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III CONGRESO IBERO-AMERICANO DE SEGURIDAD VIAL CISEV 2012
NOVEDADES EN LA MEDIDA
DE LA VISIBILIDAD NOCTURNA
DE LA SEÑALIZACIÓN.
APLICACIONES A LAS
INSPECCIONES DE
SEGURIDAD VIAL
Bogotá 12 al 16 de Junio de 2012
CISEV
ÍNDICE
I. Introducción
II. Señalización Horizontal
II. 1 Medida de la Retrorreflexión
III. Señalización Vertical
III. 1 Definiciones
III. 2 Inspección de la Visibilidad de la Señalización
Vertical
III. 3 Descripción del Sistema
IV. 4 Proceso de Inspección
V. 5 Presentación de Resultados
IV. Conclusiones
I. INTRODUCCIÓN
1.La señalización horizontal y vertical junto con el balizamiento, son
los equipamientos de las carreteras que contribuyen de manera más
eficaz a la seguridad del tráfico.
2.La señalización debe mantener su visibilidad, tanto de noche como
de día y bajo cualquier circunstancia meteorológica.
3.En la variable carretera el estado de la señalización vertical y
horizontal es crítico y por ello es imprescindible valorar su estado con
las mejores herramientas posibles.
4.Para evaluar de forma objetiva la calidad y el estado de las marcas
viales horizontales y verticales, en condiciones nocturnas o
meteorológicamente adversas, se utiliza la retrorreflexión.
5.En la comunicación se presentan los métodos dinámicos de
inspección de la señalización que permiten realizar tareas de
auscultación a la velocidad del tráfico.
II SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
Está compuesta principalmente por las marcas viales junto con los
captafaros. Las marcas viales pueden estar constituidas por distintos
materiales como las pinturas, los termoplásticos, los plásticos en frío y las
cintas prefabricadas, y normalmente se acompañan de microesferas de
vidrio o cerámicas que le aportan la retrorreflexión, permitiendo que la luz
de los faros del vehículo vuelva al conductor cuando son iluminadas.
A las marcas viales se les exigen unas determinadas características en
cuanto a visibilidad en condiciones diurnas y nocturnas para que
proporcionen información visual al conductor y por otro lado adherencia al
neumático. La pregunta desde el punto de vista del usuario y la seguridad
vial debe de ser, qué necesita el conductor de la marca vial en cuanto a
distancia de visibilidad y por otro lado, qué distancia de visibilidad es la
que puede llegar a proporcionar la marca vial en distintos escenarios de
conducción.
II SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
Las marcas viales guían al conductor a lo largo de la carretera permitiendo
una circulación segura, accesibilidad y confort. La mayor o menor
distancia de visibilidad la proporcionan en función de su geometría (ancho
de la marca, modulaciones), localización y sus características fotométricas
(color, factor de luminancia y retrorreflexión en condiciones nocturnas).
Como finalidad las marcas viales deben cumplir las necesidades de
distancia visibilidad para una velocidad dada.
Por tanto, para calcular la distancia de visibilidad de la marca en
condiciones nocturnas que son las más desfavorables, las variables serán:
- Geometría y posición de las marcas
- Tipo de vehículo y luces
- Características de la carretera
- Humedad de la calzada o condiciones de lluvia
- Nivel de retrorreflexión.
II SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
La retrorreflexión de forma sencilla, es la cantidad de luz devuelta desde
una determinada superficie hacia la fuente emisora. En el caso de la
señalización horizontal desde los faros de los vehículos se ilumina la
marca vial y ésta la devuelve hacia el conductor.
La retrorreflexión proporcionada por las microesferas desciende
claramente en condiciones de humedad o de lluvia. Las denominadas
marcas estructuradas o marcas con resaltos modifican la textura
superficial para que las microesferas no se cubran por la lámina de agua.
Teniendo en cuenta esto, para la evaluación su visibilidad en servicio, aun
siendo un valor puntual, la retrorreflexión deberá considerarse la marca
vial en su conjunto (tipología de la marca, materiales, tráfico, condiciones
locales, etc.).
II SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
En el cuadro siguiente se muestran los valores de retrorreflexión que se
requieren en la normativa española para la conservación de las marcas
viales en la Red de Carreteras Estatal.
