Recepção: 09-05-2026
Aprovação: 15-06-2026
pág. 1899
DOI: https://doi.org/10.61616/rvdc.v7i2.1660
Optimización operacional y geométrica de un corredor vial
metropolitano mediante simulación microscópica de tráfico: caso
Autopista General Rumiñahui, Quito, Ecuador
Luis Miguel León Torres
lmleont@uce.edu.ec
https://orcid.org/0009-0001-7845-3275
Universidad Central del Ecuador – Ingeniero Civil
Universidad Internacional de Investigación México
Cancún, México
Wilmer Anastacio Zambrano Guerrero
wilmerzg@yahoo.com
https://orcid.org/0000-0002-2124-7104
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabi Arquitecto
Universidad Benito Juárez García PHD (c)
Denis Alexander Molina Morales
dennis_amm@yahoo.com
https://orcid.org/0009-0000-5874-6452
Universidad Central del Ecuador
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
David Mateo Ramírez Quincha
dmramirezq@alumni.usfq.edu.ec
https://orcid.org/0009-0009-9886-9313
Universidad San Francisco de Quito
Universidad Politécnica Salesiana
Christian Alejandro Villarruel Meythaler
vimey141089@hotmail.com
Pontificia Universidad Católica del Ecuador
Universidad Andina Simón Bolívar
Universidad Espíritu Santo
pág. 1900
RESUMEN
El artículo evalúa una alternativa de optimización operacional y geométrica de baja
intervención para el tramo El Trébol-Peaje de la Autopista General Rumiñahui, corredor
estratégico que conecta Quito con el Valle de Los Chillos. Se aplicó un enfoque cuantitativo,
descriptivo y aplicativo, sustentado en levantamiento topográfico con fotogrametría aérea y
posicionamiento GNSS RTK, aforos vehiculares clasificados en intervalos de 15 minutos,
estimación del volumen horario de máxima demanda, análisis de capacidad y nivel de servicio,
verificación geométrica normativa y simulación microscópica en PTV Vissim. Los resultados
identifican problemas recurrentes de congestión, entrecruzamiento, incorporación, reducción
de velocidad y exposición al riesgo en zonas de convergencia de ramales. La condición crítica
registrada alcanzó un volumen horario de máxima demanda de 1724 veh/h en el sentido
Quito-Valle, con periodos pico entre 08:00-09:00 y 17:30-18:30. La alternativa propuesta
integra canalización, reorganización de carriles, control de velocidades, señalización vertical y
horizontal, dispositivos complementarios y gestión operativa del contraflujo. Se concluye que
la combinación de análisis HCM, revisión geométrica y microsimulación permite sustentar
técnicamente soluciones graduales que mejoran la eficiencia operacional sin requerir
ampliaciones estructurales inmediatas.
Palabras clave: capacidad vial, nivel de servicio, simulación microscópica, rediseño
geométrico, seguridad vial
Licencia
Este trabajo está bajo una licencia Creative Commons Attribution 4.0 International.
RESUMEN
El artículo evalúa una alternativa de optimización operacional y geométrica de baja
intervención para el tramo El Trébol-Peaje de la Autopista General Rumiñahui, corredor
estratégico que conecta Quito con el Valle de Los Chillos. Se aplicó un enfoque cuantitativo,
descriptivo y aplicativo, sustentado en levantamiento topográfico con fotogrametría aérea y
posicionamiento GNSS RTK, aforos vehiculares clasificados en intervalos de 15 minutos,
estimación del volumen horario de máxima demanda, análisis de capacidad y nivel de servicio,
verificación geométrica normativa y simulación microscópica en PTV Vissim. Los resultados
identifican problemas recurrentes de congestión, entrecruzamiento, incorporación, reducción
de velocidad y exposición al riesgo en zonas de convergencia de ramales. La condición crítica
registrada alcanzó un volumen horario de máxima demanda de 1724 veh/h en el sentido
Quito-Valle, con periodos pico entre 08:00-09:00 y 17:30-18:30. La alternativa propuesta
integra canalización, reorganización de carriles, control de velocidades, señalización vertical y
horizontal, dispositivos complementarios y gestión operativa del contraflujo. Se concluye que
la combinación de análisis HCM, revisión geométrica y microsimulación permite sustentar
técnicamente soluciones graduales que mejoran la eficiencia operacional sin requerir
ampliaciones estructurales inmediatas.
