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7/27/2019 Metodologa de prediccin de la seguridad vial planteada en el Highway Safety Manual desarrollado por la Transp

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Metodologa de prediccin de la seguridad vial planteada en el Highway

Safety Manual desarrollado por la Transportation Research Board de

Estados Unidos de Norteamrica

Antonio Baamonde RocaIngeniero de Caminos,Canales y Puertos


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ndice de contenidos

0. Resumen

1. Introduccin

2. Introduccin general al Highway Safety Manual3. Introduccin de la metodologa de prediccin de la seguridad del HSM

4. Pasos a seguir para la aplicacin del mtodo predictivo de la seguridad

5. Estructura del Procedimiento Predictivo de la Seguridad para carreteras

rurales de dos carriles

5.1. Modelos base

5.2. Factores de Modificacin de Accidentes (AMFs)

5.3 Calibracin de la metodologa a las condiciones locales

5.4 Subdivisin de una carretera rural de dos carriles

5.5 Segmentos de carretera

5.6 Intersecciones al mismo nivel

5.7 Combinacin de las predicciones de seguridad para un tramo completo de

carretera existente o en proyecto

5.8 Distribucin de accidentes por su nivel de gravedad o por su tipo

6. Aplicacin del procedimiento predictivo de la seguridad vial para carreteras

rurales de dos carriles6.1. Aplicacin del proceso predictivo de la seguridad vial en segmentos de

carretera

6.1.1 Modelo Base para Segmentos de Carretera

6.1.2 Factores de Modificacin de Accidentes para Segmentos de Carretera

o Ancho de carril

o Tipo y ancho de arcn

o Curvas horizontales

Longitud, radio y presencia o ausencia de curvas de

transicin

Peralte

o Pendiente

o Densidad de accesos a la carretera

o Carriles de incorporacin y salida

o Carriles de giro e incorporacin en accesos a la izquierda

o Diseo del borde de la carretera

6.1.3 Procedimiento para determinar la Frecuencia Esperada de Accidentes

para un determinado Segmento de Carretera


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6.2. Aplicacin del proceso predictivo de la seguridad vial para

intersecciones al mismo nivel

6.2.1 Modelo Base para Intersecciones al mismo nivelo Intersecciones de tres ramas con STOP en el acceso secundario

(rama principal con preferencia de paso siempre)

o Intersecciones de cuatro ramas con STOP en el acceso secundario


o Intersecciones con cuatro ramas controladas con sealizacin pero

sin preferencia de paso a ninguna en particular

6.2.2 Factores de Modificacin de Accidentes para Intersecciones al mismo

nivel

o Esviaje de la interseccin

Intersecciones controladas con STOP (con rama

preferente)

Intersecciones sealizadas sin rama preferente

o Tipo de control de trfico de la interseccin

o Carriles de giro a la izquierda

o Carriles de giro a la derecha

o Distancia de visibilidad

6.2.3 Procedimiento para determinar la Frecuencia Esperada de Accidentes

para una Interseccin al mismo nivel determinada

6.3. Aplicacin del procedimiento de prediccin de la seguridad para un

proyecto completo: Integracin de predicciones.

7. Conclusiones

8. Referencias


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APNDICES

APNDICE 1: RESUMEN DE LA DEFINICIN DE LOS TIPOS DE

INFRAESTRUCTURAS PARA LOS QUE EL HSM DESARROLLA SU

METODOLOGA DE PREDICCIN DE ACCIDENTES

APNDICE 2: DIAGRAMA DE FLUJO DE LA METODOLOGA PREDICTIVA

DE LA SEGURIDAD VIAL

APNDICE 3: RESUMEN DE LA DEFINICIN DE LOS NIVELES DE

PELIGROSIDAD DEL BORDE DE LA CARRETERA UTILIZADO EN LA

METODOLOGA DE PREDICCIN DE ACCIDENTES


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0. Resumen

En este documento se realiza una descripcin del mtodo predictivo de la seguridad

vial desarrollado en investigaciones impulsadas por las administraciones de transporte

de Estados Unidos de Norteamrica en el marco de la redaccin del Highway Safety

Manual (Manual de Seguridad Vial).

En los captulos iniciales se contextualiza la metodologa que posteriormente se

describir dentro de los desarrollos cientficos en los que surge y se plantea su

estructura conceptual y los pasos a seguir para su aplicacin. Posteriormente se

describe la estructura del procedimiento predictivo de forma general y se concreta para

el caso particular de carreteras rurales de dos carriles. Por ltimo, como ejemplo

ilustrativo de su aplicacin, se termina describiendo la metodologa predictiva para el

caso particular de las carreteras rurales de dos carriles explicitando la formulacin

propuesta para las redes de carreteras de los Estados Norteamericanos planteando la

aplicacin del sistema en segmentos de carretera, en intersecciones al mismo nivel y

su integracin para un proyecto completo.

Palabras clave:Seguridad Vial, Highway Safety Manual, HSM, diseo geomtrico,,

prediccin de accidentes.


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1. Introduccin

Este estudio tiene por objeto dar una visin general del mtodo predictivo de la

seguridad vial preconizado por el Highway Safety Manual (Manual de Seguridad Vial,

en adelante HSM) desarrollado por las administraciones de transporte de Estados

Unidos de Norteamrica. Hay que sealar que esta metodologa se centra,

consecuentemente, en las redes de carretera de ese pas concreto partiendo y

utilizando los estndares de diseo, datos y conocimientos propios de la bibliografa y

la tcnica norteamericana. Este hecho se hace ms patente conforme se vaya

avanzando en las partes ms conceptuales y se planteen formulaciones de aplicacin

ms concreta.

A pesar de ello, el inters de esta metodologa predictiva no se agota en su aplicacin

concreta y en su formulacin ms o menos particularizada para las redes de carreteras

norteamericanas sino que su desarrollo conceptual trasciende de la misma como

sistema de trabajo. Por lo tanto parece una potente herramienta a la que prestar

atencin ya que, una vez repasada y adaptada, podra ser posible la utilizacin de

metodologas similares en redes de carreteras de otros lugares. Esta posibilidad de

adaptacin, si bien no trae consigo la necesidad de aceptar sin anlisis crtico la

formulacin o los modelos concretos que en ella se exponen, plantea el reto de

desarrollar y adaptar formulaciones partiendo de una estructura conceptual consistente

y experimentada.

Por otro lado, el repaso a la metodologa planteada en el HSM es tambin interesante

desde un punto de vista cientfico ms global, pues presenta muchos de los estudios y

desarrollos cientficos que, sobre seguridad vial y, ms concretamente, la influencia del

diseo geomtrico en los accidentes de circulacin, se han venido haciendo en los

ltimos aos al integrarlos en su metodologa. As iremos viendo como van

apareciendo referencias a los ms reputados investigadores de esta materia tales

como: Ezra Hauer, ShawPin Miaou, Douglas Harwood, Warren Hughes, etc.Por ltimo sealar que, desde una perspectiva didctica general, la aproximacin a la

metodologa del HSM muestra la relacin entre la seguridad vial y el diseo

geomtrico de las infraestructuras al poner de manifiesto la influencia relativa de cada

elemento de diseo en la seguridad vial. De esta forma nos permite dar un repaso a

los principales factores de diseo que afectan a la seguridad vial y nos ayuda a

comprender cules son las actuaciones que podemos emprender para mejorar la

seguridad vial y la efectividad de las mismas.


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2. Introduccin general al Highway Safety Manual

Durante los ltimos diez aos la Transportation Research Board (Comisin de

Investigacin de Transportes de Estados Unidos de Norteamrica, en adelante nos

referiremos a ella en el texto como TRB) mediante un subcomit creado al efecto y

formado por representantes de la American Association of State Highway and

Transportation Officials (Asociacin Americana de Responsables de Carreteras y

Transportes, en adelante nos referiremos a ella por sus famosas siglas AASHTO), de

la Federal Highway Administration (Administracin Federal de Carreteras, en

adelante FHWA) y del Institute of Transportation Engineers (Instituto de Ingenieros

de Transportes Norteamericano, conocido como ITE) ha venido desarrollando la

redaccin de un nuevo documento denominado Highway Safety Manual (HSM)

que se podra traducir como Manual de Seguridad Vial (Ref.: 01).

Con anterioridad a 1999 las discusiones sobre seguridad vial en la TRB se

enmarcaban como parte del Highway Capacity Manual (Manual de Capacidad de

Carreteras, conocido por sus siglas en ingls: HCM) desarrollado tambin por los

organismos norteamericanos. Sin embargo a partir de esa fecha se estima necesario,

e incluso crucial, desarrollar un documento especfico enfocado ntegramente hacia la

seguridad vial.

