Existen dos formas de determinar el Nivel de Servicio (LOS)
1.
Determinación teórica: Aquí sólo es necesario ir a la tabla que indica los factores a considerar y encontrar el adecuado.
2. Cálculo por medio el manual de capacidad de carreteras (HCM)
Urban Street Worksheet
Segments
Un segmento es:
Un tramo homogéneo de la vialidad entre dos puntos donde cambian las condiciones de operación.
En la práctica casi siempre es:
intersección → intersección
porque cada semáforo introduce delay distinto.
Para Urban Streets, los segmentos normalmente se definen como:
\text{Segmento} = \text{tramo entre intersecciones señalizadas}
Esto es lo más común en análisis urbano.
Ejemplo:
Intersección A ----- Segmento 1 ----- Intersección B
Intersección B ----- Segmento 2 ----- Intersección C
Intersección C ----- Segmento 3 ----- Intersección D
Cada uno es un segmento distinto en la hoja.
¿Cuándo debes dividir un segmento?
Aunque no haya semáforo, el HCM recomienda crear un nuevo segmento si cambia algo importante:
Geometría
cambia el número de carriles
aparece camellón
aparece carril de giro
Control
aparece señal de alto
aparece semáforo
aparece paso peatonal importante
Entorno
zona comercial intensa
zona residencial
estacionamiento en vía
Velocidad
cambia el límite de velocidad
cambia la velocidad operativa
¿Cuántos segmentos suele haber?
En análisis de calles urbanas típicas:
Longitud corredor
Segmentos típicos
500 m
2–3
1 km
3–5
2 km
5–8
El USW permite hasta 8 segmentos porque el HCM asume corredores urbanos cortos.
Ejemplo:
Supongamos una avenida:
Semáforo 1
│
│ 350 m
│
Semáforo 2
│
│ 420 m
│
Semáforo 3
│
│ 300 m
│
Semáforo 4
En el USW:
Segmento
Descripción
1
Semáforo 1 → Semáforo 2
2
Semáforo 2 → Semáforo 3
3
Semáforo 3 → Semáforo 4
Luego medirías L (km) para cada uno.
Error común al definir segmentos
Muchos veces se hace esto:
❌ dividir cada 100 m
❌ dividir cada cuadra
❌ dividir cada cuadra
El HCM modela corredores controlados por intersecciones, no cuadras arbitrarias.
Cada vez que llegas a un semáforo importante → comienza un nuevo segmento.
¿Cómo debe verse en el UWS?
Si tienes 4 intersecciones:
Seg
L (km)
1
0.35
2
0.42
3
0.30
Detalle importante para más adelante
El delay del segmento se calcula con el semáforo que está al final del segmento, no al inicio.
Porque el vehículo:
recorre el segmento
llega al semáforo
ahí experimenta el delay.
Cada uno es un segmento distinto en la hoja.
Cycle Length, C (s)
El cycle length (C) es:
El tiempo total que tarda un semáforo en completar todas sus fases y volver al inicio.
Es decir:
C = \text{verde} + \text{amarillo} + \text{todo rojo} + \text{otras fases}
Todo el ciclo completo.
La unidad siempre es segundos.
Ejemplo
Supón una intersección con dos fases:
Verde: 40 s
Amarillo: 4 s
Todo rojo: 2 s
Verde: 35 s
Amarillo: 4 s
Todo rojo: 2 s
Entonces:
C = (40+4+2) + (35+4+2)
C = 87\ s
Ese 87 s es el cycle length.
Obtención de C
Hay dos formas.
1- Medición en campo (la más común)
Te paras frente al semáforo y mides:
Eso es un ciclo completo.
Hazlo 3-5 veces y promedia.
Ejemplo:
Ciclo
Duración
1
88 s
2
90 s
3
87 s
Promedio:
C = 88.3\ s
2- Plan de semaforización
La autoridad de tránsito suele tener:
plan de tiempos
ciclos programados
Ejemplo:
hora pico: 120 s
hora valle: 90 s
En el USW usas el ciclo correspondiente al Analysis Period.
Importante para no cometer errores
En el USW el ciclo suele ser el mismo para todos los segmentos, porque normalmente el corredor está coordinado.
Muchos creen que cada semáforo tiene su propio C en el USW.
En realidad:
el método asume coordinación
se usa un ciclo representativo del corredor
Ejemplo:
Segmento
C
1
100 s
2
100 s
3
100 s
Rangos típicos de ciclo
Tipo de vía
Ciclo típico
intersección pequeña
60–80 s
arteria urbana
80–120 s
corredor muy congestionado
120–180 s
Effective green-to-cycle-length ratio g/C
¿Qué es?
g/C es la fracción del ciclo que realmente está disponible para que avance el flujo que estás analizando.
No es el verde total del semáforo.
Es el verde efectivo para ese movimiento.
Es el verde efectivo para ese movimiento.
Formulación
\frac{g}{C}
donde
El resultado es un número entre 0 y 1.
Verde efectivo (g)
El verde efectivo no es solo el verde mostrado. Incluye:
parte del amarillo
menos el lost time por arranque
Una aproximación común del HCM es:
g = G + Y - l
donde
Ejemplo:
Supón una fase con:
Verde = 40 s
Amarillo = 4 s
Lost time = 3 s
Entonces:
g = 40 + 4 - 3
g = 41\ s
Si el ciclo es:
g = 100\ s
entonces
g/C = 41/100 = 0.41
Esto significa que el 41 % del tiempo del semáforo permite el paso de ese flujo. El resto del tiempo el movimiento está detenido.