Palabras clave: capacidad vial, nivel de servicio, simulación microscópica, rediseño
geométrico, seguridad vial
Licencia
Este trabajo está bajo una licencia Creative Commons Attribution 4.0 International.
pág. 1901
Operational and Geometric Optimization of a Metropolitan Road
Corridor through Microscopic Traffic Simulation: General Rumiñahui
Highway Case, Quito, Ecuador
ABSTRACT
This article evaluates a low-intervention operational and geometric optimization alternative
for the El Trébol-Toll segment of the General Rumiñahui Highway, a strategic corridor
connecting Quito with the Los Chillos Valley. A quantitative, descriptive, and applied approach
was used, supported by topographic surveying with aerial photogrammetry and GNSS RTK
positioning, classified traffic counts at 15-minute intervals, estimation of peak-hour traffic
volume, capacity and level-of-service analysis, geometric compliance review, and microscopic
simulation in PTV Vissim. The results reveal recurrent congestion, weaving, merging, speed
reduction, and safety exposure in ramp convergence areas. The critical condition reached a
peak-hour volume of 1,724 vehicles per hour in the Quito-Valley direction, with peak periods
between 08:00-09:00 and 17:30-18:30. The proposed alternative integrates channelization,
lane reorganization, speed control, vertical and horizontal signing, complementary traffic
devices, and operational management of a reversible-flow lane. The study concludes that
combining HCM-based operational analysis, geometric review, and microscopic simulation
provides a technical basis for gradual solutions that improve operational efficiency without
requiring immediate large-scale structural expansion.
Keywords: road capacity, level of service, microscopic simulation, geometric redesign, road
safety
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International license.
Operational and Geometric Optimization of a Metropolitan Road
Corridor through Microscopic Traffic Simulation: General Rumiñahui
Highway Case, Quito, Ecuador
ABSTRACT
This article evaluates a low-intervention operational and geometric optimization alternative
for the El Trébol-Toll segment of the General Rumiñahui Highway, a strategic corridor
connecting Quito with the Los Chillos Valley. A quantitative, descriptive, and applied approach
was used, supported by topographic surveying with aerial photogrammetry and GNSS RTK
positioning, classified traffic counts at 15-minute intervals, estimation of peak-hour traffic
volume, capacity and level-of-service analysis, geometric compliance review, and microscopic
simulation in PTV Vissim. The results reveal recurrent congestion, weaving, merging, speed
reduction, and safety exposure in ramp convergence areas. The critical condition reached a
peak-hour volume of 1,724 vehicles per hour in the Quito-Valley direction, with peak periods
between 08:00-09:00 and 17:30-18:30. The proposed alternative integrates channelization,
lane reorganization, speed control, vertical and horizontal signing, complementary traffic
devices, and operational management of a reversible-flow lane. The study concludes that
combining HCM-based operational analysis, geometric review, and microscopic simulation
provides a technical basis for gradual solutions that improve operational efficiency without
requiring immediate large-scale structural expansion.
Keywords: road capacity, level of service, microscopic simulation, geometric redesign, road
safety
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International license.
pág. 1902
INTRODUCCIÓN
Las áreas metropolitanas latinoamericanas enfrentan una presión creciente sobre sus
corredores de acceso debido a la concentración de viajes laborales, educativos, comerciales y
logísticos en franjas horarias reducidas. En este contexto, los enlaces entre núcleos urbanos
consolidados y zonas residenciales periféricas suelen operar con demandas direccionales muy
marcadas, lo que provoca pérdidas de eficiencia, formación de colas, disminución de
velocidades y aumento de conflictos laterales. La Autopista General Rumiñahui,
particularmente en el tramo El Trébol-Peaje, constituye un caso representativo de esta
problemática, ya que articula desplazamientos entre el Distrito Metropolitano de Quito y el
Valle de Los Chillos, con interferencias propias de una vía expresa ubicada en un entorno
urbano-periurbano.
El problema de investigación se centra en la necesidad de determinar si una alternativa de
gestión de tránsito y rediseño geométrico de baja intervención puede mejorar las condiciones
operacionales y de seguridad vial en un tramo sometido a alta demanda, maniobras de
incorporación y salida, entrecruzamientos, presencia de transporte público, vehículos pesados
y restricciones físicas de ancho de carril y espaldón. Aunque las soluciones de ampliación
estructural pueden incrementar la capacidad nominal, su ejecución suele estar condicionada
por costos elevados, afectaciones prediales, interferencias constructivas y restricciones
ambientales o urbanas. Por ello, resulta pertinente valorar intervenciones graduales que
aprovechen mejor la infraestructura existente.
