Calibración Microsimulador AIMSUN Para Flujo Ininterrumpido Para La Ciudad de Concepción

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  • UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO

    FACULTAD DE INGENIERIA

    DEPARTAMENTO INGENIERIA CIVIL

    Calibracin del Microsimulador AIMSUN para flujo

    ininterrumpido en la ciudad de Concepcin

    Proyecto de Ttulo presentado en conformidad a los requisitos para obtener el

    Ttulo de Ingeniero Civil

    RODRIGO GONZALEZ RIVERA

    Prof. Gua: Patricio lvarez Mendoza

    Concepcin, Octubre del 2005

  • ii

    DEDICATORIA

    A mi esposa por el amor e incondicional apoyo, a mis padres por

    ensearme a ser lo que soy, a mis hermanos por el cario de siempre.

  • iii

    AGRADECIMIENTOS

    A mi profesor gua, Patricio lvarez, por la oportunidad y paciencia durante toda la etapa

    de mi tesis, adems mencionar y agradecer al profesor Sergio Vargas por confiar en los

    inicios de mi proyecto de titulo.

    Agradecer a mis compaeros, mis profesores y funcionarios del Departamento de

    Ingeniera Civil, que durante toda mi carrera confiaron y me apoyaron en cada uno de los

    proyectos tanto a nivel acadmico como de representante del alumnado.

    Quiero agradecer a todos los voluntarios que hicieron posible realizar con gran esfuerzo las

    mediciones de terreno, especialmente a mi hermano Gerald por su colaboracin en el

    anlisis de los datos y a Sebastin, Franco, Jos Luis, Luis, Marcos, Cristian, Manuel,

    Loreto, Corina, Carla, Moiss, Jorge, Patrick, Marcelo y Carlos. Sin ellos no hubiese sido

    posible realizar con xito esta etapa fundamental del desarrollo de la tesis.

    Agradezco la colaboracin involuntaria de Justin Siegel y Luz Maria Velasco, por los

    consejos y ayudas constantes que me permitieron solucionar diversos problemas durante el

    transcurso de la investigacin.

    Especiales agradecimientos a Fernando Miguel, por el gran apoyo en el inicio de mi carrera

    profesional como tambin por la constante disposicin y consejos para terminar mi

    proyecto de titulo.

    Finalmente quiero volver a agradecer a mi esposa, mis padres y hermanos, mis suegros por

    la preocupacin, cario durante toda mi carrera y a toda mi familia que siempre confiaron

    en m.

  • iv

    INDICE GENERAL

    DEDICATORIA .................................................................................................................ii

    AGRADECIMIENTOS.........................................................................................................iii

    INDICE GENERAL.............................................................................................................. iv

    INDICE DE TABLAS...........................................................................................................vi

    INDICE DE FIGURAS ......................................................................................................... ix

    RESUMEN ............................................................................................................................. x

    CAPITULO 1: INTRODUCCION......................................................................................... 1

    1.1. Objetivos...................................................................................................................... 1

    1.2. Alcances ...................................................................................................................... 2

    1.3. Contenidos ................................................................................................................... 2

    CAPITULO 2: MARCO TEORICO ...................................................................................... 4

    2.1. Clasificacin de modelos de simulacin ..................................................................... 4

    2.2. Introduccin a modelos de microsimulacin............................................................... 6

    2.3. Revisin de microsimuladores .................................................................................... 7

    2.4. Descripcin de GETRAM ........................................................................................... 8

    2.4.1 Editor de Redes TEDI ........................................................................................... 8

    2.4.2. Simulador Microscpico AIMSUN.................................................................... 10

    2.4.3 Resultados entregados por GETRAM ................................................................. 12

    2.4.4. Modelos utilizados por AIMSUN....................................................................... 13

    2.4.5. Parmetros que incluye GETRAM..................................................................... 21

    CAPITULO 3: METODOLOGIA DE CALIBRACION UTILIZADA .............................. 29

    3.1. Proceso de Calibracin .............................................................................................. 29

    3.2. Variables de Inters o de Contraste ........................................................................... 32

    3.2.1 El Flujo y su Composicin .................................................................................. 32

    3.2.2 Flujo por cada Pista (Uso de Pistas) .................................................................... 33

    3.2.3. Las Velocidades por Pistas ................................................................................. 33

    3.2.3. El Headways por Pista........................................................................................ 33

    3.3 Anlisis de Sensibilidad de Parmetros a Calibrar..................................................... 34

  • v3.3.1 Parmetros Uso de Pistas..................................................................................... 34

    3.3.2. Parmetros Velocidades por Pista ...................................................................... 37

    3.4. Ajuste de Parmetros ................................................................................................. 40

    3.5. Comparacin de la Bondad de Ajuste ....................................................................... 46

    CAPITULO 4: RECOPILACION DE INFORMACION Y TOMA DE DATOS ............... 48

    4.1. Eleccin de la Autopista de Estudio .......................................................................... 48

    4.2. Determinacin de Caractersticas Geomtricas y Operacionales de la Autopista

    Seleccionada. .................................................................................................................... 49

    4.3. Determinacin de las Caractersticas del Parque Vehicular...................................... 50

    4.4. Obtencin de Datos de Trfico.................................................................................. 52

    4.4.1. Medicin de Informacin ................................................................................... 54

    CAPITULO 5: RESULTADOS DEL PROCESO DE CALIBRACION............................. 62

    5.1. Resultados Obtenidos ................................................................................................ 62

    5.1.1. Errores con los Parmetros por Defecto ............................................................. 64

    5.1.2. Secuencia de Calibracin ................................................................................... 67

    5.1.3. Errores con Parmetros Propuestos por Lacalle ................................................. 69

    5.1.4. Resultados Finales de Calibracin...................................................................... 75

    5.2. Proceso de Validacin ............................................................................................... 89

    CAPITULO 6: CONCLUSIONES....................................................................................... 92

    ANEXOS.............................................................................................................................. 97

    Anexo A: Verificacin de Capacidad Vial. ...................................................................... 97

    A1.1 Conceptos Generales ........................................................................................... 97

    A1.2 Simulacin de Capacidad Mxima ...................................................................... 98

    A1.3 Clculo de la Capacidad segn HCM-1985......................................................... 99

  • vi

    INDICE DE TABLAS

    Tabla 2.1: Listado de microsimuladores ................................................................................ 7

    Tabla 4.1: Parmetros vehiculares utilizados en categora vehculos livianos..................... 51

    Tabla 4.2: Parmetros vehiculares utilizados en categora camiones simples ..................... 51

    Tabla 4.3: Parmetros vehiculares utilizados en categora camiones semiremolques y

    remolques. .................................................................................................................... 52

    Tabla 4.4: Flujos Av. Alonso de Ribera en Puntos de Control separados por categora, en

    periodo 14:00 a 15:00 hrs. ............................................................................................ 56

    Tabla 4.5: Velocidades en Kph del total de los vehculos, separados por pista, en periodo

    14:00 a 15:00 hrs. ......................................................................................................... 56

    Tabla 4.6: Velocidades en Kph, separados por pistas y categoras, en periodo 14:00 a 15:00

    hrs. ................................................................................................................................ 57

    Tabla 4.7: Headway en segundos del total de los vehculos, separados por pistas, en periodo

    14:00 a 15:00 hrs. ......................................................................................................... 57

    Tabla 4.8: Flujos Av. Alonso de Ribera, en puntos de medicin (PM), separados por

    categora en periodo entre las 14:00 a 15:00 hrs. ......................................................... 58

    Tabla 4.9: Flujos Av. Alonso de Ribera en Puntos de Control separados por categora, en

    periodo 15:30 a 16:30 hrs. ............................................................................................ 59

    Tabla 4.10: Velocidades en Kph del total de los vehculos, separados por pista, en periodo

    15:30 a 16:30 hrs. ......................................................................................................... 59

    Tabla 4.11: Velocidades en Kph, separados por pistas y categoras, en periodo 15:30 a

    16:30 hrs. ...................................................................................................................... 60

    Tabla 4.12: Headway en segundos del total de los vehculos, separados por pistas, en

    periodo 15:30 a 16:30 hrs ............................................................................................. 60

    Tabla 4.13: Flujos Av. Alonso de Ribera, en puntos de medicin (PM), separados por

    categora en periodo entre las 15:30 a 16:30 hrs. ......................................................... 61

    Tabla 5.1: Parmetros por defecto entregados por AIMSUN. (promedio, desviacin,

    mnimo, mximo) ......................................................................................................... 63

    Tabla 5.2: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para el Uso de Pista usando los

    valores de los parmetros por defecto. ......................................................................... 64

  • vii

    Tabla 5.3: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para las Velocidades por Pista

    usando los valores de los parmetros por defecto ........................................................ 66

    Tabla 5.4: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para los Headway por Pista

    usando los valores de los parmetros por defecto. ....................................................... 67

    Tabla 5.5: Tabla de Errores alcanzados en las primeras 7 Iteraciones. ................................ 68

    Tabla 5.6: Errores obtenidos con los parmetros por defecto en las velocidades por pistas

    para los vehculos livianos............................................................................................ 70

    Tabla 5.7: Errores obtenidos con los parmetros de Lacalle en las velocidades por pistas

    para los vehculos livianos............................................................................................ 71

    Tabla 5.8: Errores obtenidos con los parmetros por defecto en las velocidades por pistas

    para los camiones 2ejes ................................................................................................ 71

    Tabla 5.9: Errores obtenidos con los parmetros de Lacalle en las velocidades por pistas

    para los camiones 2ejes. ............................................................................................... 72

    Tabla 5.10: Errores obtenidos con los parmetros por defecto en las velocidades por pistas

    para los camiones +2ejes. ............................................................................................. 72

    Tabla 5.11: Errores obtenidos con los parmetros de Lacalle en las velocidades por pistas

    para los camiones +2ejes .............................................................................................. 73

    Tabla 5.12: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para el Uso de Pista usando los

    valores propuestos por Lacalle. .................................................................................... 74

    Tabla 5.13: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para las Velocidades por Pista

    usando los valores propuestos por Lacalle. .................................................................. 74

