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PROPUESTA METODOLOGÍCA PARA LA ELABORACIÓN DE UN PLAN DE TRANSPORTE PARA CIUDAD REAL

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INTRODUCCIÓN

Este documento pretende convertirse en la fase preliminar del estudio movilidad urbana de Ciudad Real, siendo el punto de partida para la concepción de un plan integral de transporte en la ciudad. Un plan integral de transporte pretende coordinar acciones en busca de la eficiencia, fluidez y comodidad de las operaciones de tráfico en una zona, además de prever la infraestructura y recursos necesarios para que esas condiciones prevalezcan en el futuro, promoviendo el mejoramiento de las condiciones ambientales, sociales y económicas del área. Las acciones que deben coordinarse comprenden a grosso modo: la formulación de metas y objetivos, la recolección de datos de campo, el procesamiento y análisis de la información, la definición de posibles escenarios futuros, el planteamiento de alternativas para solucionar y/o mejorar las situaciones que se evidencien dentro de los escenarios planteados y la ejecución de aquellas alternativas que resulten convenientes. El estudio de movilidad urbana implica una etapa de toma de información, destinada a la caracterización tanto de la oferta como de la demanda de transporte en la zona de análisis. El objetivo de este documento involucra el diseño y la planificación de la toma de información que alimentará los procesos de planeación del transporte. En el desarrollo del presente trabajo, constituido por ocho capítulos, se plantea la metodología para llevar a cabo la toma de información, dirigida a la obtención de la matriz de viajes personales urbanos en Ciudad Real –parte fundamental del proceso de planeación–, junto con los procesos de modelación de la demanda de transporte y la toma de decisiones asociadas a los resultados. El plan de transporte que se propone desarrollar para Ciudad Real tiene como enfoque principal la planeación macro del sistema de transporte del área de estudio; dejando de lado alcances relacionados con análisis de detalle u otros desarrollos.

PLANEACIÓN DEL TRANSPORTE

Se entiende que el objetivo de la planeación del transporte es hacer la mejor predicción de las necesidades futuras del sector y de las consecuencias de la implantación de diversas facilidades, de tal forma que el sistema de transporte garantice una movilización segura y económica de personas y bienes.


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Sin embargo, se debe asegurar la utilización más eficiente de las facilidades existentes antes de entrar a pensar en nuevas inversiones en infraestructura, las cuales además de ser cuantiosas, requieren plazos generalmente largos para su ejecución y puesta en servicio. En forma esquemática, puede decirse que el objeto de la planeación del transporte es responder adecuadamente a las necesidades de movilización de la población, por medio del dimensionamiento de la infraestructura y de la utilización de los medios de transporte, estableciendo los costos de la solución, las fuentes de los recursos necesarios, y los plazos respectivos a las etapas propuestas. La importancia y la necesidad de la planeación del transporte se explican por los siguientes hechos:

• La magnitud y complejidad de los elementos involucrados, resultantes de los cambios en los patrones y escalas de los movimientos

• La estrecha relación entre las políticas sobre usos del suelo y las políticas en materia de transporte

• La aceptación de la validez de un enfoque interdisciplinario en el proceso de planeación, dado el carácter social, económico, político y técnico del transporte

Dentro del proceso de planeación deben tenerse en cuenta los siguientes supuestos: • El sistema de transporte además de servir una zona determinada, afecta su desarrollo y

el de otras zonas • El estudio del sector transporte es una parte integral del proceso de planeación urbana y

por lo tanto no debe considerarse de manera aislada • El proceso de planeación del transporte es continuo y por tanto requiere adecuada

actualización, validación y mejoras • Existe una relación muy estrecha entre los diferentes modos de transporte, y por

consiguiente el papel de un modo en particular no puede determinarse sin considerar los otros

La ciudad debe ser mirada como un sistema que evoluciona, donde los usos del suelo y los flujos de tráfico son interdependientes. Debe reconocerse que los flujos de tráfico cambian en respuesta a modificaciones en usos del suelo y viceversa. En ese sentido, las propuestas de transporte pueden ser usadas positivamente como determinantes de la forma urbana. Al mismo tiempo, ellas permiten hacer modificaciones de la estructura urbana a la luz de los impactos causados por la puesta en marcha de tales planes de transporte. Las etapas del proceso de planeación del transporte pueden ser identificadas y aisladas con facilidad; sin embargo, la interacción y relación entre ellas es de vital importancia ya que ellas consideradas individualmente no tienen mayor significado. Las etapas principales son (Figura 1):


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• Formulación de metas y objetivos • Recolección de información e inventario del año base • Diagnóstico y optimización de los recursos disponibles • Proyecciones, análisis de modelos • Pronósticos de viajes (extrapolaciones) • Evaluación de la red de transporte • Monitoreo y control requerido para retroalimentar el proceso

Figura 1. Etapas para la planeación de proyectos

EVALUACIÓN

PLANIFICACIÓN DEL PLAN DE TRANSPORTE

MONITOREO Y CONTROL

PLAN DE ACCIÓN

DIAGNOSTICO MEDIDAS INMEDIATAS

PROYECCIONES

DEFINICIÓN DE ALTERNATIVAS

ETAPAS PARA LA PLANEACIÓN DE PROYECTOS

FORMULACIÓN DE METAS Y OBJETIVOS

RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

De otra parte, dependiendo del alcance dado a las diferentes etapas del proceso de planeación, es posible distinguir tres tipos de planes: • Planes a largo plazo, donde generalmente se involucra la totalidad del sistema de

transporte del área urbana en consideración con un horizonte de tiempo de cerca de diez (10) años

• Planes a mediano plazo, para zonas particulares del área urbana, y/o para modos específicos del sistema de transporte los cuales podrían realizarse en un plazo de cinco (5) años


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• Planes a corto plazo, orientados al mejoramiento de parte del sistema de transporte existente en un lapso que varía de uno (1) a tres (3) años

La planeación a largo plazo deberá examinar las implicaciones de las diferentes alternativas de desarrollo (usos del suelo) sobre el tráfico, responder a los cuellos de botella presentes y futuros, así como a la participación de cada uno de los modos de transporte bajo los desarrollos esperados. La planeación a corto plazo por el contrario, hará énfasis en un uso más eficiente de las facilidades de transporte existentes, haciendo un estudio detallado de las condiciones de la demanda y de la oferta actuales, con el fin de mejorar el funcionamiento del sistema de transporte, por medio del establecimiento de medidas de manejo y control del tráfico, que pueden contemplar obras menores. La acertada solución a los problemas de transporte, requiere un buen conocimiento acerca del comportamiento de un gran número de factores relacionados con el movimiento de personas y de mercancías, así como de la forma en que se utilizan los medios de transporte disponibles.

OBJETIVOS Y ALCANCES

Este trabajo hace parte integral de los estudios de movilidad urbana de Ciudad Real, y pretende desarrollar una metodológico para la obtención de la información básica para llevar a cabo un proceso de planeación de transporte como el descrito en la Figura 1. Dentro del proceso encaminado a la consecución del objetivo anterior, es necesario concretar a corto plazo y de manera consecutiva los siguientes objetivos específicos: • Definir geográficamente el área a la cual estarán referidos los procesos de recolección y

análisis de información; dividiéndola en zonas de análisis de transporte (ZAT) para referir a ellas los análisis de transporte derivados

• Determinar las variables que caracterizarán los patrones de viajes de la población y que se involucrarán en la toma de información

• Describir las metodologías para llevar a cabo los procesos de recolección de información

• Plantear los mecanismos para modelar la demanda de transporte en cualesquiera escenarios que planteen la posibles situaciones futuras de la ciudad


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1. ÁREA DE ESTUDIO

El área de estudio en el ámbito de tránsito y transporte corresponde a aquella región geográfica donde se establecen relaciones de movilidad de carga o pasajeros, dentro de la cual, dichas relaciones ocurren, hasta cierto punto, independientemente de aquellas presentes fuera de dicha área escogida.

1.1 DEFINICIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

Para el desarrollo de los estudios de movilidad requeridos para llevar a cabo el Plan de transporte se establece como área de estudio aquella correspondiente a las zonas urbanas de Ciudad Real (Ciudad Real, La Poblachuela, Las Casas y Valverde), junto con Miguelturra. La inclusión del área urbana del Municipio de Miguelturra se hace teniendo en cuenta el objetivo y el alcance de los Planes de desarrollo urbanístico de Ciudad Real, la proximidad de los municipios mencionados y las descripciones consideradas por el grupo técnico de la consejería de urbanismo de Ciudad Real donde se plantea que cerca del 50% de los viajes que se producen en el Municipio de Miguelturra tienen como destino Ciudad Real. El área así constituida es la base para los trabajos de campo y caracterización de las operaciones de tránsito y transporte que se discuten en el presente documento. El área de estudio establecida se presenta en la Figura 2 considera como criterios de delimitación la inclusión de todos aquellos sectores urbanos desarrollados y la existencia de un número reducido de vías que la comunican con las regiones externas.


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Figura 2. Casco urbano de Ciudad Real considerado como área de estudio

1.2 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO

Teniendo en cuenta la incidencia que las condiciones socioeconómicas imperantes dentro del área de estudio tienen sobre los patrones de movilización, tanto de personas como de mercancías, es necesario discutir aspectos relacionados con la población, distribución de actividades y parque automotor propios del área de estudio. Ciudad Real concentra cerca del 14% de la población de la provincia, albergando en el año 2001 a 63.251 habitantes, según los datos del Instituto Nacional de Estadística (INE). En la Figura 3 se puede ver el crecimiento de población que se ha dado en Ciudad Real según los resultados de los últimos censos realizados por el INE.


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Figura 3. Crecimiento de la población en Ciudad Real (capital y provincia)1

40.000

45.000

50.000

55.000

60.000

65.000

1981 1991 2001

Años censales

Pobl

ació

n (C

apita

l)

470.000

472.000

474.000

476.000

478.000

480.000

Pob

laci

ón (P

rovi

ncia

)

Capital Provincia

Por otra parte, la descripción socioeconómica del área de estudio está relacionada con indicadores sociales como el índice de precios al consumidor, el nivel de gasto por habitante y la tasa de actividad de la población. El índice de precios al consumidor representa el crecimiento del costo de visa asociado a la inflación que se da en una región. La Tabla 1 muestra la variación interanual que ha tenido este índice en la provincia de Ciudad Real, permitiendo comparar los incrementos que a tenido el IPC general y el asociado únicamente al transporte.

Tabla 1. Variación interanual del IPC para la provincia de Ciudad Real2 AÑO Total Transporte 1994 4,7 5,9 1995 4,7 4,8 1996 3,6 4,1 1997 2,0 2,4 1998 1,8 -0,2 1999 2,3 2,3 2000 3,4 6,9 2001 3,6 1,0

Asociado al IPC se encuentra el nivel de gasto por habitante, que es otro indicador que permite describir las características socioeconómicas de la zona de estudio. En este caso, la Tabla 2 muestra el resumen de los gastos medios anuales por hogar y por habitante en Ciudad Real capital.

1 Fuente: Instituto Nacional de Estadística 2 Fuente: Instituto Nacional de Estadística


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Tabla 2. Gastos medios por hogar y por persona en Ciudad Real (en euros)3 AÑO Gasto medio por

hogar Gasto medio por

persona 1998 19.828,29 6.296,19 1999 20.321,18 6.666,30 2000 22.120,46 7.458,23 2001 23.417,23 8.028,89

Finalmente como elemento descriptivo de las características socioeconómicas del área de estudio está la tasa de actividad, relacionada con el número de personas en edad económicamente activa (16 a 65 años) y la población ocupada. En este sentido la Tabla 3 muestra la evolución que se de la población económicamente activa en la provincia de Ciudad Real entre 1991 y 2001.

Tabla 3. Población económicamente activa en la provincia de Ciudad Real (en miles)4 AÑO Población activa Población

ocupada Población

parada Tasa de

actividad 1991 175,2 154,4 20,8 44,80 1992 178,7 153,5 25,3 45,37 1993 181,9 149,4 32,5 45,89 1994 181,7 145,1 36,6 46,30 1995 176,2 139,8 36,4 45,80 1996 175,7 141,6 34,1 46,18 1997 173,2 138,8 34,4 45,41 1998 176,3 141,0 35,3 46,08 1999 181,9 150,4 31,5 47,40 2000 185,0 160,1 24,9 48,02 2001 193,7 166,3 27,5 50,10

Los datos mostrados en la Tabla 3 son presentados en la Figura 4, como herramienta para interpretar más ágilmente la información.

3 Fuente: Instituto Nacional de Estadística 4 Fuente: Instituto Nacional de Estadística


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Figura 4. Variación de la población económicamente activa en la provincia de Ciudad Real

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

100110120130140150160170180190200

Pob

laci

ón (m

iles

de

pers

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)

Años

Población activa Población ocupada

1.3 ZONIFICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

De acuerdo con los objetivos del trabajo y con el ánimo de plantear las bases de desarrollos y análisis de transporte y urbanismo futuros, el área de estudio fue dividida en zonas de análisis de transporte, dentro de las cuales se busca evaluar las características y deseos de viaje de la población. Las zonificación finalmente adoptada del área urbana mostrada en la Figura 5, fue el resultado de la agrupación de manzanas, tomando como criterio para dicha agrupación su homogeneidad desde el punto de vista de densidad habitacional, usos del suelo y valor del suelo, información que fue asociada a la base geográfica previamente generada a partir de los archivos digitales. El tamaño y forma de las zonas propuestas contempló, además de los aspectos de homogeneidad descritos, la configuración de la red vial y las relaciones que dicha red plantea. Además de las 25 zonas urbanas obtenidas mediante el anterior análisis, se consideran diez zonas externas con el fin de contemplar las relaciones del área de estudio con las regiones fuera de ésta, las cuales se identificaron por las vías de acceso a la ciudad desde el ámbito regional tal como se indica en la Tabla 4.

Tabla 4. Codificación de las zonas externas definidas para el área de estudio ZONA VÍA

26 La Poblachuela 27 Valverde 28 Las Casas 29 Toledo


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30 Daimiel – Madrid 31 Fuensanta 32 Miguelturra 33 Puertollano 34 Piedrabuena 35 Picón – Porzuna

La zonificación así constituida, será la base para establecer las interrelaciones en materia de transporte dentro del área de estudio y de esta con el ámbito exterior.

Figura 5. Zonificación propuesta para estudiar la movilidad en Ciudad Real


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2. ANÁLISIS DE LA OFERTA DE TRANSPORTE

Los procesos de planeación del transporte requieren una gran cantidad de información, relacionada con el sistema de transporte actual de la ciudad, considerando todos los elementos de la oferta de transporte en la ciudad: infraestructura, equipos y organización. Dentro del proceso de caracterización de la oferta de transporte de Ciudad Real, la toma de información se orienta hacia aquellas variables que determinan propiedades cuantitativas y cualitativas de la infraestructura vial principal, involucrando los ejes de mayor movimiento de viajes urbanos en la ciudad. El análisis de variables tales como la capacidad y los volúmenes de saturación de cada uno de los corredores estudiados, asociados a las características físicas de la red vial, arrojarán valores importantes para el posterior proceso de planeación del transporte.

2.1 INVENTARIO VIAL

Con el fin de obtener una caracterización de la red vial, se llevó a cabo un levantamiento en campo, definiendo tramos dentro de un corredor especifico, tomando como criterio para la segmentación del corredor, variaciones significativas en los elementos físicos de este. Las variables que se definen para realizar el inventario vial son: • Ubicación: Inicio y final de cada uno de los tramos. • Sentido de circulación: Unidireccional o bidireccional. • Tipo de pavimento: Concreto, asfalto o mixto. • Estado del pavimento: Caracterización de acuerdo con la Figura 6. • Número de carriles calzada derecha: De acuerdo con el sentido de estudio. • Ancho de calzada derecha: De acuerdo con el sentido de estudio. • Ancho del separador. • Numero de carriles de calzada izquierda: De acuerdo con el sentido de estudio. • Ancho de calzada izquierda: De acuerdo con el sentido de estudio. • Parqueo calzada derecha: Utilización de la calzada con fines de estacionamiento de

acuerdo con el sentido de estudio. • Parqueo calzada izquierda: Utilización de la calzada con fines de estacionamiento de

acuerdo con el sentido de estudio.