La relevancia del estudio radica en que integra herramientas complementarias de análisis vial:
aforos clasificados, cálculo de indicadores de demanda, evaluación de capacidad y nivel de
servicio, verificación geométrica bajo criterios normativos y microsimulación de tráfico. Esta
integración permite superar diagnósticos únicamente descriptivos y generar evidencia técnica
INTRODUCCIÓN
Las áreas metropolitanas latinoamericanas enfrentan una presión creciente sobre sus
corredores de acceso debido a la concentración de viajes laborales, educativos, comerciales y
logísticos en franjas horarias reducidas. En este contexto, los enlaces entre núcleos urbanos
consolidados y zonas residenciales periféricas suelen operar con demandas direccionales muy
marcadas, lo que provoca pérdidas de eficiencia, formación de colas, disminución de
velocidades y aumento de conflictos laterales. La Autopista General Rumiñahui,
particularmente en el tramo El Trébol-Peaje, constituye un caso representativo de esta
problemática, ya que articula desplazamientos entre el Distrito Metropolitano de Quito y el
Valle de Los Chillos, con interferencias propias de una vía expresa ubicada en un entorno
urbano-periurbano.
El problema de investigación se centra en la necesidad de determinar si una alternativa de
gestión de tránsito y rediseño geométrico de baja intervención puede mejorar las condiciones
operacionales y de seguridad vial en un tramo sometido a alta demanda, maniobras de
incorporación y salida, entrecruzamientos, presencia de transporte público, vehículos pesados
y restricciones físicas de ancho de carril y espaldón. Aunque las soluciones de ampliación
estructural pueden incrementar la capacidad nominal, su ejecución suele estar condicionada
por costos elevados, afectaciones prediales, interferencias constructivas y restricciones
ambientales o urbanas. Por ello, resulta pertinente valorar intervenciones graduales que
aprovechen mejor la infraestructura existente.
La relevancia del estudio radica en que integra herramientas complementarias de análisis vial:
aforos clasificados, cálculo de indicadores de demanda, evaluación de capacidad y nivel de
servicio, verificación geométrica bajo criterios normativos y microsimulación de tráfico. Esta
integración permite superar diagnósticos únicamente descriptivos y generar evidencia técnica
pág. 1903
para priorizar acciones de canalización, señalización, control de velocidades y reorganización
de carriles. En corredores con restricciones de espacio, el uso de simulación microscópica
aporta valor porque representa la interacción vehículo a vehículo, los cambios de carril, las
brechas de incorporación y la propagación de colas.
Desde el punto de vista teórico y técnico, el estudio se apoya en los principios de capacidad
vial y nivel de servicio desarrollados en el Highway Capacity Manual (Transportation Research
Board, 2022), en criterios de diseño geométrico establecidos por AASHTO (2018) y la
normativa vial ecuatoriana, y en lineamientos de calibración y aplicación de modelos de
microsimulación recomendados para análisis de tráfico (Federal Highway Administration,
2004). Asimismo, la seguridad vial se aborda desde la coherencia entre geometría,
señalización, velocidades de operación y comportamiento del usuario, aspecto esencial en
zonas de convergencia de ramales y operación temporal de contraflujo.
En el contexto ecuatoriano, investigaciones recientes asociadas al ORCID de Luis Miguel León
Torres han abordado la fiscalización de bases estabilizadas con cemento, la gestión de riesgos
en proyectos de infraestructura vial y la sostenibilidad de pavimentos y alianzas público-
privadas. Estos antecedentes son pertinentes para el presente estudio porque refuerzan la
necesidad de integrar control técnico, gestión de riesgos, sostenibilidad y trazabilidad
metodológica en la evaluación de soluciones viales metropolitanas (Alcántara Gutiérrez et al.,
2025; León Torres et al., 2024; León Torres et al., 2025; Torres et al., 2025).
El objetivo del artículo es evaluar una alternativa de optimización operacional y geométrica
de baja intervención para el tramo El Trébol-Peaje de la Autopista General Rumiñahui,
mediante análisis de demanda, capacidad, nivel de servicio, revisión geométrica, seguridad
vial y simulación microscópica, con el propósito de sustentar técnicamente medidas que
para priorizar acciones de canalización, señalización, control de velocidades y reorganización
de carriles. En corredores con restricciones de espacio, el uso de simulación microscópica
aporta valor porque representa la interacción vehículo a vehículo, los cambios de carril, las
brechas de incorporación y la propagación de colas.
