Método de evaluación del nivel de servicio de la infraestructura de las vías de la ciudad de Huánuco

Abstract

Uno de los principales fines de la ingeniería es el proyectar y operar las redes viales de modo que estos ofrezcan a los usuarios la mínima demora posible. De ahí la importancia de evaluar la capacidad y los niveles de servicio que las vías ofrecen a los usuarios. Actualmente en el Perú es una práctica común que las medidas de eficiencia para la evaluación de la infraestructura vial sean determinadas empleando la metodología expuesta en el Manual de Capacidad de Carreteras (Highway Capacity Manual - HCM) la cual ha sido desarrollada por el Transportation Research Board (TRB) empleando información de campo, que no necesariamente presentan características similares a las locales. El “Manual de Carreteras: Diseño Geométrico DG-2018”, en su Sección 211:” Capacidad y Niveles de Servicio”, hace un breve resumen de los principales conceptos expuestos en el HCM, de similar modo también lo hace VCHI.S.A. en el “Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas – 2005” difundido por el Instituto de Construcción y Gerencia ICG. Esta hace mención que, a parte de la metodología expuesta, los valores que se muestran en el HCM deben ser considerados sólo como indicadores que permiten ilustrar órdenes de magnitud para las condiciones particulares del Perú. En el Perú existen ciudades intermedias que, entre otros aspectos, tienen en común problemas de tránsito y congestionamiento vehicular, como es el caso de Huánuco, ubicada en la región Centro del Perú. Huánuco presenta un flujo vehicular caótico como resultado del desmesurado crecimiento del parque automotor de mototaxis, estrechez de las vías, estacionamientos, mal estado superficial del pavimento, entre otros, que han generado un problema en la vida diaria de la ciudad. En base a lo antes mencionado esta tesis se centra en determinar los Niveles de Servicio de las principales vías urbanas de la ciudad de Huánuco proponiendo un modelo de toma de datos basado en el uso de dispositivos Arduino que servirá como referencia metodológica para ciudades intermedias en el Perú. Este método de evaluación de nivel se servicio propuesto se basa en la metodología que se expone en el capítulo 16: “Urban street facilities” del Highway Capacity Manual (HCM), y propone la utilización de dispositivos Arduino instalados en vehículos para la toma de datos de campo a fin de evaluar las condiciones del nivel de servicio existentes en las vías a estudiar. De acuerdo con el HCM, el elemento que condiciona el Nivel de Servicio de las Vías Arteriales es la Velocidad media de viaje por lo que fue necesario obtenerla para cada arteria en estudio haciendo uso de los datos de campo obtenidos de los dispositivos Arduino que fueron instalados en 4 mototaxis y 2 taxis por ser los vehículos más representativos en cantidad en la ciudad de Huánuco. Adicionalmente como parte de la investigación, y a modo de contrastación de los resultados obtenidos con el método propuesto, se realizó un análisis de flujo vehicular en base a filmaciones propias de un segmento de la vía Abtao (vía de dos carriles), entre los Jr. Huánuco y Jr. Gral. Prado. Por otro lado, se obtuvo un aproximado de la Capacidad (vehículos/hora) de las vías en estudio, relacionando su geometría (metros) con el volumen horario de máxima demanda (vehículos/hora). El método planteado en esta tesis resulta ser un método funcional, de bajo costo, fácil instalación y de resultados confiables, pues se trabaja con datos reales obtenidos en campo. Este método puede ser aplicado en ciudades intermedias que habitualmente cuentan con vías arteriales, las cuales sirven a un rango amplio de funciones. Entre los principales resultados de la presente tesis, tenemos que las velocidades medias de viaje de toda la arteria muestran que las arterias estudiadas tienen en promedio niveles de servicio D, pues Huallayco tiene una velocidad media de viaje de 9.21 km/h (E), Abtao tiene 10.90 km/h (D), 2 de mayo tiene 10.66 km/h (D) y 28 de julio, 11.50 km/h (D) en el horario considerado como critico en este estudio. La Capacidad de las vías en estudio oscila entre 1,388 veh/h y 2,082 veh/h para anchos de vía disponible de 4m y 6m respectivamente.

One of the main purposes of engineering is to project and operate road networks in such a way that they offer users the minimum possible delay. Hence the importance of evaluating the capacity and levels of service that the roads offer to users. Currently in Peru, it is a common practice that efficiency measures for the evaluation of road infrastructure are determined using the methodology set out in the Highway Capacity Manual (HCM), which has been developed by the Transportation Research Board (TRB) using field information, which do not necessarily present characteristics similar to the local ones.

The "Highway Manual: Geometric Design DG-2018", in its Section 211: "Capacity and Service Levels", makes a brief summary of the main concepts exposed in the HCM, in a similar way VCHI.S.A. in the "Manual of Geometric Design of Urban Roads - 2005" published by the Institute of Construction and Management ICG. It makes mention that, apart from the exposed methodology, the values shown in the HCM should be considered only as indicators that allow illustrating orders of magnitude for the particular conditions of Peru.

In Peru, there are intermediate cities that, among other aspects, have traffic problems and traffic congestion in common, as is the case of Huánuco, located in the Central region of Peru. Huánuco presents a chaotic traffic flow because of the excessive growth of the motor vehicle fleet of mototaxis, narrow roads, parking lots, poor surface condition of the pavement, among others, which have generated a problem in the daily life of the city.

Based on the aforementioned, this thesis focuses on determining the Service Levels of the main urban roads of the city of Huánuco proposing a data collection model based on the use of Arduino devices that will serve as a methodological reference for intermediate cities in the Peru.

This proposed service level evaluation method is based on the methodology set out in chapter 16: “Urban street facilities” of the Highway Capacity Manual (HCM), and proposes the use of Arduino devices installed in vehicles for data collection field in order to evaluate the existing service level conditions on the roads to be studied. According to the HCM, the element that determines the Service Level of the Arterial Tracts is the Average Travel Speed. Therefore, it was necessary to obtain it for each artery under study using the field data obtained from the Arduino devices that were installed in 4 motorcycle taxis and 2 taxis for being the most representative vehicles in quantity in the city of Huánuco.

Additionally, as part of the research, and as a contrast to the results obtained with the proposed method, an analysis of vehicular flow was carried out based on filming of a segment of the Abtao road (two-lane road), among the Jr. Huánuco and Jr. Gral. Prado. On the other hand, an approximate capacity (vehicles / hour) of the roads under study was obtained, relating their geometry (meters) with the hourly volume of maximum demand (vehicles / hour).

The method proposed in this thesis turns out to be a functional, low cost, easy installation and reliable results method, since it works with real data obtained in the field. This method can be applied in intermediate cities that usually have arterial roads, which serve a wide range of functions.

Among the main results of this thesis, we have that the average travel speeds of the entire artery show that the arteries studied have on average service levels D, since Huallayco has an average travel speed of 9,21 km / h (E). Abtao has 10,90 km / h (D), May 2 has 10,66 km / h (D) and July 28, 11,50 km / h (D) in the time considered as critical in this study. The capacity of the roads under study ranges between 1388 veh / h and 2082 veh / h for available track widths of 4 m and 6 m respectively.