El HSM nace como una herramienta que permita cuantificar la seguridad vial de tal

forma que los responsables en la materia puedan utilizarla en el momento de tomar

decisiones relativas a la planificacin, el diseo, la construccin, la explotacin y el

mantenimiento de las infraestructuras del transporte por carretera. Por lo tanto se trata

de proporcionar informacin y desarrollar procedimientos que permitan evaluar la

seguridad de forma til consiguiendo que las decisiones tomadas en esta materia

sigan criterios objetivos y aceptados de manera general por la comunidad cientfica.

Para ello es necesario realizar un importante esfuerzo para la evolucin de la prctica

de la seguridad vial desde un anlisis cualitativo a una prediccin cuantitativa.La propia complejidad de la seguridad vial derivada de la multiplicidad de factores de

diversas naturalezas que afectan a la misma hace que esta evolucin, materializada

en el HSM, suponga un esfuerzo importante por complementar a la normativa de

diseo, explotacin y mantenimiento de carreteras. La normativa, siendo la base

fundamental para desarrollar los proyectos, no es suficiente para abarcar casos

paradjicos donde la combinacin de diversos factores puede provocar que una zona

donde se cumplen todos los estndares mnimos de diseo geomtrico se pueda

convertir, sin embargo, en un tramo de concentracin de accidentes. Este tipo decasos son los que conducen a la distincin de dos dimensiones de la seguridad vial en


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una carretera: la Seguridad Nominal, entendida como valores absolutos y

discontinuos procedentes de la aplicacin de normas; y la Seguridad Real, entendida

como un continuo que englobara los mltiples factores interactuando. En el HSM se

denominan en ingles Nominal Safety y Substantive Safety, en la Figura 1 que se

expone a continuacin se representa una interpretacin grfica de estos conceptos.

FIGURA 1: (Ref.: 02)

Seguridad Nominal (Nominal Safety) Seguridad Real (Substantive Safety)

As pues, el HSM se concibe como un instrumento adicional a la normativa, que

sintetice y valide la investigacin desarrollada en el campo de la seguridad vial y que

adapte e integre las soluciones prcticas existentes respecto a esta materia

proporcionando adems herramientas analticas para predecir la seguridad vial de

forma que los responsables de una determinada infraestructura de transporte por

carretera existente o en fase de planificacin o proyecto puedan tomar decisiones

sobre la misma basadas en criterios objetivos.

Para profundizar en este acercamiento del Highway Safety Manual nos remitimos a las

direcciones Web tanto del propio HSM (Ref.:03), como del Turner Fairbank del

Highway Research Center (Ref.:04) y de la Transportation Research Board (Ref.:05),sitios web que nos han servido de consulta tambin para la redaccin de este estudio.


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3. Introduccin de la metodologa de prediccin de la seguridad del HSM

El HSM plantea una metodologa para predecir la seguridad de una determinada

infraestructura de carretera combinando el uso de los datos histricos de accidentes,

anlisis regresivos de modelos de accidentes, estudios antes despus y

dictmenes de expertos en la materia.

Este mtodo sirve parra estimar la seguridad de una determinada carretera existente o

en fase de estudio y bajo las condiciones de trfico existentes o su demanda esperada

en el futuro.

La medida de la seguridad se establece por la frecuencia anual esperada de

accidentes que puede ser calculada para un determinado elemento de la carretera o

para la infraestructura completa.

El sistema propuesto establece una frecuencia prevista de accidentes teniendo en

cuenta dos variables fundamentales: por un lado, el efecto del volumen de trfico que

se incorpora a travs de los modelos base, y, por otro lado, los efectos de la geometra

y el control del trfico que se incorporan a la prediccin mediante los Factores de

Modificacin de Accidentes.

El proceso de prediccin de la seguridad se puede resumir en los siguientes puntos:

1) Seleccionar el elemento que se pretende evaluar

2) Aplicar un Modelo Base, que se tratar en general de una distribucin binomial

negativa. Estas funciones se denominan en el HSM Funciones de Prediccin

de Accidentes (en ingls: Safety Performance Functions; abreviado SPFs)

(La eleccin de distribuciones binomiales negativas en general como modelos

base se debe a que la experiencia americana indica que este tipo de

distribuciones son las que mejor se adaptan a la alta variabilidad de los datos

de accidentes)3) Sobre el Modelo Base aplicar un factor de calibracin para adaptarlo a las

condiciones locales

4) Ajustar el modelo calibrado mediante Factores de Modificacin de Accidentes

(en ingls: Accident Modification Factors; normalmente los abreviamos con sus

siglas: AMFs)que representan los efectos en la seguridad de cada elemento

de diseo geomtrico y cada elemento de control de trfico caractersticos del

elemento evaluado

5) Determinar la frecuencia de accidentes y su distribucin por gravedad y tipo decolisin


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6) Obtener los valores finales de la prediccin

Este proceso de prediccin de la seguridad vial es aplicable para carreteras

planificadas que todava no han sido construidas y para carreteras existentes donde,

por alguna razn, los datos histricos de accidentes no son aplicables para el anlisis

que se pretende realizar. Una de sus caractersticas ms interesantes es que permite

establecer comparaciones entre el nmero de accidentes anuales esperados que

resulten de implementar diversas soluciones de diseo que se planteen para un

determinado elemento de carretera existente (por ejemplo, una zona de acumulacin

de accidentes que se pretende mejorar) o en fase de proyecto (por ejemplo, una zona

de especial complejidad por la acumulacin de varios estndares mnimos de diseo

geomtrico).

Esta metodologa predictiva, que ha sido expuesta con carcter general para cualquier

tipo de infraestructura de carretera, se aplica en el HSM para tres casos concretos:

carreteras rurales de dos carriles, carreteras rurales multicarril y arterias urbanas y

suburbanas. En el APNDICE 1 de este estudio se recoge un resumen de la definicin

de estos tres tipos de infraestructuras extrado del propio HSM.


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4. Pasos a seguir para la aplicacin del mtodo predictivo de la seguridad

La aplicacin de la metodologa predictiva el HSM propone un proceso detallado paso

a paso cuyo esquema resumido en forma de diagrama de flujo se incorpora en el

APNDICE 2 de este estudio. A continuacin realizamos una breve descripcin de los

18 pasos del mtodo predictivo:

Paso 1:

Definir los limites de la carretera y las caractersticas de la misma en la red,

infraestructura o zona para la que se pretende estimar su porcentaje de accidentes

(frecuencia, gravedad y tipo de colisin).

Paso 2:

Definir el periodo temporal a estudiar que podra ser un periodo del pasado para una

red, infraestructura o zona existentes y para lo cual nos basaramos en datos reales; o

bien un periodo futuro basndonos en datos estimados para una red infraestructura o

zona existentes o en proyecto.

Paso 3:

Para el periodo en estudio, determinar la disponibilidad de datos de volmenes de

trfico diario y, para una red existente, la disponibilidad de datos de accidentes para

determinar si el Mtodo Emprico de Bayes es aplicable.

Paso 4:

Determinar las caractersticas geomtricas, de control de trfico y las condiciones

particulares de todos los casos en la red en estudio.

Paso 5:

Dividir la red de carretera o infraestructura considerada en segmentos o intersecciones

particulares, a los que nos referiremos como casos particulares.

Paso 6:

Asignar accidentes realmente observados para el caso particular en estudio (si es

posible).

Paso 7:


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Seleccionar el primer o siguiente caso particular en la red en estudio. Si no hay ms

casos para ser evaluados, ir al paso 15.

Paso 8:

Para el caso seleccionado, seleccionar a su vez el primer o siguiente ao en el periodo

a analizar. Si no hay ms aos para ser evaluados para ese caso, proceder al Paso

15.

Paso 9:

Para el caso seleccionado, determinar y aplicar la Funcin de Interpretacin de

Accidentes (SPF) para el tipo de infraestructura y sus caractersticas medidas de

control de trfico.

Paso 10:

Multiplicar el resultado obtenido en el Paso 9 por los correspondientes CMFs para

ajustar el porcentaje de la frecuencia prevista de accidentes al caso especfico de

diseo geomtrico y medidas de control de trfico.

Paso 11:

Multiplicar el resultado obtenido en el Paso 10 por el factor de calibracin apropiado.

Paso 12:

Si hay otro ao para ser evaluado en el perodo en estudio para el caso seleccionado,

retornar al Paso 8, en caso contrario continuar al Paso 13.