Obtención en campo
Hay dos maneras.
Método 1 (observación directa)
Mides:
duración del verde
duración del amarillo
ciclo total
Luego aplicas la fórmula anterior.
Método 2 (si no tienes lost time)
Muchos análisis simplificados usan:
g/C = \frac{G}{C}
Es una aproximación aceptable para trabajos académicos.
Valores típicos
Tipo de intersección
g/C típico
arteria con dos fases
0.40 – 0.55
intersección balanceada
0.45 – 0.50
movimiento secundario
0.20 – 0.35
El g/C es para el movimiento que alimenta el segmento.
Es decir:
El semáforo al final del segmento. Porque el delay se produce cuando el vehículo llega ahí.
Es decir:
El semáforo al final del segmento. Porque el delay se produce cuando el vehículo llega ahí.
Worksheet
Segmento
1
2
3
C
100
100
100
g/C
0.42
0.38
0.40
Error muy común
Muchas veces usan:
g/C = \frac{verde\ total}{ciclo}
pero el método requiere el verde efectivo del lane group.
Eso cambia mucho el resultado del delay
La Idea clave es que El g/C controla la capacidad del carril:
c = s \left(\frac{g}{C}\right)
Por eso es uno de los parámetros más sensibles del modelo.
v/c ratio for lane group, X
Este es uno de los parámetros más importantes del método del HCM porque mide qué tan saturado está el movimiento que alimenta el segmento.
El v/c ratio es:
X=\frac{v}{c}
donde
El valor de X indica qué porcentaje de la capacidad está siendo utilizado.
X
Condición
< 0.60
flujo estable
0.60–0.80
operación cercana a capacidad
0.80–1.00
saturación
1.00
sobresaturación
Cuando X > 1, la cola crece ciclo tras ciclo.
Obtener v
El flujo v se obtiene del volumen observado ajustado.
v=\frac{V}{PHF}
donde
Ejemplo:
volumen observado = 900 veh/h
PHF = 0.90
v=\frac{900}{0.90}=1000\ veh/h
Cálculo del PHF
El PHF (Peak Hour Factor) mide qué tan uniforme o concentrado es el tráfico dentro de la hora pico.
Respuesta directa:
PHF = \frac{V}{4,V_{15}}
donde
(V) = volumen total durante la hora pico (veh/h)
(V_{15}) = mayor volumen observado en cualquier intervalo de 15 minutos dentro de esa hora
El número 4 aparece porque hay cuatro intervalos de 15 minutos en una hora.
Cálculo paso a paso
Paso 1: Identifica la hora pico
Debes encontrar la hora con mayor tráfico en tu aforo.
Ejemplo
7:00–8:00 AM.
7:00–8:00 AM.
Paso 2: Divide esa hora en intervalos de 15 min
Intervalo
Vehículos
7:00–7:15
180
7:15–7:30
220
7:30–7:45
210
7:45–8:00
190
Paso 3: Calcula el volumen horario total
V = 180+220+210+190
V = 800\ veh/h
Paso 4: Encuentra el mayor volumen de 15 minutos
V_{15} = 220
Paso 5: Calcula el PHF
PHF = \frac{800}{4(220)}
PHF = \frac{800}{880}
PHF = 0.91
Interpretación
PHF
Significado
0.95 – 1.00
flujo muy uniforme
0.90 – 0.95
típico de arterias urbanas
0.80 – 0.90
tráfico concentrado
< 0.80
picos muy fuertes
Valores típicos
Tipo de vía
PHF típico
autopistas
0.90 – 0.95
arterias urbanas
0.85 – 0.92
intersecciones congestionadas
0.80 – 0.88
Capacity of line group, c (veh)
Este valor ya lo usamos indirectamente para calcular X, pero el USW lo pide explícitamente porque la capacidad es uno de los parámetros fundamentales del análisis.
¿Qué significa la capacidad c?
Ojo, es una c minúscula, no confundir con la C mayúscula del ciclo semafórico.
La capacity of lane group es:
La cantidad máxima de vehículos por hora que puede pasar por un grupo de carriles considerando el semáforo.
Es la capacidad del movimiento que alimenta el segmento.
No es la capacidad de toda la intersección.
Fórmula del HCM
c = s \left(\frac{g}{C}\right)
donde
Flujo de saturación s
El flujo de saturación representa la máxima tasa de descarga cuando el semáforo está en verde continuo.
Valor base típico del HCM:
s_0 = 1900\ veh/h/carril
Si el movimiento tiene más de un carril:
s = s_0 \times \text{número de carriles}
Si tuvieramos 2 carriles:
s = 1900 \times 2 = 3800\ veh/h
Aplicar el verde efectivo
Supongamos:
s = 1800\ veh/h
g/C = 0.40
Entonces:
c = 1800(0.40)
c = 720\ veh/h
Esa es la capacidad efectiva del lane group.
Ejemplo típico en una arteria urbana
carriles
s (veh/h)
g/C
c (veh/h)
1
1800
0.40
720
2
3600
0.40
1440
3
5400
0.40
2160
Cómo se coloca en el worksheet
Segmento
1
2
3
Capacity c (veh/h)
720
900
810
Relación con el parámetro anterior
Recuerda que luego se usa para calcular:
X = \frac{v}{c}
Por eso c debe calcularse antes de X, aunque en el worksheet aparezcan en orden distinto.
Si ves que c=720, eso quiere decir que ese movimiento solo puede descargar 720 vehículos por hora debido al semáforo.
