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PLANEAMIENTO Y EJECUCIÓN DE TRABAJOS DE CAMPO – M2
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Dra. Lídia Montero
PLANEAMIENTO Y EJECUCIÓN DE TRABAJOS DE CAMPO
MÓDULO 2 – Programa de Capacitación en Planeamiento, Regulación y Gestión Pública
del Transporte Urbano Metropolitano
PROYECTO DE TRANSPORTE URBANO DE BUENOS AIRES (PTUBA)
Buenos Aires, 7 a 11 Diciembre 2009
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Guión1. Metodología: Esquema de las Cuatro Etapas.2. Recogida de Información: Oferta, demanda.
2.1 Caracterización socioeconòmica de las zonas de transporte.2.2 Encuestas domiciliarias, aforos, etc.2.3.Desarrollos y políticas previstos en el futuro.
3. Modelización.3.1 Modelos de generación y atracción de viajes.3.2 Modelos de distribución de viajes.3.3 Modelos de reparto modal.3.4. Modelos de asignación. Privado y público. Redes de transporte y
confrontación oferta-demanda. Calibración de la red base actual.3.5. Extensiones a modelos de análisis más complejos.
4. Desarrollo de futuros escenarios y evaluación. Prognosis de la demanda a horizontes corto, medio y largo plazo (ExemploAIMSUN-NG).
5. Entornos integrados de Planificación del Transporte: AIMSUN -NG, Emme/2, TransCAD, Estraus.
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Análisis tradicional de los Sistemas de Transporte
• Referencias clásicas– Juan De Dios Ortúzar y Luis G. Willumsen (2001)
"Modelling Transport" , John Wiley & Sons.
– Adib Kanafani (1983), "Transportation DemandAnalysis", Mc Graw Hill.
– Norbert Oppenheim (1995), "Urban Travel DemandModelling. From Individual Choices to General Equilibrium" John Wiley & Sons.
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Análisis tradicional de los Sistemas de Transporte
• El objetivo de los análisis en la planificación del transporte urbano es la obtención de descripciones macroscópicas de los flujos de vehículos y viajeros sobre las infraestructuras a partir de hipótesis del comportamiento de los usuarios del sistema de transporte.
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Análisis tradicional de los Sistemas de Transporte
• Tradicionalmente se ha considerado que dicho proceso de planificación consta de cuatro fases, las cuales aparecen mencionadas por primera vez en el histórico estudio (1960) del Area de Transportes de Chicago (Chicago AreaTransportation Study).
• Análisis moderno.
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Esquema de las Cuatro Etapas
1. Recopilación de datos y delimitación del área objeto del estudio de planificación.
2. Análisis y ajuste de modelos.
3. Previsiones de la demanda: a partir de los modelos generados en la fase anterior. Construcción escenarios.
4. Evaluación de futuros escenarios.
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Esquema de las Cuatro Etapas
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Definición de área de estudio
• Zona de transporte: homogeneidad de las características socioeconómicas, usos del suelo y de accesibilidad al sistema de transporte.
– Zonificaciones anteriores.
– Divisiones administrativas: municipios, distritos, secciones censales.
– Partición de secciones censales en previsión de nuevos desarrollos.
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Definición de área de estudio
• Partición del territorio económico.
• Los centroides identifican:– Zonas de
transporte
– Puertas del modelo
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Definición de área de estudio
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Definición de área de estudio
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Definición de área de estudio
• De la definición de las zonas a nivel de comarcas o coronas
• …se refina en el área de interés a la definición de municipios.
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Definición de área de estudio
• De la definición de municipios …
• …se refina en el área de interés a la definición de distritos y/o barrios.
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Definición de área de estudio
• De la definición de distritos/barrios…
• …se refina en el área de interés a la definición de zonas de transporte como agrupación de secciones censales.
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Definición de área de estudio
Zonificación interior rondas del entorno inmediato de Barcelona.