Paso 13:

Aplicar el caso especfico del Mtodo Emprico de Bayes.

Paso 14:

Si es necesario evaluar otro caso, retornar al Paso 7, en caso contrario, pasar al Paso

15.

Paso 15:

Aplicar a nivel de proyecto el Mtodo Emprico de Bayes (si el caso especfico del

Mtodo Emprico de Bayes no es aplicable).

Paso 16:


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Sumar todos los casos y aos considerados en el estudio para estimar el nmero total

de accidentes o el porcentaje de frecuencia de accidentes en la red considerada.

Paso 17:

Determinar si hay alguna alternativa de diseo o alguna otra contramedida o sistema

de estimacin adicional que deba ser tenido en consideracin para ese caso particular.

Paso 18:

Evaluar y comparar los resultados obtenidos.


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5. Estructura del Procedimiento Predictivo de la Seguridad para carreteras


Este estudio para carreteras rurales de dos carriles, para realizar un acercamiento lo

ms sencillo e ilustrativo posible a la metodologa, se adelant a los otros dos casos

recogidos por el HSM al publicarse como captulo prototipo por el TRB en marzo de

2004 formando parte en su redaccin reconocidos estudiosos en la materia como

Warren Hughes, Douglas Harwood o Ezra Hauer (Ref.: 06) que, a su vez, se basaron

en estudios anteriores documentados por Harwood et al. (Ref.: 07).

La metodologa para carreteras rurales de dos carriles incluye tanto el procedimiento a

seguir en para segmentos de carretera como para tres tipos distintos de intersecciones

al mismo nivel a los que se aade un mtodo para combinar los resultados de los dos

casos anteriores y obtener una prediccin de la seguridad para un tramo completo de

la infraestructura estudiada.

Tanto el procedimiento de prediccin de la seguridad para segmentos de carretera

como el de intersecciones a nivel estn compuestos por dos componentes: modelos

de base y factores de modificacin de accidentes. Adicionalmente se debe utilizar un

factor de calibracin que adapte el modelo a las condiciones locales.

5.1 Modelos base

El modelo utilizado es una regresin cuya variable dependiente estimada es la

frecuencia anual de accidentes en un determinado segmento de carretera o

interseccin y las variables independientes son el volumen de trfico y el diseo

geomtrico o las medidas de control de trfico del segmento de carretera o

interseccin estudiado.Estos modelos solamente estiman la frecuencia esperada de accidentes para unas

condiciones base generales (tales como 3,66 m de ancho de carril y 1,83 m de

ancho de arcn, 12 ft de ancho de carril y 6 ft de ancho de arcn en la

bibliografa norteamericana) por lo que deben ajustarse con Factores de

Modificacin de Accidentes (en ingls: Accident Modification Factors, abreviados:

AMFs) que tengan en cuenta los efectos en la seguridad del diseo geomtrico y

los elementos de control de trfico especficos del elemento particular considerado.

5.2 Factores de Modificacin de Accidentes (AMFs)


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Los AMFs son factores multiplicativos usados para ajustar la frecuencia de

accidentes del modelo base a las condiciones especficas de diseo geomtrico y

control de trfico.

Lgicamente el valor nominal de un AMF si las condiciones especficas coinciden

con las generales del modelo base ser 1,00; si la experiencia demuestra que la

condicin especfica considerada genera ms accidentes el AMF tendr un valor

mayor a 1,00 y si la experiencia demuestra que las condicin especfica supone un

decremento de accidentes el AMF ser menor que 1,00.

Los valores de los AMFs considerados en el HSM fueron determinados a partir de

la revisin de toda la literatura al respecto analizada por un amplio abanico de

expertos.

Para profundizar respecto al desarrollo de los AMFs se puede consultar diversa

bibliografa, aparte de la ya referenciada con anterioridad, puesto que es el campo

sobre el que los expertos estn investigando ms en los ltimos aos tras la

publicacin del captulo prototipo del HSM. Destacamos los estudios desarrollados

en Texas (Ref.: 08) y Oregon (Ref.: 09) o, incluso, en las pginas Web de las

organizaciones: Crash Modification Factors Clearing House (Ref.: 10) y Safety

Analyst (Ref.: 11).

ACLARACION DE CONCEPTOS: DIFERENCIA ENTRE CRFs, CMFs Y AMFs

Segn podemos consultar en Crash Modification Factors Clearing House (Ref.: 09)

y tal y como se explica detalladamente en los estudios de Bonneson et al. (Ref.:

07) un Factor Reductor de Accidentes, a lo que nos referiremos a partir de ahora

como CRF por sus iniciales en ingls (Crash Reduction Factor,CRF), es una

constante que representa la porcin de los accidentes reducidos como

consecuencia de una mejora de la seguridad (por ejemplo, aadir un carril centralde giro a la izquierda) en una localizacin especfica o la largo de un segmento de

carretera concreto. Los CRFs suelen oscilar entre los valores 0,10 a 0,90.

Un Factor de Modificacin de Accidentes, a lo que nos referiremos a partir de

ahora como CMF por sus iniciales en ingls (Crash Modification Factor, CMF), es

un factor multiplicativo usado para calcular el nmero esperado de accidentes

despus de implementar una contramedida o mejora de la seguridad vial en un

determinado punto o zona de la infraestructura estudiada.

Ambos conceptos son ampliamente utilizados en la literatura sobre seguridad vial ysu principal diferencia radica en que un CRF ofrece una estimacin del porcentaje


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de reduccin de accidentes mientras que un CMF es un factor multiplicativo usado

para calcular el nmero esperado de accidentes despus de implementar una

mejora dada. Matemticamente hablando: CMF = 1 (CRF/100).

En los ltimos aos la tendencia es la de utilizar el concepto ms amplio de Factor

de Modificacin de Accidentes, al que nos referimos por sus iniciales en ingls

Accidente Modification Factor (AMF), que podra ser tanto una constante como

una ecuacin que representa el cambio de seguridad que se experimenta tras un

cambio en el diseo u operacin de una instalacin. A veces se utiliza una figura o

tabla para representar esta relacin en lugar de una ecuacin. Esta extensin del

concepto reconoce que un cambio en geometra, sealizacin y balizamiento o

medios de control de trfico puede suponer tanto un incremento como un

decremento de accidentes.

Los AMFs suelen oscilar entre los valores 0,50 a 2,00; un valor de 1,00 representa

que la adicin (o cambio) de un componente especfico no supone variacin en la

seguridad.

5.3 Calibracin de la metodologa a las condiciones locales

Toda la metodologa planteada es genrica para cualquier carretera, sin embargo,

es de sobra conocido que la frecuencia de accidentes, incluso para segmentos e

intersecciones de carretera similares, es muy variable entre una zona y otra. Este

hecho es debido a diferentes causas: desde las acusadas diferencias climticas, la

poblacin animal que puede interferir el trfico, los tipos de poblacin de

conductores, las formas de contabilizar los accidentes, etc.

Por ello el HSM justifica la necesidad de la calibracin de los modelos base que se

plantean.

El captulo prototipo del HSM referenciado en este estudio recoge en su apndice

A el mtodo para realizar esta calibracin para los Estados Norteamericanos.Tambin se pueden consultar a este respecto los estudios publicados con las

calibraciones del mtodo para los Estados de Texas (Ref.: 12) y Lousiana (Ref.:

13).

5.4 Subdivisin de una carretera rural de dos carriles

Antes de aplicar el mtodo predictivo a una infraestructura de carretera de doscarriles existente o en fase de estudio, sta debe ser dividida en unidades


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individuales de anlisis que deben ser cada segmento de carretera homogneo de

la misma y sus intersecciones.

Cada segmento de carretera comienza cuando cambie una de las siguientes

variables:

o Porcentaje diario de volumen de trfico

o Ancho de carril

o Ancho de arcn

o Tipo de arcn

o Densidad de accesos

o Peligrosidad de los laterales de la carretera

Tambin empezar un nuevo segmento en las siguientes zonas:

o Intersecciones

o Inicio o final de una curva horizontal

o Acuerdo vertical cncavo o convexo

o Inicio o final de un carril de incorporacin o de una seccin corta de

cuatro carriles situada con el propsito de facilitar las incorporaciones

o Inicio o final de un carril central de incorporacin

Adicionalmente, cada interseccin al mismo nivel deber ser tratada como una

unidad aparte.

5.5 Segmentos de carretera

El procedimiento predictivo de la seguridad para segmentos de carretera estima la

frecuencia total anual de accidentes esperados no relacionados con las

intersecciones.

