Manual Explotación de la Red Vial
& Sistemas Inteligentes de Transporte
Guía para profesionales!
Manual Explotación de la Red Vial
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Varias organizaciones están involucradas en la gestión de la red vial: las autoridades municpales, de las ciudades y regionales de las redes viales a todo nivel. Existen centros de control dedicados a gestionar los sistemas de control del tránsito para redes viales urbanas, autopistas y otros carreteras estratégicas, como así también peajes, túnels y puentes. Cada organización tendrá una diferente perspectiva sobre el significado de las aplicaciones y servicios ITS, pero la mayoría ganará en eficiencia con la implementación de alguna implmentación; por ejemplo:
De esta manera, los requerimientos de la comunidad por movilidad y comercios pueden ser satisfechos más eficazmente y puede reducirse la necesidad de construir nuevas instalaciones viales o de ampliación de éstas:
Los beneficios de ITS para la gestión de la red vial pueden clasificarse de la siguiente manera:
El Control del Tránsito Urbano (UTS – también conocido como Control del Tránsito de Área) es uno de los más antiguas aplicaciones ITS establecidas, con sus orígenes en los años 1970 en respuesta al crecimiento de los automóviles particulares que generaban congestión en las calles de la ciudad. El UTC provee los medios para monitorear los flujos del tránsito vehicular en áreas edificadas y para modificarlos en función de la congestión u otros conflictos (por ejemplo, el equilibrio entre el transporte público y el privado de automóviles). Una forma es ajustar automáticamente las fases de las señales de tránsito en intersecciones en respuesta a los flujos y las necesidades de los vehículos del transporte público. (Ver Control del Tránsito Urbano).
Los sistemas UTC más ampliamente usados alrededor del mundo incluyen:
Las instalaciones UTC forman el corazón de los más desarrollados y sofisticados sistemas de aplicaciones ITS urbanas que amplían sus funciones enlazando capacidades adicionales. Ellos hacen ésto introduciendo bases de datos comunes y diccionario de datos permitiendo que los dispositivos (tales como cámaras y sensores) usados para la gestión del tránsito, la gestión del estacionamiento, el control de señales de tránsito para prioridad de autobuses, la gestión de la calidad del aire en respuesta a la contaminación y el monitoreo del clima, se comuniquen y compartan información entre sí vía un solo centro integrado de control (Ver Gestión del Tránsito Urbano).
Los principales beneficios incluyen:
Es central para las operaciones integradas, la adopción de especificaciones y estándares abiertos en productos de la industria ITS, para asegurar su interoperabilidad. Las especificaciones abiertas hacen fácilmente posible agregar nuevas funciones, cuando sean necesarias, y liberan a los gobiernos locales de la dependencia de proveedores individuales, cuando es necesario el reemplazo de partes o la actualización del sistema. Las agencias pueden, entonces, comprar a precios más competitivos y varias ofertas de servicios, lo cual estimula, a la vez, el desarrollo comercial innovador. (Ver Estándares ITS).
Las implementaciones de estacionamiento inteligente otorgan a los operadores de estacionamiento vehicular y los gobernos de las ciudades datos útiles sobre los niveles de demanda. Ellos pueden usar esta información para ajustar tarifas, aplicar tasas más altas para aumentar su facturación en los sitios más concurridos y bajarlas para atraer a los conductores hacia lugares menos usados.
Un sistema en San Francisco otorga a los conductores información en tiempo real sobre la ocupación y costos de más de 19.000 cocheras de estacionamiento público. Los conductores pueden usar dicha información de la tarifa de estacionamiento, la localización y el tiempo para decidir. Las aplicaciones de teléfonos inteligentes pueden ayudarlos a encontrar un espacio dentro de una área de paseo de fácil acceso a su destino. Un número de fabricantes automotrices están también desarrollando su propios sistemas embarcados de información del estacionamiento.
El investigador norteamericano Professor Donald Shoup ha calculado que la búsqueda por una cochera pública ( al lado del cordón de la vereda) en una área de la ciudad de 15 manzanas puede crear acerca de 1,52 milliones de exceso de kilómetros recorridos por vehículo; ésto se traduce en 177.600 litros (47.000 US galones) de combustible consumido y 73 toneladas de exceso de CO2.
