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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

ESCUELA: UPIICSA CARRERA: INGENIERIA EN TRANSPORTE ESPECIALIDAD: COORDINACION: INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: TIDD SEMESTRE: OCTAVO (OPTATIVA) CREDITOS: 6 VIGENTE: ENERO 2002 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta _________

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Los sistemas de transporte son sistemas complejos, pues “el transporte es un fenómeno tecnológico, económico y social” (UPIICSA, Proyecto de la carrera de Ingeniería de Transporte, 1976). En efecto, la estructura, la operación, funcionamiento y desarrollo de un sistema de transporte dependen de factores como el desarrollo urbano y regional, la economía de la región en donde operará el servicio, las preferencias y el comportamiento de la gente usuaria del transporte. Consecuentemente la modelación de los sistemas de transporte es compleja y, por lo tanto, el estudio de sus comportamientos y la derivación de soluciones de los modelos también lo son. Para estos casos la técnica idónea es la simulación. Consecuentemente se han desarrollado métodos y modelos para estudiar el comportamiento de los sistemas de transporte en tiempo y espacio: los modelos de simulación de cuatro fases: generación, distribución, segmentación y asignación de viajes.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

Al término del curso, el alumno: Modelará sistemas dinámicos no complejos, particularmente urbanos y regionales y de transporte, y simulará y analizará sus comportamientos mediante la técnica dinámica de sistemas. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 54 H/SEMANA: 3 H/TEORIA/SEMESTRE: 54 H/PRACTICA/SEMESTRE:

PROGRAMA ELABORADO POR: ACADEMIAS DE INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES REVISADO: ACADEMIAS DE INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES Y JEFATURA DE LA CARRERA DE INGENIERIA. EN TRANSPORTE APROBADO POR: ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ PRESIDENTE H.C.T.C.E.

6 DE NOVIEMBRE DEL 2001

AUTORIZADO POR: COMISION DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL CONSEJO GENERAL CONSULTIVO DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS __ CLAVE: _TIDD_ __ __ HOJA: 2 DE 12 _

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Sin embargo, estos presuponen que los parámetros y demás información del desarrollo urbano, desarrollo tecnológico de los vehículos y vías, consecuencias de las interacciones de los usuarios con el sistema de transporte, entre otros aspectos, están dados. Por lo que es necesario generar esta información para el uso correcto, eficiente y eficaz de esos modelos de simulación. Mediante la dinámica de sistemas se puede proporcionar esta información. En suma, la dinámica de sistemas puede ser complementaria a la modelación de cuatro fases. Por otra parte, en el diseño y operación de sistemas de transporte se requiere estudiar el comportamiento dinámico de los sistemas de transporte, por sí solos como parte del integrante del desarrollo urbano o regional, por ejemplo: el desarrollo en el tiempo de las variables de los sistemas de transporte: cantidad de viajes generados, distribución de propósitos de viajes, segmentación de viajes, tramos por viaje; las interdependencias entre el desarrollo urbano y regional y el desarrollo del transporte: incidencia de las variables del desarrollo urbano o regional en el desarrollo de los sistemas de transporte y viceversa; prospectiva del desarrollo de tecnologías de transporte, etc. Materias antecedentes: Planeación Táctica del Transporte Urbano, Simulación de Sistemas de Transporte Materias colaterales: Administración de la Operación del Transporte Urbano Metodología: Investigación bibliográfica, mesas redondas, discusión de casos, simulación o modelado de sistemas sencillos.



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS _ CLAVE: TIDD_ __ _ HOJA: 3 DE 12_ No. UNIDAD: I NOMBRE: FUNDAMENTOS DE TEORÍA DE SISTEMAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

Al término de la unidad el alumno: • Aplicará los conceptos fundamentales de teoría de sistemas generales necesarios para abordar el aprendizaje de simulación de

sistemas continuos y discretos y los conceptos básicos de modelación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

INSTRUMENTACION DIDACTICA

T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 1.1 1.2

Conceptos de sistemas • Sistema • Entorno (medio ambiente) • Frontera entre sistemas y

entorno • Cambios (eventos) de

sistemas y de su entorno: reacción, respuesta, acto y comportamiento

• Tipos de sistemas Modelos • Concepto de modelo y tipos

de modelos • Principios usados en

modelación • Patrones de construcción de

modelos

• Exposición por el profesor. • Se estudian los conceptos básicos y

sus relaciones para poder obtener conocimientos derivados de éstos.

• Solución de problemas y análisis de sistemas elementales por el alumno.

