Estimación de Emisiones de Fuentes de la Calidad del Aire
6.2 Estimación de emisiones de fuentes móviles en ruta
6.2.10 Determinación del nivel de actividad de los vehiculos en una Región
6.2.10.1 Introducción
Una de las estimaciones más difíciles de realizar en una región es la conducción total que se lleva a cabo. En algunas áreas urbanas, agencias de gobierno utilizan mangueras de goma que cruzan la ruta u otros medios para medir los kilómetros vehículo-recorridos (VKT por sus siglas en ingles) en cada ruta y luego realizar la suma a lo largo de la región de interés. Estos datos normalmente involucran cientos de rutas y son la fuente más precisa del total de VKT. Desafortunadamente, muchas ubicaciones de interés no cuentan con este tipo de datos y el investigador debe utilizar otros medios para reunir la información requerida. Aquí se proponen cuatro métodos para realizar una estimación gruesa del VKT total.
1. El investigador puede hacer un conteo de vehículos en un conjunto de calles representativas y extrapolar estos datos a la zona de interés completa.
2. El investigador puede determinar el porcentaje de ciertos tipos de vehículos en la calle, determinar la cantidad de conducción que llevan a cabo aquellos vehículos y luego estimar el VKT total
3. El investigador puede determinar la conducción diaria típica de diferentes tipos de vehículos, el número de cada uno de esos tipos de vehículos que operan en las calles cada día y luego multiplicar los dos y sumar los resultados.
4. El investigador podría usar alguna forma de fotografía aérea o satelital para contar vehículos en diferentes rutas y luego extrapolar hacia la región de interés completa.
6.2.10.2 Uso Limitado de Vehículos en Ruta para la Estimación total de VKT
Para contar los vehículos que circulan por una ruta, es posible utilizar datos de cintas de video como se
ha descrito en la sección 6.2-5. También es posible utilizar individuos para registrar datos en una simple libreta de papel; o las típicas mangueras de goma para conteo vehicular se pueden obtener o construir y ser ubicadas a través de la ruta para detectar vehículos a medida que pasan. Esta es la forma estándar de estimar los VKT en áreas urbanas. El tema es cuantas rutas deben ser chequeadas.
Como mínimo se deberían hacer mediciones en todo tipo de rutas encontradas en la región de interés. Normalmente las autopistas se pueden dividir en tres tipos de ruta. Estas son, carreteras, arterias y calles residenciales. Una carretera se define como una ruta que conecta un área urbana con otra o como mínimo cruza la mayor parte de un área urbana. Una arteria se define como una ruta que conecta distintas secciones de un área urbana y es la ruta principal para viajar desde una sección o sub sección hacia otra dentro de un área urbana. Las calles residenciales son rutas que permiten viajar dentro de un área residencial o dentro de un área comercial/residencial limitada. Hay, por supuesto rutas que parecen calzar con más de una de las descripciones anteriores, pero usualmente les son asignadas uno u otro tipo de ruta. Por ello, para recopilar conteos que puedan ser extrapolados a toda el área metropolitana, los conteos debieran realizarse en todos los tipos de rutas.
En los estudios limitados llevados a cabo por el ISSRC, se estudian tres rutas de cada tipo en diferentes partes de una ciudad. No se recomienda que un estudio de VKT se limite a sólo nueve rutas como se ha descrito, pero hasta ahora los estudios del ISSRC han estado limitados a períodos de dos semanas, lo que condiciona el número de rutas que pueden ser estudiadas. Se pueden utilizar estadísticas para entregar una idea del VKT al investigador si se han medido las rutas adecuadas. Utilizando la prueba t- student, se puede mostrar que la probabilidad de que los datos promediados desde una muestra estadística sean cercanos al valor real, se puede escribir como se muestra en la ecuación 6.2.10-1.
Donde,
P = rango porcentual de los valores cercanos a la media de probabilidad deseada dentro del intervalo de confianza definido
σ = desviación estándar del conjunto de datos
A = valor promedio del conjunto de datos
T = constante estadística que varía dependiendo del número de muestras y con qué probabilidad se quiere asegurar la precisión de los datos. Algunos valores de la constante T se muestran en la tabla 6.2.10-2.
n = número de muestras tomadas
La tabla 6.2.10-3 entrega un ejemplo de procedimiento de cálculo posible. La confiabilidad de los datos puede ser estimada utilizando técnicas estadísticas estándar.