La frmula general para predecir la seguridad y que combina los modelos base,AMFs y el factor de calibracin es el siguiente:

Nrs = Nbr Cr (AMF1r AMF2r AMFnr) (1)

Donde:

Nrs = nmero total previsto de accidentes por ao en el segmento de

carretera despus de aplicar los Factores de Modificacin de Accidentes


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Nbr = nmero total previsto de accidentes por ao en el segmento de

carretera para las condiciones base o nominales

AMF1r AMF2r AMFnr = Factores de Modificacin de Accidentes para

segmentos de carretera

Cr = factor de calibracin para segmentos de carretera desarrollado para

usarse en una determinada rea geogrfica

5.6 Intersecciones al mismo nivel

El procedimiento predictivo de la seguridad para intersecciones al mismo nivel

estima la frecuencia total anual de accidentes esperados relacionados con las

intersecciones.

La frmula general para predecir la seguridad es la siguiente:

Nint = Nbi Ci (AMF1i AMF2i AMFni) (2)

Donde:

Nint = nmero total previsto de accidentes por ao relacionados con la

interseccin despus de aplicar los Factores de Modificacin de

Accidentes

Nbi = nmero total previsto de accidentes por ao relacionados con la

interseccin para las condiciones base o nominales

AMF1i AMF2i AMFni = Factores de Modificacin de Accidentes para

intersecciones

Ci = factor de calibracin para intersecciones al mismo nivel desarrollado

para usarse en una determinada rea geogrfica

5.7 Combinacin de las predicciones de seguridad para un tramo completo de

carretera existente o en proyecto

La frecuencia total de accidentes previstos para un tramo completo de carretera dedos carriles existente o en proyecto puede estimarse como la suma de la


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frecuencia prevista de los accidentes no relacionados con intersecciones de cada

uno de los segmentos de carretera que lo componen y la frecuencia prevista en

accidentes relacionados con las intersecciones en cada una de las que forman

parte del tramo analizado.

La frmula general para el tramo completo es:

Nt = Nrs + Nint (3)

Donde:

Nrs = nmero total previsto de accidentes por ao cada segmento de

carretera despus de aplicar los Factores de Modificacin de Accidentes

Nint = nmero total previsto de accidentes por ao relacionados con cada

interseccin despus de aplicar los Factores de Modificacin de

Accidentes

Nt = frecuencia prevista de accidentes para un tramo de carretera en

proyecto o existente

5.8 Distribucin de accidentes por su nivel de gravedad o por su tipo

Adems de la prediccin de la frecuencia de accidentes basada en las ecuaciones

(1) y (2), el procedimiento predictivo propone la clasificacin de accidentes bien por

el nivel de gravedad de los daos (humanos o materiales) o bien por su tipo

(cuando hablamos de tipo de accidente nos referimos en este caso al nmero de

vehculos implicados en el accidente y la forma de colisin).

En el captulo prototipo del HSM, esta clasificacin se propone que se realicesegn los porcentajes estimados de cada tipo de accidente que se presentan en

unas tablas basadas en datos de la Federal Highway Administration (FHWA)

Highway Safety Information System(HSIS) de cuatro Estados americanos (Illinois,

Michigan, Minnesota y North Carolina). Estas distribuciones por defecto para el

nivel de gravedad y el tipo de accidentes deberan reemplazarse en cada caso con

datos especficos para carreteras de dos carriles de la zona donde se desarrolle el

estudio como una parte ms del ya comentado proceso de calibracin de la

metodologa. Para ello, lgicamente, deber disponerse de datos lo


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suficientemente fiables y contrastados de la distribucin de accidentes en la zona

de estudio.


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6. Aplicacin del procedimiento predictivo de la seguridad vial para carreteras


Siguiendo el criterio y la estructura descritos en los puntos anteriores el HSM plantea

su aplicacin para las carreteras norteamericanas de dos carriles. Esta aplicacin,

lgicamente, trae consigo la eleccin de una formulacin concreta tanto del modelo

base como de los AMFs que exponemos a continuacin con la prevencin de insistir

en que la misma est desarrollada para las carreteras de los Estados Unidos de

Norteamrica, por lo que, an siendo posible, su extrapolacin a otras redes de

carreteras deber ir acompaada de las investigaciones que adapten tanto los

modelos base como el resto de elementos que intervienen en el procedimiento a la

nueva red de carreteras considerada.

6.1. Aplicacin del proceso predictivo de la seguridad vial en segmentos de

carretera

Partiendo de la frmula general para la prediccin de la frecuencia de accidentes en

segmentos de carretera, ecuacin (1), el HSM desarrolla su aplicacin mediante la

propuesta de un modelo base y unos factores de modificacin de accidentes siguiendo

el razonamiento conceptual explicado en los puntos anteriores.

6.1.1 Modelo Base para Segmentos de Carretera

El modelo base propuesto para segmentos de carretera es el siguiente:

Nbr = EXPO exp(0,6409 + 0,1388STATE 0,0846LW 0,0688RHR + 0,0084DD) (4)

( WHiexp(0,0450DEGi)) ( WViexp(0,4652Kj)) ( WGiexp(0,1048GRi))

Donde:Nbr = nmero total de accidentes previstos al ao en un segmento de carreteraconcreto;

EXPO = exposicin en milln de vehculos por milla de viaje por ao, es igual a:

EXPO = (ADT)(365)(L)(106), donde:ADT = promedio de volumen de trfico diario (veh/da) en el segmentode carretera, sera lo que en la bibliografa espaola llamamos IMD,Intensidad Media Diaria, que lgicamente tiene como unidades(veh/da);L = longitud del segmento de carretera en millas


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Para pasar el modelo a kilmetros habra simplemente que meter losdatos en esta unidad, respetando en toda los conceptos la conversin:1 milla = 1,61 Km

STATE = factor de localizacin del segmento de carretera, en este caso elmodelo se desarroll nicamente para los estados de Minnesota y Washington

teniendo ajustados los siguientes valores (0 en Minnesota, 1 en Washington);Habra que determinar este factor para la zona concreta de estudio, lo quepodramos llamar refinar este modelo para otra red de carreteras si sequisiera emplear.

LW = ancho de carril en pies (ft); sera el promedio de ancho del carril en losdos sentidos de circulacin en caso de que no se mantuviese constante;

Tal y como se ha comentado con anterioridad la formulacin presentada estdesarrollada para Norteamrica, por lo tanto las unidades utilizadas por lamisma son las all utilizadas, particularmente para los anchos de carril y arcense hace patente en toda la metodologa la utilizacin de patrones basados en

pies, en ingls feet y abreviado (ft). En este caso hay que tener en cuenta laconversin: 1 pie = 30,48 cm

SW = ancho de arcn en pies (ft); promedio de ancho del arcn si no es igualen los dos sentidos;

RHR = nivel de peligrosidad del borde de la carretera; esta medida tendr unvalor entre 1 y 7 y representa el nivel medio de peligrosidad en la zona situadaal borde de la carretera a lo largo de todo el segmento.

El nivel de peligrosidad del borde se define en el desarrollo que el HSM hace aeste respecto asignando categoras segn las caractersticas generales de losmismos y que ya se presentaba en el Apndice C del estudio de Harwood et al.

referenciado con anterioridad (Ref.:07). Se adjunta como APNDICE 3 de esteestudio un resumen de la clasificacin de niveles de peligrosidad del borde dela carretera utilizada.

DD = densidad de accesos (accesos por milla) en el segmento de carretera;

WHi = factor de ponderacin para cada curva horizontal i del segmento decarretera incluyendo los accesos a ambos lados de la misma, la proporcin dela longitud total del segmento representada por la porcin de cada curvahorizontal i que se encuentra dentro del mismo. (Los factores de ponderacin,WHi, tienen que sumar 1,00);

DEGi = grado de curvatura de cada curva horizontal i en el segmento de

carretera (grados por 100 pies);

WVj = factor de ponderacin para cada acuerdo vertical j del segmento decarretera; la proporcin de la longitud total del segmento de carreterarepresentada por la porcin de cada acuerdo vertical j que se encuentra dentrodel mismo. (Los factores de ponderacin, WVj, tienen que sumar 1,00);

Kj = inclinacin de cada acuerdo vertical j que se encuentra en el segmento enporcentataje de cambio de inclinacin por cada 100 pies (ft) = (gj2-gj1)/lj,siendo:

gj1, gj2 = inclinacin de la carretera al principio y al final del acuerdovertical (en porcentaje)lj = longitud de cada acuerdo vertical j (en cientos de pies);


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23

Se vuelve a insistir en que debido a que la formulacin presentada estdesarrollada para Norteamrica las unidades de la misma son las americanas,para poder utilizar unidades del Sistema Internacional habra que adaptar almismo toda la formulacin. En este caso recordamos de nuevo la conversin: 1pie = 30,48 cm

WGk = factor de ponderacin para cada alineacin recta k; la proporcin de lalongitud total del segmento de carretera representada por la porcin de cadaalineacin recta k que se encuentra dentro del mismo. (Los factores deponderacin, WGk, tienen que sumar 1,00);

GRk = valor absoluto de la inclinacin para cada alineacin recta k en elsegmento de carretera considerado (en porcentaje).