    Tabla 5.14: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para los Headway por Pista

    usando los valores propuestos por Lacalle. .................................................................. 75

    Tabla 5.15: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para el Uso de Pista una vez

    terminado el proceso de calibracin. ............................................................................ 76

    Tabla 5.16: Errores promedios alcanzados en valor absoluto para el uso de pistas

    representado como porcentaje. ..................................................................................... 77

    Tabla 5.17: Tabla de Errores Promedios en valor absoluto para las velocidades por pistas

    una vez terminado el proceso de calibracin................................................................ 79

    Tabla 5.18: Errores Velocidades por Pista separados por categora encontrados con

    parmetros con defecto, Lacalle y finalizada la calibracin......................................... 80

  • viii

    Tabla 5.19: Errores promedios alcanzados en valor absoluto para los headway por pista una

    vez terminado el proceso de calibracin....................................................................... 82

    Tabla 5.20: Comparacin de Parmetros Calibrados con los Parmetros por defecto y

    propuestos por Lacalle.................................................................................................. 87

  • ix

    INDICE DE FIGURAS

    Figura 2.1: Clasificacin modelos de simulacin segn nivel de detalle............................... 6

    Figura 2.2: Visualizacin TEDI ............................................................................................. 9

    Figura 2.3: Visualizacin AIMSUN..................................................................................... 11

    Figura 2.4: Zonas de cambio de pista ................................................................................... 17

    Figura 2.5: Zonas en el modelo cambio de pistas para acceso............................................. 19

    Figura 2.6: Zonas en el modelo cambio de pistas para salidas............................................. 19

    Figura 2.7: Esquema de categoras de parmetros. .............................................................. 21

    Figura 3.1: Esquema del Proceso de Calibracin Utilizado (Lacalle, 2003)........................ 29

    Figura 3.2: Proceso de Ajuste en dos etapas propuesto por Lacalle (2003)......................... 41

    Figura 4.1: Grfico Flujos Totales de la Avenida J.M. Garca............................................. 53

    Figura 4.2: Ubicacin de puntos de control y de medicin de autopista seleccionada ........ 55

    Figura 5.1: Calibracin con valores por defecto, situacin representativa uso pista 1......... 65

    Figura 5.2: Evolucin del uso de pistas y velocidades por pistas entre parmetros por

    defecto y parmetros propuestos por Lacalle (2003).................................................... 69

    Figura 5.3: Grfico evolucin error uso de pistas en valor absoluto durante la calibracin.78

    Figura 5.4: Grfico evolucin Velocidades por pistas en valor absoluto durante la

    calibracin. ................................................................................................................... 81

    Figura 5.5: Grfico evolucin error headways por pistas en valor absoluto durante la

    calibracin. ................................................................................................................... 83

    Figura 5.6: Grafico evolucin error Funcin Objetivo Global en valor absoluto durante la

    calibracin. ................................................................................................................... 85

    Figura 5.7: Comparacin final de errores entre modelos calibrados y no calibrados para

    cada una de las variables de contraste. ......................................................................... 86

    Figura 5.8: Resultados de la Validacin con los Parmetros por Defecto, Propuestos por

    Lacalle y Calibrados. .................................................................................................... 91

    Figura A.1: Verificacin de la Capacidad Segmento Bsico. .............................................. 91

  • xRESUMEN

    El mundo globalizado y los avances tecnolgicos, han permitido en todos los mbitos de la

    Ingeniera, desarrollar herramientas que facilitan enormemente la tarea de los Ingenieros y

    planificadores. Una de ellas son los modelos de microsimulacin, los cuales permiten

    modelar con un gran un nivel de detalle diferentes fenmenos y comportamientos.

    La obtencin de buenos resultados depende fundamentalmente de la calidad de la

    informacin entregada al microsimulador y a la utilizacin de parmetros que representen

    el comportamiento de los conductores en el lugar de simulacin. Para esto se propone la

    herramienta de Calibracin, la que consiste en precisar un conjunto de valores para diversos

    parmetros del modelo con la finalidad de replicar las condiciones observadas en terreno

    para ciertas variables de inters.

    Este estudio, comprende la calibracin para flujo ininterrumpido en la ciudad de

    Concepcin usando la metodologa propuesta por Mariano Lacalle (2003) para la Av.

    Kennedy en Santiago de Chile, que consiste en un proceso iterativo que busca replicar las

    condiciones de flujo existentes con las obtenidas por el microsimulador. El indicador

    estadstico utilizado corresponde al MAPE (error promedio porcentual absoluto).

    Los objetivos planteados resumen la bsqueda de valores adecuados para un conjunto de

    parmetros que influyen en el flujo ininterrumpido. Dentro de las etapas de esta tesis, se

    destaca la toma de datos de trfico, el ajuste de los parmetros y el proceso de validacin de

    los parmetros encontrados durante el desarrollo de la calibracin.

    Los resultados logrados llevan a la conclusin de la necesidad de calibrar el

    microsimulador AIMSUN, ya que los errores por defecto alcanzan un valor de 37,49%

    versus un 7,67% con los parmetros calibrados.

    Otra conclusin observada es que los parmetros propuestos por Lacalle (2003) no son

    replicables para la ciudad de Concepcin, en especial los parmetros que afectan a las

    velocidades por pistas, debido a que presentan un error de un 16,68% versus un 6,9% con

    los parmetros calibrados.

  • 1CAPITULO 1: INTRODUCCION

    El mundo globalizado y los avances tecnolgicos, han permitido en todos los mbitos de la

    Ingeniera, desarrollar herramientas que facilitan enormemente la tarea de los Ingenieros y

    planificadores. Una de ellas son los modelos de microsimulacin, los cuales permiten

    modelar con un gran un nivel de detalle diferentes fenmenos y comportamientos de los

    elementos de simulacin.

    Es por esto que el desarrollo de microsimuladores de transporte ha ido en constante

    crecimiento, debido a sus innumerables ventajas con respecto a los sistemas tradicionales,

    entre ellas, el hecho que se puede analizar todo el sistema vial y la simulacin puede ser

    visualizada.

    Sin embargo, para obtener buenos resultados en el uso de los microsimuladores, es

    necesario su calibracin para el pas o ciudad especfico, y cuando es posible para el lugar

    en donde se realiza la microsimulacin y haber alcanzado un nivel aceptable de validacin

    para ciertas caractersticas de trafico. El proceso de calibracin consiste en precisar un

    conjunto de valores para diversos parmetros del modelo con la finalidad de replicar las

    condiciones observadas en terreno para ciertas variables de inters.

    1.1. Objetivos

    El Objetivo general de esta tesis es determinar valores adecuados para un conjunto de

    parmetros de AIMSUN para flujo ininterrumpido para la Ciudad de Concepcin usando la

    metodologa propuesta por Lacalle (2003). Lo anterior es relevante considerando que las

    caractersticas socioculturales y del parque vehicular chileno difieren a lo largo de nuestro

    pas y adems si consideramos estudios anteriores se puede inferir que los parmetros por

    defecto no representan en general la realidad chilena.

    Dentro de los objetivos especficos estn:

  • 2

    Reconocer una autopista compatible con la metodologa propuesta para la calibracin de los parmetros dentro de la ciudad de Concepcin

    Obtener informacin de la geometra de la autopista necesaria para la implementacin del escenario de simulacin (plataforma TEDI)

    Obtener de forma efectiva los datos de flujo, velocidad y headway necesarios para simular y calibrar los parmetros seleccionados.

    Simular el comportamiento del trfico vehicular de la autopista seleccionada.

    Encontrar valores para los parmetros seleccionados, que simulen de mejor manera las condiciones de transito que presenta actualmente la autopista seleccionada.

    1.2. Alcances

    El estudio de Calibracin de AIMSUN para la ciudad de Concepcin, se basa en el

    procedimiento propuesto por Mariano Lacalle (2003), el cual estable la metodologa para

    flujo ininterrumpido.

    El flujo estudiado corresponde solamente a trfico privado los cuales se dividen en tres

    categoras, vehculos livianos, camiones 2 ejes y camiones sobre 2 ejes.

    El proceso de calibracin utilizado solamente aborda aspectos del comportamiento del

    automovilista, en una autopista de flujo ininterrumpido para la ciudad de Concepcin, por

    lo que se obtendrn valores de estos parmetros para esta ciudad.

    1.3. Contenidos

    La tesis consta de 6 captulos los cuales comprenden desde la Introduccin hasta las

    conclusiones.

  • 3El Captulo I corresponde a la Introduccin, en el cual se describen los objetivos generales

    y especficos. En el Capitulo II se entrega el Marco terico, el que comprende la

    clasificacin de los modelos de microsimulacin y una breve descripcin de Getram,

    mostrando sus caractersticas generales y modelos utilizados para el caso de simulaciones

    para flujo ininterrumpido.

    El Captulo III, corresponde a una descripcin del proceso de calibracin utilizado, en

    donde se presentan las variables de estudio, proceso de ajuste de parmetros y por ltimo se

    muestra el indicador de la bondad de ajuste de los parmetros.

    El Captulo IV, muestra el proceso de recopilacin de informacin, es decir, muestra la

    metodologa usada para la obtencin de los datos de trfico y entrega los valores obtenidos

    despus del anlisis de los datos.

    El Captulo V, corresponde a los resultados obtenidos mediante el proceso de calibracin,

    el cual se entregan los valores encontrados para el indicador de ajuste, tanto para los

    parmetros por defectos como los obtenidos en el proceso de calibracin para flujo

    ininterrumpido de la ciudad de Concepcin. Adems se presenta el proceso de Validacin

    de los parmetros encontrados.

    Finalmente, el Captulo VI corresponde a las conclusiones finales obtenidas en este

    proyecto de ttulo.

  • 4CAPITULO 2: MARCO TEORICO

    A lo largo de estos ltimos aos la simulacin se ha ido convirtiendo en una de las

    herramientas ms poderosas y utilizadas para el diseo y anlisis de sistemas gracias a su

    probada capacidad de reproducir con gran fidelidad la realidad.