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El estado del pavimento se define a partir de los conceptos consignados en la cartilla de “Carreteras de dos carriles Método Universidad del Cauca - Invias”; en la cual se plantean cinco estados de pavimentos con las siguientes características (Figura 6):

Figura 6. Estados del pavimento de acuerdo con la cartilla de la Universidad del Cauca

La Figura 7 muestra el diseño del formato que se sugiere en el proceso de toma de información de campo.


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Figura 7. Formato de campo para el estudio de inventario vial Fecha:____________________________________ Corredor:_________________________________

Día de la semana:_________________________ Sentido de estudio:_______________________

Supervisor:_______________________________

Sentido de circulación: Sentido de circulación:

Pendiente (%): Pendiente (%):

Tipo de pavimento: Tipo de pavimento:

Estado del pavimento: 1 2 3 4 5 Estado del pavimento: 1 2 3 4 5

Ancho andén derecho (m): Ancho andén derecho (m):

Número de carriles calzada derecha: Número de carriles calzada derecha:

Ancho calzada derecha (m): Ancho calzada derecha (m):

Ancho separador (m): Ancho separador (m):

Número de carriles calzada izquierda: Número de carriles calzada izquierda:

Ancho calzada izquierda (m): Ancho calzada izquierda (m):

Ancho andén izquierdo (m): Ancho andén izquierdo (m):

Parqueo calzada derecha (veh): Parqueo calzada derecha (veh):

Parqueo calzada izquierda (veh): Parqueo calzada izquierda (veh):

Observaciones Observaciones

Desde: Hasta:

Concreto Asfalto

Desde: Hasta:

Concreto Asfalto

Finalmente, en materia de inventario vial se deben tener en cuenta las características de las intersecciones semaforizadas de la ciudad. Este trabajo buscará identificar el actual estado de operación de los equipos semafóricos, determinando las matrices de tiempos intermedios de las intersecciones y los tiempos de ciclo y tiempos de verde de cada una de las diferentes programaciones que existan en cada equipo. Para llevar a cabo el trabajo de caracterización de las intersecciones y equipos semafóricos se sugiere la utilización del formato de campo que se ilustra en la Figura 8.


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Figura 8. Formato de campo para el estudio de inventario de intersecciones Fecha:____________________________________ Intersección:_____________________________

Día de la semana:_________________________ Tipo de intersección:_____________________

Supervisor:_______________________________ Distancia a la próxima intersección:______

SEMÁFORO 1 - Muy malo (inicio de rojo) (+) SubidaPARE 2 - Desfavorable (mitad de rojo) (-) BajadaCEDA EL PASO 3 - Llegadas aleatorias Rango (-10% a 10%)

4 - Favorable (mitad de verde)5 - Muy favorable (inicio de verde)6 - Excepcional (uniforme)

TIEMPO DE CICLO TIEMPO DE AMARILLO TIEMPO DE ROJO-AMARILLO

1 2 3 4 5

PENDIENTE (%)TIPO DE CONTROL

ANCHO DE CALZADA (NÚMERO DE CARRILES) TIPO DE ARRIBO (GRADO DE INCLINACIÓN)

FASE

ESQUEMA

TVERDE (seg)

TIPO DE ARRIBO

2.2 RUTAS DE TRANSPORTE PÚBLICO

Además de la infraestructura, la oferta de transporte está definida por los equipos y la organización, de forma que estos elementos también han de ser considerados en los estudios de oferta de transporte. La identificación de los equipos de transporte está orientada a definir la capacidad nominal de cada uno de los autobuses que se utilizan para prestar el servicio de transporte público urbano colectivo de pasajeros. Por su parte, el trazado de las rutas de transporte público, al igual que la frecuencia de despacho de las rutas, determinan la capacidad total de transporte de pasajeros en la ciudad a través de los corredores por donde discurren las rutas.


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Habitualmente el trazado de las rutas de transporte público es definido por la Administración de la ciudad. Sin embargo, es posible que una vez que se entregue en concesión el servicio, el concesionario plantee modificaciones o prolongaciones de las rutas con el ánimo de aumentar su rentabilidad. Justamente, uno de los objetivos que se persiguen con el desarrollo de un plan de transporte es el rediseño de las líneas de transporte público para adaptarse a las condiciones de la ciudad por los cambios en los usos de suelo, localización de actividades y deseos de viaje. En cualquier caso, el estudio de las rutas de transporte público pretende determinar que tipología de autobús atiende cada una de las líneas, así como garantizar que el concesionario (cuando lo haya) cumpla con las especificaciones planteadas en el contrato de concesión (recorridos, flota y frecuencia).

2.3 ESTUDIO DE FRECUENCIA DE PASO DE TRANSPORTE PÚBLICO

Conociendo esta información básica de operación de las rutas de transporte público se logra establecer el efectivo cumplimiento de los servicios autorizados por la Administración, obteniendo así la magnitud de la oferta de transporte en la ciudad. La frecuencia de paso es una variable que adicionalmente se tiene en cuenta para la elección del tamaño muestral en el estudio de ascenso y descenso de pasajeros. Este estudio se desarrolla durante los períodos pico, con el objeto de obtener los datos de las horas de mayor demanda de transporte. Estos períodos se obtienen de aforos vehiculares que se describen más adelante (estaciones maestras). El personal requerido depende del número de rutas que se van a registrar, del volumen horario y del número de puntos de control definidos. El estudio de frecuencias de paso corresponde a un censo que incluye todas las rutas del sistema existente, es decir, se debe registrar toda la población. La toma de información debe realizarse en forma simultánea en todos los puntos de control y en todos los corredores de transporte seleccionados, ya que se obtendrán valores de frecuencia para un día típico. El estudio consiste en contabilizar el número de veces que un vehículo perteneciente a una ruta pasa por un punto determinado. El conteo se hace en períodos de 15 minutos, con el fin de determinar posteriormente los volúmenes de la hora punta.


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3. ANÁLISIS DE LA DEMANDA DE TRANSPORTE

El proceso de planeación del transporte no sólo requiere información relacionada con el sistema de transporte actual de la ciudad, sino también con las características socioeconómicas de la población y los patrones de viaje de los ciudadanos. Generalmente esta información no se encuentra disponible en una sola fuente, por el contrario, se debe acudir a diferentes fuentes de información para lograr obtener los datos de entrada que son necesarios para calibrar y validar los modelos de transporte utilizados.

3.1 FUENTES DE INFORMACIÓN

Para llevar a cabo los análisis de la demanda de transporte es necesario recurrir a instituciones dedicadas a la recolección y almacenamiento de información, como es el caso del Instituto Nacional de Estadística (INE) y de entidades propias del Ayuntamiento de Ciudad Real, como es la gerencia de urbanismo, la consejería de tráfico, la consejería de urbanismo y la oficina de estadística y empadronamiento del Ayuntamiento, esto para determinar la información existente que podría utilizarse durante el estudio y en caso de no existir, planear su recolección. Dicha recolección será la fuente primaria de información, ya que generará los datos específicamente relacionados con las demandas de transporte de la ciudad, estableciendo magnitudes y relaciones desconocidas por parte de la Administración.

3.2 ESTUDIOS DE TRÁNSITO

El objeto de los Estudios de Tránsito es caracterizar la actual operación de los vehículos que circulan por la red vial de la ciudad. Para esta caracterización se plantea la realización de aforos vehiculares en estaciones maestras, estaciones específicas, cordón interno y cordón externo. Además se deben determinar las velocidades de los principales corredores de la ciudad, con la identificación de los tiempos de demora y sus causas. Es importante considerar que al buscar el estudio de las situaciones cotidianas de la demanda de transporte, los trabajos de campo asociados a los estudios de tránsito deberán ser llevados a cabo en semanas típicas ajenas a los períodos vacacionales y en días hábiles alejados de festivos o fines de semana, preferiblemente martes, miércoles o jueves.


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3.2.1 DEMANDA VEHICULAR EN INTERSECCIONES

Los aforos vehiculares permiten identificar las intersecciones mas usadas en la ciudad, la composición vehicular y las diferentes trayectorias que utilizan los vehículos en las principales vías. Para realizar estos aforos se realizan conteos clasificando por tipo de vehículo: autos, buses, camiones y motos para cada uno de los accesos durante períodos de 15 minutos continuos. El formato que se sugiere para este trabajo se ilustra en la Figura 9.


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Figura 9. Formato de campo para el estudio de volúmenes vehiculares en intersecciones Fecha:______________________________ Hoja:_____ de _____ Croquis

Día de la semana:___________________ Intersección:_____________________

Hora inicio:______ Hora final:______ __________________________________

Condición climática:________________ Punto de aforo:___________________

Aforador:___________________________ Supervisor:_______________________

Observaciones:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Firma del aforador:______________________ Firma del supervisor:________________________

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A: Autos - B: Buses - C: Camiones - M: Motos

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M

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: : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : :

A

Para tener en cuenta los diferentes tipos de vehículos y llevarlos a vehículos equivalentes se utilizan los factores de equivalencia donde la unidad corresponde a los autos, mientras que los autobuses son multiplicados por un factor de 2.0, los camiones por un factor de 2.5 y las motos por 0.33. En esta unidad de vehículos equivalentes se pueden llevar a cabo las comparaciones entre las intersecciones que sean estudiadas.


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Figura 10. Ejemplo de uso del formato de campo propuesto para el aforo en intersecciones Fecha:______________________________ Hoja:_____ de _____ Croquis

Día de la semana:___________________ Intersección:_____________________

Hora inicio:______ Hora final:______ __________________________________

Condición climática:________________ Punto de aforo:___________________

Aforador:___________________________ Supervisor:_______________________

63 121 82

08:30-

08:45

7

5

14

0

6

41

34

10

35

: : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

: : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : :

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B

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C: : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : :

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PER

IOD

O

: : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : :

VEH

ICU

LO

MOVIMIENTO

A: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

12/09/04 1 2Miércoles Calatrava x Altagracia

05:00 14:00C/ Calatrava, 20Despejado

Juan Pérez Carlos A. Vega

N Cl 16

Cr

12

Acceso sur

Con el fin de determinar el comportamiento del tránsito a través del tiempo en la ciudad, se plantea la selección de un total 30 intersecciones de diferentes tipos: semaforizadas, glorietas y de pare. De ellas, se sugieren tres como intersecciones maestras para ser estudiadas entre las 5:00 a.m. y las 11:00 p.m. y así poder estimar el comportamiento diario de intersecciones aledañas dentro del área de influencia de las primeras, donde se pueden realizar aforos en periodos de tiempo mas cortos. Los criterios de selección de las intersecciones maestras deben ser, además de la representatividad, el manejo de grandes volúmenes vehiculares y la presencia de transporte público. De acuerdo con lo anterior se preseleccionan como intersecciones maestras la Glorieta de la Puerta de Toledo (Calle Toledo x Ronda de Toledo), la Glorieta del Quijote Azteca (Carretera de Fuensanta x Ronda de Ciruela, Estación de autobuses) y la intersección de la Calle Postas x Calle Morería (Mercado Municipal). Las intersecciones específicas se seleccionarán según su ubicación, la presencia de control semaforizado, las principales glorietas y algunas controladas por señalización vertical. Con esta selección se debe buscar cubrir las situaciones mas representativas del comportamiento del transito en la ciudad. Como ya se ha dicho, estas intersecciones pueden ser aforadas durante periodos de tiempo más cortos, justamente en aquellos periodos donde se presenten los mayores movimiento de vehículos, en la mañana, al medio día y al final de la tarde, determinados por los aforos en las estaciones maestras.


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El análisis de esta información debe permitir la elaboración de esquemas de movimientos direccionales y composición vehicular en la hora de mayor movimiento, identificando de esta forma los comportamientos y características principales de la circulación en la ciudad.

3.2.2 FLUJOS VEHICULARES EN CORREDORES

A pesar de que el área técnica de tránsito del Ayuntamiento de Ciudad Real, ha desarrollado estudios de volúmenes vehiculares en algunos corredores de la ciudad, el trabajo de campo que se plantea en relación con estos flujos está orientado hacia la cuantificación de los viajeros que se desplazan por dichos corredores. Para ello se establece un conteo en pantalla en un cordón interno de la ciudad. Dicho conteo incluye la estimación visual del número de ocupantes en cada vehículo aforado, con lo cual será posible conocer no solo el movimiento de vehículos sino también el de viajeros. Los trabajos planteados se realizarían mediante aforos sobre las principales vías de acceso al centro en las horas de mayor movimiento de la red. En la Figura 11 se muestra el formato propuesto para esta actividad.

Figura 11. Formato de campo para el estudio de volúmenes en corredores Fecha:______________________________ Hoja:_____ de _____ Croquis

Día de la semana:___________________ Punto de aforo:______________________

Hora inicio:______ Hora final:______ Condición climática:_________________

Aforador:___________________________ Supervisor:__________________________

:-:

:-:

PERIODO MOTOCAMIONAUTOBÚSTAXIAUTOVEHÍCULO

Los resultados de este trabajo permitirán identificar la transferencia de vehículos y pasajeros entre el centro de la ciudad y la periferia de la misma, a la vez que aporta información básica para la validación de los modelos de asignación de viajes que más adelante serán descritos.


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3.2.3 VELOCIDADES DE MARCHA Y RECORRIDO

El objeto de este estudio es determinar las diversas velocidades de marcha que se van dando a lo largo de cada uno de los tramos de la red y establecer un registro de los tiempos de demoras, así como su causa. La velocidad de recorrido es la velocidad entre los puntos teniendo en cuenta los tiempos de demora, mientras que la velocidad de marcha sólo tiene en cuenta el tiempo durante el cual el vehículo estuvo en movimiento. Se plantea la toma de datos en los diez (10) corredores principales de la ciudad durante los períodos de máxima demanda, empleando la técnica del vehículo flotante. Esta técnica plantea realizar el estudio a través de un vehículo de prueba que debe conducirse en condiciones normales siguiendo los comportamientos del pelotón y evitando realizar adelantamientos. La muestra mínima de este ensayo realizado a través de la técnica sugerida se define en tres recorridos por sentido de circulación. En cada uno de los recorridos se deberá llenar un formato que permita el registro de los tiempos de paso por puntos conocidos y los tiempos perdidos por cada una de las demoras que se produzcan, clasificando la causa de la demora. La Figura 12 muestra un ejemplo del formato que se debe diligenciar.


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Figura 12. Formato de campo para el estudio de tiempos de viaje y demoras en corredores Fecha:______________________________ Hoja:_____ de _____

Día de la semana:___________________ Corredor:_____________________________

Condición climática:________________ Hora inicio:_______ Hora final:_______

Aforador:___________________________ Supervisor:___________________________

1 - Semáforo en rojo 4 - Giro a la derecha 7 - Peatones 10 - Obras en la vía2 - Semáforo en fallo 5 - Giro a la izquierda 8 - Accidente 11 - Otro (Definir)3 - Señal de pare 6 - Ascenso y descenso de pasajeros 9 - Congestión

Observaciones:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Firma del aforador:______________________ Firma del supervisor:________________________

CAUSAS DE DEMORAS

PUNTO DE CONTROL

TIEMPO DE PASO POR EL PUNTO (mm:ss)

DEMORASINICIO (mm:ss) FINAL (mm:ss) LECTURA DEL ODÓMETRO CAUSA

3.3 ESTUDIOS DE TRANSPORTE

En este numeral se busca describir las actividades que deben ser desarrolladas con el propósito de determinar y caracterizar la demanda de transporte en el área de estudio. Así mismo, describe los estudios relacionados con el movimiento de pasajeros que permitirán obtener los indicadores básicos de evaluación del sistema de transporte público apoyando las futuras actividades enmarcadas dentro de la planificación de transporte en la ciudad.


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Al igual que los estudios de tránsito, se recomienda realizar todos los estudios de transporte público durante una semana representativa que no coincida con períodos de vacaciones, y durante los días de la semana considerados típicos (martes a jueves).

3.3.1 ENCUESTAS DE MOVILIDAD

El objetivo de los estudios de origen y destino es caracterizar los viajes urbanos de una población. Estas características se obtienen relacionando la información de los viajes, como son el origen y destino, la hora, el propósito y el modo utilizado entre la más relevantes. Existen diversos métodos para recolectar datos de viajes en zonas urbanas, entre ellos están: • Cordón externo: Este tipo de estudios considera patrones de viaje para ciudades con

5.000 habitantes o menos, en donde el tráfico externo ejerce una influencia significativa en el municipio.