Arrival Type (AT)
Este parámetro aparece porque sabemos que los vehículos no llegan de forma completamente aleatoria al semáforo. Muchas veces llegan agrupados en platoones debido al semáforo anterior.
El Arrival Type describe cómo llegan esos vehículos al semáforo que estás analizando.
¿Qué representa AT?
El Arrival Type indica si los vehículos llegan:
durante verde
durante rojo
dispersos
en platoones coordinados
Esto afecta el delay, porque si los autos llegan justo cuando el semáforo está verde, casi no esperan.
Clasificación del HCM
El HCM define 6 tipos de llegada.
AT
Tipo de llegada
Interpretación
1
Muy desfavorable
llegan durante rojo
2
Desfavorable
mayormente en rojo
3
Aleatorio
llegadas al azar
4
Moderadamente favorable
parte del platoón llega en verde
5
Favorable
la mayoría llega en verde
6
Muy favorable
coordinación perfecta
Interpretación práctica
AT = 1
El pelotón llega justo cuando el semáforo está rojo.
Resultado:
colas largas
mucho delay
AT = 3
Llegadas aleatorias.
Es el caso típico cuando no hay coordinación entre semáforos.
AT = 5
Los vehículos llegan cuando el semáforo está verde.
Esto ocurre cuando hay onda verde.
¿Cómo determinarlo en campo?
Hay tres formas.
Método 1 (observación)
Observas varios ciclos del semáforo.
Preguntas:
¿Los autos llegan en grupo?
¿llegan cuando el semáforo está verde o rojo?
Luego asignas el AT.
Método 2 (si no sabes)
El HCM recomienda usar:
AT = 3
Es el valor estándar para llegadas aleatorias.
Método 3 (si hay coordinación)
Si sabes que el corredor está coordinado:
condición
AT
mala coordinación
2
aleatoria
3
coordinación moderada
4
buena coordinación
5
¿Qué valor se escribe en el worksheet?
Segmento
1
2
3
Arrival Type
3
4
5
Longitud del segmento (L)
La distancia entre dos intersecciones consecutivas que definen el segmento.
Es decir:
desde una línea de alto o cruce → hasta la siguiente intersección controlada.
Unidad
El USW siempre usa kilómetros.
Si mides en metros debes convertir.
L(\text{km}) = \frac{\text{metros}}{1000}
Cómo medir L
Hay varias formas válidas.
Google Earth / Google Maps
Mides la distancia entre intersecciones.
Es el método más usado en estudios académicos.
Qué puntos usar exactamente
La medición se hace:
centro de intersección → centro de intersección ó línea de alto → línea de alto.
Es importante que sepas que no siempre debe ser de intersección a intersección, en ocaciones hay algún tipo de dispositivo de control o suceso recurrente que afecta adelante o atrás de la interseción que estás analizando, por ello es posible que la medición sea: centro de intersección → entrada escolar
Ambas son aceptadas siempre que seas consistente.
Ejemplo
Supongamos un corredor con 3 intersecciones.
Segmento
Intersecciones
Distancia
1
A – B
350 m
2
B – C
420 m
3
C – D
300 m
Convertido a kilómetros:
Segmento
L (km)
1
0.35
2
0.42
3
0.30
¿Cómo se escribe en el worksheet?
Segmento
1
2
3
Length L (km)
0.35
0.42
0.30
La longitud del segmento se usa en dos cálculos clave:
T_R = \frac{L}{V_R} \times 3600
S_A = \frac{3600L}{ST}
Initial Queue
El Initial Queue (Q₀) es:
el número de vehículos que están detenidos esperando el verde cuando comienza el periodo de análisis.
Es decir, vehículos que quedaron del ciclo anterior.
No son los que llegan durante el análisis.
¿Cómo determinar Q₀?
Hay tres formas aceptadas en el HCM.
Método 1 (observación directa)
Justo antes de que comience el periodo de análisis, observas cuántos vehículos están detenidos.
Ejemplo:
Al iniciar el análisis ves:
6 autos en cola
Entonces:
Q_0 = 6\ veh
Método 2 (video)
Si grabaste el aforo:
1.
ubica el instante donde empieza la hora de análisis
2.
cuenta los vehículos detenidos en la aproximación.
Ese número es Q₀ .
Método 3 (si no tienes datos)
El HCM permite asumir:
Q_0 = 0
si:
el flujo es menor que la capacidad
no hay colas persistentes
la intersección no está saturada.
Valores típicos
Condición
Q₀
sin congestión
0
cola ligera
2–4
cola moderada
5–10
sobresaturación
10
Ejemplo
Supón que al iniciar el análisis observas:
3 vehículos detenidos
Entonces:
Segmento
1
2
3
Initial Queue (veh)
3
0
5
Error común
No confundir
Cola máxima del ciclo con cola existente al inicio del análisis. Son cosas diferentes.
El HCM introduce (Q_0) para representar congestión heredada de ciclos anteriores.
Urban Street Class (SC)
Este parámetro clasifica la vialidad según su función dentro de la red urbana.
Es clave porque el Nivel de Servicio (LOS) final depende de esta clasificación, no es el mismo estándar para todas las calles.
Es clave porque el Nivel de Servicio (LOS) final depende de esta clasificación, no es el mismo estándar para todas las calles.
Una categoría que describe el tipo de calle en función de su movilidad vs. accesibilidad.
El HCM define 4 clases (I a IV).