Cuando en esta formulacin se introducen las condiciones nominales que, por defecto,

se consideran en el propio captulo prototipo del HSM y, adicionalmente, se asumen

una serie de simplificaciones en cuanto a los ajustes de la red de carreteras, la

formulacin resumida quedara:

Nbr= (ADT)(L)(365)(106) exp(0.4865) (5)

Siendo las condiciones nominales consideradas en el HSM las siguientes:

Ancho de carril (LW): 12 ft

Ancho de arcen (SW): 6 ft

Nivel de peligrosidad al borde de la carretera (RHR): 3

Densidad de accesos (DD): 5 accesos por milla

Curva horizontal: No

Acuerdo vertical: No

Inclinacin: 0 %

6.1.2 Factores de Modificacin de Accidentes para Segmentos de Carretera

o Ancho de carril

El valor nominal o base para el ancho de carril es de 12 ft (3,66 m). Por lo

tanto para carriles con este ancho el AMF correspondiente es 1,00.

El valor del AMF para anchos de carril entre 9 y 12 ft (2,74 y 3,66 m) se

puede interpolar del siguiente grfico:


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FIGURA 2:

Factor de Modificacin de Accidentes (AMF) para el ancho del carril

Para anchos de carril menores a 9 ft se tomar el valor del AMF igual a los

de 9 ft y para anchos mayores a 12 ft se tomar el valor del AMF igual a los

de 12 ft.

Los AMFs expresados en el grfico deben ajustarse al total de accidentes

considerados en cada estudio de seguridad vial particular mediante la

siguiente expresin general:

AMF =(AMFra 1,00) Pra + 1,00 (6)

donde:

AMF = Factor de Modificacin de Accidentes para el total

de accidentes

AMFra = Factor de Modificacin de Accidentes para losaccidentes relacionados con el ancho del carril tal y como

muestra la Figura 1

Pra = proporcin de los accidentes totales constituida por

los accidentes relacionados con el ancho del carril

Los AMFs para el ancho del carril que se presentan estn basados en los

resultados de Zegeer et al. (Ref.: 14) y Griffin y Mark (Ref.: 15).

o Tipo y ancho de arcn


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El valor nominal o base para el tipo y ancho de arcn es un arcn

pavimentado de 6 ft (1,83 m), al cual se le asigna un valor de AMF de 1,00.

La Figura 2 presenta los valores recomendados de AMF para los arcenes

pavimentados que difieran de 6 ft y en la Figura 3 se presentan los valores

de AMF en el caso de arcenes no pavimentados.

FIGURA 3:

Factor de Modificacin de Accidentes (AMF) para el ancho de arcn

pavimentado

FIGURA 4:

Factor de Modificacin de Accidentes (AMF) para el ancho de arcn

no pavimentado


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Los AMFs planteados para el tipo y ancho de arcn deben ajustarse al total

de accidentes considerados en cada estudio de seguridad vial particular

mediante la siguiente expresin general:

AMF =(AMFwra AMFtra 1,00) Pra + 1,00 (7)

donde:

AMF = Factor de Modificacin de Accidentes para el total

de accidentes

AMFwra = Factor de Modificacin de Accidentes para los

accidentes relacionados con el tipo del arcn tal y como

muestra la Figura 3

AMFtra = Factor de Modificacin de Accidentes para los

accidentes relacionados con el ancho del carril tal y como

muestra la Figura 4

Pra = proporcin de los accidentes totales constituida por

los accidentes relacionados con el tipo y ancho del arcn

Los AMFs para el tipo y ancho del arcn que se presentan estn basados

en los resultados de Zegeer et al. (Ref.: 14) y (Ref.: 16).

o Curvas horizontales

Longitud, radio y presencia o ausencia de curvas de transicin

La condicin base o nominal para alineaciones curvas es una

seccin de carretera recta. El AMF desarrollado para alineaciones

curvas viene dado por la siguiente ecuacin:

AMF = (1,55 Lc + (80,20 / R) 0,012S) / 1,55 Lc (8)

donde:

Lc = longitud de curva horizontal (mi)

R = radio de curvatura (ft)

S = 1 si existe curva de transicin,

0 si no existe curva de transicin

Recordamos de nuevo las conversiones de medidas:


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1 ft (1 pie) = 30,48 cm

1 mi (1 milla) = 1,61 Km

Este modelo regresivo para el AMF de alineaciones curvas fue

determinada por Zegeer el al. (Ref.: 17).

Peralte

La condicin base o nominal para el AMF del peralte de una

alineacin curva en planta es la distribucin de peralte recomendada

por el AASHTO Green Book (Libro Verde) (Ref.: 18)

Como se ha comentado con anterioridad, el mtodo desarrollado

por el HSM utiliza, lgicamente, los estndares de diseo de propios

de la bibliografa y la tcnica Norteamericana lo cual se hace

patente sobre todo en los modelos y las formulaciones de

aplicaciones concretas como en este caso pues, es evidente que

para determinar el AMF del peralte en otra red de carreteras, habra

que partir de los estndares de peralte utilizados comnmente en

dicha red y hacer un estudio completo al respecto.

Cuando el peralte es igual o superior al recomendado por AASHTO,

el valor del AMF de peralte ser 1,00. En el caso de que haya una

deficiencia de peralte respecto al recomendado superior a 0,01

(m/m) es cuando el AMF ir tomando valores mayores a 1,00,

siguiendo en general la distribucin representada en la Figura 5 que

est basada en los trabajos de Zegeer el al. (Ref.: 17) y (Ref.: 19).


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FIGURA 5:

Factor de Modificacin de Accidentes (AMF)

para la deficiencia de peralte

Con respecto a este AMF en el HSM se desarrollan, adems de

esta distribucin general al respecto representada en la figura

anterior, formulaciones ms complejas que tienen en cuenta

adems la variacin de la importancia en la deficiencia del peralte

segn el radio de la curva horizontal (cuanto menor es el radio de la

curva, ms relevancia tiene la deficiencia del peralte desde el punto

de vista de la seguridad). Para su consulta nos remitimos de nuevo

a la publicacin de Hughes et al. (Ref.: 06) que sirve de base a este

estudio.

o Pendiente

La condicin base o nominal para la pendiente es una carretera horizontal

(0 % de pendiente). En la Figura 6 se presenta el AMF para pendientes

basado en un anlisis que para carreteras de dos carriles de Utah dirigiMiaou (Ref.: 20).

Los AMFs presentados en la tabla deben ser aplicados a cada seccin de

carretera a evaluar con distinta pendiente independientemente del signo de

la misma pues, al tratarse de carreteras convencionales de dos carriles, un

sentido de la misma estar en subida o rampa y el otro en bajada.


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FIGURA 6:


para la pendiente de secciones de carretera

o Densidad de accesos a la carretera

La condicin base o nominal para la densidad de accesos es de 5 accesos

por milla. El AMF para la densidad de accesos viene dado por la siguiente

ecuacin derivada del trabajo de Muskaug (Ref.: 21).

AMF = (0,2+(0,050,005 ln (ADT))DD) / (0,2+(0,050,005 ln (ADT))(5))

(9)

donde:

ADT = promedio anual de volumen de trfico diario de la

carretera evaluada (vehculos / da)

DD = densidad de accesos a ambos lados de la carretera

combinados (accesos por milla)

Esta formulacin puede ser aplicada para el total de accidentes de la

carretera de todos los niveles de gravedad.

o Carriles de incorporacin y salida

La condicin base o nominal para los carriles de incorporacin y salida es

precisamente su ausencia.

El AMF para un carril de incorporacin o salida convencional implementado

en un sentido de la marcha de una carretera convencional es de 0,75 para

el total de accidentes en los dos sentidos. Este valor asume que el carril de

incorporacin o salida tiene su operatividad garantizada y que su longitud

es la apropiada para las condiciones particulares de la carretera.