• Modelación de sistemas sencillos por el alumno.

• Apoyos didácticos: Pizarrón, gis y borrador;

3.0

2.0

1.5

1.5

3B 5B 7B

10C 13C



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : __ TIDD__ HOJA: 4_ DE 12_ No. UNIDAD II NOMBRE: FUNDAMENTOS DE SIMULACIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Identificará los conceptos básicos de simulación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Concepto de simulación Tipos de simulación • De sistemas discretos: por

eventos, por procesos • De sistemas continuos Usos y propiedades de la simulación • Tipos de aplicaciones • Simulación versus soluciones

analíticas Método de simulación Naturaleza experimental de la simulación

• Exposición por el profesor. • Se estudian los conceptos básicos de

simulación y su aplicación a la dinámica de sistemas.

• Análisis de tipos de simulación por el alumno.

• Apoyos didácticos: Pizarrón, gis y borrador;

0.5 0.5

0.5

1.0 0.5

0.5

0.5

0.5 0.5

8C 10C 13B



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD__ HOJA: 5 DE 12_ No. UNIDAD III NOMBRE: ANÁLISIS DE SISTEMAS CON RETROALIMENTACIÓN DINÁMICOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad, el alumno: • Analizará sistemas con retroalimentación dinámicos sencillos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

3.1 3.2

Sistemas con retroalimentación • Sistemas abiertos y con

retroalimentación • Control: Concepto y circuito de

retroalimentación Dinámica de sistemas con retroalimentación • Comportamientos de sistemas

con retroalimentación • Circuitos de retroalimentación

negativa • De primer grado • De segundo grado • Circuitos de retroalimentación

positiva • Circuitos de retroalimentación

no lineales acoplados

• Exposición por el profesor. • Se estudian los conceptos básicos y sus

relaciones para poder obtener conocimientos derivados de éstos.

• El alumno construirá algunos modelos de sistemas elementales y uno compuesto de algunos de éstos, por ejemplo: un modelo de crecimiento de mercado; y analizará los resultados de cada modelo. Lo anterior a manera de laboratorio.

• El alumno hará las investigaciones necesarias para obtener los datos e información necesarios para construir los modelos y obtener los resultados.

• El alumno hará la validación del modelo de la construcción y resultados de los modelos.

1.0

10.0

0.5

4.0

0.5

8C 9C 10C 12C



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD__ HOJA: 6 DE 12_

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

3.3

Estructura de sistemas • Circuito con retroalimentación:

Elementos estructurales de sistemas

• Variables de nivel y de razón: La subestructura dentro de circuitos con retroalimentación

• Meta, observación, discrepancia y acción: La subsubestrucutra dentro de una variable de razón

• Apoyos didácticos: Pizarrón, gis y borrador.

• Apoyos computacionales: el lenguaje Dynamo y computadora e impresora adecuadas para correr este lenguaje.

1.0



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD _ __ HOJA: 7 DE 12_ No. UNIDAD IV NOMBRE: MODELACIÓN DE SISTEMAS CON RETROALIMENTACIÓN DINÁMICOS.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad, el alumno: • Modelará sistemas con retroalimentación dinámicos sencillos para estudiar sus comportamientos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

4.1 4.2

Ecuaciones y cálculos • Secuencia de cálculo • Símbolos • Ecuaciones de nivel • Ecuaciones de razón • Ecuaciones auxiliares • Constante y ecuaciones del

estado inicial Modelación de dinámica de sistemas • Dimensiones • Intervalo de solución • Diagramas de flujo Diagramación de circuitos de causa efecto

• Exposición por el profesor. • Se estudian los conceptos y reglas

básicos de la técnica dinámica de sistemas para construir modelos gráficos y matemáticos de sistemas con retroalimentación dinámicos.

• El alumno realizará ejercicios para adiestrarse en estos tópicos.



3.0

4.0

1.0

2.0

8C 9C 10C 12C



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD _ HOJA: 8 DE 12_ No. UNIDAD V NOMBRE: LENGUAJE DYNAMO


Al término de la unidad, el alumno: • Aplicará el lenguaje en la modelación y simulación de sistemas con retroalimentación dinámicos sencillos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

5.1 5.2 5.3

Conceptos básicos Funciones sin integración Funciones conteniendo integración

• Exposición por el profesor. • Se estudian las instrucciones del

lenguaje y sus usos en la dinámica de sistemas.

• El alumno realizará ejercicios para adiestrarse en el uso y aplicación del lenguaje.