• Inventario de estacionamientos - cordón externo: Puede ser aplicable a ciudades de 5 a 50 mil habitantes, en donde el destino principal del tráfico es el centro de la ciudad.

• Cordón interno - cordón externo: Se aplica a ciudades entre 5 y 50 mil habitantes, consiste en entrevistas en la vía en un cordón externo y un cordón situado alrededor del centro de la ciudad.

• Tarjeta postal controlada - cordón externo: En este método se reparte un cuestionario en donde se preguntan las características de los viajes el cual deberá ser diligenciado y enviado por correo a los responsables del estudio.

• Entrevistas a domicilio - cordón externo: Es el estudio más completo y puede ser utilizado en ciudades de cualquier tamaño aunque su aplicación se recomienda para grandes áreas urbanas con una población mayor de 50 mil habitantes.

Entre los métodos de recolección de información expuestos anteriormente, se propone desarrollar en Ciudad Real el de entrevistas a domicilio y cordón externo, este consiste en la recolección de datos relacionados con los viajes diarios de los residentes de una vivienda, en un día típico dentro de la región urbana, por medio de una entrevista a la vivienda previamente seleccionada. Este método tiene como objetivo definir el patrón de viajes con un extremo en el hogar, de la población del área de estudio. El hogar, determinado como la unidad básica de toma de información, permite la posibilidad de caracterizar la tasa de generación y atracción de viajes referenciada a la zona de residencia como punto conocido de salida y llegada permanente.


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Tamaño de la muestra El criterio definitivo que se debe tener en cuenta para evaluar el tamaño de una muestra es la representatividad de la población. Una muestra representativa es un subconjunto de la población cuya frecuencia de ciertos atributos es semejante a la frecuencia en la población total de la cual ha sido tomada. La cantidad de información obtenida en la muestra depende del número de elementos muestreados y de la variación en los datos. Este último factor puede ser controlado por el método de selección de la muestra, llamado el diseño de la encuesta por muestreo. El diseño de la encuesta y el tamaño de la muestra determinan la cantidad de información pertinente a un parámetro de población. Independientemente del procedimiento de muestreo utilizado, el tamaño de la muestra es función básica de dos factores importantes: la desviación estándar y el error de estimación. En el caso de las entrevistas domiciliarias, por medio de una muestra de viviendas se busca estimar un conjunto de parámetros entre los cuales están la media, el total y la proporción de viajes. Por tal motivo el tamaño de muestra se definirá con el parámetro crítico o de mayor importancia para el análisis. De acuerdo al objetivo fundamental del estudio de movilidad urbana, el cual busca definir los patrones de viaje de la población del área de estudio, se establece como parámetro crítico la media de viajes; determinado por hogar ya como ya se ha mencionado la unidad básica de toma de información es el hogar. Por ello es necesario tener una estimación muy ajustada del número de hogares en la ciudad y su localización geográfica, de forma que los resultados que se obtengan en la encuesta puedan ser representativos del total de la población. Sin embargo, la información disponible proveniente de la Administración de la Ciudad limita la unidad muestral a la vivienda. En cualquier caso, de acuerdo con las características socioeconómicas predominantes en Ciudad Real se puede considerar la simplificación de la unidad de muestreo de hogar a vivienda, pues se espera encontrar justamente un hogar por vivienda. El Instituto Nacional de Estadística (INE) plantea que para el año 2001, se encontraban en Ciudad Real un total de 28.784 viviendas. Esta información es complementada con la base de datos del Ayuntamiento asociada a la localización de las unidades de vivienda en el perímetro administrativo de Ciudad Real, donde se puede observar un total de 28.318 viviendas en Ciudad Real para el año 2003. La información proveniente del Ayuntamiento puede ser depurada una vez que se eliminan los registros relacionados con las poblaciones ajenas al casco urbano de Ciudad Real, toda vez que se ha planteado obtener la información de movilidad de estas poblaciones a través de una encuesta de cordón externo. Una vez depurada la información se puede establecer que el marco muestral es de 27.793 viviendas.


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Teniendo en cuenta que las medias de las muestras se distribuyen normalmente con respecto a la media de la población, se puede deduce que la ecuación que permite determinar el tamaño de muestra para estimar la media de viajes por hogar de la población, con un límite E para el error máximo de estimación es:

( ) 222

22

2

2

σ

σ

α

α

⋅+⋅⋅

⋅⋅=

ZExN

ZNn

Donde n es el tamaño de la muestra, N es el tamaño de la población, Zα/2

2 es el valor de la distribución normal asociada a un nivel de confianza α, x es la media de viajes de la muestra y σ es la desviación estándar del estimador. La ecuación demuestra que para determinar el tamaño de la muestra que deberá ser observada para obtener parámetros representativos de la población, han de tenerse presentes la desviación estándar y el error de estimación. Los valores de la media de viajes y de la desviación estándar para la muestra aún no son conocidos para el caso de Ciudad Real, lo que implica que deben ser obtenidos bien sea a través de los resultados de investigaciones similares o mediante una prueba piloto que permita aproximar dichos valores. Ya que no se tienen estudios de referencia para Ciudad Real que hayan encontrado parámetros que puedan ser utilizados como punto de partida para establecer la media y la desviación estándar de la muestra, se sugiere utilizar los valores hallados en los estudios de movilidad de otras ciudades de tamaño pequeño que se comporten como Ciudad Real. Como fuentes de información para esta simplificación se conoce que la media de viajes por hogar hallados en ciudades similares en Colombia es de 7,98, con una desviación estándar de 24,39. Utilizando los anteriores valores como punto de partida se pueden calcular diferentes tamaños de muestra en función del error de estimación que se considere pertinente para los estudios de movilidad de Ciudad Real. La relación entre el error de estimación y el número de viviendas a ser encuestadas se puede ver en la Figura 13.


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Figura 13. Relación entre el error de estimación y el tamaño de la muestra para realizar encuestas domiciliarias de movilidad en Ciudad Real

0500

10001500200025003000

2% 3% 4% 5% 6%

Error de estimación

Tam

año

de la

mue

stra

Confianza = 95% Confianza = 99%

De acuerdo con las condiciones de la ciudad y ajenos a las restricciones presupuestales que puedan limitar el número de encuestas a realizar, se sugiere que se seleccione un tamaño de muestra de 982 viviendas que corresponde a un error de estimación de 3,80% con el 95% de confianza.

Selección de la muestra Teniendo en cuenta que parte de la información disponible incluye la localización georeferenciada de cada una de las viviendas de Ciudad Real, gracias a la base de datos facilitada por el Ayuntamiento de Ciudad Real, se puede asociar a cada una de las zonas de análisis de transporte el número de viviendas que hay dentro de cada una de ellas. De esta forma se conoce la distribución geográfica de las viviendas y se puede estimar la densidad habitacional de cada una de las zonas. Gracias a ello, resulta adecuado utilizar el procedimiento de muestreo estratificado, para realizar la selección de la muestra. La metodología del muestreo estratificado, donde cada estrato estadístico corresponde a una zona de transporte, busca distribuir con criterios de equidad el número total de encuestas a encuestar según el tamaño de cada estrato. Por ello, y según la zonificación del área de estudio desarrollada en el numeral 1.3 se puede conocer la proporción de cada una de las zonas según el número de viviendas (Tabla 5).

Tabla 5. Distribución de las viviendas por Zonas de transporte en Ciudad Real ZONA Número de

viviendas Proporción

1 1342 4,83%2 1484 5,34%3 2073 7,46%4 1340 4,82%


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ZONA Número de viviendas Proporción

5 1220 4,39%6 1454 5,23%7 1622 5,84%8 1028 3,70%9 1549 5,57%10 2135 7,68%11 2041 7,34%12 946 3,40%13 1008 3,63%14 883 3,18%15 944 3,40%16 634 2,28%17 1147 4,13%18 1384 4,98%19 0 0,00%20 1394 5,02%21 734 2,64%22 682 2,45%23 0 0,00%24 739 2,66%25 10 0,04%

Las proporciones de cada una de las zonas respecto de las viviendas que hay en cada una de ellas son el criterio de distribución del tamaño muestral en cada uno de los estratos. Así, se plantea realizar en cada zona el número de encuestas que se muestra en la Tabla 6.

Tabla 6. Tamaño de la muestra por Zonas de transporte para Ciudad Real ZONA Proporción Tamaño de la

muestra 1 4,83% 48 2 5,34% 53 3 7,46% 74 4 4,82% 48 5 4,39% 44 6 5,23% 52 7 5,84% 58 8 3,70% 37 9 5,57% 55 10 7,68% 76 11 7,34% 73 12 3,40% 34 13 3,63% 36 14 3,18% 32 15 3,40% 34 16 2,28% 23 17 4,13% 41 18 4,98% 49 19 0,00% 0


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ZONA Proporción Tamaño de la muestra

20 5,02% 50 21 2,64% 26 22 2,45% 25 23 0,00% 0 24 2,66% 27 25 0,04% 1

TOTAL 100,00% 996 Como se puede ver, las distribuciones son redondeadas al número entero superior, esto hace que el número de encuestas a realizar se incremente en 14 encuestas, definiendo un nuevo tamaño muestral de 996 encuestas que corresponde a 3,77% de error de estimación. Sin embargo, el error de estimación deberá ser evaluado nuevamente una vez que se finalice la toma de información, ya que se da por hecho que existirán encuestas que no se realicen bien sea por rechazo de la población o por fallas en el marco utilizado para realizar la selección. Una vez determinado el número de encuestas que se realizarán en cada una de las zonas de transporte, la selección de las viviendas a ser encuestadas en cada estrato corresponde a un muestreo aleatorio simple. Para realizar este muestreo se sugiere utilizar la metodología de Fan-Mullen que plantea el siguiente criterio de elección, una vez que a cada individuo se le ha asignado un número aleatorio a:

1+−−

<ii

ii

kNjn

a

Donde ni es el número de elementos a ser seleccionados en el estrato i, Ni es el tamaño del estrato i, ji es el número de elementos hasta el momento seleccionados en el estrato i, y ki es el consecutivo asignado a cada elemento del estrato i. Resulta evidente que cada proceso de selección dará resultados diferentes en virtud de los números aleatorios que sean asignados a cada elemento del marco muestral. Por ello no se desarrolla el proceso de selección sino que se hace claridad sobre el proceso que deberá seguirse, empleando el método de Fan-Mullen para determinar los elementos (viviendas) que serán seleccionados como muestra en cada uno de los estratos (zonas de transporte).

Recolección de información La recopilación de la información se prevé realizar mediante el formato ilustrado en la Figura 14 y la Figura 15, llevando a cabo visitas a los domicilios seleccionados y entrevistando a todos los miembros del hogar presentes en el momento de la encuesta.


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Buscando concentrar la mayor cantidad de miembros de la familia durante la entrevista y con el ánimo de disminuir el riesgo de rechazos a la encuesta o de ausencias reincidentes en los domicilios seleccionados, se plantea el envío previo de una comunicación oficial firmada por los responsables de los estudios de transporte que indique claramente el objetivo del trabajo y cite una fecha y hora específica para la encuesta. Lo anterior también permitirá realizar una programación de los trabajos de campo mucho más detallada y de esta forma controlar mejor el desarrollo de las actividades y los resultados de las mismas.


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Figura 14. Formato de campo para realizar la encuesta domiciliaria de movilidad (cara A) H H M M

ENCUESTA FECHA HORA INICIO

DIRECCIÓN TELÉFONO

HOGAR DE Nº DE RESIDENTES Nº DE TRABAJADORES Nº DE ESTUDIANTES

Observaciones:

Encuestador:____________________________________ Supervisor:_____________________________________

MATRICULA PARQUEO

12

DIRECCIÓN DEL TRABAJO O ESTUDIO

INFORMACIÓN GENERAL DE LA VIVIENDA - HOGAR

VEHÍCULOS DE TRANSPORTE DISPONIBLES EN EL HOGARCANTIDAD

CLAVES1. Liviano particular2. Motocilceta3. Bicilceta

1. Propio2. Empresa3. Gobierno/Oficial

1. Ciudad Real2. Resto de España3. Resto de Europa

1. Garaje de la vivienda2. Parqueadero público3. Sobre la vía

TIPO PROPIEDAD

34

DATOS SOCIO-ECONÓMICOS DE LOS RESIDENTES

PERSONA Nº EDAD OCUPACIÓN PRINCIPAL NIVEL DE ESTUDIOS SECTOR

ECONÓMICO ZAT

DÍA MES AÑO

765

1098

1. Trabaja2. Estudia3. Ama de casa4. Desempleado5. No responde

CLAVES

1. Ninguno2. Primaria (5º grado)3. Secundaria (Bachiller)4. Técnica5. Universitaria6. Posgrado7. No responde

1. Primario2. Industria/Fabrica3. Oficina4. Construcción5. Comercio6. Servicios7. Otro


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Figura 15. Formato de campo para realizar la encuesta domiciliaria de movilidad (cara B)

ZAT HH MM ZAT HH MM

Cami

na

antes

Espe

ra

Cami

na

desp

ués

Tran

s

Espe

ra

trans

¿Cuá

nto ca

mina

antes

de

tomar

el tr

ansp

orte?

¿Cuá

nto es

pera

antes

de

abor

dar?

¿Cuá

nto ca

mina

desp

ués

de ba

jar de

l tran

spor

te?

¿Cuá

ntos t

rans

bord

os

hace

?

¿Cuá

nto es

para

el

siguie

nte ve

hículo

?

1. Ga

raje

del tr

abajo

2. P

arqu

eade

ro pú

blcio

3. S

obre

la ví

a

1. Bus/Microbus2. Taxi3. Vehículo particular4. Moto5. Bicicleta6. A pie7. Carromula

PARQ

UEOTRANSPORTE PÚBLICO

MODO

HORA DE LLEGADA

PROPÓSITO

CLAVES

1. Trabajo2. Estudio3. Hogar4. Compras5. Asuntos personales6. Negocios

INFORMACIÓN DE VIAJES REALIZADOS POR LOS RESIDENTES

PERSONA Nº Nº DE VIAJEORIGEN HORA DE

INICIO

DIRECCIÓNDIRECCIÓN

DESTINO

3.3.2 AFOROS Y ENCUESTAS DE CORDÓN EXTERNO

El objetivo de las encuestas de cordón externo es completar la información de movilidad vinculando los viajes que se realizan bien sea a través de la zona de estudio o desde el área de estudio hacia las zonas externas (Figura 16).

Figura 16. Diferentes tipos de viajes que pueden darse en un área de estudio

Área de estudio

Viajes que son observadosmediante la encuestadomiciliaria

Viajes que son observadosmediante la encuesta de

cordón externo El objetivo de los aforos vehiculares que se deben llevar a cabo simultáneamente con las encuestas de cordón externo es conocer el marco muestral sobre el cual se realiza la


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encuesta. Esto es debido a que el marco muestral no es estático sino que por el contrario varía diariamente. La encuesta de cordón externo consiste en una entrevista sobre el origen y destino de los viajes de los vehículos y de los pasajeros, la tasa de ocupación de los vehículos y el tipo y cantidad de carga que transportan en el caso de los camiones. Las encuestas se efectúan en los mismos sitios donde se realizan los conteos vehiculares, con el fin de tener una relación directa entre los volúmenes aforados y la muestra encuestada. Estas encuestas se realizan al costado de la vía en ambos sentidos de circulación, mediante la ubicación de retenes, apoyados y coordinados con las autoridades del tránsito. Los tamaños de muestra se calculan mediante la formulación estadística que se presenta a continuación, la cual permite establecer la muestra según el tamaño de la población, que en el este caso corresponde al volumen de tráfico aforado para cada tipo de vehículo.