TIPO DE
MARCA VIAL
PERMANTE
(color
blanco)
TEMPORAL
(color
amarillo)
PARÁMETRO DE EVALUACIÓN
COEFICIENTE DE RETRORREFLEXIÓN (*)
FACTOR DE LUMINANCIA
(RL / mcd•lx-1•m-2)
(β)
SOBRE
SOBRE
30 DÍAS
180 DÍAS
730 DÍAS
PAVIMENTO
PAVIMENTO
BITUMINOSO
DE HORMIGÓN
300
200
150
100
0,30
0,40
0,20
VALOR
SRT
45
45
II SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
II. 1 Medida de la Retrorreflexión.
Para medir la retrorreflexión de las marcas viales se utilizan
retrorreflectómetros portátiles con geometría e iluminadores apropiados, y
también pueden utilizarse equipos de medida de la retrorreflexión
dinámicos que circulen a la velocidad de tráfico.
Hasta el momento, el sistema dinámico más utilizado es el equipo Ecodyn
que cuenta con un sistema de células fotoeléctricas, pero actualmente
también se están desarrollando otros nuevos equipos utilizando como
base el análisis digital de imágenes obtenidas de las marcas viales y la
medida de la luminancia.
Los sistemas dinámicos presentan la ventaja de que proporcionan datos
continuos de la retrorreflexión real de la marca vial en servicio.
II SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
Los datos obtenidos por los equipos de medida de alto rendimiento de la
retrorreflexión de las marcas viales se representan en aplicaciones
informáticas que permiten un análisis estadístico de los valores obtenidos
y la sincronización con imágenes del inventario para cruzar con datos de
geometría de la vía, ancho de la marca, etc...., y la generación de
cartografía para poder gestionar la señalización horizontal de una red de
carreteras.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
Objeto: Seguridad, la eficiencia y la comodidad de la circulación, tanto en
condiciones diurnas como en nocturnas. La señalización vertical debe
advertir al usuario de los peligros y proporcionar información precisa. Por
tanto las señales tendrán que ser visibles y se debe poder leer su mensaje
en condiciones adversas para la conducción.
Las láminas retrorreflexivas con las que cuentan las señales son las que
hacen que se devuelva una cantidad de la luz procedente de los faros de
los vehículos aumentando su visibilidad. La retrorreflexión hace que el
conductor vea las señales y carteles por la noche con un nivel de
luminosidad y contraste frente al entorno que le permiten su detección y
legibilidad. Las láminas retrorreflexivas serán el objeto principal de
cualquier inspección sobre la visibilidad de la señalización vertical.
La visibilidad de la señal será también función de la localización, del
estado de conservación o limpieza, del tipo de material y del tamaño, de la
agudeza visual del conductor, y de si el entorno está iluminado o no con
iluminación difusa o de los propios faros del conductor.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
III. 1 DEFINICIONES
Hay cuatro conceptos a tener en cuenta para valorar la visibilidad de la
señalización, y que son los siguientes:
- Intensidad luminosa
- Iluminancia
- Luminancia
- Coeficiente de retrorreflexión
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
En definitiva, la luminancia de una señal retrorreflectante dependerá de los
siguientes factores:
•
El tipo de la lámina retrorreflectante.
•
Los faros del vehículo y el tipo de vehículo por la posición de los faros
y del conductor.
•
La ubicación y posición de la señal frente al vehículo, ya que afectan a
los ángulos de observación y de incidencia.
Algunas administraciones y para distintas geometrías de medida
establecen una retrorreflexión mínima de servicio que deberán de tener las
señales
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
III. 2 INSPECCIÓN DE LA VISIBILIDAD DE LA SEÑALIZACIÓN VERTICAL
Hay diferentes estrategias que se pueden utilizar en la inspección de
carreteras, para valorar los niveles de retrorreflexión de la señalización
vertical en servicio:
- Realización de un control, inspección o valoración visual durante la
noche con un inspector capacitado. Este método presenta como ventaja
que la señalización se evalúa en las condiciones reales nocturnas, aunque
se trata de un método muy subjetivo.
