Modelacin de Sistemas de Ingeniera de Transporte

Alejandro Tudela

Juan A. Carrasco

Segundo semestre de 2014

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Transporte y Vialidad

Ingeniera Vial

Planificacin de Transporte Seguridad vial

Gestin de Trnsito

El Contexto: Un sistema complejo

Calentamiento global

Calidad de vida Exclusin social Pol@ca

internacional!

El Contexto: Un sistema complejo

Calentamiento global

Calidad de vida Exclusin social Pol@ca

internacional!

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Ejemplo: Crculo vicioso del transporte privado y pblico

Precio de los terrenos

Descentralizacin

Ineciencia transporte pblico

Dcit en empresa transporte pblico

Menos recorridos, ms frecuencia

Degradacin del servicio

Contaminacin Aumento tasa de motorizacin

CongesKn

Disminuyen clientes

Aumento de tarifa

Aumento del nivel de vida

Aumento de la poblacin

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Precio de los terrenos

Descentralizacin

Ineciencia transporte pblico

Dcit en empresa transporte pblico

Menos recorridos, ms frecuencia

Degradacin del servicio

Contaminacin Aumento tasa de motorizacin

CongesKn

Disminuyen clientes

Aumento de tarifa

Aumento del nivel de vida Restriccin vehicular

Prioridad al bus

Subsidio

Aumento de la poblacin

Ejemplo: Crculo vicioso del transporte privado y pblico

El Sistema Urbanos y de Transporte

Land Development

LocaKon Choice

AcKvity Schedules

AcKvity PaPerns

TransportaKon Network

Automobile Ownership

Travel Demand

Network Flows

URBAN ACTIVITY SYSTEM TRANSPORTATION SYSTEM

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Sistema de Interacciones

Land Development

LocaKon Choice

AcKvity Schedules

AcKvity PaPerns

TransportaKon Network

Automobile Ownership

Travel Demand

Network Flows

LONG-RUN ACCESSIBILITY INTERACTIONS

SHORT-RUN ACTIVITY/TRAVEL INTERACTIONS

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Sistemas de transporte y sistemas de ac@vidades

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A

T

F I

III

II I: Corto Plazo II: Mediano Plazo III: Largo Plazo

Sistema de AcKvidades

Patrn de Flujos

Sistema de Transporte

El Esquema de Manheim

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El Esquema de Manheim Relacin entre el sistema econmico y el de transporte Tres elementos bsicos

1. Sistema de actividades (sociales, econmicas, de servicios, que tienen lugar en una cierta zona)

2. Sistema de transporte (vas, terminales, vehculos y formas de operacin)

3. Patrn de flujos (volumen de personas u objetos que se mueve entre diversos orgenes y destinos en diferentes perodos y por distintas vas)

Contexto de los proyectos de transporte

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Dimensin espacial de la demanda

Simulacin de circulacin : ujo en centroide - conectores - ruta de arcos - conector - desKno Conectores: de centroides a nodos de la red Red: Compuesta por nodos y arcos

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Dimensin espacial de la demanda

Simulacin de circulacin : ujo en centroide - conectores - ruta de arcos - conector - desKno Conectores: de centroides a nodos de la red Red: Compuesta por nodos y arcos

Lmite de la regin

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Dimensin espacial de la demanda

Conectores: de centroides a nodos de la red Red: Vial (servicios), ferroviaria, aviacin, marKma....

Compuesta por nodos y arcos Arcos: denidos por dos nodos, longitud, capacidad y curva ujo-velocidad

Arco: (a,b)

b

Curva flujo-velocidad

a

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Dimensin espacial de la demanda

Curva ujo velocidad: costo de transporte en un arco

C

to

CongesKn

Costo Kempo

Flujo

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Problema tradicional de la Economa Dadas las funciones oferta y demanda, es necesario predecir el equilibrio, en trminos de canKdad y precio de transaccin:

C

Q

C*

Q*

O

D

Equilibrio de Usuario y p@mo del Sistema

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Equilibrio de Usuario y p@mo del Sistema

En general los servicios de transporte presentan una conguracin de red

El fenmeno de la conges7n afecta el proceso de produccin y de consumo (los costos de un par O/D son afectados por los ujos en otros pares)

Cuando estas dos caractersKcas se dan juntas, no es posible analizar cada par O/D (cada mercado) por separado.

Caracters@cas del problema que complican la prediccin de equilibrios en anlisis de transporte:

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Ejemplo Equilibrio de Usuario

60 A B

Tiempo en minutos y flujos en autos/min. 60 = x1 + x2 (1) Si x1 > 0 y x2 > 0 t1 = t2 = tAB (2)

10 + x1 = 40 + 0,5 x2 x1 = 30 + 0,5 x2 Si usuario de ruta 1 cambia a 2: t1=49; t2=50,5

Si usuario de ruta 2 cambia a 1: t1=51; t2=49,5 No conviene cambiarse!

Equilibrio de Usuario y p@mo del Sistema

Equilibrio de Usuario y p@mo del Sistema

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p@mo del Sistema

EU 60 Tiempo total = 3.000 min

OS Tiempo total = 2.850 min

A

A

B

B 60

El OS NO ES EQUILIBRIO Diferencia OS-EU: fenmeno de congestin (externalidad). Usuarios no perciben tiempo total (social), sino el propio (privado)

Ejemplo: Paradoja de Braess y efectos de cambios en arcos

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B

A

qAB = 6.000 veh/h

B

A

B

A

EU(a)

EU(b)

tAB = 83 min

tAB = 92 min > 83 min PARADOJA! La inversin dej las cosas peores

Ejemplo: Simulacin de la tenencia de automvil

Kosonen, I. (1998) HUTSIM - Urban traffic simulation model: Principles and applications. Manuscript of D.Sc. (Tech.) thesis, Helsinki University of Technology, Transportation Engineering. Otaniemi

Ejemplo: Modelos de trco