[EN] On two-lane rural roads, passing maneuvers allow faster vehicles to pass the slower ones, in order to reduce interferences and improve level of service. However, to pass a slower vehicle, it is necessary to occupy the opposing lane, which had a significant impact on road safety and road operations. For this reason, passing is only permitted at certain parts of the road, where, according to geometric design and marking guidelines, there is sufficient passing sight distance. Passing sight distance is defined as the distance required to pass a slower vehicle, when a third opposing vehicle is approaching at the same time. A huge dispersion in criteria, theoretical models and observations was found in the literature. This PhD Thesis carried out a wide field study of passing maneuvers on two-lane rural roads in the surrounding of Valencia (Spain). Video was recorded both from external static points and from an instrumented vehicle, which travelled at slightly slow speeds and was passed by others under normal traffic conditions. The vehicle was equipped with video cameras, GPS and laser rangefinders. These methods characterized up to 1179 passing maneuvers in a high number of variables, such as type and number of impeding vehicles, available sight distance, speed of vehicles, age and gender of the passing driver or lighting conditions. The effect of these factors was analyzed and passing models were formulated. Firstly, passing gap acceptance modeled drivers' decisions before passing; secondly, passing sight distance models quantified drivers' requirements when passing. A probabilistic approach was used to exploit these models, which facilitated the interpretation of the probability of passing and the probability of a passing gap to be sufficient for a driver. Therefore, the risk related to passing was analyzed, and compared with objectives safety measures, such as number of passing related crashes. These results were used to assess the risk of current Spanish geometric design and marking guidelines. Thereafter, a unique criterion was determined, minimizing the risks of head-on collisions and the probability of no-passing zone violations. Additionally, the PhD thesis includes the development of a passing model integrated in a microsimulation model for two-lane rural highways. / [ES] En carreteras convencionales, la maniobra de adelantamiento permite a los vehículos rápidos rebasar a los más lentos, de modo que se evitan interferencias y se mejora la calidad de la circulación. Sin embargo, al adelantar es necesario invadir el carril destinado al tráfico opuesto, lo que tiene importantes consecuencias en la seguridad vial y en la funcionalidad de la vía. El adelantamiento solo está permitido en determinadas zonas, donde de acuerdo a criterios de diseño y señalización, se dispone de suficiente distancia de visibilidad de adelantamiento. Esta distancia se define, de forma teórica, como la distancia de visibilidad necesaria para adelantar a un vehículo, cuando se está acercando otro en sentido opuesto. Ante la gran dispersión de criterios, modelos y estudios experimentales acerca de la maniobra de adelantamiento, esta tesis realizó un amplio estudio de campo grabando maniobras en diversos tramos de carretera convencional en los alrededores de Valencia. Se emplearon grabaciones desde puntos estáticos y grabaciones desde un vehículo instrumentalizado, equipado con cámaras de video, GPS y telémetros láser. El desarrollo de este método permitió caracterizar hasta 1179 maniobras de seguimiento y de adelantamiento, analizando una gran cantidad de variables, como el tipo y número de vehículos adelantados, la visibilidad disponible, las velocidades de los vehículos implicados, el sexo y la edad del conductor adelantante o las condiciones de iluminación. El efecto de todos estos factores fue estudiado de forma pormenorizada, llegando a formular modelos de decisión de adelantamiento, para estudiar como los conductores deciden o no comenzar la maniobra, y modelos de distancia de visibilidad, para determinar la distancia necesaria para llevarla a cabo. Estos modelos se plantearon de forma probabilística, lo que permitió estudiar la probabilidad de que se lleve a cabo una maniobra, y de que la distancia disponible para ella sea suficiente. De este modo, se evaluó la peligrosidad de la maniobra de adelantamiento, para compararla posteriormente con medidas objetivas de la seguridad, como es el caso del número de accidentes