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11-nov-2011, 20:41
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Se registró el: septiembre-2009

Como diseñar los tiempos de un semáforo.

EL SEMAFORO



Los semáforos son dispositivos electromagnéticos y electrónicos proyectados específicamente para facilitar el control del tránsito de vehículos y peatones, mediante indicaciones visual de luces de colores universalmente aceptados, como lo son el verde, el Amarillo y el rojo.

Originalmente, los primeros semáforos, instalados en Londres en 1868, fueron accionados a mano y sólo constituían una extensión mecánica del brazo del agente de tránsito. El primer semáforo electrónico instalado en los Estados Unidos tuvo lugar en 1914 en Cleveland, y en 1917 en SALT Lake City se introduce la interconexión de semáforos.

De estos primeros semáforos, ahora piezas de museos, se ha llegado en la actualidad al uso de verdaderos cerebros electrónicos. A medida que pasa el tiempo, el congestionamiento y los accidentes aumentan, por lo que para su atenuación, el uso de semáforos ha alcanzada un notable desarrollo.

Esto ha permitido establecer estrategias para el control del tránsito a lo largo de las diferentes horas del día a través de programas específicos para periodos de máxima y mínima demanda.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SEMÁFOROS

Si la instalación operación de los semáforos es correcta, estos podrán aportar diversas ventajas. Un semáforo o un sistema de semáforos, que opere correctamente, tendrá una o más de las siguientes:

Ventajas:

Ordena la circulación del tránsito y mediante una asignación apropiada del derecho al uso de la intersección.

Reduce la frecuencia de cierto tipo de accidentes.

Con espaciamientos favorables se pueden sincronizar para mantener una circulación continua.

Permiten interrumpir periódicamente los volúmenes de tránsito intensivos de una arteria, para conceder el paso de vehículos.

Desventajas:

Se incurre en gastos no justificados para soluciones que podían haberse resuelto solamente con señales o en otra forma económica.

Causan demoras injustificadas a cierto número de usuarios, especialmente tratándose de volúmenes de tránsito pequeños.

Producen reacción desfavorable en el público.

Incrementan el numero de accidentes del tipo alcance.

Ocasionan perdidas innecesarias de tiempo en las horas del día.

Aumentan la frecuencia o gravedad de ciertos accidentes cuando la conservación es deficiente.

NUMERO DE LENTES Y DE CARAS

La lente es la parte de la unidad óptica que por refracción dirige la luz proveniente de la lámpara y de su reflector en la dirección deseada. Se recomienda que la cara de todo semáforo tenga cuando menos tres lentes: rojo, ámbar y verde y cuando más, cinco lentes: rojo, ámbar, flecha de frente, flecha izquierda y flecha derecha, donde el orden de colocación es el que indica.

La cara de un semáforo es el conjunto de unidades ópticas (lente, reflector, lámpara y portalámpara). El doble semáforo permite ver las indicaciones aunque uno de ellos lo tape un vehículo grande. La necesidad de colocar más de dos semáforos por acceso dependerá de las condiciones locales, tales como número de carriles, indicaciones direccionales, isletas para canalización, etc.

SEMÁFOROS DE TIEMPO FIJO

Los semáforos de tiempo fijo se utilizan en intersecciones donde los patrones de transito son relativamente estables. Los controles de tiempo fijo, se adaptan especialmente a intersecciones en las que se desea sincronizar el funcionamiento de los semáforos con los de otras instalaciones próximas.

El control de tiempo fijo sin mecanismo de sincronización es aconsejable para intersecciones aisladas de poca importancia, de las que no se prevé necesidad de coordinar con otras.

Existe un sistema de control de tiempo fijo con mecanismo de sincronización, accionado por un motor, que se usa para intersecciones aisladas cuando se prevea la necesidad de coordinar éstas con otros semáforos, o que el semáforo sea supervisado por un control maestro.

REQUISITOS

Volumen mínimo de vehículos: Aquí la intensidad del tránsito de las vías que se cruzan es la principal justificación. Los volúmenes para las calles principal y secundaria corresponden a las mismas ocho horas.

