

D

>35-55

E

>55-80

F

>80

Tabla 2.1. Niveles de servicio en intersecciones con semáforos

1. Nivel de servicio A
Operación con demoras muy bajas, menores de 10 segundos por vehículo. La mayoría
de los vehículos llegan durante la fase verde y no se detienen del todo. Longitudes de
ciclo corto pueden contribuir a las demoras mínimas.
2. Nivel de servicio B

Operación con demoras entre 10 y 20 segundos por vehículo. Algunos vehículos
comienzan a detenerse.
3. Nivel de servicio C
Operación con demoras entre 20 y 35 segundos por vehículo. La progresión del tránsito
es regular y algunos ciclos empiezan a malograrse.
4. Nivel de servicio D
Operación con demoras entre 35 y 55 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 verde/rojo altas. Muchos vehículos se detienen y se hacen más
notables los ciclos malogrados.
5. Nivel de servicio E
Operación con demoras entre 55 y 80 segundos por vehículo. Se considera como el
límite aceptable de demoras. Las demoras son causadas por progresiones pobres, ciclos
muy largos y relaciones verde/rojo muy altas.
6. Nivel de servicio F
Operación con demoras superiores a los 80 segundos por vehículo. Los flujos de llegada
exceden la capacidad de los accesos de la intersección, lo que ocasiona
congestionamiento y operación saturada.
2.6. Tipos de simulación
2.6.1. Simulación Microscópica
Un simulador microscópico, simula el comportamiento de cada vehículo cada décima de
segundo. Los vehículos pueden variar sus características físicas o de rendimiento y
puede ser adecuado a las necesidades del usuario. Se simula en detalle la aceleración,
desaceleración, intervalo entre vehículos, cambios de carril, confluencias e
incorporaciones, situaciones que pueden ser afectadas por el comportamiento del
conductor, las características del vehículo o la geometría de la vía. Un simulador

microscópico incluye parámetros de defecto para los modelos más importantes de
comportamiento. Sin embargo, el usuario puede cambiar estos parámetros fácilmente
para calibrar el software a casos específicos.

Figura 2.2. Izquierda: Ma crosimulación. Derecha: microsimulación

2.6.2. Simulación Macroscópica y Mesoscópica
Otro tipo de simulación puede analizar redes de área extensas con diferentes grados de
fidelidad y con diferentes métodos de simulación. En el simulador mesoscópico, los
vehículos son reunidos en células y corrientes de tráfico y sus movimientos están
basados en capacidades y funciones de velocidad-densidad predefinidas. Los vehículos
individuales son rastreados pero sus movimientos utilizan funciones agregadas de
velocidad-densidad en vez de los modelos de seguimientos de vehículos y de cambio de
carril. En el simulador macroscópico los movimientos de los vehículos están basados en
funciones de volumen demora que dependen de la clasificación del sistema de vías. La
operación del sistema semafórico no se modela explícitamente en los modelos
mesoscópica y macroscópico. Más bien, los planes semafóricos se convierten en

capacidades equivalentes para los movimientos de giro. Antes de que los vehículos
ingresen o salgan de un segmento se examina la restricción de capacidad o el efecto de
las colas, de manera que se formarán colas cuando no exista capacidad suficiente en el
sentido del tráfico. Se utiliza aun una metodología basada en el tiempo, pero las medidas
del tiempo no necesitan ser tan precisas en este tipo de simulaciones.
2.6.3. Simulación Híbrida
Actualmente un buen sistema de simulación debe tener la capacidad de simulación
híbrida mediante la cual una micro simulación de alta fidelidad puede ser combinada en
algunos segmentos de la red con modelación mesoscópica o macroscópica. Se puede
simular con micro simulación partes de la red de mayor interés y otras partes con
métodos de menor detalle. Esta capacidad de simulación híbrida hace posible simular
redes muy extensas con potenciales de computación relativamente modestos, ya que
permite disminuir la exigencia de generación de vehículos para análisis individual, y lo
reemplaza por un conjunto de vehículos con un comportamiento general.

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