ocurridos. Estos resultados se emplearon para evaluar los criterios existentes en España para diseñar geométricamente y señalizar zonas de adelantamiento. Posteriormente, se formuló un criterio único a partir de los resultados del estudio, que minimiza el riesgo de colisión con vehículos en sentido opuesto y la probabilidad de rebasar las prohibiciones de adelantamiento. Otro de los resultados más significativos, fue el desarrollo de un modelo de microsimulación para carreteras convencionales, integrado en un software de simulación de tráfico. / [CA] En carreteres convencionals, la maniobra d'avançament permet als vehicles ràpids passar als lents, evitant interferències i millorant d'aquesta forma la qualitat del tràfic. En canvi, per avançar a un vehicle lent, es precís ocupar el carril contrari, la qual cosa té importants conseqüències en la seguretat viaria i en la funcionalitat de les carreteres. L'avançament sols està permès en determinades zones de la carretera, quan, d'acord als criteris de disseny geomètric i de senyalització, es disposa de suficient distància de visibilitat d'avançament. Aquesta distància de visibilitat d'avançament es defineix com la distància necessària per passar a un vehicle lent quan un vehicle s'acosta en sentit contrari. Davant la gran dispersió trobada en criteris, models i estudis experimentals de l'avançament, aquesta tesi va realitzar un ampli estudi de camp gravant maniobres en diverses carreteres convencionals dels voltants de la ciutat de València. Es van emprar gravacions des de punts estàtics i des d'un vehicle instrumentalitzat equipat amb càmeres de vídeo, GPS i telèmetres làser. El desenvolupament d'aquest mètode va permetre caracteritzar fins un total de 1179 maniobres se seguiment i avançament. Es van analitzar un gran nombre de variables, com es el cas del nombre i tipus de vehicles passats, la visibilitat disponible, les velocitats dels vehicles implicats, el sexe i la edat dels conductors que van avançar o les condicions d'il¿luminació. L'efecte de tots aquests factors es va analitzar de forma detallada. Allò va permetre formular models de decisió d'avançament, que indicaren com els conductors tomen les decisions abans d'avançar, i models de distància de visibilitat d'avançament, que mostren els requisits dels mateixos quan duen a terme la maniobra. Aquests models es van plantejar des d'un enfoc probabilístic, per tal d'estudiar la probabilitat de que una maniobra tinga lloc, i de que la distància disponible siga suficient. D'aquest mode, es van avaluar els riscos de la maniobra, la qual cosa va permetre després comparar-los amb mesures objectives de seguretat viaria, com va ser el cas del número d'accidents causats per maniobres d'avançament. Aquests resultats es van usar per tal d'avaluar els criteris espanyols de disseny geomètric i de senyalització. Posteriorment, es va formular un criteri únic, que minimitza el risc de col¿lisió contra vehicles en sentit contrari, i el risc de incompliment de la prohibició d'avançament. Altre resultat significatiu va ser el desenvolupament d'un model d'avançament inclòs en un software de microsimulació de tràfic per carreteres convencionals. / Llorca García, C. (2015). Análisis del adelantamiento en carreteras convencionales y propuesta de modelos para la mejora del diseño y de la señalización de las mismas [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/49616 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[ES] La presencia de ciclistas deportivos en carreteras convencionales es un fenómeno habitual en la actualidad. Los ciclistas circulan individualmente y en grupo, compartiendo la vía con los vehículos motorizados e interaccionando con ellos. Debido a las diferencias en términos de velocidad, volumen y nivel de protección entre bicicletas y vehículos motorizados, la maniobra de adelantamiento es la interacción más frecuente y de mayor riesgo. Por tanto, la presencia de ciclistas en carreteras convencionales puede afectar tanto desde el punto de vista de la seguridad vial, como desde el punto de vista de la funcionalidad del tráfico. El principal objetivo de esta investigación es la caracterización del tráfico ciclista y su interacción con los vehículos a motor, en especial en maniobras de seguimiento y adelantamiento, a partir de observaciones naturalísticas del fenómeno, mediante el uso de bicicletas instrumentadas y de observaciones puntuales en tramos de estudio previamente seleccionados. El