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SISTEMA DE SEMÁFOROS INTELIGENTES CON ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA PARA EL CONTROL VEHICULAR SECTOR HOSPITAL UNIVERSITARIO DE MARACAIBO.

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by

Edward Montiel

on 2 August 2014

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Transcript of SISTEMA DE SEMÁFOROS INTELIGENTES CON ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA PARA EL CONTROL VEHICULAR SECTOR HOSPITAL UNIVERSITARIO DE MARACAIBO.

Antecedentes
SISTEMA DE SEMÁFOROS INTELIGENTES CON ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA PARA EL CONTROL VEHICULAR SECTOR HOSPITAL UNIVERSITARIO DE MARACAIBO.


Autor: Ing. Andrea Prada 
Tutor: Dr. Ricardo Fabelo

¿El Problema?
Congestión
Vehicular.
Exceso en Tiempo
de espera.
Interrupción del servicio eléctrico.
Altas cifras de Accidentes e Infracciones.
Semáforos
pre-programados.


¿Por qué es necesario diseñar un sistema de semáforos inteligentes alimentado con energía fotovoltaica para el control vehicular sector Hospital Universitario de Maracaibo?
Formulación del Problema
Objetivo General
Diseñar un Sistema de Semáforos Inteligentes con Alimentación de Energía fotovoltaica para el control vehicular sector Hospital Universitario de Maracaibo.
Objetivos Específicos.
Describir el Comportamiento del Tránsito Vehicular en el Sector Hospital Universitario.
Determinar los Parámetros Operativos de un Semáforo Inteligente Vehicular.
Diseñar la Estructura Lógica del Semáforo Inteligente Vehicular.
Diseñar el Sistema de Alimentación Fotovoltaica para un Semáforo Inteligente Vehicular.
Simular el Comportamiento de un Semáforo Inteligente con Alimentación Fotovoltaica para el Control Vehicular en el sector Hospital Universitario de Maracaibo
Justificación
Teórica.
Practica.
Metodológica
Social
Sistema Adaptativo de Control y Optimización del Tráfico en un corredor vial semaforizado desarrollada en la Universidad Nacional de Colombia
Jiménez y Sarmientos (2011)


Descripción y Análisis del efecto fotovoltaico en la región desarrollada en la Universidad Tecnológica de Pereira Colombia
Mesa, Escobar y Hincapie (2009)
En su investigación titulada Conexión de un sistema fotovoltaico a la red eléctrica en la Universidad Tecnológica de Pereira Colombia
Escobar, Torres y Hincapie (2010)


Descripción y Análisis del efecto fotovoltaico en la región desarrollada en la Universidad Tecnológica de Pereira Colombia
Mesa, Escobar y Hincapie (2009)

Manual sobre Energías Renovables: Energía Fotovoltaica (2002), 1ra edición San José, ISBN: 9968-9708-9-1.
Marco Teorico
Semáforo
Energía Fotovoltaica
Marco Metodológico
Tipo de Investigación
Diseño de la Investigación
Unidad de Análisis
Técnica de Recolección de Datos
Descriptiva
No experimental de Campo
Población


Muestra
Observación Directa
Documental
FASE 1: Describir el Comportamiento del Tránsito Vehicular en el Sector Hospital Universitario.
FASE 2: Determinar los Parámetros Operativos de un Semáforo Inteligente Vehicular.
Fase 3: Diseñar la Estructura Lógica del
Semáforo Inteligente Vehicular en el sector Hospital Universitario de Maracaibo.
Diseñar el Sistema de Alimentación
Fotovoltaica para un Semáforo Inteligente Vehicular en el sector Hospital Universitario de Maracaibo.
Fase 5: Simular el comportamiento de un Semáforo Inteligente con Alimentación Fotovoltaica para el Control Vehicular en el sector Hospital Universitario de Maracaibo.
Análisis de los Resultados
Croquis zona Hospital Universitario.
Promedio de Flujo Vehicular
Promedio de Flujo Vehicular
Significado de las Indicaciones
Secuencia de Encendido y Apagado de las Luces
- En semáforos vehiculares:
Rojo-Verde-Amarillo-Rojo
Rojo-Rojo y Amarillo-Verde-Amarillo-Rojo


- En semáforos peatonales:
Verde-Rojo

Características de un semáforo inteligente
- Acceso Preferencial
- Control Adaptativo
- Vídeo vigilancia
- Sensor inductivo
- Fuente de Energía Fotovoltaica
-Conexiones inalámbricas y protocolos WiMAX
Diagrama de toma de decisiones del semáforo
Diagrama de toma de decisiones del Control Adaptativo
Requerimientos para Alimentar un Semáforo mediante Energía Fotovoltaica
- El reconocimiento de espacio se hizo y se definió un área determinada por 23 semáforos ya que esta no presenta limitaciones geográficas, teniendo un flujo vehicular excesivo ocasionando fuertes embotellamientos y aumentando el tiempo de espera en cada una de las intersecciones de la zona estudio.

