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Descripción: diagrama de flujo del proceso de producción de globo
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Descripción: analisis de flujo de potencia
fundamentos del flujo de fluidos
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Análisis Del Flujo VehicularDescripción completa
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Dado que los problemas de tránsito y sus soluciones son complejos es necesario conceptualizar el fenómeno a través tra vés de teorías y modelos científicos. La teoría del flujo vehicular describe matemáticamente la circulación del tránsito a través través del sistema vial. Se han encontrado ajustes matemáticos a la realidad en rampas, estaciones de peaje y estacionamientos.
Dado que los problemas de tránsito y sus soluciones son complejos es necesario conceptualizar el fenómeno a través tra vés de teorías y modelos científicos. La teoría del flujo vehicular describe matemáticamente la circulación del tránsito a través través del sistema vial. Se han encontrado ajustes matemáticos a la realidad en rampas, estaciones de peaje y estacionamientos.
Diseño de la infraestructur in fraestructuraa vial urbana: ›
› ›
›
Demoras promedio en las intersecciones. Determinar las longitudes de carriles de aceleración. "Almacenar" los vehículos que pretenden dar un giro a izquierda. Áreas de incorporación inc orporación del tránsito: rampas
Simulación: estudiar complejas relaciones entre los elementos del flujo vehicular y los efectos sobre factores como accidentes, tiempos de viaje, contaminación del aire y consumo de combustible.
Variables principales: › ›
›
Flujo Densidad Velocidad
Variables asociadas: › ›
› ›
›
Espaciamiento Intervalo Distancia Volumen Tiempo
Al flujo se relacionan 3 variables: ›
Tasa de flujo (q)
“Frecuencia a
la cual pasan los vehículos por un carril o calzada durante un tiempo específico menor a una hora”.
()
Se expresa en veh/min o veh/s. Es posible expresar la tasa de flujo en veh/h teniendo en cuenta que no es realmente el volumen horario Q.
›
Intervalo simple (hi )
"El tiempo, en segundos, transcurrido entre el parachoques trasero de un vehículo y de aquel que lo sigue. También es posible determinarlo con el parachoques delantero".
Representación gráfica del intervalo
›
Intervalo promedio (h)
"Promedio de todos los intervalos simples existentes en los vehículos que circulan por la vía".
− =
()
hi: intervalo simple entre veh “i” e “i+1” N-1: Número de intervalos N: Número de vehículos Se expresa en s/veh o min/veh
Relación entre el intervalo promedio y la tasa de flujo: ()
Para un aforo vehicular realizado en una hora durante períodos de 15 minutos se tienen los volúmenes mostrados en la tabla. Calcular la tasa de flujo para cada período, el volumen horario y comparar la tasa de flujo máximo y el volumen horario. Intervalo de tiempo
Expresando este volumen en un período de 15 minutos: 1765 ×
0,25 15
441 ℎ 15
800 670
700 ) n i m 5 1 / h e v ( n e m u l o V
600 500
441
420
360
400 300 200 100 0
Intervalo de tiempo (15 min) Q15
Qhorario(15)
315
Comparación entre la tasa de flujo máximo y el volumen horario. q á 2700 ℎ/ℎ Q 1765 ℎ/ℎ
Obsérvese que q > Q. La frecuencia con la que pasaron los vehículos en el segundo cuarto de hora fue mayor que la frecuencia con la que pasan en toda la hora.
Con la densidad se relacionan 3 variables: ›
Densidad o concentración (k)
"Relación entre el número de vehículos, N, que se encuentra en un carril o calzada y la longitud correspondiente, d." Generalmente se expresa en veh/km o veh/m.
()
›
Espaciamiento simple (si )
"Distancia, en metros, entre los parachoques traseros de dos vehículos consecutivos en la corriente vehicular".
Representación gráfica del espaciamiento
›
Espaciamiento promedio (s)
"Promedio de todos los espaciamientos simples existentes en los vehículos que circulan por la vía".