- Medida de la retrorreflexión con retrorreflectómetro portátil, sobre la
propia señal, con los ángulos de incidencia y de observación que estén
marcados en la normativa.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
Este método es muy lento y laborioso, además de peligroso para la
seguridad vial, y al que hay que dedicar recursos y utilizar elementos
auxiliares, en especial cuando se desea realizar la medida de los pórticos y
banderolas. Además, en este método se obvian otros atributos asociados a
la visibilidad o legibilidad de las señales, al tratarse de una medida puntual
en un espacio muy reducido.
- Análisis de la vida útil en que la señal mantiene su visibilidad,
utilizando como base para el cálculo de esta vida útil el plazo de garantía
del fabricante y los ensayos de envejecimiento natural.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
- Se está empezando a utilizar la capacidad que proporciona la
auscultación con equipos de alto rendimiento que circulan a la velocidad
del tráfico a las inspecciones de visibilidad de la señalización, para la
medida de la visibilidad nocturna con las siguientes ventajas:
• Se elimina, en las calzadas de las carreteras, la presencia de
personas y vehículos estacionados en los alrededores de las posiciones
de medida.
• Se evita la necesidad de manejo de elementos auxiliares
aparatosos para la realización de las medidas (especialmente, en el caso
de pórticos y banderolas).
• Se incrementa el rendimiento de las auscultaciones de las
señales instaladas, con lo que puede aumentarse la frecuencia de los
controles o la longitud de los tramos sometidos a estudio.
La mejora del conocimiento del estado en el que se encuentra la
señalización de las redes de carreteras y cómo el estado real puede afectar
a la seguridad vial, posibilitando así la capacidad de planificar las
actuaciones de mejora si fuera preciso.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
III. 3 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
El equipo que se describe y presenta se ha desarrollado como una
solución a la inspección de la visibilidad de la señalización vertical y en
este sentido, hay que entenderlo como un equipo que permite conocer el
estado de las señales de tráfico (incluyendo pórticos y banderolas) en base
a la medida de su visibilidad nocturna y la correspondiente adecuación a la
norma, permitiendo además una comparación con los parámetros medidos
con equipos puntales en carretera o en el laboratorio.
Equipo Visualise durante la medición
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
El equipo de auscultación automática de señales y paneles de tráfico
VISUALISE, se basa en la medida de retrorreflexión y contraste de las
señales y paneles utilizando iluminación pulsada y cámaras de alta
resolución. En consecuencia, la auscultación se realiza en condiciones
nocturnas para garantizar que la principal fuente de luz, y que es utilizada
para la medida de la retrorreflexión, es la generada por el iluminador del
equipo. De esta manera, se puede obtener la máxima homogeneidad de las
condiciones de iluminación en diferentes carreteras y en días distintos.
Para cada señal y panel de tráfico detectado en la secuencia de imágenes,
se realizan medidas de distancia a la señal o panel, nivel de luminancia y
nivel de retrorreflexión, lo que permite construir, para cada elemento
auscultado, una curva de luminancia y otra de retrorreflexión en función de
la distancia. A partir de las medidas de luminancia y retrorreflexión de cada
parte de la señal (o panel), el sistema permite calcular el contraste.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
El sistema de auscultación “VISUALISE”, se compone de varios elementos
hardware y software, tal y como se aprecia en la Figura siguiente.
Componentes del equipo “VISUALISE”
1 Croquis del vehículo (portador) empleado
2 Cámaras digitales de alta resolución y elevada sensibilidad luminosa
3 Sistema de iluminación pulsada (sincronizada con toma datos)
4 Sistema electrónico de sincronización
5, 6, 7, 8, 9, 10 Hardware para la toma de datos, monitor, teclado de
incidencias, rack para el almacenamiento y procesamiento de
imágenes
11, 12 GPS diferencial de 12 canales y frecuencia de 10 Hz, con
precisión submétrica y sistema odométrico
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
III. 4 PROCESO DE INSPECCIÓN
A partir de una secuencia de imágenes iluminadas de forma alternativa, se
realiza la substracción de los valores de luminancia medidos por las
cámaras en dos imágenes consecutivas. Mediante esta técnica de
substracción se consigue minimizar el efecto de la iluminación ambiente
sobre las medidas de luminancia, logrando que la práctica totalidad de la
luminancia de las señales y paneles medida por las cámaras se deba a la
iluminación emitida por el propio vehículo (faros del vehículo e
iluminador). Esta novedosa técnica garantiza la máxima homogeneidad en
las condiciones de medición de luminancia.