estudio se ha realizado considerando ciclistas circulando individualmente y en grupo por tramos de carreteras convencionales con diferentes características, tanto geométricas como de tráfico. Se han analizado un total de 2,135 maniobras de adelantamiento a ciclistas. La duración del adelantamiento se ha considerado un factor clave en cuanto a su efecto en la seguridad y en la funcionalidad del tráfico. En consecuencia, esta variable se ha analizado con especial interés, desarrollando un modelo predictivo de la duración del adelantamiento considerando factores relativos a la configuración de los grupos de ciclistas, a la carretera y a la propia maniobra de adelantamiento. A partir de las observaciones realizadas, se ha adaptado, calibrado y validado un modelo de microsimulación del tráfico que incorpora el tráfico ciclista en carreteras convencionales y su interacción con los vehículos motorizados. Mediante las observaciones y el uso del modelo de microsimulación se han obtenido medidas de desempeño que permiten caracterizar la influencia de la presencia de ciclistas en la funcionalidad del tráfico, mostrando una reducción de la funcionalidad del tráfico al aumentar el tráfico ciclista. Las medidas de desempeño relacionadas con el número de adelantamientos y la demora son las más sensibles a la presencia de ciclistas, seguidas de las medidas relacionadas con el seguimiento entre usuarios. Las carreteras con secciones más estrechas son más sensibles a la presencia de ciclistas, y en ellas la configuración de los grupos en paralelo mejora ligeramente la funcionalidad del tráfico al facilitar los adelantamientos. Los resultados de esta investigación permiten una mejor comprensión del fenómeno, a la vez que se traducen en recomendaciones para la mejora del diseño y/o explotación de carreteras convencionales con presencia ciclista. Asimismo, se han desarrollado herramientas específicas como son el modelo predictivo y el modelo de microsimulación que pueden ser usadas por los gestores de la infraestructura para analizar otras carreteras y proporcionar una integración más segura y operativa de los diferentes usuarios de la misma. / [CA] La presència de ciclistes esportius en carreteres convencionals és un fenomen habitual a l'actualitat. Els ciclistes circulen individualment i en grup, compartint la via amb els vehicles motoritzats i interaccionant amb ells. A causa de les diferències en termes de velocitat, volum i nivell de protecció entre bicicletes i vehicles motoritzats, la maniobra d'avançament és la interacció més freqüent i perillosa que es produeix entre ells. Per tant, la presència de ciclistes en carreteres convencionals pot afectar tant des del punt de vista de la seguretat viària com de la funcionalitat del trànsit. El principal objectiu d'aquesta investigació és la caracterització del trànsit ciclista i la seva interacció amb els vehicles a motor, especialment en maniobres de seguiment i avançament, a partir d'observacions naturalístiques del fenomen, mitjançant l'ús de bicicletes instrumentades i d'observacions puntuals en trams d'estudi prèviament seleccionats. L'estudi s'ha realitzat considerant ciclistes circulant individualment i en grup per trams de carreteres convencionals amb diferents característiques, tant geomètriques com de trànsit. S'han analitzat en detall 2,135 maniobres d'avançament a ciclistes. La durada de l'avançament s'ha considerat un factor clau pel que fa al seu efecte en la seguretat i en la funcionalitat del trànsit. En conseqüència, aquesta variable s'ha analitzat amb especial interès, desenvolupant un model predictiu de la durada de l'avançament considerant factors relatius a la configuració dels grups de ciclistes, a la carretera i a la pròpia maniobra d'avançament. A partir de les observacions s'ha adaptat, calibrat i validat un model de microsimulació del trànsit que incorpora el trànsit ciclista en carreteres convencionals i la seva interacció amb els vehicles motoritzats. Mitjançant les observacions i l'ús de el model de microsimulació s'han obtingut mesures d'acompliment que permeten caracteritzar la influència de la presència de ciclistes en la funcionalitat del trànsit, mostrant una reducció de la funcionalitat del trànsit a l'augmentar el trànsit ciclista. Les mesures d'acompliment relacionades amb el nombre d'avançaments i la demora són les més sensibles a la presència de ciclistes, seguides de les mesures relacionades amb el seguiment entre usuaris. Les