QPZEN

QPZNn

⋅⋅+⋅

⋅⋅⋅= 22

2

2

2

α

α

Donde n es el número de vehículos para encuestar, Zα/2

2 es el valor de la distribución normal asociado al intervalo de confianza α, N es el número total de vehículos aforados, P es el cociente entre el número de vehículos que circulan con residencia en el área de estudio y el número total de vehículos (se puede asumir de manera conservadora 0,50), Q es 1 – P y E es la magnitud del error que se está dispuesto a tolerar en los estimadores muestrales. El rango con el que usualmente utilizado, que pretende por una parte hacer en la práctica manejables los tamaños obtenidos y por otra mantenerse dentro de niveles de precisión adecuados, oscila entre el 5% y el 10%, el cual se ajusta en cada situación particular, dependiendo del tamaño de la muestra resultante y de la disponibilidad de recursos. La encuesta de cordón externo consiste en una entrevista sobre el origen y destino de los viajes de los vehículos y de los pasajeros, la tasa de ocupación de los vehículos y el tipo y cantidad de carga que transportan en el caso de los camiones. Para obtener los resultados esperados de la encuesta de cordón externo el encuestador debe entrevistar directamente a los propietarios o conductores de los vehículos y llenar los campos reservadas para ese fin en el formato. En el caso de los vehículos de transporte público de pasajeros, se plantea entrevistar al conductor y a una muestra de los pasajeros ocupantes del vehículo, con una proporción de 1:5, es decir el 20%. La muestra calculada para el período total de control, se divide proporcionalmente a los volúmenes correspondientes a cada hora, con el fin de efectuar las encuestas a lo largo del día de forma distribuida.


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El formato que se sugiere para realizar las encuestas de cordón externo se muestra en la Figura 17.

Figura 17. Formato de campo para la encuesta de cordón externo Fecha:______________________________ Hoja:_____ de _____ Croquis

Día de la semana:___________________ Punto de aforo:______________________

Hora inicio:______ Hora final:______ Condición climática:_________________

Aforador:___________________________ Supervisor:__________________________

1 Estacas 1 C2-P 1 Productos agropecuarios1 Liviano 4 Bus 6 Bus 2 Furgón 2 C2-G 2 Alimentos procesados2 Taxi 5 Microbus 7 Microbus 3 Contenedor 3 C3 - C4 3 Minerales y materiales de construcción3 Camión 8 Camioneta 4 Contenedor refrigerado 4 C5 - < 4 Equipos y maquinaria

9 Camión 5 Carrotanque 5 Productos de metal o madera6 Volqueta 6 Bienes de consumo o mercancías

Observaciones:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Firma del aforador:___________________________ Firma del supervidor:_____________________________

Nº VIAJES

TIPO DE CARGAParticular Intermunicipal Intercorregimental

TIPO DE VEHÍCULO EJESTIPO DE CAMÍON

CLAV

ES

HORA OCUPACIÓNTIPO DE VEHÍCULO

CAMIONESEJES

CARGATIPO PESOORIGEN ZONA DESTINO ZONA TIPO

3.3.3 TIEMPOS DE RECORRIDO Y DEMORAS EN TRANSPORTE PÚBLICO

Este estudio permite establecer características de operación del sistema de transporte tales como tiempos de recorrido y velocidades medias a las que transitan los vehículos de transporte público a lo largo del corredor en estudio, y ubicación, duración y causas de las


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demoras que se presentan durante la prestación del servicio a lo largo del corredor en estudio. Este estudio se realiza dentro del vehículo de transporte público utilizando la técnica del vehículo flotante sobre los principales corredores de transporte o a lo largo de todo el recorrido de las rutas seleccionadas, y durante los períodos de máxima demanda definidos de acuerdo con los criterios de frecuencia de despacho de las rutas de transporte público. Se debe seleccionar un tamaño de muestra para cada corredor en estudio en función del número de rutas y del volumen horario (establecido a partir de las frecuencias de paso conocidas) con el fin de tener representatividad de todos los niveles de servicio ofrecidos sobre el corredor para el análisis de la operación. El trabajo de campo lo realizaría un aforador que va a bordo del vehículo de transporte público, registrando la hora de inicio, o parada, y la hora de finalización, o arranque del vehículo en cada uno de los sitios de control o donde se presenten las demoras. El observador debe arribar al punto de inicio de la ruta con el fin de identificar el vehículo y ubicarse estratégicamente dentro del mismo, de tal manera que tenga buena visibilidad para la ubicación del tramo de observación y para la identificación del tipo de demora. En los períodos de máxima demanda, es preferible ubicarse detrás del conductor.

3.3.4 ASCENSO Y DESCENSO DE PASAJEROS

Este estudio tiene como finalidad: • Conocer el número de pasajeros que suben y bajan en un tramo de una ruta o en una

sección de un corredor de transporte público. • Conocer la rotación de la demanda que se presenta a lo largo de una ruta de transporte

público y las cargas de pasajeros en los diferentes tramos que la conforman. • Identificar los puntos de máxima demanda (ascensos y descensos) en el itinerario de la

ruta para definir ubicación de paraderos. • Determinar los pasajeros movilizados por viaje de la ruta en estudio y parámetros como

el índice de pasajeros movilizados por kilómetro y los ingresos por ruta. El método de muestreo utilizado para este estudio es aquel en que se toma como unidad el viaje en una dirección de la ruta, estableciendo por corredor el total de viajes a partir de las frecuencias de despacho de cada ruta y distribuyendo la muestra por ruta. En el caso de rutas circulares un ensayo completo va desde el terminal extremo hasta el centro y nuevamente hasta el terminal. La metodología del trabajo plantea que los aforadores se presentan con anticipación al punto de inicio del estudio, con los elementos necesarios, con el fin de identificar la ruta, abordar el vehículo y ubicarse cerca de las puertas del vehículo, de tal manera que les


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permita observar y registrar los pasajeros que suben y bajan a lo largo de los tramos de control de la ruta; los formatos de campo deben llevar la información de los tramos y puntos de control. Una vez se inicie el recorrido, el aforador debe registrar en los formatos de campo, el número y ubicación del paradero, los pasajeros que suben y los pasajeros que bajan. Con el fin de optimizar los recursos, es posible en el caso de Ciudad Real realizar simultáneamente los estudios de ascenso y descenso de pasajeros, y de tiempos de recorrido y demoras. En la Figura 18 se presenta el formato de campo sugerido para la toma de datos.

Figura 18. Formato de campo para el estudio de ascenso y descenso de pasajeros Fecha:__________________________ Hora inicio:_____ Hora final:_____ Empresa:_______________________

Día de la semana:_______________ Ruta:_____ Hoja:_____ de:_____ Tipo de vehículo:______________

Condición climática:____________ Aforador:_________________________ Nº de asientos:________________

Observaciones:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Firma del aforador:______________________ Firma del supervisor:________________________

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TOTAL

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HORA DE PASO POR EL PUNTO DE CONTROL

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TRAMO PUNTO DE CONTROL DESCENSOASCENSO


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4. MODELOS DE DEMANDA DE TRANSPORTE

La complejidad de los sistemas de transporte ha mostrado la conveniencia de contar con herramientas analíticas que le permitan a los organismos encargados de la planeación, disponer de un adecuado conocimiento del sistema y poder hacer predicciones. Dentro de estas herramientas, el uso de modelos ha sido de gran utilidad en la identificación de soluciones o políticas, orientadas a lograr los objetivos propuestos para el sistema, constituyéndose en una gran ayuda para los procesos de planeación y toma de decisiones. Un modelo es una representación simplificada de la realidad. Al hacer uso solamente de las características más importantes del mundo real, reduciendo su complejidad, es posible mejorar el nivel de entendimiento de la forma como el sistema funciona. Los objetivos de la modelación del transporte pueden resumirse así: • Incrementar el conocimiento acerca del sistema mismo y de cada uno de sus

componentes • Aumentar el número de alternativas para ser analizadas • Identificar y cuantificar cambios en los patrones de viaje de la población • Optimizar el diseño de cada una de las soluciones propuestas En ese sentido, el uso de modelos dentro de la planeación del transporte tiene importancia en la medida en que permita un mejor entendimiento del comportamiento del sistema analizado, y contribuya a la generación y análisis de alternativas. Los desplazamientos de personas y de bienes, provocados por los diferentes usos del suelo, en cada uno de los cuales se desarrollan numerosas actividades, representan la causa originaria de muchos de los problemas de transporte. La mayoría de las actividades que atraen o producen desplazamientos no son fáciles de hacer coincidir en el espacio, y en consecuencia las personas y los bienes deben moverse de un sitio a otro. La participación de la modelación está orientada generalmente a determinar la cantidad de viajes generados o atraídos por las diferentes zonas del área de estudio, a establecer la distribución de estos viajes entre las distintas zonas, a repartir los viajes entre los diferentes modos de transporte disponibles en el área, y finalmente, a estimar los flujos que, sobre cada tramo de la red de transporte, son obtenidos por cada modo de transporte utilizado. La modelación del sistema siguiendo los anteriores pasos es lo que comúnmente se denomina modelo de transporte de cuatro etapas o modelo convencional de transporte. En


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resumen, el objeto de la modelación consiste en establecer mediante técnicas matemáticas y estadísticas relaciones cuantificables entre las diferentes variables consideradas. Al suponerse que muchas de estas relaciones seguirán siendo válidas en el futuro, se podrán hacer las correspondientes proyecciones de viajes. Estas relaciones desagregadas tradicionalmente en cuatro fases, como se indicó antes, se incluyen dentro del ambiente de la modelación como se muestra esquemáticamente en la Figura 19.

Figura 19. Proceso de modelación del sistema de transporte

DATOS AÑO BASE

BASE DE DATOSAÑO BASE FUTURO

GENERACION DE VIAJES

DISTRIBUCION

ASIGNACIÓN

EVALUACION

ZONAS Y REDES DATOS PLANEACIONFUTURA

La importancia de la modelación consiste en permitir, una vez que se haya logrado representar la situación actual, a partir de la estimación o predicción de los usos futuros de la tierra y las características socioeconómicas de la población en el área de estudio, estimar los orígenes y destinos futuros, la distribución de viajes, la distribución de personas por cada modo de transporte, y los flujos vehiculares resultantes sobre los arcos de la red.

4.1 MODELOS DE GENERACIÓN Y ATRACCIÓN

El objetivo básico de la primera etapa de la modelación del transporte –generación y atracción de viajes–, es predecir el número de viajes de personas o vehículos que son generados y atraídos por cada una de las zonas en que se ha desagregado el área en estudio. Esta etapa del proceso de planeación del transporte está relacionada únicamente con el número de viajes que inician y finalizan en cada zona, y no con la manera como se hacen las conexiones entre orígenes y destinos de viajes.


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En términos generales, se trata de explicar la forma como se generan y atraen los viajes, mediante la utilización de relaciones entre las características de los viajes y las del medio urbano. Los modelos de generación de viajes generalmente se desarrollan de manera separada, por propósito, por modo de transporte, y por hora del día. Adicionalmente se basan en el supuesto de que los viajes son una función de tres factores: • Patrones de usos del suelo. Diferentes usos del suelo y distintas intensidades de uso

producen diferentes características de generación de viajes. El rango de usos es muy amplio y por tanto deben considerarse los más importantes. Se tiene por ejemplo que algunos estudios han establecido que del orden del 80% de los viajes se inician o finalizan en el hogar, lo cual permite resaltar la gran importancia del uso residencial, que se suele representar en términos de hectáreas utilizadas, número de viviendas o número de personas residentes. Otros usos importantes son comercio, industria y educación que se expresan en términos de número de puestos disponibles o de área total utilizada

• Características socioeconómicas de la población. Las principales características normalmente consideradas son el tamaño de la familia, la cantidad de trabajadores y de estudiantes en el hogar, el número de vehículos disponibles en el hogar, el nivel de ingreso, y la estructura de edades y sexo

• Características del sistema de transporte. En particular las facilidades disponibles y su nivel de accesibilidad

En general se dispone de dos opciones para modelar la generación de viajes, por medio del método de análisis de categorías o de clasificación cruzada y mediante el modelo de regresión lineal múltiple.

4.1.1 ANÁLISIS DE CATEGORÍAS (CLASIFICACIÓN CRUZADA)

Se trata de desagregar la población en grupos relativamente homogéneos, basados en ciertas características socioeconómicas, para cada uno de los cuales se calculan tasas de generación de viajes. El procedimiento que se sigue en este método puede resumirse en las siguientes cinco etapas: • Identificación de las variables socioeconómicas relevantes • Determinación de los rangos de valores para la clasificación • Determinación de las tasas de Generación/Atracción de viajes • Estimación de la composición familiar futura, según las diferentes categorías para cada

una de las zonas • Determinación de la Generación/Atracción futura de viajes


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La determinación de los viajes generados o atraídos en cada zona estudiada responde a la siguiente ecuación:

∑ ⋅= knniki THG ,,, Donde Gik es el número de viajes producidos en la zona i con propósito k, Hin es el número de hogares en la zona i con clasificación n y Tnk es la tasa media de producción de viajes de la clasificación n con propósito k.

4.1.2 MODELOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE

Existen dos tipos de regresión comúnmente usados: • Datos agregados a nivel zonal, donde se emplean el número promedio de viajes por

hogar en la zona como variable dependiente, y las características socioeconómicas promedio zonales como las variables independientes

• Datos desagregados a nivel de hogar o a nivel individual, en cuyo caso el número de viajes hechos por un hogar o individuo es la variable dependiente y las características socioeconómicas del hogar o del individuo son las variables independientes

En cualquiera de los casos se consideran como hipótesis fundamentales del modelo que la relación funcional es de tipo lineal, las variables explicativas son independientes entre sí, los valores numéricos de las variables independientes deben ser continuos y tener una distribución normal y la relación funcional se mantiene en el futuro. Si se puede asegurar que las hipótesis planteadas se cumplen, entonces se puede establecer una relación entre las variables explicativas y los viajes generados o atraídos de la siguiente forma:

nnki xAxAxAKG ⋅++⋅+⋅+= K2211, Donde Gik es el número de viajes producidos en la zona i con propósito k, K es una constante de regresión, An son los coeficientes o parámetros de regresión y xn son variable explicativas de los viajes.

4.2 MODELOS DE DISTRIBUCIÓN

Los modelos de distribución agregados de viajes se usan para predecir flujos entre zonas de origen y destino. Existen dos categorías principales de estos métodos los cuales predominan en la planeación de transporte urbano, el primer método es llamado método de factores de crecimiento y plantea escalar una matriz existente aplicando factores multiplicativos derivados de predicciones de producción y/o atracción asociadas a las celdas de la matriz.


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La segunda categoría básica de generación de viajes agregados es el modelo gravitacional. Los modelos gravitacionales incluyen como entrada una o más matrices de flujo y una matriz de impedancia que refleja la distancia, tiempos o costo de los viajes entre zonas, y estima el nivel futuro de producciones y atracciones. El modelo gravitacional relaciona explícitamente el flujo entre zonas con la impedancia intrazonal de los viajes. Los modelos gravitacionales son originalmente motivados por que los flujos decrecen como una función de la distancia que separa las zonas, esto es la atracción gravitacional entre dos objetos que decrece como una función de la distancia entre los objetos. Este principio es aplicado en los modelos de planeación del transporte, donde la analogía Newtoniana ha sido reemplazada por la hipótesis de que los viajes entre las zonas i y j es función de los viajes originados en las zonas i y el nivel de atracción y accesibilidad de la zona j con respecto a las demás zonas. Existen diferentes medidas de impedancia como son: la distancia de viaje, el tiempo de viaje, o el costo del mismo. Igualmente diferentes funciones potenciales de impedancia que pueden ser usadas para derivar la atracción relativa de cada zona. Como una alternativa a las funciones de impedancia se puede usar un factor de impedancia (esencialmente esto es una función de impedancia discreta que relaciona la impedancia entre zonas con la atracción entre zonas). Existen herramientas de cómputo mediante las cuales se pueden estimar distribuciones de viajes, incluyendo procedimientos para poner en marcha métodos de factores de crecimiento, calibración de modelos gravitacionales, generar factores de crecimiento y calibrar parámetros para los nuevos modelos.

4.2.1 MODELOS DE FACTOR DE CRECIMIENTO

Como se ha mencionado, los modelos de factor de crecimiento plantean escalar una matriz existente aplicando factores multiplicativos derivados de predicciones de producción y/o atracción asociadas a las celdas de la matriz. . Estos métodos son usualmente encontrados cuando no se tiene información disponible respecto de las distancias interzonales de la red, tiempos de viajes o costos generalizados.

Factor de crecimiento promedio Este modelo distribuye los viajes futuros aplicando a la distribución actual el promedio de crecimiento esperado de la generación de viajes de una zona i y del crecimiento esperado de la atracción de viajes de una zona j.