Clasificación del HCM
🔹 Clase I – Alta movilidad
arterias principales
tráfico continuo
pocos accesos
prioridad al flujo
Ejemplo:
ejes viales
vías rápidas urbanas
objetivo: mover vehículos rápido
🔹 Clase II – Movilidad media-alta
arterias importantes
algunos accesos
flujo relativamente continuo
Ejemplo:
avenidas principales
🔹 Clase III – Balance movilidad/acceso
muchas intersecciones
accesos frecuentes
actividad urbana
Ejemplo:
avenidas comerciales
🔹 Clase IV – Alta accesibilidad
zonas comerciales intensas
muchos accesos
tráfico interrumpido
Ejemplo:
calles del centro
zonas con comercio activo
👉 objetivo: acceso, no velocidad
¿Cómo se muestra en el HCM?
High-Speed
I
N/A
Suburban
II
II
Intermediate
II
III or IV
Urban
III or IV
IV
¿Cómo determinar la clase?
Hazte esta pregunta:
¿La calle está diseñada para mover tráfico o para dar acceso?
Si la respuesta es:
“Mover tráfico rápido” → Clase I o II
“Dar acceso a comercios” → Clase III o IV
Método práctico.
Característica
Clase
flujo continuo, pocos accesos
I
arteria importante
II
zona mixta
III
zona comercial intensa
IV
Ejemplo
Supón una avenida con:
semáforos cada 300–400 m
comercios
accesos laterales
Esa es típicamente:
SC = III
¿Cómo se coloca en el worksheet?
Segmento
1
2
3
Street Class
III
III
III
Normalmente toda la vialidad tiene la misma clase.
Error común
Muchos clasifican por: número de carriles o ancho de la calle. Eso no es el criterio principal. El criterio es: función urbana.
Free-Flow Speed (FFS)
Este parámetro es la velocidad base del corredor o vía y se usa después para evaluar el LOS final.
La velocidad a la que circularían los vehículos si no hubiera semáforos, colas ni interferencias.
Es una velocidad ideal operativa, pero urbana, no de autopista.
❌ velocidad promedio observada
❌ velocidad con semáforos
❌ velocidad en congestión
❌ velocidad con semáforos
❌ velocidad en congestión
¿Cómo obtener el FFS?
Tienes tres métodos válidos.
Método 1 (mejor): medición en campo
Mides la velocidad cuando:
no hay congestión
flujo bajo
sin detenciones
Ejemplo:
recorrido con GPS a las 5:00 am
promedio → 42 km/h
Método 2: a partir del límite de velocidad
Si no tienes medición:
FFS \approx \text{velocidad límite} - \text{ajustes}
Ejemplo:
límite = 50 km/h
entorno urbano con accesos
FFS ≈ 35–45 km/h
Método 3: usar valores del HCM (Exhibit 15-2)
El HCM da valores típicos según:
Urban Street Class (SC)
tipo de entorno
Ejemplo típico:
Clase
FFS típico
I
50–70 km/h
II
40–60 km/h
III
30–50 km/h
IV
20–40 km/h
¿Cómo se muestra en el HCM?
III
IV
Range of free-flow speeds (FFS)
90 to 70 km/h
70 to 55 km/h
55 to 50 km/h
55 to 40 km/h
Typical FFS
80 km/h
65 km/h
55 km/h
45 km/h
LOS
A
> 72
> 59
> 50
> 41
B
> 56-72
> 46-59
> 39-50
> 31-41
C
> 40-56
> 33-46
> 28-39
> 23-32
D
> 32-40
> 26-33
> 22-28
> 18-23
E
> 26-32
> 21-26
> 17-22
> 14-18
F
≤ 26
≤ 21
≤ 17
≤ 14
Ejemplo práctico
Supón:
avenida urbana con comercio
SC = III
límite = 50 km/h
Entonces un valor razonable sería:
FFS = 40\ km/h
Cómo se coloca en el worksheet
Segmento
1
2
3
FFS (km/h)
40
40
40
Normalmente el FFS es igual para todo el corredor.
Running Time, $T_r$
Es el tiempo de recorrido en movimiento del segmento, sin incluir:
delay por semáforo
cola
other delay
Solo el tiempo de avanzar por el tramo.
¿Cómo obtenerlo?
Necesitas dos cosas:
Longitud del segmento, (L)
Velocidad de referencia de la tabla para esa calle
Luego vas a la Exhibit 15-3 y buscas el valor de T_R$ en segundos.
¿Cómo se muestra en el HCM?
EXHIBIT 15-3. SEGMENT RUNNING TIME PER KILOMETER
Urban Street Class
I
I
I
II
II
II
III
III
IV
IV
IV
FFS (km/h)
90a
80a
70a
70a
65a
55a
55a
50
55a
50a
40a
Average Segment Lenght (m)
Running
Time
Per
Kilometer
(s/km)
159
100
b
b
b
b
b
b
-
-
-
129
159
200
b
b
b
b
b
b
88
91
97
99
125
400
59
63
67
66
68
75
75
78
77
81
96
600
52
55
61
60
61
67
d
d
d
d
d
800
45
49
57
56
58
65
d
d
d
d
d
1000
44
48
56
55
57
65
d
d
d
d
d
1200
43
47
54
54
57
65
d
d
d
d
d
1400
41
46
53
53
56
65
d
d
d
d
d
1600
40c
45c
51c
51c
55c
65c
d
d
d
d
d
Notas:
a. Es mejor tener una estimación de FFS. Si no hay ninguna, use la tabla de arriba, asumiendo los siguientes valores predeterminados:
Para Clase
FFS (km/h)
I
80
II
65
III
55
IV
45
b. Si una calle urbana de Clase I o II tiene una longitud de segmento menor a 400 m, (a) reevalúe la clase y (b) si sigue siendo un segmento distinto, use los valores para 400 m.
