Análisis de sitios de concentración de choques viales mediante la utilización de sistemas móviles para el inventario de carreteras en la Ruta Nacional 1

Abstract

La Ruta Nacional 1 conecta 5 de las 7 provincias de Costa Rica, por lo que representa una de las rutas más importantes del país y la región. Adicionalmente, presenta el tránsito diario anual más alto del país, con un valor cercano a los 105000 vehículos/día y, según estudios de accidentabilidad, está catalogada como ruta de alto riesgo. Por ello la importancia del presente estudio, donde se determinaron los sitios de concentración de choques viales en segmentos mediante el método de exceso de frecuencia de choques esperado con ajuste de Bayes completo con un modelo Poisson Log Normal, basado en los datos de choques viales del Consejo de Seguridad Vial (COSEVI) del periodo 2012 - 2014. Las variables dependientes fueron de tipo geométrico, operativas y funcionales del tránsito, así como características estructurales y funcionales de la estructura de pavimento obtenidas mediante el sistema móvil para el inventario de carreteras del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (LanammeUCR) y bases de datos externas. Los modelos permitieron identificar el efecto del índice de regularidad internacional (IRI) y la deflectometría de impacto (FWD) en la accidentabilidad, donde resultaron significativas para un nivel de confianza del 95%. Aumentos en el IRI están correlacionados con el incremento en la frecuencia de choques/km, con una tendencia al alza del 15,03% por unidad de m/km. Mientras que aumentos en el FWD están correlacionados con disminuciones en el número esperado de choques, condición que se interpretó como un efecto colateral del confort y la velocidad de operación. El uso del sistema de inventario móvil permitió generar el primer modelo en Costa Rica que incorporara la variable ancho de carril, parámetro que, al analizar la frecuencia de choques/km esperados, evidenció un aumento en la exposición al riesgo de 39,12% al utilizar anchos de carril de 3,2 m – 3,5 m, con respecto a un ancho de carril en el rango de 3,5 m – 3,7 m. De forma complementaria al ajuste de Bayes completo, se implementaron los métodos frecuencia de choques, tasa de choques, tasa crítica de choques, frecuencia promedio para choques equivalentes a solo daños de propiedad y exceso de frecuencia de choques esperados con el ajuste de Bayes empírico con choques totales y equivalentes. Al utilizar el modelo de Bayes completo con choques equivalentes como modelo de referencia, se confirmó que ninguno de los métodos alternos permitió jerarquizar correctamente ni identificar los segmentos con mayor posibilidad de mejora o mayor exceso de frecuencia, por lo que se recomienda utilizar el método de exceso de frecuencia de choques esperado con ajuste de Bayes completo con choques equivalentes en Costa Rica. Posterior a la identificación de los sitios con mayor frecuencia de choques viales, se propusieron medidas generales que permitirán reducir la severidad y ocurrencia de los siniestros viales, en función de visitas de campo y los registros de choques viales.

The National Road 1 is one of the most important highways on Costa Rica and the Central American region, because it connects 5 of the 7 provinces of Costa Rica. Additionally, it possesses the highest annual daily traffic of Costa Rica, with a traffic flow near 105000 vehicles per day, and based on road safety studies, is classified as a high risk road. This project used a Poisson Log Normal Full Bayesian model approach to estimate the expected average crash frequency for road segments, based on the crash reports data of the Road Safety Council (COSEVI) from 2012 to 2014. The covariates used were related to road geometry, operational aspects of traffic, and functional and structural characteristics of the pavement structure, obtained through the mobile road survey system of the National Laboratory of Materials and Structural Models (LanammeUCR) and external data bases. The models identified, with a 95% of statistical significance, the effect on road safety of the International Regularity Index (IRI) and the Falling Weight Deflectometry (FWD. Higher IRI values are related to an increase of the crash frequency per kilometer, with a constant tendency of 15,03% per unit of m/km. Opposed to the IRI tendencies, the FWD generates an inversely proportional behavior regarding crash frequency. Mobile road survey system allowed to incorporate for the first time in Costa Rica the lane width variable to a model, which resulted significant. When the expected crash frequency per kilometer was analyzed, it showed an increasing risk tendency of 39,12% with 3.2 m to 3.5 m-wide lanes, compared to lane widths between 3,5 m – 3,7 m. As a complementary analysis to the Full Bayes approach, the methods accident frequency, accident rate, critical accident rate, equivalent property damage only index, and Empirical Bayes were used with total crash data and equivalent crash data. Considering Full Bayes with equivalent crash data as the base reference, it was confirmed that none of the other methods were able to rank or identify the road segments with the highest potential for safety improvement or expected crash frequency. It is therefore recommended to use Full Bayes Method to estimate expected crash frequency in Costa Rica. After the high-priority locations were identified, general safety improvements were proposed to reduce the amount and severity of road crashes, based on site inspections and crash report data.