Los sistemas de gestión de autopistas incluyen la detección automática de incidentes, los circuitos cerrados de TV por videocámaras CCTV para beneficio de los operadores del centro de control, la automatización del monitoreo del flujo vehicular y el software para controlar los límites de velocidad antes que ocurran colas. Estudios de casos han demostrado que los ahorros en demoras y los beneficios se logran con el uso estartégico de los carteles de mensajes variables (VMS) que otorgan un positivo costo-beneficio que justifica la inversión inicial de capital. Por ejemplo, los sistemas de protección de colas crean beneficios socio-económicos siginificativos desde la reducción del númeor de usuarios muertos o heridos gravemente. Ellos también producen significativos beneficios secundarios a través del ahorro de las demoras por incidentes (Ver Gestión del Tránsito en Autopistas).
Los ahorros por la reducción de costos en tiempos de viaje son importantes para todos los usuarios de la carretera, pero los beneficios son más relevantes para los operadores de fltas de vehículos e de infraestructuras de autopistas. Existen dos tipo de beneficios cuantitativos:
En USA, las técnicas de gestión de autopistas comúnmente incluyen sistemas de vehículos de alta ocupación (HOV) y de carriles con peaje de alta ocupación con peaje (HOT) sobre autovías y autopistas.
Los carriles HOV, introducidos en USA en los años 70 y, más tarde, adoptados en Australia y Nueva Zelanda, aunque raros en Europa, están abiertos a áutomóviles con, al menos, dos pasajeros (por ejemplo, en esquemas de car sharing), y para autobuses y, algunas veces, para vehículos "verdes" (baja emisión). El objetivo es aumentar la más alta ocupación vehicular promedio y el rendimiento de personas con el objetivo de reducir la congestión del tránsito y la contaminación del aire. Algunos carriles HOV son reversibles para adaptarse a los diferentes picos de flujos.
Los carriles HOT otorgan a los conductores de vehículos que conducen solos, acceder a los carriles HOV bajo pago de una tarifa, por ejemplo, vía el reconocimiento automático del número de placa patente automotor o mediante la recolección electrónica de una cuota (EFC). Los peajes pueden aumentar en la vía con la densidad del tránsito cuando ésta se incrementa dentro de los carriles, para reducir el riesgo de que se vuelva congestionada.
En el sistema HOT de Los Angeles, los conductores usan transponders conmutables, especialmente desarrollados, para indicar el número de ocupantes. El lector EFC que hace el ajuste lo usa para decidir automáticamente sobre la capacidad de carga. Para la fiscalización, una antena cercana al lector EFC se enciende en respuesta al escaneo y alerta a los oficiales de la patrulla de la autopista para chequear el estado ajustado de la ocupación
Las secciones llamadas “Smart” o secciones de autopistas gestionadas usan tecnologías ITS de gestión activa del tránsito para controlar el flujo y las velocidades y dan a los usuarios información relevante en carteles de mensajes variables más adelante para ayudarlos a hacer el mejor uso de los segmentos muy congestinados. Ellos pueden imponer límites variables de velocidad (VSLs) donde el límite de la velocidad debe ser alterado para reflejar las condiciones actuales del tránsito.
Los sensores de tránsito detectan una movilidad lenta y tránsito estacionario y alerta a los centros de control regionales HA sobre las condiciones de cambio. Este conjunto de mensajes relevantes en VMSs y en carteles de límites variables de velocidad (VSL) se corresponden con los movimientos del tránsito. El "Gerente de Utilización del Espacio Vial Dinámico" (“Dynamic Roadspace Utilization Manager (DRUM)) es otro buen ejemplo de una aplicación de software ITS que ha sido aplicada con gran ventaja durante las tareas de construcción en una autopista en operación. El principio se basa en un primer cono dentro y un último cono fuera de la zona de cierre por obra vial.
Ver: http://trl.co.uk/software/software_products/drum.htm
Las versiones iniciales permitieron el uso temporal de la banquina (arcén) como un carril extra (“hard shoulder running”) cuando el tránsito aumenta, poniendo en vigor carteles de límites cariables de velocidad (VSLs) y VMS que avisan a los conductores en consecuencia. Los refugios de emergencia estaban disponibles a intervalos regulares.
El más reciente diseño apunta a entregar los mismos beneficios para un menor costo durante su vida útil. La banquina está disponible para el uso como un carril de tránsito en todo momento, de modo que permanentemente se tenga una capacidad extra. En la Orbital M25 de Londres se aplicaron VSLs y se mejorado exitosamente la capacidad de la autopista obteniendo una reducción de los cambios de carril sin necesidad de aumentar el número de carriles. Otros países están adoptando la idea.