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Recopilación de datos: Herramientas CAD
• Superficie
• Población
• Viviendas
• Motorización, aparcamiento, carga/descarga.
• Empleos por sectores
• Usos del suelo: comercial, industrial, servicios, residencial.
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Recopilación de datos: Datos autoridades del ámbito
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Recopilación de datos: Infraestructura viaria y movilidad
• Modelos regionales: carreteras según su tipología.– Evaluación
del Plan de Infraestructu-ras (PIT) en Catalunya.
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Recopilación de datos: Infraestructura viaria y movilidad
• Modelos urbanos:– Viario principal
y secundario: callejero.
• Sistema de transporte público: autobús urbano, interurbano, metro, Renfe, ferrocarril cercanías, tranvías, etc.
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Recopilación de datos: Infraestructura viaria y movilidad
• Modelos urbanos:– Viario
principal y secundario: callejero.
• A partir del callejero municipal.
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Recopilación de datos: Encuestas de movilidad domiciliaria
• Conocer la movilidad cotidiana de la población del ámbito para establecer sus patrones.
• Obtener información sobre la opinión de los ciudadanos sobre aspectos relacionados con la movilidad.
• Estudiar la evolución de la demanda de desplazamientos en base a comparar encuestas periódicas.
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Recopilación de datos: Encuesta de movilidad domiciliaria
• Encuesta telefónica en 2006 a personas =>4 años.
• Muestra de 100000 ind, en primavera y otoño
• 27 Preguntas en 3 apartados:– Desplazamientos ayer.– Caracterización
socioeconómica.– Opinión: uso de modos de
transporte, satisfacción, motivos, costes, etc.
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Recopilación de datos: Encuesta domiciliaria EMQ’2001
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
• Desplazamientos por motivos
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
• Desplazamientos por modo principal:
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
• Reparto modal y cuotas de mercado
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Reparto modal por comarcas:
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Movilidad según las cadenas modales
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Movilidad semanal por etapas
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Desplazamientos según día de la semana
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Movilidad semanal entre comarcas
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Autocontención por comarcas de residencia
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Movilidad semanal por género y motivo
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Cuotas de mercado de los modos por género
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Cuotas de mercado del modo según la actividad profesional
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Conocimiento y valoración del Sistema de Integración Tarifaria
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Recopilación de datos: EMQ’2001 Principales resultados
Cambios de Hábitos de desplazamiento por Sistema de Integración Tarifaria
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Recopilación de datos: EMQ’2001 : Cuestionario
Cuadernillo con desplazamientos de un día:
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Recopilación de datos: Matrices origen destino modales entre zonas
• Asignar un peso a cada individuo de la muestra, según el plan de muestreo: factor de expansión.
• Ponderar todos los desplazamientos de un individuo por su factor de expansión.
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Recopilación de datos: Puntos de aforo automáticos regulares
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Recopilación de datos:Si existe una Enc.Domiciliaria de menos de 5 años
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Modelización oferta y demanda
1. Recopilación de datos.
2. Análisis y ajuste de modelos
3. Previsiones de la demanda.
4. Evaluación estratégica.
Generación y Atracción de Viajes
Distribución
Reparto Modal
Asignación
DEMANDA
OFERTA
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Modelos demanda: G/A viajes
Modelos agregados (zona) / desagregados (hogar)
• Generación de viajes (modales/por motivos/periodo, etc) en las zonas:– Función de las
características de la zona: población, viviendas, usos del suelo, disponibilidad de coches, nivel económico,etc.
• Idem en Atracción.
Notación
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Simplificación
ijtT= número de viajes entre el origen i y el destino j
ijt
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Modelos demanda: G/A viajes
Modelos agregados (zona):
• Modelos de regresión lineal múltiple generalizados (con variables contínuas y categóricas).
• Idem en Atracción.