Utilizando la ecuación 6.2.10-1 y las tablas 6.2.10-2 y 6.2.10-3 a un 95% de probabilidad, el promedio real de conducción en las arterias de la región estará dentro de ±(152.8/966.7)*(4.30/√3)*100 o ±39.2% del promedio de conducción medido. Esta no es una gran estimación. En el caso de las mediciones en carretera, a un 95% de probabilidades, el promedio real de conducción en las carreteras de una región estará dentro de ±(282.3/1466.7)*(2.57/√6)*100 o ±20.2%. Esto es mejor, pero sería preferible una estimación aún mejor. Por ello, más rutas debieran ser catastradas. Por ejemplo, si 20 carreteras fueran medidas resultando promedios y desviaciones estándar similares a las mostradas en la tabla 6.2.10-3, el investigador podría pensar que tiene un 95% de probabilidad de estar dentro del 9% correcto del conteo promedio de tráfico.
Una vez que se han establecido los promedios de conteo en vehículos para los diferentes tipos de ruta, se debe determinar el largo de las rutas en cada clasificación para la región de interés. Luego, es simple multiplicar los conteos de tráfico en cada tipo de ruta con el largo total de cada tipo de ruta y luego sumar para estimar el VKT total para la región de interés.
6.2.10.3 Uso de Porcentajes de Vehículos en Ruta para Estimar el VKT Total
Si el VKT total de una subclase de vehículos es conocido, y observaciones de la fracción de conducción en una muestra representativa de rutas está disponible, entonces es posible utilizar esta información para extrapolar el recorrido total de la flota completa. Por ejemplo, considere los datos recopilados en Pune, India como se muestra en la tabla 6.2.10-4. Estos datos fueron recopilados en 2003 por el ISSRC y la Universidad de California en Riverside.
En este caso, estimaciones del VKT total por día fueron estimados utilizando parámetros relacionados recopilados durante el estudio. Por ejemplo, la compañía local de buses operaba 890 buses manteniendo la información de cuanto operaban cada día. Un bus público promedio recorrió 200 kilómetros por día. Una campaña de video determinó que los buses públicos representaban el 1.5% del tráfico observado en las rutas. Por ello, se realizo la aproximación de que el total VKT para la ciudad sería (890*200/0.015) o 11,866,700 kilómetros por día. De forma similar, se encontró que había 72,000 vehículos de pasajeros operando en la ciudad. Un catastro en los odómetros de vehículos determinó que un vehículo típico recorría 24.2 kilómetros por día. El catastro de ruta para la región determino que los autos de pasajeros constituían el 14.6% de la flota en ruta. Esta información puede ser utilizada para extrapolar un VKT total de (72,000*24.2)/0.146) o 11,946,600 kilómetros por día. Enfoques similares fueron utilizados para vehículos de 2 y 3 ruedas resultando en un promedio estimado de VKT de 12,000,000 kilómetros por día. A pesar de que el total de VKT calculados no coincidieron totalmente, estos arrojaron resultados dentro del 7% del promedio global.
6.2.10.4 Uso de Conducción Diaria Típica para Estimación de VKT Total
Si es posible determinar la conducción diaria típica de vehículos en ruta y se determina el número de vehículos, entonces es relativamente directo multiplicar el número de vehículos de cada clase por su conducción promedio y sumar los resultados para estimar el total de VKT. Todas las clases de vehículos significativas deben ser consideradas al hacer una estimación mediante este método. Se debe advertir que en varias ciudades, los datos de registro de vehículos son de muy pobre calidad y pueden conducir a resultados incorrectos. También debe recordarse que vehículos más antiguos tienden a ser operados menos que vehículos más nuevos y esto debe ser considerado. Por favor vea la Sección 6.2.5 para una discusión de los temas anteriores.
6.2.10.5 Uso de Imágenes Aéreas o Satelitales para realizar conteo de vehículos en la estimación del VKT total
Una metodología final que debiera ser mencionada es el uso de fotografías aéreas. El enfoque es el mismo que cuando se realiza conteo de vehículos utilizando mangueras de goma a través de las rutas, o cuando se utilizan individuos que registren datos o cuando se graba el tráfico. En este, las fotografías aéreas son tomadas desde un punto de observación lo suficientemente alto de manera de permitir la identificación de vehículos individuales en las autopistas e incluir varios kilómetros de rutas en la imagen. Si se toman fotografías desde variadas secciones de una ciudad en diferentes momentos del día, puede ser posible contar los vehículos en las calles en diferentes momentos. Por supuesto, se debe determinar el tamaño de las diferentes clases de ruta de modo de utilizar la información aérea para proyectar el VKT de una región completa, pero esto puede ser realizado según hora del día de manera de permitir un modelamiento mejorado de emisiones vehiculares.