Ininterrupción del tránsito continuo: Se aplica cuando las condiciones de operación de la calle principal son de tan naturaleza que el tránsito en la calle secundaria sufre demoras, o riesgos excesivos, al entrar o cruzar la calle principal.

Volumen mínimo de peatones: Se satisface este requisito si durante cada una de cualesquiera de las ocho horas de un día representativo se tienen los siguientes volúmenes: 600 o más vehículos por hora en ambos sentidos en la calle principal, o bien 1,000 o más vehículos por hora si la calla principal tienen camellon; y si durante las mismas ocho horas cruzan 150 más peatones por hora, en el cruce de mayor volumen.

Circulación progresiva: Este requisito se satisface en calles asiladas de un sentido y donde los semáforos, en caso de haber, están muy distantes entre si para conservar los vehículos agrupados y a la velocidad deseada.

DISTRIBUCIÓN DE LOS TIEMPOS DEL SEMÁFORO

Términos básicos

Ya sea que la distribución de los tiempos en un semáforo se realice por métodos manuales o por modelación en computadoras, el ingeniero de tránsito necesita conocer los principios básicos que la sustentan.

En particular, la modelación por computadora, no es más que ejercicio de codificación, un acto de “f ciega”la ingeniería en lo que se refiere a la seguridad pública y la conveniencia, requiere mucho más que esto.

En el análisis del control de intersecciones con semáforos y en lo requisitos par ala distribución de sus tiempos, es necesario precisar algunos términos básicos o parámetros de tiempo y así evitar posibles confusiones.

Indicación de señal: Es el encendido de una de las luces del semáforo o una combinación de varias luces al mismo tiempo.

Ciclo o longitud de ciclo: Tiempo necesario para que el disco indicador efectúe una revolución completa.

Movimiento: Maniobra o conjunto de maniobras de un mismo acceso que tienen el derecho de paso simultáneamente.

Intervalo: Cualquiera de diversas divisiones del ciclo, durante la cual no cambian las indicaciones de señal del semáforo.

Fase: Parte del ciclo asignada a cualquier combinación de uno o más movimientos que reciben simultáneamente el derecho de paso, durante uno o más intervalos.

Secuencia de fase: orden predeterminado en que ocurren las fases del ciclo.

Reparto: porcentaje de la longitud del ciclo asignado a cada una de las diversas fases.

Intervalo de despeje: tiempo de exposición de la indicación ámbar del semáforo que sigue al intervalo verde.

Intervalo todo rojo: Tiempo de exposición de una indicación roja para todo el tránsito que se prepara a circular.

Intervalo de cambio de fase: Intervalo que puede consistir solamente en un intervalo de cambio ámbar o que puede incluir un intervalo adicional de despeje todo rojo.

CALCULO DE LOS TIMEPOS DEL SEMÁFORO

Para obtener un mínimo de demoras, cada fase debe incluir el mayor número posible de movimientos simultáneos. Este debe ser un objetivo permanente que no debe olvidarse. La selección de los movimientos dentro de cada fase debe tener a reducir a un mínimo l frecuencia y gravedad de los puntos de conflictos. La distribución de los tiempos de cada fase debe estar en relación directa con los volúmenes de tránsito de los movimientos correspondientes.

Intervalo de cambio de fase: La función principal del intervalo de cambio de fase, es la de alertar a los usuarios de un cambio en la asignación del derecho al uso de la intersección.

Y= ( t + . V ) + L + W

2a V

Donde:

t = tiempo de (1 seg)

V= Velocidad (m/s)

a = Aceleración (3.05 m/s2 )

W= Longitud del vehículo (6.10 m)

L= Ancho de la calle.

Longitud del ciclo: F. V. Webster con base en observaciones de campo y simulación de un amplio rango de condiciones de tránsito, demostró que la demora mínima de todos los vehículos en una intersección con semáforo.