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2,,ji

jipji

FFVV

+⋅=

Donde Vijp es el pronóstico de los viajes que se esperan entre la zona i y la zona j, Vij es el número de viajes que se dan actualmente entre la zona i y la zona j, Fi es el crecimiento de los viajes generados (Gip/Gi), Fj es el crecimiento de los viajes atraídos (Ajp/Aj), Gip es el pronóstico de los viajes generados en la zona i, Gi es el número de viajes que actualmente se generan en la zona i, Aip es el pronóstico de los viajes atraídos por la zona j y Ai es el número de viajes que actualmente atrae la zona j. En este método se calcula una nueva matriz y se repite el método calculando los nuevos Fi y Fj hasta que estos valores sean similares a uno. Este método, si bien es muy sencillo y converge rápidamente, sin embargo, subestima la influencia de las zonas que tienen un crecimiento de los viajes por encima del promedio de la ciudad, por lo tanto solamente es útil en predicciones de corto plazo, en el que no se esperan cambios radicales en el comportamiento de la demanda.

Factor de crecimiento de Fratar Como en el caso anterior se calculan los factores de crecimiento, sin embargo, Fratar involucra un elemento de localización, por medio del cual se tiene en cuenta la influencia individual de cada zona como generadora o atractora de viajes, respecto al área de estudio. En este caso:

Vijp = VijFiFj

Li + Lj

2 Calculando los factores de localización para cada fila mediante la expresión:

Li =Pi

Vij Fji∑

y el factor de localización para cada columna mediante la expresión:

Lj =Aj

VijFij∑

Así se calcula una nueva matriz de viajes y se continua iterando hasta que los valores de Fi y Fj se aproximan a uno.


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Factor de crecimiento de Detroit Este modelo establece la distribución de los viajes futuros de acuerdo con la siguiente relación:

Vijp = Vij

Fi * Fj

F Donde nuevamente Vijp es el pronóstico de los viajes que se esperan entre la zona i y la zona j, Vij es el número de viajes que se dan actualmente entre la zona i y la zona j, Fi es el crecimiento de los viajes generados (Gip/Gi), Fj es el crecimiento de los viajes atraídos (Ajp/Aj), F es el crecimiento del total de viajes, Gip es el pronóstico de los viajes generados en la zona i, Gi es el número de viajes que actualmente se generan en la zona i, Aip es el pronóstico de los viajes atraídos por la zona j y Ai es el número de viajes que actualmente atrae la zona j. Se obtiene así una matriz para ser multiplicada por los viajes Vij actuales en la primera iteración y se encuentra la primera matriz de distribución de viajes.

4.2.2 MODELO DE GRAVEDAD

Lill1, al relacionar el numero de viajeros que utilizaban el transporte público se encontró que se incrementaban a medida que era mayor la población de las zonas y disminuían los viajes en función de la distancia que las separaba de la zona centro. Analizando esa información formuló la que se puede considerar primera fórmula analógica de transporte así:

Vi, j = KPiPj

di, jb

Donde K es una constante determinada empíricamente que tiene en cuenta aspectos socioeconómicos y características propias del tipo de viajes, P es la población respectiva de las ciudades i o j, d es la distancia que separa las dos zonas y representa una resistencia a la realización del viaje y puede estar expresada en distancia, tiempo o costo generalizado y está a su vez afectada por b, un exponente que depende del motivo de viaje. Entre más importante el motivo del viaje, por ejemplo trabajo, menor el valor de este exponente. El total de viajes que se producen en un área de estudio distribuida en n zonas, entre la zona i y todas las zonas j se representa matemáticamente así:

5 LILL, “La ley de viajes y su empleo en el tráfico ferroviario”. Viena. 1891.


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Vi, jj=1

n

∑ =PiPj

di, jb

j=1

n

∑

Este esquema es conocido como el modelo de gravedad simple. Si se tiene en cuenta que todas las zonas influyen de alguna manera sobre la zona de origen i, se obtiene:

Vi, j =k

PiPj

di, jb

k P1

di,1b + k P1

di,2b +...+k P1

di,nb

Que a su vez puede ser representado como:

Vi, j =PiPjdi, j

− b

Pj .di, j−b

j=1

n

∑

La fracción por la cual multiplica Pi representa la probabilidad de interacción entre las zonas i y j, dada la atracción ejercida por las demás zonas sobre la primera. Otra forma conocida de expresar el modelo de gravedad, esta vez en función no de la población sino de los viajes producidos o atraídos por las diversas zonas es la siguiente:

Vi, j =PiRi, jKi, j

AjFi, jKi, jj=1

n

∑

Donde Vij son los viajes entre las zonas i y j, Pi son los viajes producidos en la zona i, Aj son los viajes atraídos por la zona j, Rij es la resistencia al viaje, fricción de la distancia o costo de transporte, tiempo de viaje etc. (impedancia) y Kij es el Factor determinado empíricamente para ajustar los viajes interzonales en función de las condiciones socioeconómicas. El modelo debe cumplir con las siguientes restricciones: • La sumatoria de todos los viajes que tienen por destino la zona i debe ser igual al total

de viajes atraídos por esa zona en el mismo período ( Vi, ji∑ = Aj )

• La sumatoria de todos los viajes que de una zona j llegan a las demás debe ser igual al total de viajes que salen de esa zona en el mismo período ( Vi, j

j∑ = Pi)


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Este es conocido como el modelo de gravedad doblemente restringido, ya que debe cumplir al mismo tiempo con las dos condiciones dadas. El modelo se aplica en dos etapas, la primera de las cuales corresponde a la calibración, que es un proceso iterativo en el cual se procuran calcular los valores de R y K partiendo de las matrices de viaje conocidas y los tiempos de viaje entre zonas (o distancia, costos etc.). La segunda etapa corresponde a la predicción de los viajes.

4.3 MODELOS DE REPARTO MODAL

Los modelos de selección modal son utilizados para analizar y predecir la elección que los individuos harán al escoger los modos de transporte que son utilizados para cada tipo particular de viaje. Generalmente el objetivo es predecir la proporción o el número de viajes hechos en cada modo, principalmente predecir la proporción de los viajes atraídos por el transporte público. Los modelos de reparto (o selección modal) pueden llevarse a cabo bien sea a nivel agregado o desagregado de zona. Los modelos a nivel agregado buscan predecir las cuotas zonales de viajes por modo y se calculan de manera típica por medio de la utilización de cuotas según modo, por pares de origen – destino y de promedios de datos demográficos por zona. Los modelos desagregados se basan en datos a nivel individual obtenidos de encuestas. A nivel individual la elección es discreta –una persona elige una entre un conjunto de alternativas modales–. Los modelos logit se estiman con frecuencia con base en datos a nivel individual, y entonces se elaboran pronósticos basados en variables agregadas explicativas. Los insumos para los modelos de elección modal incluyen normalmente características socioeconómicas de los viajeros y características del servicio de los modos alternos (costo y tiempo de viaje). En muchos escenarios habrá sólo dos modos para considerar: automóvil y transporte colectivo. Sin embargo, en áreas con porcentajes muy bajos de utilización de transporte público colectivo, los modelos de elección modal pueden omitirse del proceso de pronóstico. Los métodos primarios usados en división y selección modal son: regresión, clasificación cruzada y elección discreta (modelos logit). Cada uno de estos métodos se presenta a continuación de manera breve.


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4.3.1 MODELOS DE REGRESIÓN

Los modelos de regresión se usan a veces para predecir participación agregada de modos. Usualmente, los modelos de regresión usados para elección modal predicen la proporción del número de viajes efectuados por modo simple. Por ejemplo, un modelo puede predecir la proporción de viajes en automóvil que son viajes compartidos, o el número de viajes que se hacen en transporte colectivo. Tales modelos establecen una relación estadística entre la proporción o número de viajes y las características socioeconómicas de los viajeros, y las características de las alternativas. Se pueden estimar ecuaciones de regresión lineal y calcular pronósticos usando ecuaciones de regresión. Cuando las participaciones de la zona se distribuyen entre cero (0) y uno (1), y hay sólo dos modos, la regresión puede resultar apropiada.

4.3.2 MODELOS DE CLASIFICACIÓN CRUZADA

Los métodos de clasificación cruzada apuntan a dividir la población o las zonas de análisis en grupos relativamente homogéneos. Los grupos pueden clasificarse basándose en las características de quienes toman decisiones (por ejemplo, ingreso o nivel de tenencia de automóviles). También se pueden basar en facilidades derivadas de los modos, las cuales pueden incluir tanto las características socioeconómicas como los atributos de las alternativas. De esta manera, las tablas de clasificación cruzada pueden utilizarse también para aplicar curvas de dispersión. Típicamente, en la clasificación cruzada, para cada grupo homogéneo se derivan participaciones promedio por modo. Estas participaciones promedio se pueden apoyar en encuestas o en estimaciones obtenidas de modelos de regresión o de elección discreta. En la clasificación cruzada se supone que la participación del modo permanecerá relativamente constante dentro de cada grupo homogéneo. Así, una vez que se crea una tabla de clasificación y de participación de modos, resulta viable usar ésta para predecir participación modal para grupos o individuos, o probabilidades de elección para individuos. La aplicación exitosa del modelo clasificación cruzada en la elección de modo es difícil. El obstáculo primario se presenta en la creación de clasificaciones homogéneas; invariablemente, existirá mayor desviación dentro de cada clasificación que entre clasificaciones, y el supuesto de que la participación modal permanece relativamente constante no es válido.

4.3.3 MODELOS DE ELECCIÓN DISCRETA

La decisión sobre escoger un modo de transporte que un individuo enfrenta es discreta por naturaleza, es una elección de un conjunto de alternativas disponibles. Por ello, los modelos


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de selección discreta que predicen las selecciones adoptadas de entre un conjunto de alternativas discretas se utilizan en análisis de elección de modos. Los modelos de selección discreta en muchos sentidos son substitutos de modelos de regresión cuando la variable dependiente es cualitativa o categórica antes que continua. Los modelos de selección discreta son planteados como modelos estocásticos en los cuales la probabilidad de que se obtenga una respuesta particular es una función de un conjunto de variables explicativas. Existe una variedad de formas funcionales que se pueden proponer para la explicación de una elección discreta. Una que ha resultado ser ventajosa en este sentido y es usada ampliamente es el modelo logit multinomial. Este modelo plantea que la probabilidad de escoger un modo particular de transporte es proporcional al exponencial de la utilidad de dicho modo comparado con los demás disponibles. La formulación del modelo puede expresarse mediante la siguiente ecuación:

∑=

= n

j

U

U

ij

i

e

eP

1

Donde Pi es la probabilidad de escoger el modo i, Ui es la utilidad del modo i y k es una constante que depende de la valoración que el individuo o grupo de individuos hace del modo i. Resulta difícil explicar la utilidad de cada modo de transporte para cada individuo o grupo de individuos, ya que expresa el gusto o la sensación de satisfacción que no es fácilmente cuantificable. Por ello se puede optar por considerar dicha utilidad como el valor inverso del costo generalizado del viaje en cada modo, reemplazando Ui por –Ci en la ecuación anterior (Ci es el costo generalizado del modo i).


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5. COMPARACIÓN DE LA OFERTA Y LA DEMANDA DE TRANSPORTE

El proceso de modelación descrito en el capítulo anterior considera el modelo de transporte de cuatro etapas. Sin embargo, en el mismo capítulo tan solo se describen tres de dichos cuatro pasos. El cuarto paso del modelo clásico de transporte es la asignación de viajes a la red de transporte, y justamente por ser esta la etapa en la cual se comparan la oferta y la demanda de transporte se considera conveniente destinar un capítulo distinto para presentar este proceso y plantearlo para la planificación del transporte en Ciudad Real.

5.1 MODELOS DE ASIGNACIÓN DE VIAJES

Los modelos de asignación aportan elementos para identificar la oferta en el proceso de planeación del transporte. El sistema de la red, y en el caso de transporte público, las características de los servicios ofrecidos tales como frecuencia y capacidad, representan los elementos principales del lado de la oferta en el transporte. En el pensamiento económico convencional, los intercambios concretos de bienes y servicios tienen lugar como resultado de combinar la demanda para ellos con la oferta. El punto de equilibrio que resulta de esta combinación define el precio al cual los bienes serán intercambiados y sus flujos respectivos en el mercado. Se encuentra el punto de equilibrio cuando el costo marginal de producir y vender los bienes es igual al ingreso marginal que se obtiene de venderlos. La teoría económica reconoce que es posible que este equilibrio jamás se presente en la práctica, ya que el sistema de precios y niveles de producción se encuentran permanentemente en ajuste para enfrentarse con cambios en el poder adquisitivo, los gustos, la tecnología y las técnicas de producción. Sin embargo, el concepto de equilibrio es valioso para entender el movimiento de la economía y para pronosticar sus estados futuros. Es útil considerar el sistema de transporte dentro de ese contexto. El lado de la oferta consta de una red de vías representada por los enlaces y sus costos. Los costos son una función de un número de atributos asociados con los arcos, por ejemplo la distancia, la velocidad de flujo libre, la capacidad y una relación velocidad - flujo.


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El lado de la demanda consta de una indicación del número de viajes, por par origen – destino y modo, que se habrían para un nivel dado de servicio. En este contexto, uno de los elementos principales que define los niveles de servicios es, el tiempo de viaje, pero muchas veces los costos monetarios (tarifas, combustible) y atracciones como confort para el público también pueden ser relevantes. Si el nivel real de servicio ofrecido por la red de transporte llega a ser más bajo de lo estimado, entonces se podría esperar una reducción en la demanda y tal vez un cambio a otros destinos, modos y horas. La relación velocidad - flujo (o la generalizada de costo - flujo) es importante como relación entre el uso de la red y el nivel de servicio que puede ofrecer. También se debe definir la red de transporte público en términos semejantes a los de la red privada. Sin embargo, ella debe contener especificación adicional de los servicios ofrecidos en términos de las rutas, capacidades, frecuencia e idealmente, aunque no es común en la práctica, su calidad, seguridad (formalidad) y regularidad. En el caso de un sistema de transporte se puede ver que un equilibrio tiene lugar a varios niveles. El más sencillo es el equilibrio en la red de caminos donde los viajeros de una matriz fija de viaje buscan rutas para minimizar sus costos de viaje (los tiempos). Esto resulta en la prueba de rutas alternativas, explorando nuevas y tal vez se acostumbran a un modelo relativamente estable después de mucho ensayo y error. Esta asignación de viajes a rutas produce un modelo de flujos de trayectoria y arco, los cuales se puede decir están en equilibrio cuando los viajeros ya no pueden encontrar rutas mejores a sus destinos: ya viajan en las mejores rutas disponibles. Este es el equilibrio de la red de caminos. Un fenómeno semejante, pero tal vez menos dramático, tiene lugar en las redes de transporte público donde los pasajeros pueden buscar rutas para reducir sus costos generalizados de viajar, los cuales están afectados por la congestión, los tiempos de esperar y caminar, y los tiempos dentro de los vehículos. Sin embargo, hay otros niveles de interacción. Cuando aumenta la congestión de autos, los autobuses que operan en los mismos caminos también sufran incrementos en los tiempos de viaje. Esto puede inducir a algunos usuarios de transporte público a cambiar sus rutas para evitar estas demoras. Estas decisiones interactúan con las de conductores de autos en la medida en que los arreglos nuevos pueden proveer capacidad adicional en algunos arcos y por lo tanto nuevos puntos de equilibrio. Estos son problemas del equilibrio en la red multimodal. En un nivel aun más alto, el patrón de flujos resultante puede afectar las elecciones del modo, el destino y la hora de viajar. Cada uno de estos cambios en demanda inducirá a su vez cambios en los puntos correspondientes de equilibrio. En términos de modelación, el nuevo patrón de flujo produce niveles de servicio para rutas y modos los cuales pueden o no ser consistentes con los asumidos en la estimación de la (presunta) matriz fija de viaje. Esto requiere la estimación de nuevo de la matriz y así la retroalimentación de los niveles nuevos de servicio en el proceso de estimación para obtener un nuevo estado. Puede ser necesario repetir el proceso de una manera sistemática hasta que se obtengan matrices de


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viaje con valores para los costos de viaje que sean consistentes con los flujos estimados para cada red. Este nivel más alto es llamado equilibrio del sistema en comparación con el equilibrio de la red. Considerando primero el problema de asignar una matriz fija de viaje a una red de caminos es necesario definir las características típicas de curvas del velocidad - flujo o costo - flujo. Se divide el problema de asignación en un modelo de elección de ruta y la carga de la matriz de viaje en las rutas identificadas. Condiciones diferentes requieren métodos diferentes de cargar. Los métodos estocásticos (con elementos aleatorios) permiten variabilidad en la percepción de los conductores o en los costos de ruta. Los métodos deterministas más interesantes de asignación tratan de incluir de manera consistente el efecto de la congestión en la elección de rutas.