Fuera de línea se realiza el procesado de las imágenes contenidas en las
secuencias, para efectuar la búsqueda de señales y paneles de tráfico, así
como las correspondientes medidas de retrorreflexión y contraste.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
La primera fase del sistema de procesado de imagen consiste en detectar
la ubicación de las señales y paneles de tráfico existentes en los tramos de
carretera grabados
Cada señal y panel detectado es posteriormente analizado para clasificarlo
en una de las siguientes categorías:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Señal de “Stop”.
Señal circular con fondo blanco.
Señal circular con fondo azul.
Señal triangular.
Señal cuadrada con fondo blanco.
Señal cuadrada con fondo azul.
Panel con fondo blanco. Y,
Panel con fondo azul.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
Para cada tipo de señal y panel se lleva a cabo un proceso de
segmentación o separación de los elementos fundamentales que
constituyen las mismas, estableciendo como tales el fondo de la señal o
panel, la orla de las señales y el texto-pictograma de la señal o panel.
Las curvas de luminancia en función de la distancia, obtenidas para cada
elemento clave de la señal o pórtico, se convierten a curvas de
retrorreflexión en función de la distancia utilizando tres curvas, una para
cada clase característica de material retrorreflectante con el que puede
estar construida la señal o panel: nivel 3, nivel 2 o nivel 1. La curva
asignada a cada señal o panel será aquella para la que se obtiene un mejor
ajuste de las tres hipótesis posibles.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
III. 5 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
Como resultado final de la medición se ha desarrollado un software de
presentación de los resultados de la auscultación que permite avanzar las
señales en el sentido de su captación y grabación, tanto en modo
automático como manual. También se puede avanzar en la visualización
señalando el punto kilométrico al que se desea ir. Además las señales
visualizadas se pueden filtrar en función del resultado obtenido frente a la
retrorreflexión, mostrando bien únicamente las señales que cumplen con el
criterio establecido; bien las que no lo cumplen; o, por último, todas ellas.
III SEÑALIZACIÓN VERTICAL
Por último, el software de visualización de resultados dispone de una
ventana en la que se muestran estadísticas del tramo de carretera
auscultado. En ellas, se exponen los datos relativos al número de señales
existentes en el tramo y a su distribución en la calzada (inventario).
También se exponen los datos referentes al estado de las señales frente a
la retrorreflexión. Estos datos se pueden distribuir tanto en función de la
posición (margen o pórticos) como en función del tipo de señal (código o
informativa: cartelería) por lo que se puede realizar un estudio detallado de
las condiciones de visibilidad en relación con el equipamiento registrado
en el inventario.
IV CONCLUSIONES
La visibilidad nocturna de la señalización es un indicador claramente
asociado a la seguridad vial. Los equipos de auscultación dinámica del
estado de los elementos de las carreteras suponen un salto cualitativo, y
cuantitativo, en la evaluación del nivel de servicio de la señalización
horizontal y vertical de las carreteras y sirven de revulsivo para mejorar el
nivel de servicio.
La explotación combinada de los datos del estado de las marcas viales,
señalización vertical, inventario y auscultación de otros parámetros, sirve
de herramienta de análisis en las inspecciones de seguridad vial.
La mejora del conocimiento sobre el estado de servicio de la señalización
en la red viaria, con un nivel de fiabilidad adecuado a su función, permitirá
planificar de manera más eficiente las operaciones de conservación y
explotación y en consecuencia también optimizar los presupuestos
dedicados a este fin. A la vez se podrá contribuir, de manera notable, a la
mejora de la seguridad vial en las carreteras.
IV CONCLUSIONES
La mejora del conocimiento sobre el estado de servicio de la señalización
en la red viaria, con un nivel de fiabilidad adecuado a su función, permitirá
planificar de manera más eficiente las operaciones de conservación y
explotación y en consecuencia también optimizar los presupuestos
dedicados a este fin. A la vez se podrá contribuir, de manera notable, a la
mejora de la seguridad vial en las carreteras.
Aplicación visualización multiparámetro, señalización vertical y
horizontal e inventario.