    Las simulaciones nos entregan una serie de ventajas, entre las cuales se puede destacar,

    tiempos bajsimos en el anlisis del sistema, es decir, simular en segundos o minutos el

    comportamiento de horas, das o meses. Tambin se puede destacar la posibilidad de

    visualizar detalladamente comportamientos de los automovilistas como tambin analizar

    diferentes alternativas o la reaccin del sistema ante cambios en la red de estudio. En

    sntesis una de las mayores virtudes de los modelos de simulacin es lograr entregar

    informacin detallada frente a los posibles cambios del sistema permitiendo anticipar

    soluciones correctas a los problemas reales.

    Por otro lado, en el mbito de la ingeniera de transporte, es frecuente la alteracin de las

    vas de circulacin, lo cual involucra evaluar distintas medidas frente a estos cambios,

    siendo la opcin mas frecuente aplicar y probar las consecuencias, siendo generalmente

    de difcil percepcin.

    Debido a lo expuesto en el prrafo anterior, la utilizacin de microsimuladores de

    transporte permite obtener la mejor solucin para enfrentar las modificaciones del sistema

    de transporte, modelando el entorno y obteniendo resultados antes del llevar la solucin a la

    prctica.

    2.1. Clasificacin de modelos de simulacin

    Existen distintos tipos de clasificaciones, dependiendo de las caractersticas de los modelos

    que son consideradas como relevantes para realizar la clasificacin. Se presenta a

    continuacin una breve descripcin de ellos, siguiendo el lineamiento planteado por

    Lieberman y Rathi (1997) y expuesto en la tesis de Velasco (2003).

  • 5Considerando el tiempo como variable relevante, surge la siguiente clasificacin de los

    modelos de simulacin:

    a) Continuo: describe cmo los elementos de un sistema cambian de estado

    continuamente en el tiempo como respuesta a estmulos continuos.

    b) Discreto: realiza los cambios de estado en forma abrupta en ciertos momentos. Hay

    dos tipos de modelos discretos, que son aplicables segn las caractersticas que

    quieren ser representadas; Tiempo y Evento.

    Otra clasificacin posible surge al considerar el nivel de detalle con el que se representa el

    sistema estudiado y que es especfica de transporte (ver Fig. 2.1):

    a) Macroscpico: describe entidades y sus actividades e interacciones con bajo nivel

    de detalle. Ejemplos de esto, puede ser el que los flujos son representados como un

    promedio, considerando densidades y velocidades. Las maniobras de cambio de

    pista no son consideradas, sino que son incorporados los vehculos a los arcos

    suponiendo una correcta distribucin.

    b) Mesoscpico: en general representa las entidades con un alto nivel de detalle, pero

    describe sus interacciones y actividades con un detalle mayor que el anterior, pero

    menor que el siguiente (pelotones).

    c) Microscpico: describe tanto las entidades del sistema como sus actividades en

    forma detallada. Por ejemplo, al realizarse un cambio de pista se analiza la

    trayectoria propia, la del vehculo anterior, la del vehculo anterior en la pista

    adyacente y la del que viene a continuacin en ella.

    Estos modelos difieren tambin en la dificultad asociada a su calibracin. Los modelos

    microscpicos son ms difciles de calibrar que los macroscpicos, debido a que los

    primeros consideran la interaccin entre vehculos en la simulacin y las variables

    observadas de terreno no se relacionan directamente a los parmetros de los modelos

    considerados (Jayakrishnan et al., 2000).

  • 6A continuacin se representa en forma grafica la clasificacin de los modelos de simulacin

    considerando el nivel de detalle.

    Figura 2.1: Clasificacin modelos de simulacin segn nivel de detalle.

    MACRO

    MICRO

    MESO

    - +

    FLUJO PROMEDIO VEHICULO INDIVIDUAL

    2.2. Introduccin a modelos de microsimulacin

    Los microsimuladores representan un concepto generado por los considerables aumentos en

    la tecnologa del parque vehicular, lo que ocasiona un constante crecimiento de ste,

    trayendo consigo innumerables necesidades tanto de infraestructura como tambin de

    gestin vial.

    Un manera de mejorar la gestin de trnsito es aplicando Sistemas de Transporte

    Inteligente (ITS), los cuales ayudan al funcionamiento del sistema de transporte ms

    eficiente con la capacidad vial actual. Al aplicar estos sistemas los microsimuladores

    ayudan a cuantificar los beneficios logrados evaluando en forma anterior o en paralelo con

    la operacin real de las medidas analizadas.

    No todos los modelos son diseados para resolver todas las aplicaciones posibles

    existentes, pues poseen distintas propiedades. Adems de lo mencionado en el prrafo

    anterior los microsimuladores se aplican en la evaluacin de esquemas a gran escala,

    gestin en-lnea y usos referentes a la investigacin y educacin.

    A continuacin se hace una breve descripcin de los microsimuladores existentes.

  • 72.3. Revisin de microsimuladores

    Existe actualmente un gran nmero de microsimuladores. Algunos de ellos son de carcter

    comercial mientras otros son utilizados slo acadmicamente. Se presenta en la tabla 2.1 un

    listado con modelos de microsimulacin reportados por Smartest (1999). En ella la

    categorizacin tiene relacin con el tipo de condiciones de trfico que son capaces de

    representar.

    Tabla 2.1: Listado de microsimuladores

    Urbano Autopista Combinado Otros

    CASIMIR AUTOBAHN AIMSUN2 ANATOLL

    DRACULA FREEVU CORSIM PHAROS

    HUTSIM FRESIM FLEXSYT II SHIVA

    MICSTRAN MIXIC INTEGRATION SIMDAC

    NEMIS SISTM MELROSE

    NETSIM MICROSIM

    PADSIM MITSIM

    SIGSIM PARAMICS

    SIMNET PLANSIM-T

    SITRA-B+ TRANSIMS

    SITRAS VISSIM

    THOREAU

    Fuente: Smartest D3, 1999

    Los modelos de microsimulacin ms utilizados en Chile segn Velasco (2003) son:

    Paramics, Corsim, Aimsun 2 (Getram), ste ltimo es el ms utilizado tanto a nivel privado

    como en forma acadmica, siendo el software de microsimulacin utilizado para este

    estudio.

    Hay que sealar, que en mbito acadmico existen solamente tres Universidades del pas

    las cuales poseen las licencias del software GETRAM, la Universidad de Chile, Pontificia

    Universidad Catlica de Chile y la Universidad del Bo Bo.

  • 82.4. Descripcin de GETRAM

    GETRAM (Generic Environment for Traffic Analysis and Modeling) es un entorno de

    simulacin que comprende un editor grfico de redes de trfico (TEDI), un simulador

    microscpico de trfico (AIMSUN), una base de datos de redes de trfico, un mdulo para

    el almacenamiento de resultados y un API (Interfaz para la Programacin de Aplicaciones)

    para programar las interfaces entre el simulador y cualquier aplicacin del usuario, como

    por ejemplo su propio sistema de control.

    En la simulacin que se realiza, tras generar la topologa de la red con sus caractersticas

    mediante el uso de TEDI, AIMSUN considera el comportamiento de cada vehculo con sus

    caractersticas individuales y todos los elementos de la red representada afecta al

    comportamiento de los vehculos: pendientes, semforos, seales, paradas de autobuses,

    etc.

    Esto crea una simulacin virtual de la realidad usando animacin que permite realizar un

    completo anlisis y percibir el trfico del entorno modelado de una forma fcil y rpida.

    Las impresiones resultantes, pueden ser confirmadas por una serie de informes numricos y

    grficos que proporciona el propio, adems de incluir en los resultados particulares de este

    estudio aquellos que se han estimado ms representativos.

    2.4.1 Editor de Redes TEDI

    TEDI es un editor grfico de redes de trfico. Su funcin principal es la de la construccin

    de modelos de trfico con los que alimentar el simulador AISMUN2 (Fig. 2.2). Para

    facilitar esta tarea el editor acepta de fondo de imagen una descripcin grfica del rea del

    modelo procedente de Autocad o GIS, que se usa como patrn para la construccin de

    calles e intersecciones. Adems de los algoritmos implementados, el usuario puede definir

    funciones de coste o modelos de eleccin de ruta mediante el editor de funciones. Sus

    principales caractersticas son:

  • 9Soporta tanto redes urbanas como interurbanas, con los diferentes niveles de detalle

    requeridos.

    La geometra de los arcos componentes de la red se especifica a nivel microscpico pero el editor puede hacer uso de determinadas caractersticas y facilidades que se

    brindan en el nivel macroscpico.

    Se pueden utilizar distintos tipos de control de trfico: semforos (fijos, variables o actuados), intersecciones prioritarias (ceda el paso o pare), ramp metering o

    peajes.

    Se modela el transporte pblico, definiendo lneas (rutas y paradas), horarios (frecuencia de partida u horario fijo) y tiempo de detenciones.

    La construccin de complejas intersecciones incluyendo la definicin de giros, seales y controles de semforos se convierte en una sencilla tarea realizable con las

    ventanas de dilogo de fcil uso.

    Figura 2.2: Visualizacin TEDI

  • 10

    2.4.2. Simulador Microscpico AIMSUN

    AIMSUN (Advanced Interactive Microscopic Simulator for Urban and Non-Urban

    Networks, o Simulador Microscpico Avanzado e Interactivo para Redes Urbanas e

    Interurbanas) es una herramienta software capaz de reproducir las condiciones reales de

    trfico de cualquier red vial (Fig. 2.3). Como lo expuesto en secciones anteriores se usa

    principalmente para evaluar nuevos sistemas de control y estrategias de gestin de trfico,

    pero tambin ha sido utilizado para la prediccin del estado del trfico como componente

    de sistemas de guiado de vehculos y otras aplicaciones en tiempo real. Sus principales

    caractersticas son:

    Modelacin del trfico

    AIMSUN realiza una aproximacin microscpica al problema, como ya se ha expuesto. Esto significa que el comportamiento de cada vehculo es continuamente

    modelado durante el perodo de simulacin, mediante diferentes tcnicas.