c. Para longitudes de segmento largas en calles urbanas de Clase I o II (1600 m o más), se puede utilizar la FFS para calcular el tiempo de recorrido por kilómetro. Estos tiempos se muestran en las entradas para un segmento de 1600 m.
d. Del mismo modo, las calles urbanas de Clase III o IV con longitudes de segmento superiores a 400 m deben reevaluarse primero (es decir, debe confirmarse la clasificación). Si es necesario, los valores por encima de 400 m pueden extrapolarse.
Aunque esta tabla no lo muestra, el tiempo de recorrido del segmento depende de las tasas de flujo de tráfico; sin embargo, la dependencia de la demora en la intersección respecto a la tasa de flujo de tráfico es mayor y domina en el cálculo de la velocidad de viaje.
t=\frac{L}{V}\times 3600
Eso pasa porque la Exhibit 15-3 usa una velocidad operativa urbana ajustada, no una velocidad ideal de movimiento libre puro. Por eso, si la hoja te manda a esa tabla, usas la tabla.
Si la tabla te da letras en lugar de número
si aparece b o d , esa combinación no debe tomarse directamente de la tabla
ahí debes justificar un cálculo alterno con velocidad operativa razonable o revisar la segmentación
Uniform Delay $d_1$
El uniform delay es:
la demora que se genera únicamente por el ciclo del semáforo, suponiendo que los vehículos llegan de manera uniforme y el sistema NO está sobresaturado.
Interpretación física
Imagina esto:
llegan vehículos de forma constante
el semáforo alterna rojo/verde
algunos llegan en verde (no esperan)
otros llegan en rojo (sí esperan)
El promedio de ese tiempo de espera es $d_1$.
Fórmula del HCM
d_1 = \frac{0.5,C,(1 - g/C)^2}{1 - (g/C),\min(X,1.0)}
(C) → ciclo del semáforo (s)
(g/C) → proporción de verde efectivo
(X) → grado de saturación (v/c)
min(X,1.0))
en $d_1$, X nunca puede ser mayor que 1
Interpretación del resultado
d_1 = \frac{0.5,C,(1 - g/C)^2}{1 - (g/C),\min(X,1.0)}
Significa:
cada vehículo pierde en promedio 27.3 segundos SOLO por el ciclo del semáforo.
Qué controla el valor de $d_1$
Aumenta cuando:
el ciclo (C) es grande
el verde es pequeño (g/C bajo)
el flujo se acerca a capacidad
Error típico
usarn (X > 1) directo
olvidar el (\min)
usar verde en lugar de verde efectivo
Signal Control Adjustment Factor (k)
Es:
un parámetro del HCM que ajusta el delay incremental $d_2$ según el tipo de control semafórico.
En términos físicos:
describe qué tan bien el semáforo maneja las llegadas de vehículos
corrige el efecto de variabilidad y formación de colas
De qué depende (k)
Depende exclusivamente del:
tipo de control semafórico
No depende de:
volumen
velocidad
geometría
¿Cómo se obtiene (k)?
No se calcula.
Se selecciona de tablas del HCM (Exhibit 15-6)
Valores típicos del HCM
Tipo de control
(k)
Tiempo fijo (pretimed)
0.50
Actuado (con detectores)
0.40
Actuado coordinado
0.30
Cómo se muestra en el HCM
Unite extension (s)
Degree of saturation (X)
Degree of saturation (X)
Degree of saturation (X)
Degree of saturation (X)
Degree of saturation (X)
Degree of saturation (X)
<= 0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
>= 1.0
<= 2.0
0.04
0.13
0.22
0.32
0.41
0.50
2.5
0.08
0.16
0.25
0.33
0.42
0.50
3.0
0.11
0.19
0.27
0.34
0.42
0.50
3.5
0.13
0.20
0.28
0.35
0.43
0.50
4.0
0.15
0.22
0.29
0.36
0.43
0.50
4.5
0.19
0.25
0.31
0.38
0.44
0.50
5.0 a
0.23
0.28
0.34
0.39
0.45
0.50
Pretimed or Nonactuated Movement
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
Notas:
Para una extensión unitaria y su valor $k_{min}$ en $X = 0.5$: $k = (1 - 2k_{min})(X - 0.5) + k_{min}$, donde $k \geq k_{min}$ y $k \leq 0.5$.
a. Para una extensión unitaria superior a $> 5.0$, extrapolar para hallar $k$, manteniendo $k \leq 0.5$.
Interpretación de los valores
(k = 0.50) → control rígido → más delay
(k = 0.30) → control eficiente → menos delay
entre menor (k), mejor responde el sistema
¿Cuál usar? ¿Cómo funciona el semáforo?
tiempos fijos → (k = 0.50)
detectores que extienden verde → (k = 0.40)
corredor coordinado (onda verde) → (k = 0.30)
Upstream Filtering / Metering Adjustment Factor, I
Es:
un factor que ajusta el delay incremental $d_2$ para considerar el efecto del semáforo aguas arriba sobre las llegadas.