'
10
p
kjkk zjD
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
= var.socioeconómicak en el origen iikx
p
kikk x
10 iO
Facilitan los totales por origen (O s) y los totales por destino (D s)
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Modelos demanda: G/A viajes
Modelos desagregados (hogar)
Análisis por categorías (modelos estadísticos)– Tasas de generación de
viajes constantes en el tiempo para cada categoría
– Tablas de contingencia (SPSS, MINITAB, R, …)
– Modelos loglineales(SPSS, R, SAS, …).
– Más 2 dimensiones …
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Facilitan los totales generados según la tipología de hogar por origen (O s)
PERC_2_AUT
PERC_1_AUT
PERC_0_AUTAutos por hogar
HH_PERS _5
HH_PERS _4
HH_PERS _3
HH_PERS _2
HH_PERS_1
Personas por hogarNúmero de viajes generados por hogar
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Modelos demanda: G/A viajes
Modelos desagre-gados (hogar)
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Facilitan los totales generados según la tipología de hogar por origen (O s)
Se debe conocer el número de hogares por zona en la tipología.
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Modelos demanda: G/A viajes
Modelos desagregados (hogar)Ejemplo TransCAD:
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Se debe conocer el número de hogares por zona en la tipología y su evolución futura !!!!
0,580,140,2920003125874513101100162807,393
0,050,810,1410001525430569050080209,294
0,410,430,16400045507200420300164708,265
0,300,470,238009337620428030001663313,002
0,160,670,1721730022801170100049677,271
PERC_2_AUTPERC_1_AUTPERC_0_AUTHH_INC_5HH_INC_4HH_INC_3HH_INC_2HH_INC_1TOTAL_HHAREAID
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Modelos de Distribución Viajes
Modelos agregados (zona)
• Distribución de los viajes generados en un origen entre diversos destinos– Oi conocidos
– Dj conocidos
NotaciónG/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
ijtT
= número de viajes entre el origen i y el destino j
ijt
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Modelos de Distribución Viajes
Modelos de factor de decrimiento
Disponible un patrón de distribución – Encuesta OD– Estudio anterior– Oi actuales conocidos– Dj actuales conocidos
A estimarG/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
ijtT
= número de viajes actuales entre el origen i y el destino j
ijdD ijjiij dbat
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Modelos de Distribución Viajes
• Modelos de factor de crecimiento: disponible un patrón de distribución y– Oi actuales conocidos– Dj actuales conocidos
• Factor de crecimiento simple (por orígenes o destinos).
• Factor de crecimiento con restricciones dobles (orígenes y destinos) : método de Furness.
A estimar G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
ijtT
= número de viajes actuales entre el origen i y el destino j
ijdD
ijjiij dbat disponible
Sujeto a:
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Modelos de Distribución Viajes
• Modelos de gravedad:– Disponible una matriz de
costes de viaje origen-destino.
– Oi actuales conocidos
– Dj actuales conocidos
• Modelo físico.
• Más difíciles de entender que los modelos de crecimiento tipo Furness.
A estimarG/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
ijtT
= número de viajes actuales entre el origen i y el destino j
ijcC
)( ijjjiiij cDbOat f
disponible
Sujeto a:
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Modelos de Distribución Viajes
• Modelos de gravedad:– Disponible una matriz de
costes de viaje origen-destino.
– Oi actuales conocidos
– Dj actuales conocidos
A estimarG/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
ijtT
= número de viajes actuales entre el origen i y el destino j
ijcC
)( ijjjiiij cDbOat f
disponible
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Modelos de Distribución Viajes
• Modelos de entropía Wilson (1967)
• Relacionados con hipótesis estadísticas de mínima cantidad de información añadida:– Oi actuales
conocidos– Dj actuales
conocidos– Con o sin patrón
de viajes
• Todos implementablescon modificaciones del algoritmo tipo de Furness.