5.2 MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE TRÁFICO (TRANSPORTE PRIVADO)

Durante la etapa clásica de asignación del tráfico se utiliza un conjunto de reglas o principios para cargar una matriz fija de viaje en la red y así producir un conjunto de flujos en los arcos. Esto no es, sin embargo, el único producto relevante de la etapa de asignación; esta tiene varios objetivos los cuales es útil considerar en detalle. No todos reciben el mismo énfasis en todas las situaciones y tampoco se puede alcanzar en todos el mismo nivel de certeza. Los objetivos primarios de los métodos de asignación son: • Obtener buenas medidas agregadas de la red, por ejemplo flujos totales de carreteras,

ingreso total de servicio de autobuses • Estimar costos (tiempos) de viajar de zona a zona para un nivel dado de demanda • Obtener flujos razonables en los arcos e identificar arcos muy congestionados Mientras que los objetivos secundarios son: • Estimar las rutas utilizadas entre cada par O-D • Analizar cuáles pares O-D utilizan un arco o ruta particular • Obtener giros para el diseño de cruces futuros En términos generales los objetivos primarios se alcanzan con más certeza que los secundarios, incluso dentro de los objetivos primarios es probable tener más certeza en los primeros de la lista. Fundamentalmente, esto sucede porque los modelos tienen más probabilidad de estimar correctamente valores agregados que valores desagregados. Las entradas básicas necesarias para los modelos de asignación son: • Una matriz de viaje que expresa la demanda estimada. Normalmente esto será una

matriz de horas pico en áreas urbanas congestionadas, y tal vez otras matrices para otras


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horas pico y períodos que no son de hora pico. A veces se utiliza una matriz de 24 horas para la asignación de redes no congestionadas. La conversión de matrices de 24 horas en horas individuales raramente es satisfactorio en términos de congestión, ya que aquellas matrices son simétricas y viajes de una hora raramente son así. Las matrices mismas pueden estar disponibles en términos de viajes por persona; así, deben ser convertidos en viajes por vehículo ya que se describen las relaciones capacidad - flujo y velocidad - flujo en tales términos

• Una red, específicamente conformada por los arcos y sus propiedades, incluso las curvas velocidad - flujo

• Un valor de los vehículos pesados, en términos de autobuses y camiones, que se adicionan como una precarga a la red, previamente a la asignación

5.2.1 CONSIDERACIONES BÁSICAS

La premisa básica en la asignación es la suposición de un viajero racional, esto es uno quien escoge la ruta que le ofrece los costos menores percibidos. Se cree que hay un buen número de factores que influyen en la elección de ruta manejada entre dos puntos; estos incluyen el tiempo de viajar, la distancia, el costo monetario, la congestión y atascos, los tipos de maniobras requeridas, el tipo de camino, el paisaje, la presencia de señales, las obras en las vías, la constancia en el tiempo de viaje y los hábitos. La producción de una expresión generalizada de costos, la cual incorpora todos estos elementos es una tarea difícil. Además, no es práctico tratar de modelar todos los factores en un modelo de asignación del tráfico, y por lo tanto las aproximaciones son inevitables. La aproximación más común es considerar sólo dos factores en la elección de rutas: el costo de tiempo y el costo monetario; además, se considera el costo monetario proporcional a la distancia del viaje. La mayoría de los programas de asignación del tráfico permiten que el usuario asigne pesos al tiempo de viajar y la distancia para representar las percepciones de los conductores en cuanto a estos dos factores. La suma ponderada de estos dos valores entonces llega a ser un costo generalizado utilizado para estimar la elección de ruta. Hay evidencia que sugiere que, por lo menos para el tráfico urbano de autos, el tiempo es el factor dominante en la elección de rutas. Outram y Thompson (1978) compararon el objetivo dicho de los conductores con su conducta real en la elección de ruta. Descubrieron que la proporción de conductores que tuvieron éxito en alcanzar sus objetivos fue relativamente baja; también descubrieron que la combinación de tiempo y distancia dio la mejor explicación de elección de ruta. Sin embargo, aún si se permitiera la combinación de tiempo y distancia en una función generalizada de costos, sólo se podría explicar entre el 60% y el 80% de las rutas observadas en la práctica. Como la contribución marginal de otros factores en desenredar la elección de ruta es muy pequeña, se debe atribuir la parte no explicada a factores como diferencias en percepción, información imperfecta acerca de costos de ruta, o simplemente errores.


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Se puede atribuir el hecho que conductores diferentes muchas veces escogen rutas diferentes cuando viajan entre los mismos dos puntos, a dos diferentes tipos de razones: • Diferencias en las percepciones individuales de lo que constituye la “ruta mejor”;

individuos diferentes no sólo pueden incorporar factores diferentes en su función generalizada de costos sino percibirlos de maneras distintas

• Los efectos de congestión que primero afectan a las rutas más cortas y hacen sus costos generalizados comparables a rutas que inicialmente fueron menos atractivas

Tipos particulares de modelos son más adecuados a la representación de una o más influencias. A continuación se presenta una clasificación posible de los métodos de asignación del tráfico en la Tabla 7:

Tabla 7. Clasificación de diferentes metodologías de asignación de tráfico ¿Están incluidos los efectos estocásticos? No Si

No Todo o nada Puro estocástico, de Dial, de Burrell ¿Está incluida la

restricción de capacidad? Sí Equilibrio de Wardrop Equilibrio estocástico

del usuario Cada método de asignación tiene varios pasos los cuales se debe tratar en torno. Sus funciones básicas son: • Identificar un conjunto de rutas que se pueden considerar atractivas a los conductores;

se guardan estas rutas en una estructura particular de datos llamada un árbol y por lo tanto con frecuencia se llama esta tarea la etapa de construcción del árbol

• Asignar proporciones adecuadas de la matriz de viaje a estas rutas o árboles; esto resulta en flujos en los arcos en la red

• Buscar la convergencia; muchas técnicas siguen un modelo iterativo de aproximaciones sucesivas a una solución ideal

La construcción del árbol de caminos La construcción del árbol es una etapa importante en cualquier método de asignación por dos razones relacionadas. Primero, lo hace muchas veces en la mayoría de los algoritmos, por lo menos una vez por iteración. Segundo, un buen algoritmo para construir árboles puede ahorrar mucho tiempo en el ordenador y mucho gasto. Por un buen algoritmo se quiere decir que es eficiente y bien programado en un lenguaje adecuado. Van Vliet (1978) ha producido una buena presentación de los algoritmos más comunes usados para construir árboles y esta sección se basa en su trabajo. Hay dos algoritmos básicos de uso general para encontrar las trayectorias más cortas (más económicas) en redes viales, uno formulado por Moore (1957) y otro debido a Dijkstra (1959).


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Los árboles tienen dos usos importantes adicionales en la planeación del transporte que con frecuencia se emplean para extraer información de costos en una red. Por ejemplo, se puede obtener el tiempo total de viajar entre dos zonas al seguir la secuencia de los arcos en el árbol por conectarlos y acumular sus tiempos de viajar. Se pueden determinar los árboles construidos por el tiempo de viajar por otros atributos, por ejemplo costos generalizados, la distancia, el número de nodos, etc. También se pueden usar los árboles para producir información sobre cuáles pares O-D probablemente utilizarán un arco particular. Esta facilidad, frecuentemente llamada un análisis de arcos seleccionados, permite la identificación de quién probablemente será afectado por un cambio en la red. Además, se la puede usar para acordonar una matriz de viaje para un área más pequeña de estudio; en este caso se usan los arcos seleccionados para identificar puntos de entrada y salida al área pequeña de estudio y se usan los árboles para combinar las zonas originales en zonas sencillas y externas para la subárea nueva.

Asignación todo o nada El método más sencillo para elección de rutas y asignación es la asignación “todo o nada”. Este método supone que no hay efectos de congestión, que todos los conductores consideran los mismos atributos para la elección de rutas y que los perciben y valorizan de la misma manera. La ausencia de los efectos de congestión quiere decir que los costos en los arcos son fijos; la suposición de que todos los conductores perciben los mismos costos quiere decir que cada conductor de i a j tiene que escoger la misma ruta. Así, se asignan todos los conductores a una ruta entre i y j y no se asigna ningún conductor a otras rutas menos atractivas. Estas suposiciones probablemente son razonables en redes dispersas y no congestionadas donde hay pocas rutas alternativas y son muy diferentes en términos de costo. El algoritmo de asignación en sí es el procedimiento que carga la matriz T a los árboles de trayectorias más cortas y produce los flujos VA,B en los arcos (entre los nodos A y B). Todos los algoritmos de cargamento empiezan con una etapa de inicialización, en este caso haciendo todo VA,B = 0 y entonces se aplica una de dos variaciones básicas: métodos de par en par, y aproximaciones de una vez. La asignación todo o nada generalmente es de interés limitado al planificador; se la puede usar para representar alguna clase de “línea de deseo”, eso es lo que a los conductores les gustarían hacer en la ausencia de la congestión. Sin embargo, su aplicación más importante es como un componente básico para otros tipos de técnicas de asignación, por ejemplo métodos de equilibrio y estocásticos.


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Métodos estocásticos Los métodos estocásticos de la asignación de tráfico enfatizan la variabilidad en las percepciones de los conductores en cuanto a los costos y la medida compuesta que buscan minimizar (la distancia, el tiempo de viajar, los costos generalizados). Los métodos estocásticos necesitan considerar las mejores rutas después de la primera; esto genera problemas adicionales ya que el número de rutas alternativas mejores después de la primera entre cada par O-D puede ser extremadamente grande. Se han propuesto varios métodos para incorporar estos aspectos pero sólo dos tienen aceptación relativamente extensa: los métodos basados en la simulación y los basados en proporciones. Los primeros utilizan ideas de la simulación estocástica (Monte Carlo) para introducir variabilidad en los costos percibidos. Los métodos basados en proporciones, por el otro lado, asignan los flujos a rutas alternativas de proporciones calculadas utilizando expresiones semejantes a las de logit.

Métodos basados en la simulación Un número de técnicas utilizan la simulación Monte Carlo para representar la variabilidad en las percepciones de los conductores en cuanto a los costos en los arcos; en particular, la técnica desarrollada por Burrell (1968) ha sido ampliamente utilizada por muchos años. Estos métodos generalmente dependen de las suposiciones siguientes: • Por cada arco en una red se debe distinguir los costos objetivos o de ingeniería como

medidos por un observador y los costos subjetivos como percibidos por cada conductor. Se supone además que hay una distribución de los costos percibidos para cada arco con los costos de ingeniería como el promedio

• Se supone que las distribuciones de los costos percibidos son independientes • Se supone que los conductores escogen la ruta que minimiza sus costos percibidos de

ruta, los cuales se obtienen como la suma de los costos de los arcos individuales El método de Burrell tiene la ventaja de generar rutas baratas más que rutas más caras: si una ruta es cara es mucho menos probable que aparezca como la más barata como resultado de las variaciones estocásticas en los costos en el arcos. Aunque la distribución uniforme es eficiente en términos del tiempo del ordenador, no es muy realista. Una función mejor, pero más cara en términos del tiempo de la UPC, es la distribución normal con la varianza proporcional al promedio de los costos de ingeniería. Como es el caso de todos los métodos Monte Carlo, los resultados finales dependen de la serie de números aleatorios utilizada en la simulación. Aumentar el valor de N reduce este problema. Hay, sin embargo, dificultades más serias con este método: • Los costos percibidos en el arco no son independientes, ya que los conductores

usualmente tienen preferencias, por ejemplo, por arcos de carretera o para evitar cruces prioritarios o caminos menores. La suposición de independencia en los costos percibidos puede conducir a cambios irreales entre rutas paralelas conectadas por caminos menores


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• No hay una consideración explícita de los efectos de la congestión En compensación, estos métodos frecuentemente producen una dispersión razonable de viajes, son relativamente fáciles de programar y no requieren la elección o estimación de las relaciones velocidad - flujo.

Métodos estocásticos proporcionales Virtualmente todos estos métodos son basados en un algoritmo de carga, el cual divide los viajes llegando a un nodo entre todos los posibles nodos de salida, en comparación con el método todo o nada el cual asigna todos los viajes a un solo nodo de salida. Muy frecuentemente la puesta en marcha de estos métodos invierte el problema, de tal manera que realmente se parte de la división de viajes en un nodo en de donde vienen los viajes en vez de para dónde van.

5.2.2 CURVAS DE VELOCIDAD – FLUJO Y COSTO – FLUJO

Una relación familiar en la ingeniería de tráfico es la que relaciona la velocidad en un arco con su flujo. Este concepto fue desarrollado originalmente para arcos largos en carreteras, túneles o carreteras nacionales. Usualmente se presenta una relación velocidad - flujo donde mientras más incrementa el flujo, la velocidad tiende a disminuir después de un período inicial de poco cambio; cuando se aproxima el flujo a la capacidad la tasa de reducción de velocidad aumenta. Se obtiene el flujo máximo a la capacidad y cuando se intenta forzar los volúmenes de tráfico más allá de este valor se alcanza una región inestable con flujos bajos y velocidades bajas. Por razones prácticas, en la asignación de tráfico se maneja este tipo de relación en términos del tiempo de viajar por unidad de distancia contra flujo, o más generalmente, como una relación costo - flujo. Los métodos de asignación de tráfico los cuales toman en cuenta los efectos de la congestión necesitan un conjunto de funciones adecuadas que relacionan los atributos del arco (la capacidad, la velocidad de flujo libre) y flujo en la red con las velocidades o costos resultantes. Esto se puede escribir en términos generales como el costo en un arco a es una función de todos los flujos (V) en la red, eso es no sólo el flujo en el arco mismo. Esta formulación general es relevante en áreas urbanas donde hay bastante interacción entre los flujos en distintos arcos y sus demoras correspondientes, por ejemplo en cruces prioritarios o en glorietas. Sin embargo, se puede simplificar esto si se consideran arcos largos, eso es, arcos donde la mayor parte del tiempo de viajar tiene lugar en el arco más que en los cruces. En este caso la función se llama separable y el costo en el arco depende sólo de su flujo y las características del arco. Esta suposición simplifica la estimación de estas funciones y el desarrollo y uso de técnicas adecuadas de asignación de viajes. Se debe reconocer, sin


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embargo, que llega a ser mucho menos realista por más que se tratan de áreas urbanas más densas y más congestionadas. Un número de formas funcionales generales han sido propuestas para expresar la relación general costo - flujo. El hecho de que nuestro asunto principal sea la asignación de tráfico nos permite concentrar en un conjunto más pequeño de estas funciones, en particular aquellas con buenas propiedades matemáticas. Las propiedades siguientes son deseables desde la perspectiva de la asignación de tráfico: • Realismo, los tiempos de viaje modelados deben ser suficientemente realistas • La función debe ser monotónica y no decreciente; incrementando el flujo no debe

reducir el tiempo de viajar. Esto no sólo es razonable sino también deseable, como se verá más adelante

• La función debe ser continua y diferenciable • La función debe permitir la existencia de una región de sobrecarga, eso es, no debe

generar un tiempo infinito de viajar, aun cuando el flujo es igual a o más que la capacidad

• Por razones prácticas la relación costo - flujo debe ser fácil de transferir de un contexto a otro; pues el uso de parámetros ingenieriles como la velocidad de flujo libre, la capacidad y el número de cruces por kilómetro es deseable

Uno esperaría que la relación costo - flujo fuera una función que crece con el flujo, tal vez con la excepción de niveles de flujo muy bajos cuando los tiempos de viajar pueden quedar constantes a pesar de incrementos pequeños en el volumen del tráfico. Entonces se da el costo total de operación en un arco por VaCa(Va); es interesante considerar el costo marginal correspondiente, eso es, la contribución al costo total agregado por la adición marginal de un vehículo al flujo. El costo total de la operación comprende dos términos: el primero correspondiente al costo medio en el arco y el segundo a la contribución a la demora del resto del tráfico hecha por el vehículo marginal. Esto es un efecto externo y corresponde a los costos adicionales incurridos por otros usuarios del arco cuando se agrega un vehículo nuevo. Como la curva costo - flujo es creciente, esta contribución siempre es más de cero. También es claro que en términos económicos los costos medio y marginal sólo serán lo mismo en la parte plana de la curva costo - flujo, si existe. Un número de autores han sugerido formas funcionales para las relaciones costo - flujo. Estos usualmente supone trata de modelar condiciones estáticas y alguna clase de comportamiento normal. Branston (1976) ha producido una buena revisión de los problemas prácticos encontrados cuando se trata de calibrar estas funciones costo - flujo: • Hay problemas con la duración del período de observación, especialmente en áreas

congestionadas y cuando un cruce más adelante sirve como un cuello de botella; la ubicación exacta de las áreas donde se mide el flujo y la demora es crítico para determinar la calidad de los resultados obtenidos.