En términos simples:
el semáforo anterior regula (filtra) el flujo
eso cambia cómo llegan los vehículos al siguiente
Interpretación física
Imagina dos casos:
Caso A: sin influencia aguas arriva
los vehículos llegan dispersos
no hay control previo
(I \approx 1)
Caso B: con semáforo aguas arriva saturado
los vehículos llegan en bloques (platoones)
el flujo está “dosificado”
(I) \text{ disminuye}
menor (I) → menor variabilidad → menor incremento de delay
Cómo se calcula
I = 1.0 - 0.91 \cdot \min(1.0, X_u)
$X_u$
El grado de saturación (v/c) del segmento aguas arriba
Muy importante:
es el X del segmento anterior
no es el mismo X del segmento actual
La idea es que vas a calcular I para cada segmento de tu hoja y deberás ir aplicando la fomrula para cada segmento.
Como el primer segmento no tiene nada aguas arriva, el valor es I=1
Rango de valores
I
Interpretación
1.0
sin influencia
0.3–0.7
influencia moderada
<0.2
fuerte filtrado
Como se muestra en el HCM
Degree of saturation at upstream intersection, $X_u$
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
> 1.0
I
0.922
0.858
0.769
0.650
0.500
0.314
0.090
Note:
I=1.0 - 0.91 X^{2.68}_u \text{ and } X_u<=1
Error común
❌ usar el mismo (X) del segmento
✔ usar (X) del segmento anterior
✔ usar (X) del segmento anterior
Este es el componente del delay que representa lo que (d_1) no alcanza a captar.
Es:
la demora adicional causada por llegadas no uniformes, variabilidad del tránsito y, sobre todo, por la sobresaturación.
En términos prácticos:
$d_1$ = demora “ideal” por semáforo
$d_2$ = demora extra por operación real
Cuando el sistema empieza a saturarse, $d_2$ se vuelve muy importante.
¿Cuándo crece mucho?
$d_2$ aumenta cuando:
(X) se acerca a 1
(X > 1)
hay influencia de upstream
el control semafórico no es eficiente
el periodo de análisis es largo
Fórmula del HCM
En la hoja del Urban Street Worksheet aparece esta forma:
d_2 = 900T\left[(X-1)+\sqrt{(X-1)^2+\frac{8kIX}{cT}}\right]
Qué significa cada variable
T = periodo de análisis, en horas
X = v/c ratio del lane group
k = signal control adjustment factor
I = upstream filtering/metering adjustment factor
c = capacidad del lane group, en veh/h
Qué valor de (X) se usa
usas el valor real de (X)
No aplicas $min(X,1)$
Entonces, si te dio:
X = 1.39
usas:
X = 1.39
directamente.
Eso es muy importante porque $d_2$ justamente modela la sobresaturación
Interpretación
Si por ejemplo, tuvieras como resultado:
d_2 \approx 352\ s/veh
Eso es un delay incremental muy alto.
Y es lógico, porque con:
Y es lógico, porque con:
X = 1.39
estás en una condición claramente sobresaturada.
Ese valor indica que:
la cola no se disipa dentro del ciclo
el sistema está acumulando vehículos
el delay crece muy rápido
si $X < 0.8 → d_2$ suele ser pequeño
si $X \approx 1 →$ empieza a crecer
si $X > 1 →$ se dispara
Errores comunes
Error 1
Usar $min(X,1)$ aquí.
❌ No.
En $d_2$ se usa el (X) real.
❌ No.
En $d_2$ se usa el (X) real.
Error 2
Usar (T) en minutos.
❌ No.
Siempre en horas.
❌ No.
Siempre en horas.
Error 3
Usar el mismo (I ) para todos los segmentos.
❌ Solo el primer segmento tiene típicamente (I=1 ).
❌ Solo el primer segmento tiene típicamente (
Initial Queue Delay, $d_3$ (s)
$d_3$ es:
la demora adicional causada por una cola que ya existía al inicio del periodo de análisis.
No es la cola que se forma durante el ciclo actual. Es la cola heredada.
Si empiezas tu análisis y ya hay vehículos detenidos, esa demora entra aquí.
Q_b = 0 \Rightarrow d_3 = 0
Q_b > 0 \Rightarrow d_3 > 0
Qué representa físicamente
Supón que al comenzar el análisis ya hay 5 vehículos esperando.
Eso significa que:
el sistema ya venía congestionado,
los primeros vehículos del periodo no parten en condiciones “normales”,
por eso se agrega una demora extra.
Fórmula práctica
La forma práctica más clara para usar en tu worksheet es:
d_3 = \frac{3600Q_b}{v}
donde:
$Q_b$ = initial queue, en vehículos
$v$ = flow rate del lane group, en veh/h
De dónde sale cada variable
$Q_b$
Es el valor que ya se llenó en la fila de Initial Queue .
Ejemplo:
Q_b = 4 \text{ veh}
$v$
Es el flow rate del movimiento, el mismo tipo de flujo que se usó para calcular $X$.
No es:
capacidad
ciclo
saturación
Es el flujo ajustado del lane group.
Interpretación
d_3 = 12 \text{ s/veh}
significa que cada vehículo del periodo carga, en promedio, 12 segundos extra por culpa de la cola inicial.
En muchos problemas de HCM:
no se observa cola inicial,
o se asume que el análisis comienza en estado limpio,
entonces:
Q_b = 0
\Rightarrow
d_3 = 0
Eso es completamente válido.
Error común
Confundir $Q_b$ con:
cola máxima
cola promedio
cola al final del ciclo
Aquí solo cuenta:
la cola que existe al inicio del periodo de análisis
Progression Adjustment Factor (PF)
El Progression Factor es:
un ajuste que modifica el uniform delay $d_1$ según cómo llegan los vehículos al semáforo.