1.0 2.5 3.5

4.0 11B 12C 13C



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD _ HOJA: 9 DE 12_ No. UNIDAD VI NOMBRE: CONCEPTOS COMPLEMENTARIOS


Al término de la unidad, el alumno: • Modelará y simulará sistemas con retroalimentación dinámicos más complejos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

6.1 6.2

Vínculos de información Integración • Integración de una constante • Generación de una

exponencial • Generación de una senosoidal

• Exposición por el profesor. • Se estudian conceptos

complementarios y su aplicación en la modelación y simulación de sistemas con retroalimentación dinámicos.

• El alumno realizará ejercicios para adiestrarse en el uso y aplicación de estos conceptos.



1.0 5.0

3.0 1C 2C 9C 10C 12C 13C



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD _ HOJA: 10 DE 12_ No. UNIDAD VII NOMBRE: EJEMPLOS DE APLICACIÓN


Al término de la unidad, el alumno: • Modelará sistemas con retroalimentación dinámicos y analizará sus comportamientos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

7.1

Se realizarán ejemplos de aplicación en el campo del transporte, por ejemplo: • Modelo del ciclo de producción

de mercancías • Modelo de desarrollo urbano:

desarrollo de habitaciones residenciales

• El profesor dará la descripción y las características del sistema a simular. Y dirigirá al alumno en la modelación, simulación, análisis de los resultados en la evaluación del modelo y sus resultados.

• El alumno construirá los modelos de los sistemas seleccionados, correrá los programas en una computadora, analizará los resultados y evaluará el modelo y los resultados.



6.0

8.0

6.0 8C 9C 10C 11B 12C 13C



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD_ _ HOJA: 11 DE 12_

PERIODO

UNIDADES TEMATICAS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION

1er Departamental

2º. Departamental

3er Departamental

I, II y III

III, IV, V y VI

VI y VII

Examen Teórico Departamental 80%, Tareas y participación en clase 20% = 100% Examen Teórico Departamental 80%, Tareas y participación en clase 20% = 100% Examen Teórico Departamental 80%, Tareas y participación en clase 20% = 100% La calificación final será el promedio simple aritmético de las tres calificaciones parciales. Sin embargo, para acreditar la materia el alumno deberá haber realizado los ejercicios prácticos que se le hayan encomendado.

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFIA

1

X ACKOFF, Russell L y M SASIENI, Fundamentos de Investigación de Operaciones, LIMUSA, México, D F,

1979, 502 pp.

2 X ACKOFF, Russell L, “Towards a System of Systems Concepts” en Management Science, Vol. 17 No 11 (julio

1971), EUA, pp. 661-671.

3 X ARACIL SANTONJA, Javier, Introducción a la dinámica de sistemas, Alianza Editorial, Textos: 58, Madrid,

España, 1983, 362 pp.

4 X FORRESTER, Jay W, Industrial Dynamics, The MIT Press, Cambridge, Mas. EUA, 1969, 464 pp.

5 X FORRESTER, Jay W, Principles of Systems, Wright- Allen Press, Cambridge, Mas. EUA, 1973, 389 pp.



ASIGNATURA: DINÁMICA DE SISTEMAS CLAVE: : TIDD _ HOJA: 12 DE 12 _

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFIA

6 X FORRESTER, Jay W, Urban Dyanamics, Second Preliminary Edition, The MIT Press, Cambridge, Mas.

EUA, 1979, 285 pp.

7 X GOODMAN, Michael R, Study Notes in Systema Dynamics, Wright- Allen Press, Cambridge, Mas. EUA,

1974, 388 pp.

8 X GORDON, Geoffrey, Simulación de sistemas, primera edición, Editorial Diana, México, 1973, 373 pp

9 X MUÑOZ DE LUNA, Abel, Organización, apuntes, fotocopia, 1972, 12 pp.

10 X NAYLOR, Thomas H, Joseph L BALINTFY, Donald S BURDICK y Kong CHU, Técnicas de simulación en

computadoras, primera edición, Editorial Diana, México, 1973, 453 pp

11 X PUGH III, Alexander L, Dynamo II: User’s Manual, Fourth Edition, The MIT Press, Cambridge, Mas. EUA,

1970, 92 pp.

12 X PUGH-ROBERTS ASSOCIATES, Mini-Dynamo User’s Guide, Pugh-Roberts Associates, Cambridge, Mas.

EUA, 1978, 66 pp.

13 X RICHARDSON, George P y Alexander L PUGH III, Introduction to Dyanamics Modeling with Dynamo, The MIT Press, Cambridge, Mas. EUA, 1988, 413 pp.

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