C. = 1.5 L + 5

1 - "yi

i-1

Donde:

C. = Tiempo óptimo de ciclo (s)

L = Tiempo total periodo por ciclo

Yi = Maximo valor de saturación

Vehículos equivalentes: Si todos los vehículos que salen de una intersección con semáforo son automóviles que continúan de frente, se tendrían las tasas máximas de flujo, a intervalos aproximadamente iguales.

Los vehículos pesados o comerciales (camiones y autobuses), por su mayor longitud y menor poder de aceleración que los automóviles, necesitan más tiempo para despejar la intersección. Los automóviles equivalentes comúnmente utilizados tanto para camiones, Ec, como para autobuses, Eg, varían de 1.4 a 1.6, tomándose un valor medio de 1.5 que supone accesos con pendientes cercanas al 0%.

Estos factores, Ev, que se utilizan para convertir automóviles que dan vuelta a automóviles equivalentes que no la dan, varían de 1.4 a 1.6 para vueltas hacia la izquierda y de 1.0 a 1.4 para vueltas hacia la derecha.

Flujo de saturación y tiempo perdido:

El tiempo entre los comienzos de los periodos de verde G y verde efectivo g, esto es ee', se considera como una pérdida inicial. Por lo tanto, el verde efectivo para la fase i es:

Gi = Gi + ff'- ee'

COORDINACIÓN DE SEMAFOROS

Sistemas de coordinación:

Los sistemas coordinados pueden, o no, estar sujetos a un control maestro. En general, los semáforos de tiempo fijo dentro de un radio de 400 metros y que regulan las mismas condiciones de tránsito, deben funcionar coordinadamente.

Existen cuatro sistemas de coordinación de semáforos de tiempo fijo, a saber:

Sistema simultaneo: Todos los semáforos muestran la misma indicaiocn aproximadamente al mismo tiempo, util para coordinar intersecciones muy cercanas. La relacion entre la velocidad, ciclo y distancia, puede expreserse asi:

V= 3.6 D

C

Donde:

V= velocidad de progresión entre intersecciones (km/h)

D= Distancia entre intersecciones (m)

C= Duración del ciclo (s)

Sistema alternado: Los semáforos de intersecciones cercanas, por grupos, muestran indicaciones alternadas, a lo largo de una ruta. En estas condiciones se consigue una banda del 100% siempre y cuando la velocidad de los vehículos sea:

V = 7.2D

C

Sistema progresivo simple o limitado: Este sistema trata de varios semáforos sucesivos, a lo garlo de una calle, que dan la indicación de verde de acuerdo con una variación de tiempo que permite, hasta donde es posible, la operación continua de grupos de vehículos a velocidad fija en “ondas verdes”.

Sistema progresivo flexible: En este sistema es posible que cada intersección con semáforo varié automáticamente en varios aspectos. Con base en la variación de los volúmenes de tránsito y la selección de la velocidad adecuada, se puede lograr un movimiento continuo a lo largo de una arteria, especialmente si es de un solo sentido. Ese sistema es el que da mejores resultados para intersecciones ubicadas a distancias variables.

DIAGRAMA ESPACIO-TIEMPO

Mediante el diagrama espacio-tiempo, se pueden proyectar los descasamientos para obtener un movimiento continuo a lo largo de una arteria. Como complemento del método gráfico puede verificarse el proyecto por el método matemático, que permite conocer a fondo las condiciones en que funcionara el sistema.

SEMÁFOROS ACCIONADOS POR EL TRANSITO

Características generales

Las características principal de la operación de semáforos accionados por el tránsito es que la duración de los ciclos responden, en general, a las variaciones en l demanda de transito vehicular.

Se distingue un tercer tipo de control cuando la sindicaciones en los controles de cierta zona varían de acuerdo con información recibida sobre fluctuaciones del transito. Para instalar semáforos accionados por el tránsito deben analizarse pavimento algunos factores, como sigue:

Volumen de vehículos: En intersecciones donde el volumen de tránsito no es suficiente para justificar semáforos de tiempo fijo.