Es decir:
corrige si los vehículos llegan en verde o en rojo
Dónde se usa
En la fórmula del delay total:/
d = (d_1 \cdot PF) + d_2 + d_3
solo afecta a $d_1$
Interpretación física
Si los vehículos llegan en verde:
casi no esperan
el delay real es menor
$PF < 1$
Si llegan en rojo:
muchos se detienen
el delay aumenta
$PF > 1$
De qué depende
El (PF) depende de:
Arrival Type (AT)
que ya calculaste antes.
Cómo se obtiene
No se calcula directamente.
Se toma de tablas del HCM (Exhibit 15-5)
Valores típicos
AT
PF aproximado
Interpretación
1
1.20 – 1.30
muy desfavorable
2
1.10 – 1.20
desfavorable
3
1.00
aleatorio
4
0.90 – 1.00
moderadamente favorable
5
0.80 – 0.90
favorable
6
0.70 – 0.80
muy favorable
EXHIBIT 15.5. PROGRESSION ADJUSTMENT FACTORS FOR UNIFORM DELAY CALCULATION
Arrival Type (AT)
Green Ratio (g/C)
AT 1
AT 2
AT 3
AT 4
AT 5
AT 6
0.20
1.167
1.007
1.000
1.000
0.833
0.750
0.30
1.286
1.063
1.000
0.986
0.714
0.751
0.40
1.445
1.136
1.000
0.895
0.555
0.333
0.50
1.667
1.240
1.000
0.767
0.333
0.000
0.60
2.001
1.395
1.000
0.576
0.000
0.000
0.70
2.556
1.653
1.000
0.256
0.000
0.000
1.00
0.93
1.00
1.15
1.00
1.00
Default, $R_p$
0.333
0.667
1.000
1.333
1.667
2.000
Notes:
PF = \frac{(1 – P)f_{PA}} {1– g/C}
La tabulación se basa en valores por defecto de fₚ y Rₚ.p
P = Rₚ · (g/C) \text{ (no puede exceder 1.0)}
PF no puede exceder 1.0 para AT de 3 a 6.
Ejemplo
Supón:
d_1 = 30 \text{ s/veh}
AT = 5
\Rightarrow PF = 0.85
Entonces:
d_1 \cdot PF = 30(0.85) = 25.5\ s/veh
el delay baja porque hay buena progresión.
En el worksheet
Segmento
1
2
3
AT
3
4
5
PF
1.0
0.95
0.85
Control Delay, (d) (s)
Es:
la demora promedio por vehículo causada por el control de la intersección (semáforo).
Incluye:
detenciones
desaceleración
tiempo detenido
aceleración
Es el indicador principal del HCM para evaluar operación.
Fórmula
d = (d_1 \cdot PF) + d_2 + d_3
donde:
$d_1$ = uniform delay
$PF$ = progression factor
$d_2$ = incremental delay
$d_3$ = initial queue delay
Interpretación
d = 157\ s/veh
Significa:
cada vehículo pierde en promedio 157 segundos por efecto del semáforo.
si $X < 0.8 →$ domina $d_1$
si $X \approx 1 →$ domina $d_2$
si hay cola inicial → aparece $d_3$
Rangos típicos
Condición
Delay
flujo bueno
10–30 s
moderado
30–60 s
congestionado
60–100 s
sobresaturado
100 s
Segment Travel Time, ST (s)
el tiempo total que tarda un vehículo en recorrer un segmento urbano.
Ya no es solo moverse. Ahora incluye:
tiempo de avance en el tramo
espera en semáforo
otras fricciones urbanas
La fórmula del worksheet es:
ST = T_R + d + \text{Other delay}
donde:
$T_R$ = running time del segmento
$d$ = control delay en la intersección al final del segmento
Other delay = demoras adicionales no semafóricas
Qué entra en cada término
a) $T_R$
Tiempo de recorrido “en movimiento”.
Ejemplo:
T_R = 78\ s
b) $d$
Delay por control semafórico.
Ejemplo:
d = 42\ s
c) Other delay
Demoras adicionales como:
giros conflictivos
acceso a estacionamientos
buses
fricción comercial
peatones
Si no tienes evidencia clara de esas demoras, normalmente:
\text{Other delay} = 0
Cómo se coloca en el worksheet
Segmento
1
2
3
(T_R)
78
65
82
(d)
42
38
55
Other delay
0
3
0
(ST)
120
106
137
Ya no es tiempo ideal.
Ya es el tiempo con operación urbana.
Ya es el tiempo con operación urbana.
Segment Travel Speed, $S_A$ (km/h)
La Segment Travel Speed es:
la velocidad promedio real con la que un vehículo recorre el segmento completo, incluyendo el efecto del semáforo.
Por eso es menor que la velocidad libre.
Aquí conviertes el tiempo total del segmento en una velocidad operativa real del tramo.
La fórmula del worksheet es:
S_A = \frac{3600,L}{ST}
donde:
$L$ = longitud del segmento, en km
ST = segment travel time, en s
3600 = conversión de segundos a horas
Interpretación
S_A = 12\ km/h
Significa:
el vehículo recorre ese segmento a una velocidad promedio efectiva de 12 km/h.