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
dij
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Modelos de Distribución Viajes
• Modelos de entropía:
– Oi actuales conocidos
– Dj actuales conocidos
A estimar G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
ijtT
jjiiij DbOat
disponible
– Disponible de un patrón origen-destino.
ijdDijdjjiiij DbOat
+– Disponible de un patrón origen-destino.
+
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Modelos de reparto modal
• Modelos muy discutidos, pero imprescindibles.• Técnicamente clasificados en modelos agregados
(zona) y desagregados (individuo). • Los modelos desagregados a nivel de individuo
son los únicos considerados fiables.• Modelos estadísticos: modelos lineales
generalizados. – Extensión de la regresión clásica que permite incluir como
variables explicativas tanto variables cuantitativas como cualitativas.
– La variable de respuesta puede ser una variable aleatoria binomial, Poisson, multinomial, gamma, etc.
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
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Modelos de reparto modal
La selección del modo de transporte depende de las características del VIAJERO
• Disponibilidad vehículo
• Renta• Estructura
familiar• Densidad
residencial• Condicionantes
del resto del día
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
La selección del modo de transporte depende de las características del VIAJE
• Motivo del viaje• Hora del día
La selección del modo de transporte depende de las características del MODO
• Tiempo de viaje• Tiempo de espera• Coste del viaje• Coste y
disponibilidad parking
• Confort• Regularidad• Seguridad
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Modelos de reparto modal
• Basados en la Teoría de Elección Discreta de Alternativas basada en la maximización de la utilidad aleatoria (modelos econométricos).
• Postulados por el premio Nobel Daniel McFadden (1975).
• Modelos intrínsecamente desagregados (individuo): falta estrategia de agregación para la predicción.
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
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Modelos de reparto modal
• Modelos de Elección Discreta de Alternativas: selección de la alternativa que maximiza la utilidad aleatoria.
• La utilidad es una variable aleatoria
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
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Modelos de Elección Discreta de Alternativas
• Distribución de probabilidad de la utilidad percibida:
Modelos de reparto modalModelos de Elección Discreta de
Alternativas• Distribución de probabilidad de la utilidad
percibida:
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Gumbel (simple) presupone modos i.i.d
Normal (más potente) permite alternativas modales correlacionadas.
Modelos logit, logitmultinomial
Modelos probit
Gumbel (simple) presupone modos i.i.d
Normal (más potente) permite alternativas modales correlacionadas.
Modelos logit, logitmultinomial
Modelos probit
Gumbel (simple) presupone modos i.i.d
Normal (más potente) permite alternativas modales correlacionadas.
Modelos logit, logitmultinomial
Modelos probit
Gumbel (simple) presupone modos i.i.d
Normal (más potente) permite alternativas modales correlacionadas.
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Modelos de reparto modalModelos de Elección Discreta de
Alternativas Logit Jerárquicos• Estructura jerárquica del proceso de decisión.• Aumenta la capacidad modelística de los modelos
logit.• Resulta mucho más simple que los modelos probit.
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Gumbel (simple) +permite alternativas modales correlacionadas.
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Modelos de reparto modalModelos de Elección Discreta de Alternativas
Logit Jerárquicos
• Empezar por nido inferior (atributos independientes)• Calcular la utilidad del nido:• Calibrar parámetros de nido 0<φ≤1 y α• Subir a nido superior
G/A
Distribución
Reparto Modal
Asignación
Gumbel i.i.d. por nivel +permite alternativas modales correlacionadas.
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Modelos de asignación
• Transporte privado.• Transporte público.•• AsignaciAsignacióón n bimodalbimodal (EMME/2).(EMME/2).•• Modelos integrados macroModelos integrados macro--micro micro
(AIMSUN(AIMSUN--NG).NG).•• Modelos de equilibrio Modelos de equilibrio
multimodales (multimodales (EstrausEstraus).).