carreteres amb seccions més estretes són més sensibles a la presència de ciclistes, i en elles la configuració dels grups en paral·lel millora lleugerament la funcionalitat del trànsit al facilitar els avançaments. Els resultats d'aquesta investigació permeten una millor comprensió del fenomen alhora que es tradueixen en recomanacions per a la millora del disseny i/o l'explotació de carreteres convencionals amb presència ciclista. Així mateix, s'han desenvolupat eines específiques com el model predictiu i el model de microsimulació que poden ser utilitzats pels gestors d'infraestructures per analitzar altres carreteres i proporcionar una integració més segura i operativa dels diferents usuaris de les mateixes. / [EN] Nowadays, the presence of sport cyclists on two-lane rural roads is a common phenomenon. Cyclists ride individually and in groups, sharing the road with motorized vehicles and interacting with them. Due to the differences in speed, volume and level of protection between bicycles and motorized vehicles, the overtaking manoeuvre is the most frequent and dangerous interaction that occurs between them. Therefore, the presence of cyclists on two-lane rural roads can affect both road safety and traffic operation. The main objective of this research is the characterization of cycle traffic and its interaction with motorized vehicles, especially in follow-up and overtaking manoeuvres, based on naturalistic observations of the phenomenon, using instrumented bicycles and observations at the extremes of the study sections. The study has been carried out considering cyclists who circulate individually and in groups on sections of two-lane rural roads with different characteristics, both geometric and traffic. A total of 2,135 overtaking manoeuvres to cyclists have been analysed in detail. The duration of overtaking has been considered a key factor in terms of its effect on safety and traffic operation. Consequently, this variable has been analysed with special interest, developing a predictive model of the overtaking duration, considering factors related to the configuration of groups of cyclists, the road and the overtaking manoeuvre itself. Based on the observations, a traffic microsimulation model that incorporates cycle traffic on two-lane rural roads and its interaction with motorized vehicles has been adapted, calibrated and validated. Through observations and the use of the microsimulation model, performance measures have been obtained that allow characterizing the influence of the presence of cyclists on traffic operation, showing a reduction in traffic operation as cycle traffic increases. Performance measures related to the number of overtaking manoeuvres and delay are the most sensitive to the presence of cyclists, followed by measures related to users platooning. Roads with narrow cross-sections are more sensitive to the presence of cyclists, and on them the two-abreast configuration of groups of cyclists slightly improves traffic operation by facilitating overtaking. The results of this research allow a better understanding of the phenomenon as well as being translated into recommendations for improving the design and/or operation of two-lane rural roads with a cyclist presence. In addition, specific tools have been developed such as the predictive model and the microsimulation model which can be used by infrastructure managers to analyse other rural roads and provide a safer and more operational integration of the different road users. / Esta Tesis Doctoral forma parte del proyecto de investigación Bike2lane “Mejora de la seguridad y operación de carreteras convencionales con ciclistas”, con referencia TRA 2016-8089-R, subvencionado por el Ministerio de Ciencia e Innovación. En el desarrollo de esta tesis también se han utilizado datos de parte del proyecto de investigación Safe4Bikes “Medidas para la Mejora de la Seguridad Vial en Carreteras Convencionales con Bicicletas Circulando en Grupo”, con referencia SPIP2017-022880, subvencionado por la Dirección General de Tráfico. Esta investigación ha sido realizada gracias a la Agencia Estatal de Investigación “Ayudas para contratos predoctorales para la formación de doctores 2017”, con referencia BES-2017-080474, de la que la doctoranda es beneficiaria. / Moll Montaner, S. (2021). Análisis de la funcionalidad del tráfico en carreteras convencionales con presencia de ciclistas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/179701