Desde el punto de vista teórico y técnico, el estudio se apoya en los principios de capacidad
vial y nivel de servicio desarrollados en el Highway Capacity Manual (Transportation Research
Board, 2022), en criterios de diseño geométrico establecidos por AASHTO (2018) y la
normativa vial ecuatoriana, y en lineamientos de calibración y aplicación de modelos de
microsimulación recomendados para análisis de tráfico (Federal Highway Administration,
2004). Asimismo, la seguridad vial se aborda desde la coherencia entre geometría,
señalización, velocidades de operación y comportamiento del usuario, aspecto esencial en
zonas de convergencia de ramales y operación temporal de contraflujo.
En el contexto ecuatoriano, investigaciones recientes asociadas al ORCID de Luis Miguel León
Torres han abordado la fiscalización de bases estabilizadas con cemento, la gestión de riesgos
en proyectos de infraestructura vial y la sostenibilidad de pavimentos y alianzas público-
privadas. Estos antecedentes son pertinentes para el presente estudio porque refuerzan la
necesidad de integrar control técnico, gestión de riesgos, sostenibilidad y trazabilidad
metodológica en la evaluación de soluciones viales metropolitanas (Alcántara Gutiérrez et al.,
2025; León Torres et al., 2024; León Torres et al., 2025; Torres et al., 2025).
El objetivo del artículo es evaluar una alternativa de optimización operacional y geométrica
de baja intervención para el tramo El Trébol-Peaje de la Autopista General Rumiñahui,
mediante análisis de demanda, capacidad, nivel de servicio, revisión geométrica, seguridad
vial y simulación microscópica, con el propósito de sustentar técnicamente medidas que
pág. 1904
permitan mejorar la circulación, reducir conflictos y aproximar el desempeño del corredor a
condiciones operacionales aceptables.
METODOLOGÍA
La investigación se desarrolló con enfoque cuantitativo, alcance descriptivo-aplicativo y diseño
no experimental de corte transversal, debido a que las condiciones de operación del corredor
fueron observadas en campo sin manipulación directa de variables. El componente aplicativo
se justifica porque el diagnóstico no se limitó a caracterizar la situación actual, sino que
permitió estructurar una alternativa técnica de mejora operacional y geométrica.
El área de estudio corresponde al tramo funcional comprendido entre el intercambiador El
Trébol y el sector de peaje de la Autopista General Rumiñahui, con influencia de flujos
provenientes de la avenida Pichincha, avenida Velasco Ibarra, avenida Oriental y conexiones
hacia el Valle de Los Chillos. Aunque el tramo funcional alcanza aproximadamente 4 km, la
microsimulación se concentró en el kilómetro de mayor congestión e influencia operacional,
debido a las restricciones de la versión estudiantil de PTV Vissim empleada en el estudio.
Figura 1. Área de estudio: sector El Trébol y conexión con la Autopista General Rumiñahui
Fuente: estudio técnico de Maila y Yanchaguano (2026).
La recolección de información geométrica se efectuó mediante levantamiento topográfico con
fotogrametría aérea de dron y apoyo GNSS RTK enlazado a estación base mediante NTRIP. Esta
permitan mejorar la circulación, reducir conflictos y aproximar el desempeño del corredor a
condiciones operacionales aceptables.
METODOLOGÍA
La investigación se desarrolló con enfoque cuantitativo, alcance descriptivo-aplicativo y diseño
no experimental de corte transversal, debido a que las condiciones de operación del corredor
fueron observadas en campo sin manipulación directa de variables. El componente aplicativo
se justifica porque el diagnóstico no se limitó a caracterizar la situación actual, sino que
permitió estructurar una alternativa técnica de mejora operacional y geométrica.
El área de estudio corresponde al tramo funcional comprendido entre el intercambiador El
Trébol y el sector de peaje de la Autopista General Rumiñahui, con influencia de flujos
provenientes de la avenida Pichincha, avenida Velasco Ibarra, avenida Oriental y conexiones
hacia el Valle de Los Chillos. Aunque el tramo funcional alcanza aproximadamente 4 km, la
microsimulación se concentró en el kilómetro de mayor congestión e influencia operacional,
debido a las restricciones de la versión estudiantil de PTV Vissim empleada en el estudio.
Figura 1. Área de estudio: sector El Trébol y conexión con la Autopista General Rumiñahui
Fuente: estudio técnico de Maila y Yanchaguano (2026).
La recolección de información geométrica se efectuó mediante levantamiento topográfico con
fotogrametría aérea de dron y apoyo GNSS RTK enlazado a estación base mediante NTRIP. Esta