G/A
Distribución
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Asignación
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Asignación bimodal: paradigma EMME/2
Asignación auto Tiempo de recorrido auto (timau) se usa en
impedancia transit (segmentos ligados al arco)
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto Tiempo de recorrido auto (timau) se usa en
impedancia transit (segmentos ligados al arco)
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto Tiempo de recorrido auto (timau) se usa en
impedancia transit (segmentos ligados al arco)
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto Tiempo de recorrido auto (timau) se usa en
impedancia transit (segmentos ligados al arco)
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto Tiempo de recorrido auto (timau) se usa en
impedancia transit (segmentos ligados al arco)
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
Asignación auto
Asignación transit
Vehículos equivalentes auto (veq) se usa en impedancia auto (volad, volumen adicional)
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El entorno de modelización EMME/2
• EMME/2 is an interactive-graphic state-of-the-art multimodal urban transportationplanning system.
• It offers the planner a complete and comprehensive set of tools for demandmodelling, multimodal network modellingand analysis and for the implementation of evaluation procedures.
• Panorámica.
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El entorno de modelización TransCAD
• TransCAD es un sistema de información geográfica (SIG) diseñado especialmente para profesionales de transporte con el objeto de almacenar, mostrar, y analizar datos de transporte.
• TransCAD, a diferencia de los demás paquetes informáticos de transporte, combina en una sola plataforma integrada las propiedades de un SIG y las capacidades de modelación del transporte.
• Caliper Corporation1172 Beacon Street • Newton MA 02461 • USA • Tel: +1(617)527-4700 • informacion@caliper.com
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El entorno de modelización TransCAD
• Una poderosa plataforma SIG con extensiones específicas para modelos de transporte.
• Herramientas de análisis diseñadas para el transporte, mapeo y visualización.
• Aplicaciones para módulos de creación de rutas, previsión de la demanda de viajes, transporte público, logística y gestión del territorio
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El entorno de modelización TransCAD
Modelos de demanda y planificación del transporte
• TransCAD es el único programa de planificación basado en un entorno SIG totalmente integrado y con herramientas y procesos de asignación.
• TransCAD incluye todos los elementos típicos de un programa de planificación del transporteconvencional...
• Los Modelos de Generación –Producción de Viajes.
• Los Modelos de Atracción de Viajes. • Los algoritmos de ajuste de Viajes
están diseñados para ajustar el volumen total de atracciones con el de producciones.
• Los Modelos de Distribución de Viajes.
• Los Modelos de Distribución Modal. • P-A to O-D y Matrices Horarias
incluye herramientas para convertir producciones y atracciones en orígenes – destinos, descomponer una matriz diaria en un grupo de horarias, transformar viajeros en vehículos y aplicar factores de horas punta o valle.
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El entorno de modelización TransCAD
• Los Modelos de Avanzados Asignación de Tráfico incluidos en TransCAD se basan en funciones de costos generalizados, para la evaluación de problemas de transporte multimodal o de competencia entre diferentes modos de transporte.
• TransCAD permite aplicar un modelo de asignación de tráfico que simultáneamente asigna vehículos ligeros, pesados y autobuses sobre la red vial. Este procedimiento permite incluir peajes por tipología de vehículos y utilizar velocidades diferentes en la ecuación de costos generalizados. También pueden definirse restricciones por clases de vehículos en el uso de la red vial. Algunos vehículos con itinerarios fijos pueden ser considerados como precargas en la red.
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El entorno de modelización TransCAD: resultados asignación
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El entorno de modelización TransCAD: modelo BCN
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TransCAD: resultados asignación en modelo de BCN
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El entorno de modelización TransCAD: resultados asignación
• La red anterior de transporte privado se puede asignar con la matriz de demanda y se obtienen resultados a nivel de arco y pareja OD.
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El entorno de modelización AIMSUN-NG
• AIMSUN-NG se desarrolló en la UPC y actualmente en TSS (Transport SimulationSystem).
• Entorno informático muy evolucionado donde se integra: simulación microscópica, planificación del transporte y usos del suelo.
• Ver detalle …
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Gracias por su atención !
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