    La simulacin puede realizarse bien basndose en flujos de trfico, proporciones de giro y un conjunto de datos dados, o bien en matrices de viajes origen / destino

    basadas en una zonificacin previamente establecida. En el primer caso, el usuario

    puede definir distintas formas de generacin de vehculos, con distribucin

    constante, uniforme, normal, exponencial o cualquiera definida por l. En el

    segundo de los casos, los vehculos son asignados a rutas especficas desde su

    origen a su destino.

    Las rutas ms cortas pueden ser calculadas de acuerdo a funciones de costo que estn en el simulador por defecto, o pueden ser definidas por el usuario.

    El comportamiento de los vehculos responde a funciones de varios parmetros que permiten modelar diferentes tipos de vehculos: automviles, buses, camiones

    simples, camiones pesados, etc. Los vehculos pueden agruparse en clases y pistas

    reservadas para determinados tipos de vehculos pueden ser considerados, por

    ejemplo: pistas segregadas buses y automviles.

  • 11

    Varios modelos de eleccin de ruta estn disponibles: fijo, binomial, logit multinomial o cualquier otro definido por el usuario.

    En relacin con los elementos de control de trfico pueden ser modelados: semforos, cedas al paso, etc. Los planes de control de semforos estn basados en

    la duracin de las fases, son muy flexibles tanto en su definicin como en su

    control.

    El usuario puede definir incidentes, antes o durante la simulacin. Una lista de ellos pueden ser almacenados para ser utilizadas en simulaciones posteriores.

    Sealizacin de mensaje variable y la influencia de sus mensajes en los conductores tambin puede ser simulada.

    Las maniobras vehiculares son modeladas en detalle utilizando modelos de seguimiento vehicular, de cambio de pista y de aceptacin de gap. Los dos primeros

    estn basados en los modelos de Gipps los cuales sern explicados en la seccin

    2.4.4.

    Figura 2.3: Visualizacin AIMSUN

  • 12

    2.4.3 Resultados entregados por GETRAM

    El software brinda un conjunto de salidas numricas y grficas tras la ejecucin de la

    simulacin. En general posee diversas aplicaciones para la entrega de la informacin, entre

    ellas podemos destacar

    Flujos por seccin

    Flujos por pista

    Velocidades

    Velocidades mximas

    Tiempo de viaje

    Paradas

    Colas mximas

    Colas medias

    Flujo / capacidad

    Densidad por pistas

    Todos los parmetros arriba relacionados, y los que se han omitido pero el software facilita,

    admiten al menos una clasificacin diversa en diferentes sentidos:

    Por su mbito:

    o Para una determinada seccin

    o Para un conjunto de secciones

    o Para el sistema general

  • 13

    Por su espacio temporal:

    o Para el perodo completo de simulacin

    o Para intervalos de medicin definidos.

    2.4.4. Modelos utilizados por AIMSUN

    La informacin de los vehculos que circulan por la red modelada es actualizada de acuerdo

    a ciertos modelos que rigen el movimiento de ellos. Estos modelos son presentados a

    continuacin.

    a) Modelo de seguimiento vehicular

    Se basa en el modelo de Gipps (1981, 1986), con algunas modificaciones, que determina el

    comportamiento de un vehculo dependiendo de su entorno. Est compuesto principalmente

    por dos componentes, aceleracin y desaceleracin. El primer componente representa la

    intencin de un vehculo de alcanzar cierta velocidad deseada, mientras el segundo

    reproduce las limitaciones impuestas por el vehculo precedente al tratar de conducir a la

    velocidad deseada.

    La velocidad mxima a la que un vehculo (n) puede acelerar durante un perodo de tiempo

    (t, t+T) es:

    )(),(025.0

    )(),(1)(5.2),(),( ** nV

    tnVnVtnVTnatnVTtnVa +

    +=+

    (2.1)

    donde:

    V(n,t): velocidad del vehculo n en el momento t.

    V*(n): velocidad deseada por el vehculo n.

    a(n): mxima aceleracin del vehculo n.

  • 14

    T: tiempo de reaccin o intervalo de simulacin.

    La mxima velocidad que el mismo vehculo (n) puede alcanzar durante el mismo intervalo

    de tiempo (t, t+T), de acuerdo a sus propias caractersticas y a las limitaciones impuestas

    por la presencia de un vehculo antecesor es:

    { } 22 2 ( 1, )( , ) ( ) ( ) ( ) 2 ( 1, ) ( 1) ( , ) ( , )( 1)b

    V n tV n t T d n T d n T d n x n t s n x n t V n t Td n

    + = + (2.2)

    donde:

    d(n): (

  • 15

    Velocidad mxima deseada por n: Vmax(n). Este es un parmetro del vehculo.

    Acatamiento de la velocidad: (n), que es el grado de acatamiento al lmite de velocidad, el modelador puede agregarle una distribucin de probabilidades con el

    fin de capturar el nivel de agresividad de los conductores.

    Limite de velocidad de la seccin: Slimit(s), este es un parmetro de la seccin.

    El lmite de velocidad para un vehculo n el la seccin s, slimit(n,s), esta dada por:

    )(*)(),( limlim nsSsns itit = (2.4) Por lo tanto, la velocidad mxima deseada por el vehculo n en la seccin s esta dada por:

    [ ])(),,(),( maxlimmax nVsnSMinsnV it= (2.5) Este ultimo valor es el mismo que en modelo de Gipps aparece denotado como V*(n).

    ii) La influencia de los vehculos en pistas adyacentes

    AIMSUN toma en consideracin el efecto que tienen cierto nmero de vehculos

    (Nvehicles) manejando a menor velocidad por la pista de la derecha. El modelo calcula la

    velocidad media de los Nvehicles que manejan aguas abajo por la pista de la derecha

    (MeanSpeedVehiclesDown), considerando slo a los vehculos que estn a una cierta

    distancia mxima (MaximumDistance) y considerando por separado el caso de accesos y el

    de pistas en general.

    Para el caso que la pista derecha sea un acceso, la velocidad mxima del vehculo puede ser

    igual al valor del parmetro MeanSpeedVehiclesDown ms el valor del parmetro

    MaximunSpeedDifferenceOnRamp (otro parmetro local del modelo). Para el resto de las

    pistas de acceso la velocidad mxima del vehculo puede ser igual al valor del parmetro

    MeanSpeedVehiclesDown ms MaximunSpeedDifference (otro parmetro local del

    modelo). Este procedimiento asegura que la diferencia de velocidades entre pistas

    adyacentes siempre ser menor que MaximunSpeedDifferenceOnRamp en el caso de

    accesos y a MaximunSpeedDifference en el resto de los casos.

  • 16

    iii) La influencia en la pendiente

    La pendiente de una seccin influye en el comportamiento vehicular por medio de un

    aumento o reduccin de la aceleracin o de las capacidades de frenado, por tanto la

    aceleracin del vehculo que es un parmetro local est dada por:

    = 1.0* ,

    10081.9* accvehpendienteaccvehMaxaccel (2.6)

    Esta formulacin permite que la aceleracin de un vehculo nunca pueda ser negativa, es

    mas, nunca ser menor que un 10% de su aceleracin bajo pendientes de ninguna magnitud.

    b) Modelo de Cambio de Pista

    Este modelo puede ser considerado como un desarrollo del modelo de cambio de pista de

    Gipps. Se modela el comportamiento como un proceso de decisin, donde se analiza, la

    necesidad del cambio (en el caso de un giro), el deseo del cambio para mejorar las

    condiciones de manejo (ir a una pista ms rpida) y la posibilidad de efectuar dicho cambio

    que est relacionado con las condiciones de las vas adyacentes en ese punto de la red. El

    modelo emula el comportamiento de los automovilistas de la siguiente forma:

    En cada intervalo de tiempo cada automovilista se pregunta si es necesario cambiar de

    pista, ya sea para tomar una mayor velocidad (tomar pista rpida), un cambio a la pista

    lenta o por la proximidad de un giro en su trayecto para lo cual toma en cuenta la distancia

    para el giro y las condiciones del trfico en trminos de velocidad y cola.

    Si es necesario realizar este cambio de pista se debe contestar dos preguntas ms. Es

    deseable el cambio?, esto con respecto a las condiciones de trfico que tendr en la otra

    pista en trminos de velocidad o tamao de la cola y Es posible cambiar pista?, ac se

    verifica si existe el gap suficiente para realizar la maniobra. Para hacer esto se toma en

    cuenta el frenado que le imponen tanto el prximo vehculo aguas abajo y aguas arriba de la

    pista a la cual se quiere cambiar. Si estos dos valores son aceptables entonces es posible el

    cambio.

  • 17

    Para representar el comportamiento del conductor al momento de cambiarse de pista se han

    definido tres zonas en una seccin, cada una de las cuales corresponde a distintas

    motivaciones para el cambio de pistas (Fig. 2.4).

    Zona 1: los cambios dependen de las condiciones de trfico presentes.

    Zona 2: la mayor cantidad de cambios de pistas se producen en esta zona. Se busca estar en la pista desde la cual se puede efectuar el movimiento deseado en la

    interseccin. Se busca el gap necesario y se realiza el cambio, sin afectar el

    comportamiento de las pistas adyacentes.

    Zona 3: los vehculos son forzados a ingresar a la pista desde la cual es posible ejecutar el viraje. Para lograr esto, su velocidad es reducida, incluso llegando a

    detenerse completamente. Incluso los vehculos de las pistas adyacentes alteran su

    comportamiento permitiendo que los vehculos que desean realizar el cambio

    encuentren el gap necesario.

    Figura 2.4: Zonas de cambio de pista

    Fuente: Manual Aimsun, 2004

    Las 3 zonas anteriormente mencionadas estn definidas por dos parmetros, Distance Zone

    1 y Distance Zone 2, los cuales estn definidos en segundos y son convertidos en distancia

    mediante la siguiente frmula:

    =),(

    )()(*max

    limitlimit snV

    sSsSDD tm (2.7)

    donde:

  • 18

    Dm: es la distancia en metros

    Dt: es la distancia en segundos

    Slimit(s): es el lmite de velocidad de la seccin s

    Vmax(n,s): es ka velocidad mxima deseada por el vehculo n en la seccin s.

    c) Modelo de Cambio de Pista para accesos

    Un modelo especial de cambio de pista es utilizado para el caso de los accesos (on ramps).