Estudio del caso (Ver Active Traffic Management)
Los centros de consolidación de cargas (FCCs), localizados en puntos cercanos a los centros de la ciudad o shopping malls y a principales cruces de carreteras, ayudan a evitar o reducir el impacto de Vehículos Pesados de Mercancías (HGVs) sobre los caminos urbanos. Ellos pueden ayudar a mitigar la congestión del tránsito y pueden tener un impacto positivo sobre la contaminación local del aire. Usando sistemas de seguimiento y rastreo logístico, ellos toman las grandes consignaciones entrantes destinadas a un número de minoristas de la ciudad, para fraccionarlas en cargas individuales; éstas, entonces, viajan en vehículos más pequeños y de menor contaminación en horarios convenientes durante el tramo final; existen actualmente más de 114 FCCs en todo el mundo, mayormente en la Unión Europea, específicamente en Francia, Alemania, Italia, Holanda y el Reino Unido.
Un sistema desplegado en Holanda y en otros lugares de Europa premia a los conductores de camiones cuya conducción es ecológica con semáforos con luz verde en intersecciones; ésto tiene interfaces con la red de control de señales de la ciudad e incorpora datos sobre los límites de velocidad de la ciudad, alentando la compatibilidad con estos mediante la integración con camiones con su propio sistema de gestión del motor para limitación de la velocidad y monitoreo de la aceleración. Un tablero de comando mantiene a los conductores informados de su propia performance, el consumo de combustible y la performance de la conducción y cuando existen bajas puntuaciones se generan alertas.
Los conductores comerciales y sus vehículos pueden ser una fuente confiable de información de las condiciones actuales del tránsito de la red. El aumento del uso de entregas del tipo just-in-time significa que los gerentes de operaciones de la flota vehicular y los camioneros incrementan su interés en el estado de las redes viales urbanas en tiempo real.
El esquema de consolidación de cargas de Bristol, Reino Unido distribuye a 115 negocios. Se han reducido las entregas en un 80% y alcanzado una reducción de 130 toneladas en emisiones de CO2 por el uso de dos camiones eléctricos de nueve toneladas con recarga en el centro por la noche. Estos retornan con residuos reciclables. La congestión reducida de tránsito está prevista para obtener ganancias en beneficios sociales valuados en £2 milliones durante más de cinco años.
(Ver Case Study: Broadmead Freight Consolidation Centre (UK))
Los vehículos con sobrepeso y altura excedida representan amenazas reales a la seguridad vial y a la infraestructura del transporte. Una fiscalización sistemática contra el sobrepeso de camiones es una forma económica de reducir los daños al pavimento vial. Los sistemas de pesaje en movimiento ahorran tiempo a los camiones chequeando su estado de seguridad cuando ellos conducen sobre placas de medición a velocidades permitidas. En USA, una versión desarrollada también chequea las credenciales de las empresas de camiones y de sus choferes en forma automática accediendo a bancos electrónicos de datos, permitiendo a los agentes focalizarse en los camiones sospechosos y lograr altas tasas de éxito. El Departamenteo de Transporte de USA estima que los chequeos manuales pueden evitar cerca del 0.7% de los siniestros viales que involucran camiones (aproximadamente 440.000 por año). Un proceso de selección automático puede mejorar ésto en más del 3.5% (Ver Detección de Peso).
En referencia al impacto sobre la infraestructura vial australiana (especialmente puentes) del aumento de camiones pesados se ha desembocado en la regulación de un Programa de Acceso Inteligente (IAP) por el cual se restringe el uso de la red vial del país a los camiones pesados.
Se permite el acceso de vehículos sobredimensionados a rutas normalmente restringidas al regresar de su entrega, a través de un dispositivo embarcado que usa tecnología de seguimiento satelital para monitorear su cumplimiento con las condiciones IAP y que envía su localización a un centro de control para el análisis correspondiente.
IAP permite la calificación del transporte de cargas para incrementar su productividad tomando rutas más rápidas y más convenientes, mientras se controlan, en general, los impactos de camiones en la red vial y disuadiendo a los vehículos no calificados.