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• La suposición de que las demoras dependen sólo del flujo en el arco mismo no es realista en la mayoría de las redes urbanas densas, y esto es particularmente crítico en el intento de estimar las funciones costo - flujo.

Branston (1976) también repasa las curvas costo - flujo propuestas por otros autores. Unos de los más usados son los siguientes: • Smock (1962) para el Estudio de Detroit • Overgaard (1967) • El Bureau of Public Roads (Oficina de Caminos Públicos de EE. UU.) (1964) • El Departamento de Transporte en el Reino Unido ha propuesto un número grande de

curvas costo - flujo para una variedad de tipos de arco en caminos urbanos, suburbanos, e interurbanos

Todas las curvas de velocidad - flujo o costo - flujo producen información sobre el tiempo de viajar en un arco. Sin embargo, se reconoce que la mayor parte de los usuarios pueden querer minimizar una combinación de atributos de arco incluso el tiempo y la distancia. La práctica convencional recomienda el uso de una versión simplificada del concepto generalizado de costo, precisamente una combinación lineal preponderada de tiempo y distancia: Ca = α(tiempo de viajar)a + β(distancia del arco)a Se puede medir este costo en tiempo generalizado o en unidades generalizadas de dinero. También es posible incluir un elemento de gastos realizados, por ejemplo un peaje para aplicar en un arco dado. La calibración de las relaciones costo - flujo exige mucho tiempo y requiere bastantes datos de alta calidad: observaciones de tiempo de viajar en arcos bajo diferentes niveles de flujo. Por esto, raramente se intenta hacerlo y muchos países han desarrollado funciones propias para utilizar en sus estudios.

5.2.3 ASIGNACIÓN EN REDES CONGESTIONADAS

Si se hace caso omiso de los efectos estocásticos y se concentra en la restricción de capacidad como un generador de una dispersión de viajes en una red, se debe considerar un conjunto diferente de modelos, como son el equilibrio de Wardrop, métodos duros y suaves de cambio de velocidad, métodos de asignación incremental y métodos de promedios sucesivos; los cuales se describen a continuación.


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El equilibrio de Wardrop Para empezar, los modelos de la restricción de capacidad tienen que utilizar funciones que relacionan flujo con el costo (tiempo) de viajar en un arco. Estos modelos usualmente intentan, con diferentes grados de éxito, aproximar las condiciones de equilibrio como las enunciadas formalmente por Wardrop (1952):

Bajo condiciones de equilibrio el tráfico se arregla en redes congestionadas de tal manera que ningún viajero individual puede reducir sus costos de trayectoria por cambiar de ruta.

Si todos los viajeros perciben los costos de la misma manera (no hay efectos estocásticos):

Bajo condiciones de equilibrio el tráfico se arregla en redes congestionadas de tal manera que todas las rutas empleadas entre un par O-D tienen costos iguales y mínimos mientras que todas las rutas no utilizadas tienen costos mayores o iguales.

Usualmente se refiere a esto como el primer principio de Wardrop, o simplemente el equilibrio de Wardrop. Es fácil observar que si estas condiciones no fueran válidas, por lo menos algunos conductores podrían reducir sus costos por cambiar a otras rutas. Se aplicaría la misma idea a los flujos en redes donde los costos de viajar por cada una de las rutas utilizadas entre dos puntos serán los mismos bajo el equilibrio de Wardrop. El problema es, por supuesto, que en cualquier caso menos los más sencillos no es posible solucionar los flujos de equilibrio algebraicamente; más bien se requiere una solución algorítmica. Se han propuesto varias técnicas como aproximaciones razonables al equilibrio de Wardrop; algunas son métodos heurísticos sencillos y las más interesantes siguen un marco más riguroso de programación matemática. Para comparar estos algoritmos nos interesan las siguientes propiedades: • ¿Es estable la solución? • ¿Converge el algoritmo a la solución correcta (el equilibrio de Wardrop)? • ¿El algoritmo es eficiente en términos de los requerimientos de ordenador? Frecuentemente se utiliza el indicador δ, para medir qué tan cerca está una solución al equilibrio de Wardrop. Se calculan estos costos después de haber hecho la última iteración y de obtener los flujos totales para cada arco. Así δ es una medida del costo total de viajes por rutas que no son las óptimas, con la introducción del denominador para que se registre la medida en términos relativos y no absolutos. Wardrop (1952) propuso una manera alternativa de asignar el tráfico en una red y usualmente se refiere a esto como su segundo principio:


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Bajo condiciones de equilibrio social se debe arreglar el tráfico en redes congestionadas de tal manera que se minimice el costo medio (o total) de viajar.

Esto es un principio de diseño, en comparación con su primer principio el cual trata de modelar el comportamiento de conductores individuos tratando de minimizar sus propios costos de viajar. El segundo principio está orientado hacia los planificadores de transporte y los ingenieros tratando de manejar el tráfico para minimizar los costos de viajar y por lo tanto alcanzar un equilibrio social óptimo. Generalmente los flujos que resultan de los dos principios no son iguales pero sólo se puede esperar, en la práctica, que el tráfico se arregle según una aproximación al primer principio de Wardrop, eso es el equilibrio egoísta o el equilibrio de los usuarios.

Métodos duros y suaves del cambio de velocidad Algunos de los primeros métodos heurísticos todavía mantuvieron la idea de asignar todos los viajes por par O-D a una sola ruta (la asignación todo o nada), pero reconocieron el hecho de que las velocidades, y por lo tanto los tiempos de viajar, respondieron a los niveles de flujo. El más sencillo de estos métodos involucra sólo recalcular los tiempos de viajar de los arcos después de una asignación todo o nada para que estén consistentes con los niveles actuales de flujo. Después se lleva a cabo una nueva asignación todo o nada con los costos y árboles nuevos. Es fácil ver que por lo general esto es un método inadecuado ya que las rutas escogidas oscilarán y el patrón de flujo, por lo general, nunca convergirá. En un intento para disminuir estas oscilaciones de ruta y flujo, se ha propuesto utilizar una velocidad media de dos o más asignaciones todo o nada para llevar a cabo la próxima iteración. Frecuentemente se le llama a este procedimiento un cambio suave de velocidad en comparación al cambio duro de velocidad que tiene el método original. Sin embargo, esto puede proveer sólo una mejora aparente ya que la debilidad principal de estos dos métodos es que todavía asignan todo el tráfico a una sola ruta por cada par O-D, contradiciendo así el principio de Wardrop. Los dos métodos producen soluciones inestables, son inherentemente no convergentes y el uso de cambios suaves de velocidad sólo disfrazará este hecho en redes más grandes.

Asignación incremental La asignación incremental representa un método más interesante y realista. En este caso el modelador divide la matriz total de viajes T en un número de matrices fraccionarias mediante la aplicación de un conjunto de factores proporcionales pn tal que ∑npn=1. Después se cargan las matrices fraccionarias, incrementalmente, en árboles sucesivos, cada uno calculado utilizando los costos en el arco de los últimos flujos acumulados. Valores típicos por pn son: 0.4, 0.3, 0.2 y 0.1. Este algoritmo no necesariamente converge a la solución del equilibrio de Wardrop aun si el número de fracciones p es grande y el tamaño de los incrementos (pnT) es pequeño. Las


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técnicas de cargamento incremental sufren de la limitación de que una vez que se ha asignado un flujo a un arco no se lo quita y carga a otro arco; así, si una de las iteraciones iniciales asigna demasiado flujo en un arco para satisfacer las condiciones del equilibrio de Wardrop (por ejemplo, porque el arco es corto pero tiene muy baja capacidad), entonces el algoritmo no convergirá a la solución correcta. Sin embargo, el cargamento incremental tiene dos ventajas: • Es muy fácil de programar • Se puede interpretar los resultados como la acumulación de congestión durante las

horas pico.

Método de promedios sucesivos Los algoritmos iterativos fueron desarrollados, por lo menos en parte, para superar el problema de asignar demasiado tráfico a arcos de baja capacidad. En un algoritmo de asignación iterativa, se calcula el flujo corriente en un arco como una combinación lineal del flujo corriente en la previa iteración y en un flujo auxiliar que resulta de una asignación todo o nada en la iteración actual.

5.3 MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE VIAJEROS (TRANSPORTE PÚBLICO)

En esta sección se presentarán los problemas asociados con la elección de rutas y la asignación para pasajeros utilizando redes de transporte público. Estos problemas son, en muchas maneras, más difíciles que los encontrados por la asignación de transporte particular; los requisitos para los ordenadores tienden a ser más pesados y aun los mejores métodos requieren suposiciones importantes para simplificar el proceso. Estas dificultades, combinadas con un perfil más bajo de política pública durante los años 1980, resultaron en la menor asignación de recursos para la investigación sobre el transporte público relativo a la elección de rutas por autos. Esta situación puede ser invertida por las más recientes tendencias, ya que en los últimos tiempos se da más atención a las mejoras en la provisión de servicios de transporte público y mejoras en la eficiencia funcional. Primero se presentan los problemas que hacen la asignación del transporte público diferente de la elección de ruta de vehículos particulares; después, se explican en términos generales algunos de los métodos que se han implementado para tratar estos problemas en la práctica.


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5.3.1 PROBLEMAS EN LA ASIGNACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO

Debido a la gran cantidad de variables existentes en el transporte público, es necesario identificar en cuales de estas variables se requiere de un criterio claro de elección, para aplicar el modelo de asignación a la red.

La oferta La red de servicios de transporte público es distinta de la de los vehículos particulares. Incluye, como arcos, secciones de los servicios de autobús que van entre dos paraderos o estaciones. Se asocia el concepto de la capacidad del arco con la capacidad de cada unidad y su frecuencia correspondiente. El tiempo de viajar tiene un componente en el vehículo tanto como componentes de esperar en paraderos y caminar hacia ellos. Muchas de las secciones de transporte público utilizarán arcos de camino, por ejemplo la mayor parte de los autobuses y algunos servicios de tránsito por ferrocarril ligero (LRT) con funcionamiento en la calle. Habrán otras secciones o servicios de transporte público que utilizarán arcos completamente diferentes, por ejemplo vías sólo para autobuses, líneas de metros, etc.

Los pasajeros En la elección de rutas del transporte público se trata el movimiento de pasajeros y no de vehículos. Los pasajeros pueden caminar a un paradero, cambiar entre dos servicios y hasta conducir su vehículo sobre una parte de la distancia para luego subir a un servicio de transporte público. Esto exige la necesidad de proveer y especificar arcos de caminar y transbordar entre diferentes servicios, diferentes modos de transporte público y entre facilidades de transporte público y particular.

Los costos monetarios En las redes de vehículos particulares generalmente se supone que el costo monetario se asocia directamente con el consumo de combustible, el cual en cualquier caso es directamente proporcional a la distancia de viajar. Ambos son aproximaciones, pero usualmente se las acepta ya que los conductores no perciben estos costos de una manera tan directa, como un pasajero comprando el pasaje cuando empieza un viaje por autobús. En años recientes se ha dado la introducción de una amplia variedad de estructuras de tarifas en la mayoría de los servicios de transporte público: tarifas que varían con la distancia, tarifas uniformes, tarifas zonales, boletos combinados y de traslado, tarifas con un límite de tiempo, boletos diarios, semanales y de otras estaciones por un servicio fijo y que cubre una o más zonas y modos. Este amplio rango de tarifas impone requisitos difíciles en los modelos para la elección de rutas y la asignación, ya que los costos monetarios no dependen directamente de la distancia sino generalmente de la ubicación del origen y el destino, y de la ruta escogida.


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La definición de costos generalizados En el caso de la asignación de transporte público, se puede definir el costo generalizado de viajar como sigue:

ijnn

ijt

ijw

ijv

ijij FaatatatataC 514321 +++++= δ donde: tij

v es el tiempo de viajar en vehículo entre i y j, tij

w es el tiempo de caminar a y de los paraderos (las estaciones), tij

t es el tiempo de esperar en los paraderos tij

n es el tiempo de cambiar (entre servicios) δ es una “pena” o resistencia intrínseca al cambio, medida en unidades de tiempo (típicamente de 2 a 5 minutos) Fij es la tarifa cobrada para viajar entre i y j a1 hasta a5 son los coeficientes asociados con los elementos de costo. Usualmente a1 o a5 es igual a 1,0 para medir los costos generalizados en unidades de tiempo o monetarias respectivamente. De nuevo, es usual encontrar que se fijan a2, a3 y a4 a ser de dos a tres veces el valor de a1, ya que en general a los pasajeros les agrada menos un minuto caminando o esperando que un minuto viajando en un vehículo. El tiempo de viajar en vehículo depende de la velocidad a flujo libre y del número y la duración de las paradas en la ruta; en algunos casos se aproxima al tiempo de caminar, que depende de la proximidad al mejor paradero, por un valor medio por una zona entera; el tiempo de transbordar depende de la configuración y separación de las estaciones; el tiempo de esperar depende fundamentalmente de la frecuencia del servicio y su regularidad. Este problema de congestión de autobuses es difícil de resolver pero los algoritmos que son incapaces de manejarlo tenderán a producir cargas irreales en términos de la capacidad real de servicio. Si el servicio es perfectamente regular, entonces el tiempo supuesto de esperar es la mitad del intervalo de servicio. Se sabe, sin embargo, que si la frecuencia del servicio es baja, los pasajeros tratarán de llegar sólo unos minutos antes de la próxima salida, así fijando un límite superior al tiempo supuesto de esperar de quizás entre 5 y 10 minutos; cuán cercano a la salida establecida en el horario los pasajeros tratan de llegar dependerá, por supuesto, de la regularidad del servicio.

El problema de las líneas comunes Este probablemente representa uno de los problemas más difíciles y típicos de la asignación del transporte público. El problema surge cuando por lo menos en algunos pares O-D hay secciones en un arco que tienen más de un servicio paralelo ofrecido y los pasajeros pueden escoger el que más les conviene. Esta elección frecuentemente no es trivial por los


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pasajeros, ni sencillo desde un punto de vista de modelamiento. Normalmente se tiene la idea de que un conductor escoge una sola ruta de un conjunto de selección de todas las trayectorias posibles. En el caso de los pasajeros del transporte público, pueden escoger un conjunto de trayectorias y dejar que el vehículo que llega primero determine cual de las trayectorias realmente usarán. La elección es por lo tanto más compleja y exige un tratamiento más detallado. Una revisión completa de los algoritmos más adecuados para la asignación del transporte público es un tema adicionalmente extenso. En lugar de eso, se presentan primero los métodos principales al modelamiento de la elección de rutas y después la asignación. Estos métodos diferentes resultan del tratamiento que dan a algunos de los problemas mencionados anteriormente, en particular al problema de líneas paralelas o comunes, y a la elección de los métodos de asignación todo o nada, estocásticos o de restricción de capacidad.

Modelación de la elección de rutas en el transporte público Es importante definir algunos términos tales como ruta, línea y sección con un poco más detalle, antes de abordar una presentación del problema de la elección de rutas en la presencia de líneas comunes. Una línea de transporte público, o simplemente una línea, es una flota de vehículos que corren entre dos puntos en una red. Generalmente tienen las mismas características de tamaño, capacidad, velocidad, etc. Los vehículos paran en cada nodo en su trayectoria para permitir a los pasajeros bajar y subir. Por lo tanto, se define cada línea de tránsito por las características de los vehículos, la secuencia de nodos que sirve y su frecuencia. Una sección de línea es cualquier porción de una línea de transporte público entre dos nodos, no necesariamente consecutivos. Una ruta de transporte público es cualquier trayectoria que un usuario puede seguir en la red de tránsito para viajar entre dos nodos. La porción de una ruta entre dos nodos consecutivos de traslado se llama una sección de ruta, y cada sección de ruta tiene un conjunto asociado de líneas atractivas o comunes. Una estrategia es un conjunto de reglas que permiten al viajero alcanzar su destino. En términos generales una estrategia buena y flexible producirá tiempos esperados de viajar más cortos que la elección de la sola trayectoria que minimiza el tiempo de viajar; la elección de esta sola trayectoria mínima ha sido por muchos años el método convencional para abordar el problema. Al contrario, una estrategia flexible y más realista permite que el pasajero se aproveche de la variabilidad de tiempos de esperar y la elección oportunista de un servicio bueno pero de baja frecuencia. Entonces, se puede definir, por cada nodo, el conjunto de líneas atractivas que serían parte de una buena estrategia para alcanzar un destino j dado.