    En este caso se aplica otro modelo de cambio de pista para el auto que trata de emerger. Un

    parmetro adicional es considerado, el Time Distance on Ramp que es la distancia, en

    segundos, desde el final de la pista a la cual la pista lateral es considerada una pista de

    acceso. Cuando los vehculos que se encuentran en un acceso y estn ms lejos del fin de la

    pista que la distancia definida por el Time Distance on Ramp, stos se comportan como en

    la Zona 1, cuando estn ms cerca tratan de emerger. La idea de este parmetro es

    caracterizar desde qu punto la pista auxiliar es considerada una on ramp en vez de una

    pista lenta o pista lateral.

    Este submodelo tambin toma en cuenta otros aspectos, entre ellos, si el vehculo que trata

    de emerger es el primero en la pista, si est frenando o incluso si ha llegado al final de la

    pista y est detenido esperando, en este caso un parmetro que cobra relevancia es el

    Maximun Give Way Time, el cual determina cuanto tardar en que el vehculo detenido se

    ponga impaciente. Pasado este tiempo el vehculo considerar que est en la Zona 3, por

    tanto se cambiar de pista incluso si esto perjudica a los otros conductores. Otra

    particularidad del modelo de on ramps es que para los vehculos que estn en la Zona 3 y

    se acercan a un on ramp, stos chequearn si es que hay vehculos tratando de emerger, si

    esto sucede tratarn de cambiarse hacia la pista de la izquierda (aplicando Zona 1)

    (Fig.2.5).

  • 19

    Figura 2.5: Zonas en el modelo cambio de pistas para acceso

    Fuente: Manual Aimsun, 2004

    d) Modelo de Cambio de Pista para salidas

    Este modelo se aplica en el caso de salidas de autopistas. En este caso se aplica el modelo

    de cambio de pista estndar. Un vehculo que debe tomar la prxima salida intentar

    cambiarse a la pista de la derecha una vez ingresando a la Zona 2 y una vez que est

    alineado con la pista de salida har el cambio de pista hacia la derecha. En el caso de grave

    congestin la salida puede congestionarse por completo tapando la pista de salida en su

    totalidad, en este caso el vehculo que debe tomar la salida se detendr completamente

    esperando por el gap necesario para realizar el cambio de pista (ver Fig. 2.6).

    Figura 2.6: Zonas en el modelo cambio de pistas para salidas.

    Fuente: Manual Aimsun, 2004

    e) Modelo Look Ahead (vista hacia delante)

    Cuando las condiciones de trfico estn muy congestionadas puede pasar que los vehculos

    no puedan alcanzar la pista que les permita efectuar un giro y por ende lo pierden.

    Cambiando ciertos parmetros como la distancia de las Zona 1 y 2, las aceleraciones de los

    vehculos, el paso de simulacin, etc. o tambin usando polisecciones en vez de secciones,

  • 20

    cuando es posible, se puede minimizar el nmero de giros perdidos; pero esto no es

    suficiente.

    Para mejorar esto, el submodelo Look Ahead tiene por objetivo informar a los

    automovilistas de los dos prximos giros en sus rutas con el fin que puedan tomar

    decisiones de cambio de pista con un criterio ms amplio y no slo tomando en cuenta el

    prximo giro. El Look Ahead Model se puede resumir en 4 puntos:

    En todo momento cada vehculo conoce sus prximos 2 giros, por tanto la decisin de cambio de pista est influenciada por 2 giros consecutivos.

    Las Zonas 2 y 3 del modelo de cambio de pista se extienden ms all que los lmites de la seccin, afectando la seccin aguas arriba.

    Cuando se hace un giro se toma en cuenta la pista de destino basado en la informacin del prximo giro.

    Se le introdujo una mayor variabilidad a la definicin de las zonas, con lo cual se obtiene una mejor distribucin de las maniobras de cambio de pista.

    f) Modelo de Adelantamiento

    Esta maniobra se desarrolla principalmente en la zona 1, siendo algunas veces llevada a

    cabo en la zona 2. Dos parmetros son los que definen la caracterizacin de las maniobras

    de adelantamiento.

    Percent Overtake: es el porcentaje de la velocidad deseada de un vehculo bajo el cual el vehculo decide adelantar. Esto es, si el vehculo precedente conduce ms

    lento que el porcentaje de adelantamiento de la velocidad deseada del vehculo que

    le sigue, entonces el que le sigue trata de adelantarlo.

    Percent Recover: es el porcentaje de la velocidad deseada de un vehculo sobre la cual el vehculo decide volver a la pista lenta. Esto es, si el vehculo precedente

    conduce ms rpido que el porcentaje de recuperacin de la velocidad deseada del

    vehculo que le sigue, entonces el que le sigue trata de volver la pista lenta.

  • 21

    Se recomienda que los valores del porcentaje de recuperacin sea mayor que los de

    porcentaje de adelantamiento, para evitar que algunas maniobras de adelantamiento sean

    abortadas. Valores muy pequeos tampoco son recomendables.

    2.4.5. Parmetros que incluye GETRAM

    Tal como exponen diversos estudios y como lo representan los manuales de Getram, los

    parmetros son agrupados en tres categoras, dependiendo del nivel de detalle en el cual

    estn definidos (Fig. 2.7), stos son:

    Atributos de los vehculos

    Locales

    Globales

    A continuacin se representa en forma esquemtica los distintos grupos de parmetros.

    Figura 2.7: Esquema de categoras de parmetros.

    Fuente: Velasco, L.M. (2003)

  • 22

    2.4.5.1. Atributos de los vehculos

    Estos parmetros estn definidos al nivel del tipo de vehculo, como por ejemplo:

    Automvil, bus, taxi, camin, etc., y tienen influencia en toda la red. Se puede definir tanto

    la media de los atributos como su desviacin, y sus valores mnimo y mximo. Las

    caractersticas particulares de cada tipo de vehculo son tomadas de una distribucin

    Normal Truncada. Los parmetros de este grupo son los siguientes:

    1. Name: (Nombre) nombre del tipo de vehculo.

    2. Length: (Largo) corresponde a la longitud, en metros, para el tipo especfico de

    vehculo. Este parmetro se utiliza tanto para fines grficos como de modelacin.

    Influye en la modelacin vehicular ya que en los modelos de comportamiento

    vehicular es tomado en cuenta.

    3. Width: (Ancho) corresponde al ancho, en metros, para el tipo especfico de

    vehculo. Este valor slo se utiliza con propsitos grficos, y no influye en la

    modelacin.

    4. Maximum Desired Speed: (Mxima velocidad deseada) corresponde a la mxima

    velocidad, en km/hr, a la cual el tipo de vehculo deseara viajar en cualquier punto

    de la red.

    5. Maximum Acceleration: (Mxima aceleracin) corresponde a la mxima

    aceleracin, en m/s2, que puede alcanzar el tipo de vehculo. Este parmetro es

    consecuencia del tipo de vehculo junto con el comportamiento del conductor.

    Debido a esto, su cota mxima depende de las especificaciones tcnicas del parque

    automotriz. Esta aceleracin es utilizada en el modelo de seguimiento vehicular de

    Gipps.

    6. Normal Deceleration: (Desaceleracin normal) corresponde a la mxima

    desaceleracin, en m/s2, que puede alcanzar el tipo de vehculo. Es anloga al

    parmetro anterior, pero en caso de disminuciones de velocidad. Esta desaceleracin

    es utilizada en el modelo de seguimiento vehicular de Gipps.

  • 23

    7. Maximum Deceletarion: (Mxima desaceleracin) corresponde a la mxima

    desaceleracin, en m/s2, bajo circunstancias especiales, como casos de emergencia.

    8. Speed Acceptance: (Aceptacin de velocidad) representa la obediencia que posee el

    tipo de vehculos a los lmites de velocidad establecidos. 0 1 significa que la mxima velocidad deseada ser menor que el lmite de velocidad. Su valor es 0.

    9. Minimum Distance Between Vehicles: (Distancia mnima entre vehculos) es la

    distancia que guarda un vehculo con el precedente al estar detenidos. Este valor

    tambin es considerado para ubicar el primer vehculo detenido respecto a la lnea

    de detencin.

    10. Maximum Give Way Time: (Mximo tiempo de cesin de paso) cuando un

    vehculo est esperando para cruzar o incorporarse en una interseccin prioritaria, al

    sobrepasar este tiempo de espera es ms agresivo y reduce los mrgenes de

    aceptacin. Tambin es utilizado este parmetro en el modelo de cambio de pista.

    11. Guided Vehicles: (Vehculos guiados) es el porcentaje de vehculos que son

    guiados a travs de la red. Esto se da al trabajar con matrices O/D y eleccin

    dinmica de rutas, indicando cuntos vehculos son los que siguen a otros en las

    elecciones de ellas.

    12. Guidance Acceptance: (Aceptacin de ser guiados) es la probabilidad de que un

    vehculo siga una recomendacin. 0 1 entrega el nivel de aceptacin de las indicaciones para ser guiado.

    13. Cruising Tolerance: es utilizado en los modelos de consumo de combustible y de

    emisin de contaminantes. Los vehculos que circulan con una aceleracin o

    desaceleracin, en m/s2, menor que este coeficiente son considerados circulando a

    velocidad constante.

    14. Fuel Consumption Parameters: (Consumo de combustible) son seis parmetros

    que dicen relacin con las tasas de consumo de combustible y que son utilizados en

    el modelo del mismo nombre:

  • 24

    a. tasa de consumo de combustible para vehculo que circula a velocidad

    constante, en ml/s.

    b. tasa de consumo de combustible para vehculo que acelera, en ml/s.

    c. tasa de consumo de combustible, en litros cada 100 km, para vehculo viaja

    a velocidad constante de 90 km/hr.

    d. tasa de consumo de combustible, en litros cada 100 km, para vehculo viaja

    a velocidad constante de 120 km/hr.

    e. velocidad a la cual la tasa de consumo de combustible, en ml/s, est en su

    mnimo para un vehculo que viaja a velocidad constante.

    f. tasa de consumo de combustible para vehculo que desacelera, en ml/s.