La gestión exitosa de un evento principal requiere una estrecha coordinación entre todas las partes: los promotores del evento, las autoridades viales y de autopistas que son afectadas, la policía, los servicios de emergencia y los operadores de transporte. Ésto puede tener una gran dependencia de ITS; por ejemplo, los VMS mantienen a los viajeros informados acerca de las opciones actuales y los CCTV asisten a los controladores de la red en sus tareas. Al mismo tiempo, los costos de equipamiento adicional necesario para solamente un período corto para eventos no recurrentes demanda un cuidadoso estudio. (Ver Eventos Planeados).
Cuando los organizadores del Show de Agricultura de Alemania seleccionó a la mediana ciudad de Koblenz para su realización en 2011, la ciudad planificó que tendrían 40.000 visitantes adicionales diarios durante más de séis meses. La ciudad necesitó ampliar su servicio de información al viajero y lo hizo disponible a la región.
La solución adoptada, en coordinación con el gobierno regional, fue ampliar el actual sistema regional de información del tránsito intermodal en la autopista y extender el alcance de su portal de internet de movilidad para cubrir el tránsito urbano y el de la autopista. (Ver www.verkehr.rlp).
La ciudad también necesitó generar información para mostrar en los VMSs. La ciudad no podía permitirse comprar nuevas cámaras de tránsito que necesitaba, de modo que contrató a un proveedor de información de tránsito para proveer datos desde un vehículo sonda (FVD) basado para medir los tiempo de viaje y las velociades. El FVD se involucra en forma anónima monitoreando la movimiento de los vehículos que están equipados con, por ejemplo, teléfonos celulares con Bluetooth, sintonizándolos con sensores de tránsito móviles para notificar las condiciones del tránsito.
El proyecto ha tomado interés creciente en otras ciudades alemanas las cuales adoptaron elementos de ese enfoque. Se demostró lo valioso que resultó, para los gobiernos locales, comprar datos dinámicos desde proveedores privados de tránsito. Los datos del tránsito comprados probaron ser una alternativa económica a las convencionales cámaras de tránsito.
En los Juegos Olímpicos y Paraolímpicos de Londres en 2012, la exitosa operación dependió fuertemente de la eficaz gestión del tránsito en la crítica Red Vial Olímpica (ORN) con carriles ´vehiculares reservados para dar acceso prioritario a las 80.000 personas de la "famila" olímpica (llamados "carriles de los juegos").
Para monitorear la red, Transport for London (TfL), agencia de transporte multimodal de las capitales del Reino Unido, modernizó 1.300 señales de tránsito y desplegó 1.400 cámaras de CCTV, algunas instaladas nuevamente, otras operando a través de acuerdos individuales de datos compartidos con las autoridades locales.
Estudio de Caso: Gestión de la Movilidad en los Principales Eventos Internacionales
Más allá de su principal obejtivo de seguridad, V2I puede ayudar a reducir las demoras y la congestión provocadas por los siniestros viales. V2I mantiene a los vehículos en contacto electrónico con la infraestructura vial, no sólo para ayudar a evitar los choques sino también para reducir los impactos medioambientales debido al flujo vehicular lento y para reducir las aceleraciones y desaceleraciones. Un beneficio específico, puesto a prueba, es la habilidad de transmitir directamente al vehículo la información sobre la fase de las señales de tránsito y la sincronización de las intersecciones próximas.
El sistema eCall es un ejemplo de la tecnología de vehículo conectado. Un vehículo averiado o involucrado en una colisión, que tiene instalado el sistema eCall puede enviar un mensaje automático acerca de su localización, descripción y condición del vehículo cuando ocurre un evento. Ésto puede derivar en una pronta ayuda y un rápido restablecimiento de la sección vial afectada para hacer al área segura para el tránsito. El beneficio general es la mayor eficiencia de las operaciones de la red. La industria automotriz está desarrollando actualmente un conjunto de servicios para reducir el costo por cada unidad dedicada instalada con el propósito mejorar al sistema eCall.
Con V2V, los vehículos sensan los peligros potenciales por medio de detectores de otros vehículos que determinan la presencia de otros vehículos, sus posiciones y velocidades. Los sistemas embarcados, entonces, alertarán a los conductores y/o intervendrán automáticamente en el manejo del motor o de los sistemas de frenado, para evitar un siniestro.
Eventualmente, la esperanza es que V2V y V2I reducirán ambos la cantidad la cantidad y dimensiones de la infraestructura vial, enviando un importante información, relacionada con la seguridad vial y con la movilidad, directamente al interior de los vehículos. (Ver Sistemas de Control & Advertencia).
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