− =
()
si: espaciamiento simple entre veh “i” e “i+1” N-1: Número de espaciamientos Relación entre el espaciamientos N: Número de vehículos promedio y la densidad: Se expresa en m/veh
()
Calcular las densidades por carril y de toda la calzada para una vía de 1 km de longitud con tres carriles por sentido en los cuales se observan el siguiente número de vehículos: › ›
Carril derecho: k D 40 ℎ/ Carril central: k D 30 ℎ/ Carril izquierdo: k D 20 ℎ/
Densidad de la autopista k vía
(40 + 30 + 20) 1
90 ℎ/
Espaciamiento promedio sD
sD
1 k D
1 40 ℎ/
×
1000 1
sD 25 /ℎ
Análogamente para el carril central e izquierdo se tiene: s 33 /ℎ
s 50 /ℎ
Las variables relacionadas con la velocidad son: › ›
› › ›
› ›
›
Velocidad de punto Velocidad instantánea Velocidad media temporal Velocidad media espacial Velocidad de recorrido Velocidad de marcha Distancia de recorrido Tiempo de recorrido
Hallar espaciamientos, densidades, velocidades, intervalos y flujos:
Posición de los vehículos en el punto A (t=0) Espaciamiento y densidad punto A Espaciamiento promedio Densidad media Posición de los vehículos en el punto B (t = 10 s) Espaciamiento y densidad punto B Velocidades punto B Tiempo al cual pasan los vehículos por el punto B Intervalos entre vehículos en el punto B Tasa de flujo en el punto B
Relación del tiempo y el espacio entre vehículo
Paso: tiempo necesario en el cual un vehículo recorre su
propia longitud.
Brecha: intervalo de tiempo libre disponible entre dos
vehículos.
Separación: distancia entre la defensa trasera de un
vehículo y la defensa delantera del que lo sigue.
Longitud: longitud del vehículo.
Si se asume que la velocidad aproximadamente constante × ()
Reemplazando las ecuaciones (3) y (6) en (7): O de manera general:
()
()
Ecuación fundamental del flujo vehicular
Conceptos fundamentales de la teoría del flujo de tránsito: › ›
Ecuación fundamental del modelo de Greenshields:
()
Donde: e : Velocidad media espacial (km/h) V VL : Velocidad media espacial a flujo libre (km/h)
k: densidad (veh/km/carril) k c : densidad de congestionamiento (veh/km/carril)
El punto E (centro de la recta) corresponde al rectángulo de área máxima. Por lo tanto representa el flujo máximo qm. ()
()
()
Relación entre el flujo y la densidad:
()
()
Se puede determinar la velocidad a partir del diagrama de flujo – densidad:
()
Relación entre el flujo y la velocidad:
()
Reemplazando (16) en (8):
±
()
()
()
Se puede determinar la densidad a partir del diagrama de velocidad – flujo. Obsérvese que la pendiente de los vectores dirigidos desde el punto B a cualquier punto de la curva es el inverso de la densidad en dicho punto.
()
En un tramo de carretera, se realizó un estudio de aforos y velocidades en diferentes días para diversas condiciones de operación de tránsito. Esto permitió obtener pares de datos densidad – velocidad media espacial, que al realizar su ajuste lineal por el método de mínimos cuadrados dio como velocidad a flujo libre 76 km/h y como densidad de congestionamiento el valor de 152 veh/km/carril. Además se sabe que la longitud promedio de los vehículos es de 5 m. Se desea determinar: ecuaciones del modelo lineal, flujo máximo e intervalo promedio a flujo máximo
Aplicaciones para cada una de las relaciones encontradas anteriormente: ›
Velocidad – Densidad: punto de partida para los modelos
teóricos del flujo vehicular. ›
Flujo – Densidad: control del tránsito en las autopistas.
›
Velocidad – Flujo: identificar niveles de servicio y