    15. Polution Emisin Parameters: (Emisin de contaminantes) para cada tipo de

    vehculo, un grupo de contaminantes puede ser definido, y para cada uno se

    requieren los siguientes parmetros que son utilizados en el modelo de consumo de

    combustible:

    a. tasa de emisin para vehculo que acelera, en g/s.

    b. tasa de emisin para vehculo que desacelera, en g/s.

    c. tasa de emisin para vehculo que circula a velocidad constante, en g/s.

    2.4.5.2. Locales

    Este grupo de parmetros afectan el comportamiento de todos los automovilistas en un

    punto especfico de la red modelada. Esto permite representar comportamientos que tienen

    un mbito local mientras los conductores se encuentran atravesando la seccin

    correspondiente, pero cambian a medida que el vehculo se cambia de ella y que slo se

    observan en determinadas situaciones. Los parmetros de este grupo son:

    1. Section Speed Limit: (Lmite de velocidad de la seccin) velocidad mxima

    permitida, en km/hr, para los vehculos que viajan a travs de una seccin.

  • 25

    Dependiendo de las caractersticas del conductor, ellos siguen o no esta

    recomendacin.

    2. Maximum Speed Limit per Lane: (Lmite de velocidad por pista) velocidad

    mxima permitida, en Km/hr, para los vehculos que viajan a travs de una pista en

    particular.

    3. Turning Speed: (Velocidad de viraje) mxima velocidad, en km/hr, a la cual viaja

    un vehculo al realizar un viraje. Este valor es calculado automticamente por el

    modelo dependiendo de la geometra de la interseccin, pero tambin puede ser

    modificado manualmente.

    4. Visibility Distance at Junctions: (Distancia de visibilidad en intersecciones) al

    acercarse un vehculo a una interseccin donde debe ceder el paso, se aplica el

    modelo de aceptacin de gaps al ser la distancia al fin de la seccin menor que este

    valor (m).

    5. Yellow Box Speed: (Velocidad de Yellow Box) un vehculo evita ingresar al cruce

    sin bloqueos (yellow box) si el vehculo precedente circula a una velocidad menor

    que la indicada por medio de este parmetro, en km/hr.

    6. Distance Zone 1: (Distancia zona 1) distancia desde el final de la Zona 1 al punto

    donde finaliza la seccin en la cual est el vehculo. Esta distancia est definida

    como el tiempo que es necesario para recorrer cierta distancia. Esta conversin es

    posible considerando el lmite de velocidad de la seccin y la velocidad a la cual

    desean circular los vehculos por ella. Se utiliza tiempo para que la distancia sea

    variable, dependiendo del vehculo ya que cada uno puede poseer distinta velocidad

    deseada. Se utiliza este parmetro en el modelo de cambio de pista.

    7. Distance Zone 2: (Distancia zona 2) distancia, en seg, desde el final de la Zona 2 al

    punto donde finaliza la seccin en la cual est el vehculo. Su transformacin en

    distancia es igual al caso anterior y se utiliza en el mismo modelo.

  • 26

    8. Time Distance On-Ramps: (Distancia de rampas de acceso) es la distancia, en seg,

    para las pistas laterales que se consideran rampas de acceso. Su transformacin en

    distancia es igual al caso anterior. Es utilizado para el modelo especial de cambio de

    pista aplicado a las entradas tipo rampas. El cambio entre tiempo y distancia se

    realiza considerando los mismos aspectos antes mencionados.

    9. Section Slope: (Pendiente de la seccin) la pendiente de una seccin influye en las

    tasas de aceleracin y desaceleracin que experimentan los vehculos que circulan

    por ella. Los valores son entregados como porcentajes o por medio de cotas, siendo

    datos de terreno.

    2.4.5.3. Globales

    Estos parmetros se relacionan con los modelos de comportamiento vehicular a travs de

    toda la red. Estos parmetros no estn definidos ni en forma local ni en forma especfica

    para cada tipo de vehculo. Son utilizados para todos los vehculos, en toda la red y durante

    toda la simulacin.

    1. Parmetros Generales:

    a. Driver Reaction Time: (Tiempo de reaccin del conductor) corresponde al

    tiempo que toma al conductor reaccionar frente a cambios en la velocidad

    del vehculo precedente. Se utiliza en el modelo de seguimiento vehicular.

    Tambin corresponde a los intervalos de simulacin, lo que hace que al

    haber cambios (disminuciones en su valor) se reaccione en forma ms

    inmediata a fenmenos presentes en la red.

    b. Reaction Time at Stop: (Tiempo de reaccin en detencin) corresponde al

    tiempo que le toma a un vehculo detenido reaccionar frente a la aceleracin

    del vehculo anterior o al cambio de luz a verde. Este tiempo se usa slo para

    los vehculos detenidos, mientras que el anterior est definido para los que

    estn en movimiento. Este parmetro tiene gran influencia en la descarga de

    colas.

  • 27

    c. Queuing Up Speed: (Velocidad entrando a la cola) los vehculos que se

    mueven bajo este valor, en m/s, se consideran como detenidos. Afecta la

    recoleccin de datos para detenciones y colas.

    d. Queue Leaving Speed: (Velocidad dejando la cola) los vehculos que

    estaban en cola y superan esta velocidad, en m/s, se considera que estn en

    movimiento. Afecta la recoleccin de datos para detenciones y colas.

    Estos ltimos dos parmetros tambin afectan el comportamiento vehicular, ya que como

    parte del modelo de cambio de pista, los vehculos esperan que se presente el gap aceptable

    para realizar el cambio, y no les gusta esperar detenidos ms que cierto tiempo. La

    condicin de detencin viene dada por estos parmetros.

    2. De seguimiento vehicular:

    a. Number of Vehicles: (Nmero de vehculos) es el nmero mximo de

    vehculos a considerar en el modelo de seguimiento vehicular, que es

    utilizado para modelar la influencia de las pistas adyacentes en el modelo.

    b. Maximum Distance: (Mxima distancia) es la mxima distancia hacia

    delante, en m, considerada en el modelo de seguimiento vehicular.

    c. Maximum Speed Difference: (Mxima diferencia de velocidad) es la

    mxima diferencia de velocidad, en km/hr, entre una pista y la adyacente en

    el modelo de seguimiento vehicular.

    d. Maximum Speed Difference On-Ramps: (Mxima diferencia de velocidad

    en rampa de acceso) es la mxima diferencia de velocidad, en km/hr, entre la

    pista principal y la de acceso en rampa en el modelo de seguimiento

    vehicular.

    3. De Cambio de Pista:

    a. Percent Overtake: (Porcentaje de adelantamiento) representa el porcentaje

    de la velocidad desde el cual un vehculo decide adelantar. Debe ser mayor

  • 28

    que cero y menor o igual a uno. Se utiliza para modelar la decisin de

    adelantamiento.

    b. Percent Recover: (Porcentaje de recuperacin) representa el porcentaje de la

    velocidad desde el cual un vehculo decide volver a la pista lenta despus de

    haber adelantado. Debe ser mayor que cero y menor o igual a uno. Seutiliza

    para modelar la decisin de adelantamiento.

    c. On-Ramp Model: (Modelo de rampa de acceso) el usuario puede

    seleccionar cul de las dos versiones disponibles de modelo para rampas de

    acceso desea utilizar.

    4. Otros Parmetros Globales:

    Adems de todos los parmetros globales mencionados anteriormente, existen dos

    parmetros adicionales que pueden ser utilizados en el editor de GETRAM. Ellos no son

    parmetros sujetos a calibracin, ya que no representan opciones que se puedan tomar. Ms

    bien muestran la aplicabilidad que posee GETRAM al incluir mayor variedad de casos.

    stos son:

    a. Road Side of Vehicle movement: (Lado del camino o movimiento

    vehicular) dice relacin con el lado de la calle que el conductor de un

    vehculo utiliza para conducir. Este parmetro es considerado en el modelo

    de cambio de pista.

    b. Distinguish Destination Lanes in Turnings: (Distincin de pistas de

    destino en virajes) determina la capacidad para que el usuario defina las

    pistas de destino de un movimiento. Si est fijado en la alternativa NO,

    entonces todas las pistas son consideradas en el destino del movimiento.

  • 29

    CAPITULO 3: METODOLOGIA DE

    CALIBRACION UTILIZADA

    En este capitulo se presentara en detalle, la metodologa utilizada para el proceso de

    calibracin para flujo ininterrumpido de la AV. Alonso de Ribera y J.M. Garca en la

    Ciudad de Concepcin y se muestra la eleccin de los parmetros a calibrar.

    Para este estudio, el proceso de calibracin ser el propuesto por Mariano Lacalle (2003),

    quien en su tesis de magster de la Pontificia Universidad Catlica de Chile desarrolla en

    detalle y adems realiza la calibracin de la Av. Kennedy para la ciudad de Santiago.

    3.1. Proceso de Calibracin

    La figura 3.1 muestra esquemticamente el proceso de calibracin utilizado.

    Figura 3.1: Esquema del Proceso de Calibracin Utilizado (Lacalle, 2003).

    Definicin de Objetivos del Proyecto

    Variables de Inters o de contraste

    Anlisis de Sensibilidad

    Ajuste de Parmetros

    Comparacin

    Toma de Datos

    Modelo Calibrado

    Simulacin CALIBRACION

    Fuente: Lacalle (2003)

  • 30

    Debido a la naturaleza del proyecto en estudio, y considerando como base las mismas

    caractersticas del modelo propuesto por Lacalle, ya sea en trminos de condiciones de

    trnsito, como tambin en las variables y parmetros de evaluacin, se trabajaron para el

    desarrollo de la calibracin de la ciudad de Concepcin solamente las etapas Toma de

    Datos, Ajuste de Parmetros, Simulacin y Comparacin. Las etapas Variables de contraste

    y Anlisis de Sensibilidad corresponden a las realizadas por Lacalle en su calibracin de

    Av. Kennedy para la ciudad de Santiago, las cuales se presentan en los captulos

    posteriores.

    A continuacin se presentan una breve descripcin descrita por Lacalle (2003) para cada

    una de las etapas.