Eso ya incluye:
tiempo de recorrido
espera en semáforo
otras fricciones
Cómo se coloca en el worksheet
Segmento
1
2
3
(L)
0.40
0.35
0.50
(ST)
120
90
150
(S_A)
12.0
14.0
12.0
Segment Level of Service (LOS)
El Level of Service (LOS) es:
una calificación (A–F) que indica la calidad de operación del segmento.
Se basa en:
la velocidad del segmento (S_A)
la clase de la calle (SC)
Regla clave del HCM
El LOS en urban streets se determina con velocidad, no con delay.
Esto es muy importante:
Intersecciones → LOS con delay
Corredores urbanos → LOS con velocidad
Qué necesitas
Para cada segmento:
(S_A) (km/h)
Street Class (SC)
Cómo se determina
Vas a la tabla del HCM (Exhibit 15-2 ) y comparas:
S_A \quad vs \quad \text{rangos de velocidad}
Valores típicos (aproximados del HCM)
🔹 Clase I (alta movilidad)
LOS
Velocidad (km/h)
A
55
B
45–55
C
35–45
D
25–35
E
15–25
F
< 15
🔹 Clase II
LOS
Velocidad
A
50
B
40–50
C
30–40
D
20–30
E
10–20
F
< 10
🔹 Clase III
LOS
Velocidad
A
45
B
35–45
C
25–35
D
15–25
E
10–15
F
< 10
🔹 Clase IV
LOS
Velocidad
A
40
B
30–40
C
20–30
D
15–20
E
10–15
F
< 10
Interpretación
LOS
Significado
A
flujo libre
B
operación estable
C
aceptable
D
cercano a saturación
E
operación deficiente
F
congestionado
Cómo se llena en el worksheet
Segmento
1
2
3
(S_A)
12
18
25
LOS
E
D
C
Total Travel Time
En la hoja aparece como:
\text{Total travel time} = \sum ST
Es decir:
la suma de los tiempos de viaje de todos los segmentos del corredor.
Qué representa físicamente
Significa:
el tiempo total que tarda un vehículo en recorrer toda la vialidad analizada, desde el inicio del primer segmento hasta el final del último.
Incluye:
tiempo de movimiento
delay de intersecciones
other delay
Cómo se llena en el worksheet
En la parte final de la hoja pondrías:
\text{Total travel time} = 363\ s
Total Length
Es:
la longitud total del corredor analizado, es decir, la suma de todos los segmentos.
Fórmula
\text{Total Length} = \sum L_i
donde:
$L_i$ = longitud de cada segmento (en km)
Total Travel Speed (corridor), $S_A$
Es:
la velocidad promedio de todo el corredor urbano, considerando todos los segmentos.
Ya no es por tramo, ahora es global.
Fórmula
S_A = \frac{3600 \cdot \text{Total Length}}{\text{Total Travel Time}}
donde:
Total Length = suma de longitudes (km)
Total Travel Time = suma de tiempos (s)
3600 = conversión de segundos a horas
Interpretación
S_A = 12.4\ km/h
Significa:
esa es la velocidad promedio real de un vehículo recorriendo todo el corredor.
Incluye:
movimiento
semáforos
fricción urbana
Diferencia con la de segmento
Tipo
Qué representa
Segment (S_A)
velocidad en un tramo
Total (S_A)
velocidad del corredor completo
Total Urban Street LOS
Es:
el nivel de servicio final del corredor completo, no de una intersección ni de un segmento individual.
Se determina con:
la velocidad total del corredor (S_A)
la clase de calle urbana (SC)
Cómo se obtiene
Primero ya debiste calcular:
S_A = \frac{3600 \cdot \text{Total Length}}{\text{Total Travel Time}}
Luego comparas ese valor con la tabla del HCM para la Urban Street Class que asignaste.
Regla del HCM
En urban streets, el LOS final se determina por:
velocidad promedio del corredor
No por delay.
Procedimiento paso a paso
Paso 1
Calcula la velocidad total del corredor:
S_A
Paso 2
Ubica la Street Class :
I
II
III
IV
Paso 3
Busca en la tabla del HCM el rango donde cae tu velocidad
Paso 4
Asigna el LOS:
A
B
C
D
E
F
Interpretación de cada LOS
LOS
Significado
A
flujo libre
B
operación estable
C
aceptable
D
cercana a saturación
E
deficiente
F
congestionada
Cómo se escribe en el worksheet
En la última línea pondrías algo como:
\text{Total Urban Street LOS} = E
Por eso el HCM no toma una sola intersección aislada, sino la experiencia de recorrer toda la vialidad.
Cierre del procedimiento completo
Ya llenaste, en orden:
1.
Segments
2.
Cycle length
3.
g/C
4.
X
5.
c
6.
AT
7.
L
8.
Qb
9.
SC
10.
FFS
11.
(T_R)
12.
(d_1, d_2, d_3)
13.
(d)
14.
(ST)
15.
Segment (S_A)
16.
Segment LOS
17.
Total Travel Time
18.
Total Length
19.
Total Travel Speed
20.
III
IV
Range of free-flow speeds (FFS)
90 to 70 km/h
70 to 55 km/h
55 to 50 km/h
55 to 40 km/h
Typical FFS
80 km/h
65 km/h
55 km/h
45 km/h
LOS
A
> 72
> 59
> 50
> 41
B
> 56-72
> 46-59
> 39-50
> 31-41
C
> 40-56
> 33-46
> 28-39
> 23-32
D
> 32-40
> 26-33
> 22-28
> 18-23
E
> 26-32
> 21-26
> 17-22
> 14-18
F
≤ 26
≤ 21
≤ 17
≤ 14