- Se analizó la situación actual en el objeto de estudio de la ciudad de Maracaibo específicamente en el sector Hospital Universitario de Maracaibo llevándose una serie de recorridos logrando así determinar que las vialidades están en deterioro y que los semáforos actuales son deficiente para el fuerte tráfico presente en la ciudad.
- Se logró definir las variables identificadas como entradas, salidas y manipuladas, las cuales van desde la presencia de carros en los canales y el acceso preferencial a los vehículos especiales (ambulancias, bomberos patrullas).

- Los semáforos actuales están pre-programados con tiempos fijos y sin una evaluación del flujo de vehículos para establecer así el tiempo en cada uno de los ciclos del semáforo.
- La selección de equipos en evolución tecnológica permite asegurar una comunicación confiable en sistemas a altas velocidad ya que son todas compatibles con conexión TCP/IP y permiten la inter conectividad.

- El protocolo de comunicación WiMax se escogió de acuerdo a la posibilidad de manejar todas las intersecciones de la municipalidad, pensando en la expansión de la plataforma para abarcar toda la ciudad de Maracaibo.
- Se realizaron las pruebas pertinentes mediante simulación apegada a la realidad para determinar el funcionamiento del diseño sometiéndolo a pruebas de estrés en las que se validó la base de conocimientos almacenado en el software para así obtener la lógica operacional del sistema.
- La implantación de los sistemas fotovoltaicos son una solución a la problemática presente en el país debido a los cortes eléctricos programados que generan conflictos y embotellamientos en las intersecciones por los semáforos apagados.
Croquis zona Hospital Universitario.
Promedio de Flujo Vehicular
Promedio de Flujo Vehicular
Significado de las Indicaciones
Secuencia de Encendido y Apagado de las Luces
- En semáforos vehiculares:
Rojo-Verde-Amarillo-Rojo
Rojo-Rojo y Amarillo-Verde-Amarillo-Rojo


- En semáforos peatonales:
Verde-Rojo

Características de un Semáforo Inteligente
- Acceso Preferencial
- Control Adaptativo
- Vídeo vigilancia
- Sensor inductivo
- Fuente de Energía Fotovoltaica
-Conexiones inalámbricas y protocolos WiMAX
Diagrama de toma de decisiones del semáforo
Diagrama de toma de decisiones del Control Adaptativo
Conclusiones
- El reconocimiento de espacio se hizo y se definió un área determinada por 23 semáforos ya que esta no presenta limitaciones geográficas, teniendo un flujo vehicular excesivo ocasionando fuertes embotellamientos y aumentando el tiempo de espera en cada una de las intersecciones de la zona estudio.

- Se analizó la situación actual en el objeto de estudio de la ciudad de Maracaibo específicamente en el sector Hospital Universitario de Maracaibo llevándose una serie de recorridos logrando así determinar que las vialidades están en deterioro y que los semáforos actuales son deficiente para el fuerte tráfico presente en la ciudad.
- Se logró definir las variables identificadas como entradas, salidas y manipuladas, las cuales van desde la presencia de carros en los canales y el acceso preferencial a los vehículos especiales (ambulancias, bomberos patrullas).

- Los semáforos actuales están pre-programados con tiempos fijos y sin una evaluación del flujo de vehículos para establecer así el tiempo en cada uno de los ciclos del semáforo.
- La selección de equipos en evolución tecnológica permite asegurar una comunicación confiable en sistemas a altas velocidad ya que son todas compatibles con conexión TCP/IP y permiten la inter conectividad.

- El protocolo de comunicación WiMax se escogió de acuerdo a la posibilidad de manejar todas las intersecciones de la municipalidad, pensando en la expansión de la plataforma para abarcar toda la ciudad de Maracaibo.
- Se realizaron las pruebas pertinentes mediante simulación apegada a la realidad para determinar el funcionamiento del diseño sometiéndolo a pruebas de estrés en las que se validó la base de conocimientos almacenado en el software para así obtener la lógica operacional del sistema.
- La implantación de los sistemas fotovoltaicos son una solución a la problemática presente en el país debido a los cortes eléctricos programados que generan conflictos y embotellamientos en las intersecciones por los semáforos apagados.
Recomendaciones
Es importante recalcar que las aplicaciones mediante control con estrategias sensibles al tráfico en países desarrollados, tienen una connotación distinta a si se aplicasen en países en vía de desarrollo, porque a pesar de que en ambos casos se logre disminuir la congestión, las aplicaciones de estos sistemas en las grandes ciudades de los países en vía de desarrollo son únicas, debido a que éstas ciudades se enfrentan a problemas de transporte más graves que las ciudades de países desarrollados, dado que tales ciudades están creciendo mucho más rápido que las de los países desarrollados.
Un mayor mantenimiento preventivo de las vías; ya que es uno de los factores que influyen en el fuerte tránsito en las horas pico. Al mismo tiempo se deben realizar campañas de concienciación a la población desde los colegios, pasando por la universidad, empresas públicas y privadas, para que estos tomen conciencia del que un conductor irresponsable pone en peligro tanto a ellos como a las personas que viajan con él.

Tomar en cuenta el paso peatonal para futuras investigaciones y para mejorar el funcionamiento del sistema de semáforos inteligentes
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