    Definicin de los Objetivos del Proyecto: Esta es la primera etapa del Proceso de

    Calibracin ya que predetermina en forma importante todo el proceso. Es fundamental para

    el proceso de Toma de Datos, ya que dependiendo de los objetivos del proyecto se ve el

    nivel de detalle y variables a considerar. Tambin los Objetivos del proyecto pueden influir

    de manera importante en las variables a considerar en el Proceso de Calibracin, aunque en

    general las variables consideradas sern casi siempre las mismas para la mayora de los

    proyectos de similares caractersticas.

    Toma de Datos: este proceso consiste en la obtencin de todos los datos necesarios para

    calibrar el modelo. Las principales interrogantes que se deben resolver son, primero las

    variables a medir, el nivel de agregacin necesaria, y por ltimo, es importante determinar

    donde y cuanto medir, todo lo cual est predeterminado por los objetivos del proyecto.

    Tambin hay que notar que la etapa de Toma de Datos puede influenciar la eleccin de las

    variables a considerar en la calibracin, ya que al tomar datos se pueden manifestar ciertos

    fenmenos conductuales de los automovilistas y sus impactos en ciertas variables o tambin

    se puede dar el caso que se detecte en terreno que una variable considerada como

    importante no tenga importancia real, un ejemplo de esto es si se considera importante la

    variable colas en los accesos, pero en terreno no se observa este fenmeno.

    Variables de Inters o Contraste: Las variables de inters o contraste para calibrar el

    comportamiento de los automovilistas son aquellas que capturan de forma importante la

  • 31

    conducta o comportamiento del automovilista. En una medida importante estas variables

    estn determinadas por los objetivos del proyecto, pero tambin pueden se determinadas

    por el proceso de Toma de Datos.

    Anlisis de Sensibilidad de los Parmetros: La etapa de Anlisis de Sensibilidad de los

    Parmetros es la etapa en la cual se simulan diferentes escenarios ficticios con el fin de

    detectar el grupo de parmetros que altera de manera ms significativa los resultados

    obtenidos. La idea de esto es encontrar el grupo de los parmetros a calibrar, ya que es muy

    complejo calibrar el modelo ajustando todos y cada uno de sus parmetros. Tambin en esta

    etapa se determina el efecto particular provocado por el ajuste de cada parmetro; es decir,

    qu resultados provoca el mover cada parmetro en las variables de inters.

    Ajuste de Parmetros: Esta etapa es fundamental en el Proceso de Calibracin y es en la

    cual se modifica el valor de los parmetros seleccionados con anterioridad con el fin de

    ajustar de mejor manera las variables de inters simuladas con las observadas en terreno. Es

    importante en esta etapa establecer algunos criterios en lo que se refiere al ajuste mismo. En

    primer lugar se establece qu parmetros son ajustables y cules no (estos deben ser

    obtenidos de estudios anteriores o literatura especializada). Tambin es importante

    establecer criterios en cuanto a cotas superiores e inferiores para cada parmetro. La idea de

    esto es ajustar el parmetro slo entre ciertos lmites con el fin de obtener un modelo causal

    y no uno estadstico (o tambin llamado de ajuste). Por ltimo, se debe establecer un

    procedimiento lgico (secuencia de cambios) que ordene el ajuste de parmetros con el fin

    de hacerlo un proceso con pasos establecidos, as los resultados obtenidos sern menos

    dependientes de la persona que ejecute este procedimiento.

    Comparacin de la Bondad del Ajuste: Esta etapa es de vital importancia, ya que determina

    el grado de precisin que tendr el Proceso de Calibracin. Las principales interrogantes

    que se deben resolver en esta etapa son, en primer lugar, cmo comparar los datos

    simulados con los medidos en terreno, es decir, qu mtodo estadstico ocupar para

    comprobar la bondad del ajuste. Se puede utilizar un simple ndice de error o distancia o un

    anlisis ms complejo como el ndice de correlacin entre los datos u otro de anlisis de

    series de tiempo. Tambin hay que determinar la agregacin temporal con la que se quiere

    comparar, es decir, cada cunto tiempo se compara (cada 1 min, cada 5 min, etc.). Por

  • 32

    ltimo, en esta etapa se debe establecer el criterio de parada o aceptacin, es decir, cul es

    la precisin que se le exigir a la calibracin ya que exigir un ajuste perfecto es

    impracticable.

    Las etapas Anlisis de Sensibilidad de los Parmetros, Ajuste de Parmetros y

    Comparacin de la Bondad del Ajuste conforman en conjunto denominado como la gran

    etapa de Calibracin. Las otras etapas se realizan una sola vez y slo tienen como funcin

    el preparar de buena forma la etapa de Calibracin dentro del Proceso de Calibracin.

    3.2. Variables de Inters o de Contraste

    Las variables de inters (o de contraste) son aquellas que describen el comportamiento del

    automovilista y sirven en el Proceso de Calibracin para calificar el comportamiento del

    modelo. El modelo se comportar bien si replica de buena forma estas variables y mal si no

    lo hace.

    A continuacin se mostrarn las variables de contraste para el proceso de calibracin. El

    estudio tiene como objetivo encontrar un nuevo grupo de parmetros para situaciones de

    flujo ininterrumpido para la ciudad de Concepcin, en forma anloga a la investigacin

    realizada por Mariano Lacalle para la ciudad de Santiago, por lo tanto, la eleccin de las

    variables de contraste se bas tomando en cuenta las condiciones establecidas en el estudio

    mencionado anteriormente.

    3.2.1 El Flujo y su Composicin

    Esta variable es sin duda alguna un dato mnimo para realizar una simulacin de la

    autopista y slo se pueden hacer ciertas consideraciones sobre que tan preciso y

    desagregado se har la composicin de ste, en lo que se refiere al nmero de diferentes

    tipos de vehculos a considerar.

  • 33

    3.2.2 Flujo por cada Pista (Uso de Pistas)

    Esta es otra variable importante a la hora de caracterizar el flujo circulante en una autopista,

    ya que sin duda alguna cada pista tiene sus propias caractersticas operacionales que la

    diferencian del resto de las pistas, por lo tanto es importante saber que porcentaje del flujo

    se ve afectado por estas caractersticas en particular.

    3.2.3. Las Velocidades por Pistas

    La velocidad por pista es otra variable que presenta gran inters para caracterizar el

    comportamiento del automovilista, ya que nos ayuda a detectar cuellos de botella o zonas

    de colas. Esto es posible ya que como se sabe la velocidad (v), el flujo (q) y la densidad (k)

    estn relacionadas como lo muestra la siguiente formula:

    q = k * v (3.1)

    Por lo tanto, al tener dos variables se puede encontrar la tercera, y como es mucho ms fcil

    medir el flujo y la velocidad que la densidad, se opt por medir estas dos variables.

    Adems es claro que el comportamiento por pista es completamente diferente en lo que se

    refiere a la velocidad.

    3.2.3. El Headways por Pista

    La ltima variable a considerar en el anlisis de una autopista es el Headways por pista.

    Este nos dice mucho con respecto a como manejan los automovilistas ya que est

    correlacionado con el nivel de agresividad o nivel de riesgo que incurren los automovilistas

    al manejar. Headways menores implican conductores ms agresivos, ya que, headways

    menores conllevan un mayor peligro en caso de colisin. Tambin el headway de la pista 1

    influencia de manera fundamental la dificultad que experimentan los vehculos que quieren

    entrar a la autopista por los accesos de sta. Por ende, es crucial simular de buena manera el

    headway por esta pista para representar de manera realista las maniobras de ingreso a la

  • 34

    autopista. El headway promedio entre los vehculos que transitan por una determinada pista

    est sin duda correlacionado con el flujo de sta, ya que a mayores flujos se tendrn como

    consecuencia menores Headways, por lo cual, una buena caracterizacin del flujo por cada

    pista tendr un efecto importante en la buena caracterizacin de los headways por pista.

    3.3 Anlisis de Sensibilidad de Parmetros a Calibrar

    En Anlisis de sensibilidad ocupado para el estudio en desarrollo, se bas en la

    investigacin realizada por Lacalle (2003), el cual defini los parmetros influyentes para

    cada variable de contraste, es decir, uso de pistas y velocidades por pistas. A continuacin

    se har un resumen de lo expuesto en la tesis de magster, mostrando inicialmente la

    influencia de los parmetros relevantes para la variable uso de pistas y luego se presentaran

    los influyentes a las velocidades por pistas.

    3.3.1 Parmetros Uso de Pistas

    Como lo descrito en los captulos anteriores el uso de pistas se basa en el modelo de Gipps,

    el cual responde a tres preguntas bsicas, Es necesario el cambio de pista? Es deseable un

    cambio de pista? y por ltimo Es posible este cambio?, al ver estas tres preguntas lo

    primero que se nota es el proceso de cambio de pista en AIMSUN se gatilla por dos

    motivos principales; en primer lugar para poder efectuar un viraje y en segundo lugar para

    ajustar la velocidad, es decir, tomar una pista diferente tanto para ir ms rpido o ms

    lento.Esto tambin provoca que en diferentes pistas se observen diferentes velocidades de

    circulacin. Adems para hacer el modelo de cambio de pista un poco ms real AIMSUN

    define tres Zonas en las cuales se pueden observar comportamientos diferentes con respecto

    al cambio de pista.

    Los parmetros que influencian con mayor fuerza el uso de pista y que son susceptibles a

    calibrarse son Maximum Speed Limit per Lane, Distance Zone 1, Distance Zone 2, %

    Overtake y % Recover. A continuacin se presentar el analisis realizado por Lacalle para

    cada una de estos parmetros, en una pequea red con 3 pistas de ancho con un flujo

    promedio de 3500 veh/hr y un acceso con un flujo promedio de 550 veh/hr.