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El AMF para secciones cortas de carretera con cuatro carriles es de 0,65

para el total de accidentes en la zona a lo largo de la seccin corta de

cuatro carriles.

El AMF para los carriles de incorporacin o salida est basado en principio

en el trabajo de Harwood y St. John (Ref.: 22) y teniendo en cuenta

tambin los resultados de Rinde(Ref.: 23) y Nettelblad(Ref.: 24). El AMF

para secciones cortas de cuatro carriles est basado en el trabajo de

Harwood y St. John (Ref.: 22).

Este AMF es de aplicacin para todos los accidentes dentro de un

segmento de carretera en los carriles de incorporacin, salida o secciones

cortas de cuatro carriles.

o Carriles de giro e incorporacin en accesos a la izquierda

La instalacin de un carril central para el giro y la incorporacin en accesos

a la izquierda se traduce en la reduccin de los accidentes relacionados

con esas maniobras. El AMF para la implantacin de estos carriles

centrales es:

AMF = 1 0,7 PD PLT/D (10)

donde:

PD = accidentes relacionados con los accesos como parte

proporcional del total de accidentes

PLT/D = accidentes de giro a la izquierda susceptible de

correccin con el carril central como parte proporcional de los

accidentes relacionados con accesos a la carretera

El valor de PD puede ser estimado usando la ecuacin:

PD = (0,0047 DD + 0,0024 DD2) / (1,199 + 0,0047 DD + 0,0024 DD2)

(11)

donde:

DD = densidad de accesos a ambos lados de la carretera

combinados (accesos por milla)

El valor de PLT/D se estima como 0,5


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Estas estimaciones para PD y PLT/D se extraen de los trabajos sobre el

tema de Ezra Hauer (Ref.: 25).

El AMF para la instalacin los carriles centrales de giro e incorporacin de

accesos a la izquierda slo debera considerarse en caso de que la

densidad de accesos sea mayor o igual a 5 accesos por milla, si la

densidad de accesos es menor se entiende que su instalacin no tiene un

efecto suficientemente importante en la seguridad como para que sea

tenido en cuenta y por tanto el valor de este AMF debera mantenerse

como 1,00.

o Diseo del borde de la carretera

El diseo del borde de la carretera se tiene en cuenta para su

implementacin en la metodologa predictiva mediante el anlisis

desarrollado al respecto por Zegeer et al. (Ref.: 14) y recogida

posteriormente en el trabajo de Harwood et al. (Ref.: 07) que establece

unos niveles de peligrosidad (escalados entre 1 y 7). El AMF se obtiene de

la siguiente expresin:

AMF = (exp (-0,6869 + 0,0668 RHR)) / (exp (-0,4865)) (12)

donde:

RHR = Nivel de peligrosidad del borde de la carretera (escala de 1 a 7)

El nivel de peligrosidad considerado como nominal en la formulacin es el

3.

Para establecer un criterio respecto de esta escala de niveles depeligrosidad se adjunta como APNDICE 3 de este estudio un resumen de

la clasificacin de niveles de peligrosidad del borde de la carretera.

6.1.3 Procedimiento para determinar la Frecuencia Esperada de Accidentes para un

determinado Segmento de Carretera

El procedimiento de prediccin de la seguridad vial est pensado para estimar la

Frecuencia Esperada de Accidentes para una alternativa de diseo geomtricoespecfica en un segmento de carretera dado. El proceso de de prediccin de la


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seguridad vial es aplicable para carreteras planificadas que todava no han sido

construidas y para carreteras existentes donde, por alguna razn, los datos

histricos de accidentes no son aplicables para el anlisis que se pretende realizar.

Para el caso de que existan y sean aplicables datos histricos de accidentes el

HSM propone otro proceso que incorpora un modelo emprico bayesiano para

obtener estimaciones a partir de los mismos.

Por ltimo sealar que para la aplicacin de la metodologa descrita el HSM

propone un proceso detallado paso a paso cuyo esquema resumido en forma de

diagrama de flujo se incorpora en el APNDICE 2 de este estudio.

6.2. Aplicacin del proceso predictivo de la seguridad vial para intersecciones al

mismo nivel

La frecuencia prevista de accidentes que ocurren en una interseccin al mismo nivel o

estn relacionadas con la misma viene dada por la expresin general presentada en

puntos anteriores como la Ecuacin (2). La estructura del procedimiento predictivo de

la seguridad para intersecciones al mismo nivel es similar al de los segmentos de

carretera.

El efecto del volumen de trfico en la frecuencia prevista de accidentes para las

intersecciones a nivel es incorporada a travs de modelos base mientras que el efecto

de de la geometra y el control del trfico se incorpora mediante los AMFs. Cada uno

de los modelos base para intersecciones a nivel presenta efectos diferentes para las

intensidades de trfico medio diario del ramal principal y secundario de la carretera.

Se formulan distintos modelos base para intersecciones con tres ramas con control de

STOP en el acceso secundario, con cuatro ramas y control de STOP en el acceso

secundario y con cuatro ramas sin preferencia de paso en ninguna en particular.

Los AMFs utilizados en el proceso predictivo de la seguridad tambin difieren paraestos tres tipos de interseccin, pero los algoritmos para los tres tipos de interseccin

estn estructurados como se mostraba en la ecuacin (2).

6.2.1 Modelo Base para Intersecciones al mismo nivel

Los modelos base han sido desarrollados para tres tipos de intersecciones al

mismo nivel en carreteras rurales de dos carriles:

Intersecciones de tres ramas con STOP en el acceso secundario


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Como volmenes de trficos (ADT1 y ADT2) se meten los reales de

cada carretera. En caso de no coincidir los volmenes de los

ramales de una misma carretera se mete el promedio de ambos.

Las restantes variables en el modelo deberan de meterse segn las

siguientes condiciones nominales:

RHRI = 2

RT = 0 (ausencia de carril de giro a la derecha)

Con estos valores por defecto el modelo base se reduce a:

Nbi = exp (-10,9 + 0,79 ln ADT1 + 0,49 ln ADT2)

(14)

o Intersecciones de cuatro ramas con STOP en el acceso secundario


El modelo base para este tipo de intersecciones es el siguiente:

Nbi = exp (-9,34 + 0,60 ln ADT1 + 0,61 ln ADT2 + 0,13 ND1 - 0,0054SKEW4)

(15)

donde:

ND1 = nmero de accesos en los ramales de la carretera

principal dentro de los 250 pies de la interseccin

SKEW4 = ngulo de la interseccin (grados), expresado como la

mitad del ngulo hacia la derecha menos la mitad del ngulo

hacia la izquierda para los ngulos entre el ramal de la carretera

principal y los ramales derecho e izquierdo, respectivamente.

Este modelo se puede emplear en el caso de que se conozcan todas lasvariables recogidas en la ecuacin (15).

Cuando el modelo es empleado para predecir la frecuencia esperada de

accidentes para una interseccin especfica la ecuacin (15) se utiliza de la

siguiente manera:

Como volmenes de trficos (ADT1 y ADT2) se meten los reales de

cada carretera. En caso de no coincidir los volmenes de los

ramales de una misma carretera se mete el promedio de ambos.


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Las restantes variables en el modelo deberan de meterse segn las

siguientes condiciones nominales:

ND1 = 0 (No hay accesos en el cruce)

SKEW4 = 0 grados

Con estos valores por defecto el modelo base se reduce a:

Nbi = exp (-9,34 + 0,60 ln ADT1 + 0,61 ln ADT2)

(16)

o Intersecciones con cuatro ramas controladas con sealizacin pero sin

preferencia de paso a ninguna en particular

Al referirnos a interseccin sealizada pero sin rama preferente

tratamos de describir un tipo de control de trfico que traducido

directamente de la bibliografa americana se denominara: control de

todas las rutas con STOP (All way STOP control).

El modelo base para este tipo de intersecciones es el siguiente:

Nbi = exp (-5,46+ 0,60 ln ADT1 + 0,20 ln ADT2 0,40 PROTLT

0,018 PCTLEFT2 + 0,11 VEICOM + 0,026 PTRUCK + 0,041 ND1)

(17)

donde:

PROTLT = presencia de una seal de proteccin del giro a la

izquierda en una o ms de los ramales de la carretera principal

( = 1 si existe, = 0 si el cruce no cuenta con esa sealizacin)

PCTLEFT2 = porcentaje del trfico de la carretera secundariaque gira a la izquierda durante las horas punta (haciendo la

media entre la hora punta de la maana y la de la tarde)

VEICOM = media de la inclinacin de todas las curvas verticales

(rampas y pendientes) en los 250 pies ms prximos a la

interseccin a lo largo de las carreteras principal y secundaria

PTRUCK = porcentaje de vehculos pesados (con ms de 4

ruedas) que entran en la interseccin durante las horas punta

(haciendo la media entre la hora punta de la maana y la de latarde)


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la carretera secundaria intersecta a la principal en ngulo agudo u obtuso.