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En este caso, se puede seguir dos métodos distintos. El propuesto por Spiess y Florian (1989), el cual se basa en la versión de programación lineal de este problema, mientras que el propuesto por De Cea y Fernández (1989) utiliza la formulación (no lineal) hiperbólica de programación. Si no hay problemas de congestión o capacidad, se pueden simplificar las tareas referidas ya que el conjunto de estrategias óptimas no dependerán de los flujos reales. El algoritmo Florian – Spiess ha sido implementado en EMME/2 (Babin et al. 1982) y el algoritmo De Cea – Fernández en Santiago. Pruebas muestran que el método De Cea – Fernández es alrededor de 2.5 veces más rápido que el método Florian – Spiess y casi 50 veces más rápido que el mejor método convencional. Esta mejora en funcionamiento, lo cual es crítico para modelar problemas de un tamaño realista, se logra al costo de requisitos adicionales de memoria.

5.3.2 LA ASIGNACIÓN DE VIAJES POR TRÁNSITO

Una vez que se ha identificado el mejor conjunto de segmentos de línea para unir el origen y el destino, se necesita considerar la asignación de viajes a ellos. La mayoría de los programas buscan obtener una dispersión razonable y realista de viajes entre las rutas factibles. Los métodos convencionales, por no tratar explícitamente con el problema de líneas comunes, adoptaron un número de medidas para generar esta dispersión más amplia de viajes. Por ejemplo, para distinguir explícitamente los puntos diferentes de acceso por cada zona y para construir árboles de cada uno de ellos a todos los destinos. Así. se identifican varias rutas alternativas, una por cada punto diferente de acceso. Después, se puede asignar los pasajeros a estas rutas utilizando una función logit multinomial de los costos de unir el origen y el destino por cada trayectoria. Spiess y Florian (1989) hacen la etapa de asignación siguiendo las estrategias óptimas identificadas. Esto se logra por asignar a cada arco la proporción del volumen acumulado al nodo más adelante que corresponde a la frecuencia servida por el arco. De Cea y Fernández (1989) siguen un método semejante pero en dos etapas: • Primero, una vez identificado el conjunto de líneas comunes por todos los pares (i,j) se

construye una red nueva con base en los nodos y las secciones de ruta. Note que las secciones de ruta sólo contienen las líneas que minimizan el tiempo total esperado de viajar por la sección. Tienen un tiempo asociado de viajar (tr) y una frecuencia (fr) correspondiente a la suma de las frecuencias atractivas. Con estos dos elementos es posible obtener un costo compuesto de viajar por esta sección de ruta y por lo tanto se puede utilizar un algoritmo eficiente de construcción de árboles por el transporte particular para encontrar las mejores trayectorias. Cargando en estos árboles resulta en un conjunto de flujos de sección de ruta vr.

• Segundo, se puede descomponer los flujos de sección de ruta en sus componentes de sección de ruta.


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El tratamiento hasta este punto, presenta de otra parte, los problemas asociados con los sistemas de tarifas especiales. Si el sistema de tarifas es proporcional a la distancia de viaje, no es un problema principal ya que normalmente es posible convertirlo en unidades de tiempo y agregarlos al tiempo de viajar en cada arco. Sin embargo, este tipo de estructura de tarifas no es nada común. En la mayor parte de los casos prácticos, no será posible modelar la complejidad entera de sistemas de tarifas y se tendrá que utilizar aproximaciones según el tipo más común de boleto utilizado. Por ejemplo, en el caso de un sistema de tarifas zonales, se puede hacer la asignación con base en sólo el tiempo y agregar el costo de la tarifa al final. Finalmente, se debe enfatizar que la asignación del transporte público adolece, por lo general, de debilidades semejantes a las identificadas por las redes particulares. Además, es justo decir que la asignación de redes congestionadas es menos desarrollada por las redes de transporte público. Hay dos efectos en juego aquí: primero, la capacidad limitada de las unidades (autobuses, metros) pueden prevenir que algunos viajeros implementen sus estrategias óptimas, incrementando así sus tiempos de viajar; segundo, hay una interacción entre el transporte público y los vehículos particulares que comparten la misma red vial, un aumento de tráfico en un modo afectará los tiempos de viaje en el otro también.


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6. RECOMENDACIONES PARA EL DESARROLLO DEL PLAN DE TRANSPORTE DE CIUDAD REAL

Este último capítulo pretende sintetizar las experiencias que se conocen sobre la formulación de planes integrales de transporte para ciudades pequeñas y medianas de forma que se aprovechen las descripciones teóricas que han sido expuestas en los capítulos anteriores en el desarrollo práctico de las actividades que hacen parte del plan. Inicialmente se pueden describir las recomendaciones básicas para llevar a cabo la toma de datos en campo con el objetivo de obtener la información primaria relacionada con la oferta y la demanda de transporte. Éstas están asociadas al perfil de los participantes, la conformación de los equipos de trabajo y el proceso logístico que debe controlarse durante la etapa. El perfil general que debe buscarse en los aforadores y encuestadores es el de un estudiante universitario, preferiblemente de segundo ciclo de las carreras de ingeniería de caminos, ingeniería industrial, publicidad o magisterio. Las características de estos estudiantes permiten que entiendan el objetivo del trabajo que desarrollan, aportando sus aptitudes para cumplir con los requerimientos de calidad de la información. Afrontar responsablemente las tareas y aprovechar las cualidades técnicas y humanas de los aforadores y encuestadores es un elemento fundamental para obtener los resultados esperados. Es recomendable tener en cuenta la participación de algunos supervisores de los trabajos, en cuyo caso estos deberían ser ingenieros de caminos o estudiantes de último año de la misma carrera, de forma que su conocimiento técnico les permita tomar decisiones acertadas cuando se encuentren con imprevistos durante los trabajos de campo. La conformación de los equipos de trabajo debe realizarse en función de la distribución geográfica de los trabajos y de la capacidad de movilidad que se tenga en la ciudad. Así, considerar equipos de 4 aforadores o encuestadores supervisados por un ingeniero de caminos. La cantidad de equipos debe ser tal que permita al equipo coordinador tener control sobre la localización y actividades de todos los grupos, debiendo distribuir las actividades de campo durante tantos días como sea necesario de acuerdo con el conjunto total de aforadores disponibles. En cualquier caso, se debe reconocer que el trabajo de pocos aforadores durante mucho tiempo es equivalente en costos al trabajo de muchos aforadores durante un período corto. En relación con los trabajos de campo, la última recomendación esta asociada a la distribución logística de los trabajos. En este caso, se tiene la misma orientación que en la


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determinación de los grupos de trabajo, se busca organizar las labores de toma de información de forma que los aforadores o encuestadores desarrollen su trabajo durante máximo 6 horas continuas de trabajo, minimizando los tiempos de movilización dentro del período pagado y aumentando las horas efectivas de actividad. Para esta tarea es conveniente contar con la información georeferenciada de forma que se pueda controlar la ubicación de cada uno de los trabajos durante cada día de la toma de información. Antes de considerar cualquier recomendación sobre el uso de los modelos de transporte, es conveniente mencionar que la manipulación de la información una vez obtenida de campo es fundamental para garantizar su utilidad. El proceso de trascripción de los datos de los formularios al ordenador debe ser controlado y supervisado para minimizar las omisiones o cambios de la información por parte de las personas encargadas de esta actividad. Para esto se recomienda diseñar, mediante programas específicos, formularios y hojas de cálculo que cuenten con los condicionantes básicos que deben cumplir los datos. Sin embrago, la revisión aleatoria de formularios transcritos es útil para comprobar la veracidad de la información. En este punto es fundamental revisar que se tengan todas las herramientas necesarias para representar la oferta de transporte, mediante grafos que contienen las características de la red vial, y la demanda, a través de matrices origen – destino para cada situación y categoría de viajeros. Con relación al uso de los modelos de transporte, las recomendaciones se fundamentan en la calibración y validación de los modelos. Estos procesos son bien conocidos por los especialistas en modelación y en transporte; sin embargo, es importante que el equipo coordinador y los ingenieros de apoyo sepan adelantar estos trabajos, distinguiéndolos como la obtención de los parámetros del modelo (calibración) y comprobación de la verosimilitud de la formulación planteada (validación). Cada uno de los modelos elaborados debe ser validado, contando con una prueba de aproximación a la realidad que debe cuantificarse bien sea sobre las diferencias de los valores reales y los modelados o mediante un análisis de mínimos cuadrados que establezca la correlación entre los valores. En relación con los modelos de transporte es conveniente plantear las metodologías que han de ser elegidas para desarrollar cada uno de los modelos particulares (generación, distribución, selección modal y asignación). Las experiencias obtenidas en ciudades similares a Ciudad Real pueden ser un punto de partida para determinar la metodología más adecuada en cada caso, sin embargo, las características de la información básica recolectada condicionarán dichas metodologías por cuanto suministren o no los datos necesarios para plantear cada modelo. A pesar de lo anterior, se debe tener en cuenta que para realizar el plan de transporte de Ciudad Real no se cuenta de antemano con los programas comerciales que permiten probar los diferentes métodos, lo que crea la necesidad de llevar a cabo los ejercicios de


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modelación a través de hojas de cálculo sencillas, que permitan la divulgación de los trabajos tanto a nivel comercial como académico. Por ello, estimando los más probables resultados de los trabajos de campo, se han planteado las herramientas para realizar un modelo de generación mediante un análisis lineal múltiple, un modelo de distribución mediante el modelo de gravedad que considera las impedancias como los tiempos de viaje a través de los caminos mínimos y un modelo de selección modal mediante un ejercicio de elección discreta logit. En cuanto al modelo de asignación, se ha profundizado en la herramienta que pueda aportar mejores resultados, buscando mayor precisión y sencillez en la formulación. En este sentido se han comparado los resultados y tiempos de cálculo de dos métodos particulares: asignación incremental y asignación proporcionada. En ambos casos se ha buscado incluir los efectos de la congestión considerando la función de incremento de los tiempos de viaje propuesta por el Bureau of Public Roads (BPR) de EE. UU. La evaluación de la aplicación de las dos metodologías mencionadas, favorece el procedimiento de asignación incremental ya que resuelve el problema de la asignación 10% más rápido que la asignación proporcionada, además de eliminar la distorsión producida por el cálculo eurístico de los múltiples caminos mínimos a través de un factor de penalización. Una vez que sean desarrollados modelos confiables para la representación de la realidad mediante matrices de viajes (demanda) y grafos de red (oferta), es indispensable que los escenarios futuros que se elaboren estén orientados hacia la evaluación de los proyectos de transporte que sean planteados. Por lo anterior se sugiere que en cualquiera que fuera el horizonte de modelación, se establezca un escenario base inicial que represente las situaciones de crecimiento vegetativo de las variables, siguiendo la tendencia actual. Las evaluaciones de los diferentes proyectos de transporte podrán hacerse comparando los resultados del modelo que considera el proyecto y los resultados del escenario base. De esta forma se podrá conocer los ahorros (tiempos o costos) que se producirán debidos al desarrollo de los diferentes proyectos. En necesario resaltar que los proyectos que pueden ser modelados y evaluados en un plan de transporte, no solo están ligados a infraestructuras o cambios en cualquiera de los elementos de la oferta de transporte sino que pueden plantear los comportamientos que se darían cuando se modificaran los elementos de la demanda de transporte (localización de actividades, usos del suelo y deseos de viaje). Finalmente y como recomendación general para la formulación de planes de transporte, se debe reconocer que los trabajo de planeación de transporte son una herramienta útil asociada a los planes urbanísticos y administrativos de largo y mediano plazo. Sin embargo, no se puede desconocer su utilidad en la toma de decisiones para el corto plazo, en las


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cuales las modificaciones relacionadas con los procesos urbanos no son perceptibles pero donde la planeación de transporte permite mejorar la movilidad de la ciudad.


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7. REFERENCIAS

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN................................................................................................................ 1

PLANEACIÓN DEL TRANSPORTE ...................................................................................... 1

OBJETIVOS Y ALCANCES................................................................................................. 4

1. ÁREA DE ESTUDIO.................................................................................................. 5

1.1 DEFINICIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.......................................................................... 5

1.2 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO................................ 6

1.3 ZONIFICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ..................................................................... 9

2. ANÁLISIS DE LA OFERTA DE TRANSPORTE ................................................ 11

2.1 INVENTARIO VIAL .................................................................................................. 11

2.2 RUTAS DE TRANSPORTE PÚBLICO........................................................................... 14

2.3 ESTUDIO DE FRECUENCIA DE PASO DE TRANSPORTE PÚBLICO................................ 15

3. ANÁLISIS DE LA DEMANDA DE TRANSPORTE............................................ 17

3.1 FUENTES DE INFORMACIÓN.................................................................................... 17

3.2 ESTUDIOS DE TRÁNSITO......................................................................................... 17

3.2.1 Demanda vehicular en intersecciones ......................................................... 18

3.2.2 Flujos vehiculares en corredores................................................................. 21

3.2.3 Velocidades de marcha y recorrido............................................................. 22

3.3 ESTUDIOS DE TRANSPORTE .................................................................................... 23

3.3.1 Encuestas de movilidad............................................................................... 24

3.3.2 Aforos y encuestas de cordón externo ........................................................ 32

3.3.3 Tiempos de recorrido y demoras en transporte público.............................. 34


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3.3.4 Ascenso y descenso de pasajeros ................................................................ 35

4. MODELOS DE DEMANDA DE TRANSPORTE................................................. 37

4.1 MODELOS DE GENERACIÓN Y ATRACCIÓN ............................................................. 38

4.1.1 Análisis de categorías (Clasificación cruzada) ........................................... 39

4.1.2 Modelos de regresión lineal múltiple.......................................................... 40

4.2 MODELOS DE DISTRIBUCIÓN.................................................................................. 40

4.2.1 Modelos de factor de crecimiento............................................................... 41

4.2.2 Modelo de gravedad.................................................................................... 43

4.3 MODELOS DE REPARTO MODAL ............................................................................. 45

4.3.1 Modelos de regresión .................................................................................. 46

4.3.2 Modelos de clasificación cruzada ............................................................... 46

4.3.3 Modelos de elección discreta ...................................................................... 46

5. COMPARACIÓN DE LA OFERTA Y LA DEMANDA DE TRANSPORTE ......................................................................................................... 49

5.1 MODELOS DE ASIGNACIÓN DE VIAJES .................................................................... 49

5.2 MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE TRÁFICO (TRANSPORTE PRIVADO) .......................... 51

5.2.1 Consideraciones básicas.............................................................................. 52

5.2.2 Curvas de velocidad – flujo y costo – flujo ................................................ 56

5.2.3 Asignación en redes congestionadas........................................................... 58

5.3 MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE VIAJEROS (TRANSPORTE PÚBLICO).......................... 61

5.3.1 Problemas en la asignación del transporte público ..................................... 62

5.3.2 La asignación de viajes por tránsito............................................................ 65

6. RECOMENDACIONES PARA EL DESARROLLO DEL PLAN DE TRANSPORTE DE CIUDAD REAL...................................................................... 67

7. REFERENCIAS........................................................................................................ 71

PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA ELABORACIÓN DE UN PLAN DE TRANSPORTE PARA CIUDAD REAL

UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR

DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA ELABORACIÓN DE UN PLAN DE TRANSPORTE PARA

CIUDAD REAL

Trabajo correspondiente al período de investigación del programa de Doctorado Proyecto, construcción y

gestión del territorio

ALEJANDRO NIÑO ARBELÁEZ

Director: JOSÉ MARÍA MENÉNDEZ MARTÍNEZ

UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR

DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

plan de transporte para ciudad real -...

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