Una de las estimaciones más difíciles de realizar en una región es la conducción total que se lleva a cabo. En algunas áreas urbanas, agencias de gobierno utilizan mangueras de goma que cruzan la ruta u otros medios para medir los kilómetros vehículo-recorridos (VKT por sus siglas en ingles) en cada ruta y luego realizar la suma a lo largo de la región de interés. Estos datos normalmente involucran cientos de rutas y son la fuente más precisa del total de VKT. Desafortunadamente, muchas ubicaciones de interés no cuentan con este tipo de datos y el investigador debe utilizar otros medios para reunir la información requerida. Aquí se proponen cuatro métodos para realizar una estimación gruesa del VKT total.
1. El investigador puede hacer un conteo de vehículos en un conjunto de calles representativas y extrapolar estos datos a la zona de interés completa.
2. El investigador puede determinar el porcentaje de ciertos tipos de vehículos en la calle, determinar la cantidad de conducción que llevan a cabo aquellos vehículos y luego estimar el VKT total
3. El investigador puede determinar la conducción diaria típica de diferentes tipos de vehículos, el número de cada uno de esos tipos de vehículos que operan en las calles cada día y luego multiplicar los dos y sumar los resultados.
4. El investigador podría usar alguna forma de fotografía aérea o satelital para contar vehículos en diferentes rutas y luego extrapolar hacia la región de interés completa.
6.2.10.2 Uso Limitado de Vehículos en Ruta para la Estimación total de VKT
Para contar los vehículos que circulan por una ruta, es posible utilizar datos de cintas de video como se
ha descrito en la sección 6.2-5. También es posible utilizar individuos para registrar datos en una simple libreta de papel; o las típicas mangueras de goma para conteo vehicular se pueden obtener o construir y ser ubicadas a través de la ruta para detectar vehículos a medida que pasan. Esta es la forma estándar de estimar los VKT en áreas urbanas. El tema es cuantas rutas deben ser chequeadas.
Como mínimo se deberían hacer mediciones en todo tipo de rutas encontradas en la región de interés. Normalmente las autopistas se pueden dividir en tres tipos de ruta. Estas son, carreteras, arterias y calles residenciales. Una carretera se define como una ruta que conecta un área urbana con otra o como mínimo cruza la mayor parte de un área urbana. Una arteria se define como una ruta que conecta distintas secciones de un área urbana y es la ruta principal para viajar desde una sección o sub sección hacia otra dentro de un área urbana. Las calles residenciales son rutas que permiten viajar dentro de un área residencial o dentro de un área comercial/residencial limitada. Hay, por supuesto rutas que parecen calzar con más de una de las descripciones anteriores, pero usualmente les son asignadas uno u otro tipo de ruta. Por ello, para recopilar conteos que puedan ser extrapolados a toda el área metropolitana, los conteos debieran realizarse en todos los tipos de rutas.
En los estudios limitados llevados a cabo por el ISSRC, se estudian tres rutas de cada tipo en diferentes partes de una ciudad. No se recomienda que un estudio de VKT se limite a sólo nueve rutas como se ha descrito, pero hasta ahora los estudios del ISSRC han estado limitados a períodos de dos semanas, lo que condiciona el número de rutas que pueden ser estudiadas. Se pueden utilizar estadísticas para entregar una idea del VKT al investigador si se han medido las rutas adecuadas. Utilizando la prueba t- student, se puede mostrar que la probabilidad de que los datos promediados desde una muestra estadística sean cercanos al valor real, se puede escribir como se muestra en la ecuación 6.2.10-1.
Donde,
P = rango porcentual de los valores cercanos a la media de probabilidad deseada dentro del intervalo de confianza definido
σ = desviación estándar del conjunto de datos
A = valor promedio del conjunto de datos
T = constante estadística que varía dependiendo del número de muestras y con qué probabilidad se quiere asegurar la precisión de los datos. Algunos valores de la constante T se muestran en la tabla 6.2.10-2.
n = número de muestras tomadas
La tabla 6.2.10-3 entrega un ejemplo de procedimiento de cálculo posible. La confiabilidad de los datos puede ser estimada utilizando técnicas estadísticas estándar.