Este signo fue introducido debido a un estudio al respecto realizado en

Finlandia por Kulmala (Ref.: 26) que demostr que los ngulos agudos u

obtusos afectan de diferente manera a la seguridad.

Intersecciones controladas con STOP (con rama preferente)

El AMF para intersecciones en ngulo de tres ramales controladas

con STOP se deriva del modelo base para este tipo de

intersecciones:

Nbi = (exp (-12,5 + 1,001 ln ADT1 + 0,406 ln ADT2 + 0,0040 SKEW3)) / (exp

(-12,5 + 1,001 ln ADT1 + 0,406 ln ADT2))

(19)

donde:

ADT1 = promedio de volumen de trfico diario (veh/da) en la

carretera principal

ADT2 = promedio de volumen de trfico diario (veh/da) en la

carretera secundaria

SKEW3 = ngulo de la interseccin (grados), 90 menos el ngulo

de la interseccin (grados) para el ngulo entre la carretera

principal y la rama de la secundaria a la izquierda de la misma.

La ecuacin (19) se reduce a:

AMF = exp (0,0040 SKEW3) (20)

El AMF para intersecciones en ngulo de 4 ramales controladas porSTOP est basado directamente en el modelo base presentado

como ecuacin (15) para este tipo de intersecciones:

Nbi = (exp (-9,34 + 0,60ln ADT1 + 0,61ln ADT2 + 0,13 ND1 -0,0054 SKEW4))

/ (exp (-9,34 + 0,60ln ADT1 + 0,61ln ADT2)

(21)

donde:

SKEW4 = ngulo de la interseccin (grados) expresado como lamitad del ngulo a la derecha menos la mitad del ngulo a la


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izquierda para los ngulos entre la carretera principal y los

ramales derecho e izquierdo de la secundaria, respectivamente.

La ecuacin (21) se reduce a:

AMF = exp (-0,0054 SKEW4) (22)

El signo positivo o negativo del esviaje (definido anteriormente para

SKEW3 y SKEW4) se puede considerar que supone un efecto

similar en la seguridad. Por lo tanto, las ecuaciones (20) y (22) se

pueden expresar en la prctica de la siguiente forma:

Para intersecciones de tres ramales controladas con STOP:

AMF = exp (0,0040 SKEW3) (23)

Para intersecciones de cuatro ramales controladas con STOP:

AMF = exp (0,0054 SKEW4) (24)

donde:

SKEW = ngulo de esviaje de la interseccin (grados),

expresado en valor absoluto de la diferencia entre 90 y

el ngulo real de la interseccin.

Estos AMFs se aplicarn al nmero total de accidentes en la

interseccin.

Intersecciones sealizadas sin rama preferente

El esviaje es un factor mucho menos importante en el

funcionamiento de este tipo de intersecciones que en el

funcionamiento de las intersecciones controladas con STOP. Al

separar la mayora de los movimientos conflictivos mediante

sealizacin, el riesgo de colisiones relacionadas con el esviaje se

limita al mximo. Por este motivo el AMF para el esviaje en este tipo

de intersecciones es en todos los casos 1,00.

o Tipo de control de trfico de la interseccin


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Las diferencias de seguridad entre las intersecciones controladas con

STOP y las intersecciones sealizadas se tienen en cuenta sobre todo al

utilizar dos tipos diferentes de modelos base en cada caso ms que con los

AMFs. De todas formas se presenta a continuacin un AMF para el cambio

que supondra el paso de una interseccin que deja preferencia a las ramas

principales mediante control con STOP a una interseccin sealizada pero

sin rama preferente.

Recordamos que al referirnos a interseccin sealizada pero sin rama

preferente tratamos de describir un tipo de control de trfico que traducido

directamente de la bibliografa americana se denominara: control de todas

las rutas con STOP (All way STOP control).

Debe sealarse que una interseccin sealizada sin rama preferente es un

tipo de control de trfico apropiado para carreteras con volmenes de

trfico relativamente similares en todas las ramas de la interseccin y que

antes de implantar este tipo de control de trfico debe estudiarse si se

cumplen las condiciones adecuadas para ello teniendo en cuenta las

garantas especficas a las que se hace referencia en la bibliografa al

respecto y, concretamente, en las explicitadas en la publicacin: Manual

on Uniform Traffic Control Devices (Ref.: 27).

El AMF para el paso de una interseccin con preferencia de unos

determinados ramales a una interseccin sin ramales preferentes es de

0,53. Este AMF es aplicable al nmero total de accidentes relacionados con

la interseccin e implica que las intersecciones sin ramales preferentes

tienen un 47 % menos de accidentes que las que tienen ramales

preferentes controlados con STOP.

Este AMF est basado en los estudios al respecto de Lovell y Hauer (Ref.:28).

o Carriles de giro a la izquierda

La condicin base o nominal para carriles de giro a la izquierda en

intersecciones es la ausencia del mismo para las aproximaciones de la

carretera principal. Los AMFs para la presencia de carril de giro a la

izquierda se presentan en la Figura 7. Estos AMFs son aplicables al total delos accidentes relacionados con la interseccin.


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FIGURA 7:


para la instalacin de carril de giro a la izquierda en la

aproximacin de la carretera principal a una interseccin

en carreteras rurales de dos carriles

o Carriles de giro a la derecha

La condicin base o nominal para carriles de giro a la derecha es la

ausencia del mismo para las aproximaciones de la carretera principal. El

AMF para la presencia de carril de giro a la derecha en intersecciones

controladas por STOP es 0,86 para un carril de giro a la derecha en la

aproximacin de la carretera principal y 0,74 para la presencia de carriles

de giro a la derecha en las aproximaciones de la carretera principal y

secundaria. Estos AMFs son aplicables al total de accidentes relacionados

con la interseccin.

El AMF para la presencia de carril de giro a la derecha en intersecciones

sealizadas sin rama preferente es de 0,93 para un carril de giro a la

derecha en la aproximacin de la carretera principal y 0,87 para lapresencia de carriles de giro a la derecha en las aproximaciones de la

carretera principal y secundaria. Estos AMFs son aplicables al total de

accidentes relacionados con la interseccin.

o Distancia de visibilidad

La condicin base o nominal para la distancia de visibilidad de la

interseccin es la disponibilidad de la distancia de visibilidad adecuada a lolargo de la carretera principal en todos los cuadrantes de la interseccin.


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ecuacin (3) presenta la frmula utilizada para predecir la frecuencia de accidentes en

un proyecto completo. Los accidentes previstos para segmentos de carretera e

intersecciones son calculados utilizando las ecuaciones (1) y (2), respectivamente.


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7. Conclusiones

La metodologa predictiva de la seguridad vial de la que este estudio pretende dar una

visin general, aunque tambin presenta a modo de ejemplo concreto la formulacin

Norteamericana para carreteras rurales de dos carriles, puede ser un instrumento

decisivo que aporte a los responsables de la planificacin, el diseo, la construccin y

la explotacin de carreteras una base conceptual y un sistema de trabajo que permitan

cuantificar la seguridad vial. Esta metodologa, junto con todo el desarrollo cientfico

que trae aparejado y que se recoge en el Highway Safety Manual, proporciona una

nueva perspectiva para afrontar los problemas de seguridad vial al facilitar criterios

objetivos para la toma de decisiones.

Si bien es cierto, y se ha puesto de manifiesto con anterioridad en este estudio, que el

mtodo predictivo est desarrollado por las administraciones Norteamericanas de

transportes para su aplicacin en las redes de carreteras de Estados Unidos, no es

menos cierto que la estructura de la herramienta e, incluso parte de su formulacin,

pueden ser adaptadas para su utilizacin en otras redes de carreteras una vez

estudiadas en profundidad.