Movimiento transversal: Cuando el volumen de tránsito en la calle principal es intenso y entorpece la circulación de la calle transversal.

Horas de máxima demanda: Si se requiere controlar una interseccin durante un tiempo breve en el día, como en las horas de máxima demanda, se peuden instalar semáforos accionados por el tránsito.

Peatones: Cuando se tengan los volúmenes mínimos de peatones, especificados para semáforos de tiempo fijo, pueden ser preferibles los semáforos accionados por el transito.

Accidentes: Cuando sólo se satisface el requisito mínimo relativo a los antecedentes sobre accidentes, especificado para semáforos de tiempo fijo.

Amplias fluctuaciones de tránsito: EN los casos que, según los requisitos para semáforos de tiempo fijo, es necesario instalar semáforos cuando los volúmenes de tránsito varían considerablemente.

Intersecciones complejas: En los casos donde se justifica la instalación de semáforos que exigen fases múltiples, se debe estudiar la conversión de usar semáforos accionados por el tránsito.

Sistemas progresivos: Cuando los espaciamientos y otras características de las intersecciones dentro de un sistema progresivo de semáforos de tiempo fijo sean tales que no se pueda lograr una buena coordinación.

Cruces de peatones fuera de la intersección: En los cruces concentrados de peatones cerca de escuelas o de espectáculos se puede justificar el uso de semáforos accionados por los peatones.

NUEVA TECNOLOGÍA

Los sistemas de semáforos de control centralizado, ya sean de tiempo fijo o accionados por el tránsito, deben sufrir continuos ajustes en la programación, ya que en las grandes ciudades los volúmenes de tránsito y los patrones de movimiento cambian continuamente.

A través de una constante y acuciosa recopilación de datos y su correspondiente análisis, deben mantener al día la información que les permita realizar ajustes en los programas de semáforos, semana a semana.

Con el progreso de las computadoras electrónicas, en la década de los sesentas se inicio una investigación muy importante: la posibilidad de registrar las variaciones del transito en forma automática y la eventualidad de que un equipo electrónico centralizado analizara los datos y tomara las decisiones para aplicar los programas mas adecuados.

La computadora, previamente programada para las diferentes situaciones que se pueden presentar, selecciona el programa más adecuado para los patrones de movimiento a esa hora del día. Con el uso de una simbología adecuada normalmente o tiene fallas de control, así como el grado de saturación de una arteria mediante el uso de ciertos dispositivos visuales.


A 5 de 9 Frikiusers les gustó este post.
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Playmo
11-nov-2011, 20:49
Aja
 
jgiorge
11-nov-2011, 20:52
Buenísimo, a favoritos y a leer más tarde. Va un "Me gusta".
 
santimostro1974
11-nov-2011, 21:07
Hay q leer mucho no jodas
 
pasioNoB
11-nov-2011, 21:40
 
Wolfman77
12-nov-2011, 00:12
muy buena info!!
yo diseñe como hobby / practica con microcontroladores un semaforo con autosincronismo, escalable y señal audible para no videntes, no tiene nada de calculo como lo que explicaste, pero me viene bien para implementarlo y mejorarlo

dejo un video de la simulacion



 
daango85
12-nov-2011, 01:04
Fuente?=
 
SePudrioLaMomia
12-nov-2011, 02:26
Citar:
daango85
Hoy, 00:04

Fuente?=
La fuente de la vida....
 
IVANICOLASR
12-nov-2011, 03:46
Otra vez el de las fuentes aaajaajajajaj! Como me cago de la risa!!! Jajajajaa
 
afcafc
12-nov-2011, 15:23
Tl;dr
 
Koyote
12-nov-2011, 15:53
 
Skeletor
12-nov-2011, 16:36
Interesante, cuando lo lea
 
IVANICOLASR
12-nov-2011, 20:54
A eso le llamo una verdadera pregunta!
 
tomyloco555
13-nov-2011, 14:19
Discusión cerrada

Tags
calle, diseño, ingenieria, seguridad, semaforo
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