6.2.10-3 Ejemplo de Datos de Conteo Vehicular para la Ilustración del proceso de Cálculo
Utilizando la ecuación 6.2.10-1 y las tablas 6.2.10-2 y 6.2.10-3 a un 95% de probabilidad, el promedio real de conducción en las arterias de la región estará dentro de ±(152.8/966.7)*(4.30/√3)*100 o ±39.2% del promedio de conducción medido. Esta no es una gran estimación. En el caso de las mediciones en carretera, a un 95% de probabilidades, el promedio real de conducción en las carreteras de una región estará dentro de ±(282.3/1466.7)*(2.57/√6)*100 o ±20.2%. Esto es mejor, pero sería preferible una estimación aún mejor. Por ello, más rutas debieran ser catastradas. Por ejemplo, si 20 carreteras fueran medidas resultando promedios y desviaciones estándar similares a las mostradas en la tabla 6.2.10-3, el investigador podría pensar que tiene un 95% de probabilidad de estar dentro del 9% correcto del conteo promedio de tráfico.
Una vez que se han establecido los promedios de conteo en vehículos para los diferentes tipos de ruta, se debe determinar el largo de las rutas en cada clasificación para la región de interés. Luego, es simple multiplicar los conteos de tráfico en cada tipo de ruta con el largo total de cada tipo de ruta y luego sumar para estimar el VKT total para la región de interés.
6.2.10.3 Uso de Porcentajes de Vehículos en Ruta para Estimar el VKT Total
Si el VKT total de una subclase de vehículos es conocido, y observaciones de la fracción de conducción en una muestra representativa de rutas está disponible, entonces es posible utilizar esta información para extrapolar el recorrido total de la flota completa. Por ejemplo, considere los datos recopilados en Pune, India como se muestra en la tabla 6.2.10-4. Estos datos fueron recopilados en 2003 por el ISSRC y la Universidad de California en Riverside.
En este caso, estimaciones del VKT total por día fueron estimados utilizando parámetros relacionados recopilados durante el estudio. Por ejemplo, la compañía local de buses operaba 890 buses manteniendo la información de cuanto operaban cada día. Un bus público promedio recorrió 200 kilómetros por día. Una campaña de video determinó que los buses públicos representaban el 1.5% del tráfico observado en las rutas. Por ello, se realizo la aproximación de que el total VKT para la ciudad sería (890*200/0.015) o 11,866,700 kilómetros por día. De forma similar, se encontró que había 72,000 vehículos de pasajeros operando en la ciudad. Un catastro en los odómetros de vehículos determinó que un vehículo típico recorría 24.2 kilómetros por día. El catastro de ruta para la región determino que los autos de pasajeros constituían el 14.6% de la flota en ruta. Esta información puede ser utilizada para extrapolar un VKT total de (72,000*24.2)/0.146) o 11,946,600 kilómetros por día. Enfoques similares fueron utilizados para vehículos de 2 y 3 ruedas resultando en un promedio estimado de VKT de 12,000,000 kilómetros por día. A pesar de que el total de VKT calculados no coincidieron totalmente, estos arrojaron resultados dentro del 7% del promedio global.
6.2.10.4 Uso de Conducción Diaria Típica para Estimación de VKT Total
Si es posible determinar la conducción diaria típica de vehículos en ruta y se determina el número de vehículos, entonces es relativamente directo multiplicar el número de vehículos de cada clase por su conducción promedio y sumar los resultados para estimar el total de VKT. Todas las clases de vehículos significativas deben ser consideradas al hacer una estimación mediante este método. Se debe advertir que en varias ciudades, los datos de registro de vehículos son de muy pobre calidad y pueden conducir a resultados incorrectos. También debe recordarse que vehículos más antiguos tienden a ser operados menos que vehículos más nuevos y esto debe ser considerado. Por favor vea la Sección 6.2.5 para una discusión de los temas anteriores.
6.2.10.5 Uso de Imágenes Aéreas o Satelitales para realizar conteo de vehículos en la estimación del VKT total
Una metodología final que debiera ser mencionada es el uso de fotografías aéreas. El enfoque es el mismo que cuando se realiza conteo de vehículos utilizando mangueras de goma a través de las rutas, o cuando se utilizan individuos que registren datos o cuando se graba el tráfico. En este, las fotografías aéreas son tomadas desde un punto de observación lo suficientemente alto de manera de permitir la identificación de vehículos individuales en las autopistas e incluir varios kilómetros de rutas en la imagen. Si se toman fotografías desde variadas secciones de una ciudad en diferentes momentos del día, puede ser posible contar los vehículos en las calles en diferentes momentos. Por supuesto, se debe determinar el tamaño de las diferentes clases de ruta de modo de utilizar la información aérea para proyectar el VKT de una región completa, pero esto puede ser realizado según hora del día de manera de permitir un modelamiento mejorado de emisiones vehiculares.