Esta adaptacin supondra realizar un anlisis crtico de la formulacin concreta

presentada en el HSM y una revisin del mismo no slo para el caso descrito en este

estudio de carreteras rurales de dos carriles sino tambin para los otros dos casos:

carreteras rurales multicarril y vas urbanas. En este sentido merece la pena sealar

que habra que dotar de un contenido especial la adaptacin del modelo americano

para el caso de las carreteras multicarril, pues la realidad espaola de autopistas y

autovas presenta importantes diferencias, tanto en caractersticas geomtricas como

en la ordenacin de intersecciones, con las infraestructuras americanas para las que

est desarrollado el modelo que, en la prctica, apenas existen en nuestro pas. Una

vez desarrollada o refinada la formulacin de los modelos base a utilizar en cada caso

habra que proceder a su calibracin para las condiciones locales. Tambin habra quecontrastar o verificar los Factores de Modificacin de Accidentes y elegir los

adecuados para la nueva red de carreteras a estudiar. Para desarrollar todo este

proceso habra que contar con datos de accidentes que permitan establecer

distribuciones calibradas para cada zona homognea de la red de carreteras a

estudiar clasificando los mismos por gravedad, tipos de colisin, etc.

Por tanto, y aunque parte del camino est ya recorrido al contar con una estructura

conceptual consistente y experimentada, la adaptacin de esta metodologa a un

posible escenario espaol necesitara de un desarrollo cientfico que, aun suponiendoun reto importante, aportara una potente y til herramienta.


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8. Referencias

Ref. 01: American Association of State Highway and Transportation Officials.

Highway Safety Manual (HSM),1stEdition, AASHTO, 2010.

Ref. 02: Krammes, R. Overview of the new Highway Safety Manual, Missouri Traffic

and Safety Conference, Federal Highway Administration, 2009

Ref. 03: http://www.highwaysafetymanual.org.American Association of State

Highway and Transportation Officials, AASHTO.

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Ref. 05: http://www.tfhrc.gov. TURNER FAIRBANK. HIGHWAY RESEARCH

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Ref. 08: J. Bonneson, D. Lord (2005). Role and aplication of Accident Modification

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Ref. 13: X. Sun, Y. Li, D. Magri, H. Shirazi. (2005). Application of Highway Safety

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Ref. 16: Zegeer, C.V., R.C. Deen, y J.G. Mayes, Effect of Lane and Shoulder Width

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Ref. 18: American Association of State Highway and Transportation Officials, Policy

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Ref. 25: Hauer, E., Two-Way Left-Turn Lanes: Review and Interpretation of

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Ref. 28: Lovell, J., Hauer, E., The Safety Effect of Conversion to All-Way STOP

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APNDICE 1:

RESUMEN DE LA DEFINICIN DE LOS TIPOS DE INFRAESTRUCTURAS PARA

LOS QUE EL HSM DESARROLLA SU METODOLOGA DE PREDICCIN DE

ACCIDENTES

El Highway Safety Manual desarrolla su metodologa de prediccin de accidentes para

tres tipos de infraestructuras: carreteras rurales de dos carriles, carreteras rurales

multicarril y arterias urbanas y suburbanas. La diferenciacin de la metodologa para

estos tres tipos de infraestructuras, no es del todo intuitiva para redes de transporte

por carretera diferentes a la norteamericana, como es el caso de la red europea en

general y espaola en particular. Por este motivo se incluye en este Apndice un

resumen de la definicin concreta de los tres tipos de infraestructuras para los que sedesarrollaron los mtodos diferenciados en el HSM. Las definiciones y tablas se han

extrado del propio HSM (Ref.: 01).

Una primera distincin es la de la clasificacin de un rea como urbana, suburbana o

rural. El HSM se basa a su vez en las guas de la Federal Highway Administration

(FHWA) para establecer como reas urbanas aquellas que estn dentro de los lmites

de poblaciones de ms de 5.000 habitantes y reas rurales como zonas fuera de los

lmites de poblaciones o dentro de stas pero menores a 5.000 habitantes. El trminosuburbano se refiere a zonas perifricas de un rea urbana, si bien en la prctica el

HSM trata las vas suburbanas y las urbanas de la misma forma.


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Carreteras rurales de dos carriles

Bajo este ttulo, el HSM engloba todos los tipos de carretera rural de dos carriles con

dos sentidos de circulacin, lo que se conoce generalmente como carreteras

convencionales. Se incluyen las carreteras rurales de dos carriles, carreteras de dossentidos con carriles centrales de espera e incorporacin y carreteras de dos carriles

con algunos tramos cortos con ms carriles que sirvan exclusivamente para facilitar las

incorporaciones (por ejemplo con carriles de incorporacin, aceleracin o

deceleracin, en determinadas zonas).

A continuacin se presentan la tabla y las definiciones recogidas al respecto en el

HSM:


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Carreteras rurales multicarril

Con esta denominacin, el HSM se refiere a las carreteras rurales con cuatro carriles.

Estas infraestructuras podran tener ocasionalmente intersecciones a distinto nivel

pero sin tener por qu ser mediante enlaces de este tipo la principal o ms habitual delas maneras de acceder y abandonar la carretera.


HSM:


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Vas urbanas y suburbanas

Con esta denominacin, el HSM se refiere a las infraestructuras de arterias urbanas y

suburbanas: vas de dos o cuatro carriles pero de una sola calzada sin dividir, vas de

dos o cuatro carriles con calzadas separadas y vas de tres y cinco carriles con carrilescentrales de dos sentidos para giros a la izquierda.


HSM:


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52


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APNDICE 3:

RESUMEN DE LA DEFINICIN DE LOS NIVELES DE PELIGROSIDAD DEL BORDE

DE LA CARRETERA UTILIZADO EN LA METODOLOGA DE PREDICCIN DE

ACCIDENTES

La metodologa de prediccin de accidentes utiliza el sistema de niveles de

peligrosidad del borde de la calzada desarrollado por Zegeer, et al. (Ref.: 14) para

caracterizar la potencialidad de accidentes derivados del diseo de los bordes de

calzada en carreteras rurales de dos carriles. La peligrosidad del borde de calzada se

clasifica en siete categoras desde 1 (la mejor, o menos peligrosa desde el punto de

vista de la seguridad vial) hasta 7 (la peor, o ms peligrosa). Los siete niveles o

categoras de peligrosidad del borde de calzada se definen a continuacin rebasable:

Nivel = 1

Ancho de despeje lateral mayor o igual a 9 m (30 ft) desde la lnea de

pavimento.

Talud con menor inclinacin que 1:4.

Rebasable.

Nivel = 2

Ancho de despeje lateral entre 6 y 7.5 m (20 y 25 ft) desde la lnea de

pavimento.

Talud con inclinacin aproximada 1:4.

Rebasable.

Nivel = 3

Ancho de despeje lateral de aproximadamente 3 m (10 ft) desde la lnea de

pavimento.

Talud con inclinacin entre 1:3 y 1:4.

Superficie lateral rugosa.

Marginalmente rebasable.

Nivel = 4


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Ancho de despeje lateral entre 1.5 y 3 m (5 y 10 ft) desde la lnea de

pavimento.

Talud con inclinacin entre 1:3 y 1:4.

Puede haber barrera de proteccin lateral (1,5 a 2 m [5 a 6.5 ft] desde la lnea

de pavimento).

Puede haber rboles, postes u otros obstculos (aproximadamente 3 m o 10 ft

desde la lnea de pavimento).

Marginalmente rebasable, pero aumentando la posibilidad de colisin en el

borde de calzada.

Nivel = 5

Ancho de despeje lateral entre 1,5 y 3 m (5 a 10 ft) desde la lnea depavimento.

Talud con inclinacin 1:3.

Puede haber barrera de proteccin lateral (0 a 1,5 m [0 a 5 ft] desde la lnea de

pavimento).

Puede haber obstculos rgidos o terraplenes a una distancia de 2 a 3 m (6,5 a

10 ft) desde la lnea de pavimento.

Virtualmente no rebasable.

Nivel = 6

Ancho de despeje lateral menor o igual a 1,5 m (5 ft).

Talud con inclinacin aproximada 1:2.

Sin barrera de proteccin lateral.

Expuesto a obstculos rgidos a una distancia de entre 0 a 2 m (0 to 6,5 ft) de

la lnea de pavimento.

No rebasable.

Nivel = 7

Ancho de despeje lateral menor o igual a 1,5 m (5 ft).

Talud con inclinacin 1:2 o mayor.

Precipicio o corte de roca vertical.

Sin barrera de proteccin lateral.

No rebasable con alta probabilidad de daos graves en caso de colisin por

salida de borde de calzada.


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En las Figuras 1 a 7 a continuacin se presentan fotografas ilustrativas de los siete

niveles de peligrosidad de los bordes de calzada.

Figura 1: Tpica carretera con nivel de peligrosidad del borde = 1.




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metodología de predicción de la seguridad vial planteada en el highway safety manual desarrollado...

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