  • 35

    i) Maximum Speed Limits per Lane:

    Como se dijo antes este parmetro permite poner lmites de velocidades mximas diferentes

    por pistas, lo cual para algunas personas no es adecuado utilizar ya que en realidad no

    existe dicha diferencia en las velocidades por pistas. Se opt por utilizar este parmetro

    debido a la imposibilidad del microsimulador AIMSUN de modelar con exactitud el uso de

    pistas observado. El microsimulador sobreestima el nmero de vehculos que viajan por la

    pista 1 para flujos bajos y medianos ya que la lgica del microsimulador es que por lo

    general un auto utilizar siempre la pista 1 y se cambiar de pista slo si desea utilizar una

    pista ms rpida o realizar un viraje. Eso s, hay que estar conciente que este parmetro no

    puede ser utilizado a la ligera y debe aplicarse con criterio y cautela.

    Para observar la influencia de este parmetro se realizaron diferentes pruebas en la red

    descrita con anterioridad en la cual se movi slo el parmetro de las velocidades por pistas

    con el fin de capturar su efecto. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

    A menores lmites de velocidad por la pista uno la penalizacin aumenta y por ende es

    menor el flujo que circula por esa pista, en cambio si en vez de penalizar la pista 1 se

    aumenta su velocidad mxima, es decir, se estimula su uso el flujo circulante por esta

    pista aumenta (Lacalle, 2003)

    Otra consecuencia que tiene el movimiento de este parmetro, es por supuesto, el cambio

    en las velocidades de circulacin por las pistas ya que los autos modelados para calcular su

    velocidad toman en consideracin el lmite de velocidad permitido, por tanto al penalizar

    su uso mediante este parmetro, tambin estamos penalizando a la vez las velocidades de

    circulacin por la pista 1.

    ii) Distance Zone 1 y Distance Zone 2:

    Estos dos parmetros determinan el largo que tienen las Zonas 1, 2 y 3 las cuales como se

    explic en los captulos anteriores determinan el comportamiento que tiene el vehculo en

    lo que respecta al cambio de pista, y por consecuencia influencia fuertemente el uso de

    stas.

  • 36

    En las pruebas realizadas se encontr gran dificultad para aislar los efectos y as poder

    determinar el efecto en particular que tiene el valor de cada parmetro ya que como se

    manifest antes el efecto de este parmetro depende no slo del valor de este y el valor de

    otros parmetros, sino que tambin de la geometra de la red a considerar. Claramente se

    observa que el cambio en el valor de estos parmetros altera sustancialmente el uso de

    pista.

    Eso s, se pueden explorar las propiedades de cada Zona lo cual puede ayudar a comprender

    el comportamiento del modelo de cambio de pista. En la Zona 1 (que es la ms alejada de la

    interseccin o al final de la seccin) se realizan cambios de pista slo motivados por el

    hecho de mejorar su movimiento con respecto a la velocidad deseada y no se toma en

    cuenta la proximidad de un viraje, en esta zona tambin hay influencia de los parmetros %

    Overtake y % Recover que influencian las maniobras de adelantamiento. En la Zona 2, que

    es una zona intermedia si se toma en cuenta las posibilidades de virajes pero stos se realiza

    slo si no se molesta a los vehculos de las pistas adyacentes; en esta zona los vehculos

    tambin se ven afectados por los parmetros % Overtake y % Recover al igual que en la

    zona anterior. Por ltimo la Zona 3 (que es la ltima zona) los cambios de pista estn

    gobernados mayoritariamente por la presencia de virajes y el cambio de pista se realiza an

    cuando se moleste a los autos en pistas adyacentes, en esta zona los parmetros % Overtake

    y % Recover no tienen influencia alguna.

    Considerando estas guas se puede hacer los cambios necesarios para influenciar el uso de

    pista, haciendo ms sencillo realizar un mtodo de ensayo y error en la red en estudio

    para determinar inequvocamente el efecto que se quiere producir.

    iii) % Overtake y % Recover:

    Estos dos parmetros como se explic anteriormente determinan las maniobras de

    adelantamiento y cambio a la pista lenta y por lo tanto tienen una ingerencia directa en el

    uso de pista que se observa de la simulacin. Tambin ya se coment que estos parmetros

    tienen influencia slo en las Zonas 2 y 3 del modelo de cambio de pista, perdiendo su

    efecto en la Zona 3.

  • 37

    Para detectar el efecto de estos dos parmetros se hicieron varias pruebas en la misma red

    que en los casos anteriores. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

    A medida que los valores de los parmetros suben la proporcin de flujo por la pista 1

    decrece, en cambio la proporcin del uso de la pista 3 aumenta. (Lacalle, 2003)

    Esto es consecuente con lo que uno podra esperar ya que valores ms altos de % Overtake

    implican que los automovilistas son ms impacientes y adelantan ante menores diferencias

    entre la velocidad deseada por el vehculo y la velocidad de circulacin del vehculo lder,

    por lo tanto se esperara que con esto la pista 1 tengan un flujo menor y la pista 3 un flujo

    mayor. Tambin a mayores valores del parmetros % Recover se esperara un menor uso de

    la pista 1 ya que mayores valores para este parmetro implica que los conductores

    seguidores volvern a la pista lenta menos veces, por lo tanto es lgica la reduccin del

    flujo por esa pista.

    3.3.2. Parmetros Velocidades por Pista

    Las velocidades en un modelo de microsimulacin estn definidas por el modelo de

    seguimiento vehicular, que en caso de AIMSUN est basado en el modelo de Gipps pero

    con algunas modificaciones con el fin de hacerlo ms aplicable a un modelo de

    microsimulacin. Como se vio en la seccin de revision de los sub modelos de AIMSUN la

    velocidad de un vehculo esta determinada por tres factores bsicos, en primer lugar la

    velocidad mxima deseada por el vehculo, la aceleracin de este y las restricciones que le

    impongan el resto de los vehculos. Adems el modelo de seguimiento vehicular de

    AIMSUN ha incorporado el parmetro Speed Acceptance que determina el grado de

    aceptacin del lmite mximo de velocidad de la va y la pendiente de la misma como

    factores que influencian la velocidad del vehculo.

    Tomando en cuenta lo anterior se opt por considerar los siguientes parmetros como

    susceptibles de calibrar: el Maximum Desired Speed y Speed Acceptance. Ambos

    parmetros como se mencion anteriormente no estn definidos por un solo valor, sino que

    por un conjunto de valores derivados de una funcin Normal Truncada que se define por su

    valor promedio, desviacin, valor mnimo y valor mximo y por ltimo se consider el

  • 38

    parmetro Reaction Time, este es sin duda alguna uno de los parmetros ms importantes

    del modelo ya que determina que tan hbiles o cada cuanto tiempo reaccionan los vehculos

    en la simulacin, lo cual sin duda alguna cambia drsticamente los resultados obtenidos en

    la simulacin.

    Con respecto a la aceleracin y desaceleracin del vehculo que tambin son dos

    parmetros importantes en la determinacin de la velocidad de un vehculo se opt por

    utilizar los parmetros asignados por Lacalle que corresponden a los encontrados por Rojas

    D.A (2003).

    A continuacin se mostrar el anlisis detallado de cada parmetro.

    i) Maximum Desire Speed:

    Este parmetro determina la velocidad a la cual ira un vehculo en condiciones de flujo

    libre; por lo tanto es funcin de la observacin de las velocidades del flujo circulante en la

    red a modelar en condiciones de flujo libre. En estricto rigor las velocidades que uno

    observa a flujo libre son consecuencia de la interaccin de este parmetro en conjunto con

    el parmetro Speed Acceptance. Por lo tanto, el efecto en las velocidades a flujo libre es

    una combinacin de ambos. Debido a la complejidad y a la importancia de ambos

    parmetros se decidi calibrar ambos y tomar la observacin de las velocidades a flujo libre

    slo como una gua o punto de partida para el proceso de ajuste.

    Este parmetro es propio de cada tipo de vehculo lo cual nos permite representar vehculos

    con caractersticas diferentes. Por ejemplo los camiones deberan tener un Maximum

    Desired Speed menor que el de un vehculo normal lo cual es completamente lgico. El

    anlisis de sensibilidad realizado para este parmetro fue realizado en una red con slo un

    tipo de vehculo (auto) y con las caractersticas geomtricas y de flujo reportadas en la

    seccin anterior. Los resultados obtenidos fueron los siguientes

    A mayores valores se obtienen mayores velocidades de circulacin(Lacalle, 2003)

    Hay que decir que se dej el parmetro Speed Acceptance fijo en un valor alto de manera

    que no influyera. El cambio en este parmetro altera tambin el uso de pistas aunque en

  • 39

    menor medida que los parmetros estudiados en la seccin pasada, sin embargo este efecto

    aunque menor debe ser considerado a la hora de calibrar este parmetro. A continuacin se

    har el anlisis del parmetro Speed Acceptance.

    ii) Speed Acceptance:

    Este parmetro est formulado para representar el grado de acatamiento a las normas de

    lmite de velocidad mximo por parte de los automovilistas. Se define en forma individual

    para cada tipo de vehculo mediante una distribucin Normal Truncada. Por lo general este

    parmetro restringe la velocidad mxima a la que un vehculo puede circular en

    condiciones de flujo libre y en conjunto con el parmetro de Maximum Desired Speed

    determinan la velocidad efectiva en condiciones de flujo libre, la buena definicin de

    ambos es crucial para la buena calibracin del modelo. Para detectar la influencia de este

    parmetro se realizaron diferentes pruebas y los resultados fueron bastante lgicos y

    concordantes con la teora. Los resultados obtenidos fueron los siguientes :

    A medida que se sube el valor del parmetro se obtienen velocidades mayores (Lacalle,

    2003)

    Al igual que el parmetro anterior se verific un pequeo cambio en los usos de pista

    observados lo cual tambin es lgico ya que como se sabe los vehculos eligen la pista en

    que transitan por sobre todo segn la velocidad deseada que ellos tienen. Por lo tanto, al

    cambiar este parmetro que cambia la distribucin de velocidades, tiene como consecuencia

    directa influir en el uso de pistas.

    Se puede observar que el cambio provocado por este parmetro no es tan importante como

    el provocado por los parmetros revisados en la seccin anterior pero al igual que con el

    Maximum Desired Speed se debe tener en cuenta este efecto a la hora de calibrar el

    modelo, ya que, mover este parmetro puede cambiar el ajuste obtenido con el resto de los

    par