Pt7 asignación

Prof. Jorge LusitanoASIGNACIÓN DE VIAJES

POSTGRADO EN TRANSPORTE URBANO

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVARUNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

PLANIFICACIÓN DEL TRANSPORTE URBANO

PLANIFICACIÓN DEL TRANSPORTE – ASIGNACION DE VIAJES

PALABRAS CLAVES:

• ESCOGENCIA DE RUTAS

CONCEPTUALIZACIÓN

Corresponden a la última etapa del proceso de modelación clásico y son de mucha importancia, ya que de ellos se obtendrá información que servirá de base para la evaluación de proyectos y políticas de transporte a aplicar.

• RENDIMIENTO DE LA RED • VOLUMENES POR TRAMO

OBJETIVOS

• Obtener medidas agregadas del rendimiento de la red de transporte (vehículos-Km, vehículos-horas, demora total).

• Establecer los tiempos de viaje, para cada par origen-destino y cada modo de transporte.

• Estimar volúmenes en cada arco o tramo de la red.• Determinar las rutas y analizar que pares origen-destino usan un

arco en particular.• Estimar movimientos a futuro en intersecciones (existentes o no).

• TIEMPOS DE VIAJES/RUTA/MODO


PRINCIPIOS BÁSICOS

FACTORES PRINCIPALES

• El tiempo de viaje.• La distancia de recorrido (Km).• El tipo de vialidad que forman los arcos (autopistas, arterias

principales, calles secundarias, calles locales).• El tipo de señalización que encontrará.• La cantidad de semáforos en la ruta.• Los aspectos ambientales.• Otros obstáculos (redomas, giros a la izquierda).

ESCOGENCIA DE RUTASLa base común para la mayoría de los modelos de elección de

ruta es:

• Cada viajero escoge la ruta que le ofrece el menor costo percibido y anticipado.

• Para un mismo origen-destino, los conductores escogen diferentes rutas.


¿ Por cuáles rutas se dan los viajes desde el origen i hasta el destino j por cada modo de transporte ?

PREGUNTAS CLAVES

• Identificar el conjunto de rutas de interés para los conductores.• Asignar una porción de los viajes de cada celda de la matriz

OD a las rutas.• Lograr convergencia, es decir, satisfacer las condiciones de

equilibrio.• Realizar la asignación óptima en una red dada, donde se

consideren las restricciones de capacidad.

ELEMENTOS BASICOS DE LOS MODELOS DE ASIGNACION DE

VIAJES


METODOS DE ASIGNACION DE VIAJES

•Todo o Nada (Determinístico)

Los métodos más utilizados para la asignación del tránsito toman en cuenta los tiempos empleados por uno u otro camino, ya sea como la diferencia o la relación entre ellos, o bien la distancia.

Entre las principales técnicas de asignación de viajes destacan las siguientes categorías:

•Equilibrio Determinístico: (Métodos Burrell, Dial, Restricción de Capacidad y Curvas de Reparto)

•Equilibrio Estocástico: (Métodos Logit Multinomial y Probit Multinomial)


ASIGNACIÓN TODO O NADA

Se basa en cargar “todos” los flujos entre una determinada pareja de zonas, en los arcos que hacen el camino mínimo entre esas zonas, y “nada” en ningún otro camino posible entre ellas.

Camino MínimoA B

Su principal característica está en ignorar los efectos que el congestionamiento de las vías puede tener sobre los tiempos de viaje. Su aplicabilidad se limita a los casos en que sea razonable la hipótesis de que los tiempos de viaje no cambien significativamente con la demanda de cada arco, o cuando se desee diseñar una futura red de transporte.


ASIGNACIÓN POR EQUILIBRIO DETERMINÍSTICO

Asignación a Caminos Múltiples o Método BurrellEs una mejora del todo o nada, en la que se considera que el tiempo de viaje asignado a cada arco es un tiempo medio que los usuarios perciben con una desviación típica, de forma que cuando se construye el camino mínimo, se establece el tiempo de viaje a través de un proceso aleatorio, donde el valor medio es el establecido en la red y la desviación típica la que se defina específicamente.

Mediante este proceso es posible que los itinerarios entre dos parejas de zonas, que por el camino mínimo tendrían gran parte de sus recorridos en común, tengan caminos diferentes o con partes comunes menoresAsignación Estocástica a Caminos Alternativos o Método DialSe refiere a otra mejora del método todo o nada. En este método, se definen entre cada par de zonas dos o más caminos alternativos, repartiéndose el flujo existente en dicha relación entre dichos itinerarios, teniendo en cuenta el tiempo mínimo y el tiempo por cada uno de los itinerarios.


ASIGNACIÓN POR ETAPAS CON RESTRICCIÓN DE CAPACIDAD (CURVAS INTENSIDAD – VELOCIDAD)Este método introduce el efecto de la asignación de tráfico superior a la capacidad de las vías. Se realiza en varias etapas, variando al final de cada etapa, las condiciones de funcionamiento del arco (tiempo de viaje), en función de la carga asignada y de la capacidad de la vía que representa el arco.

Ello exige en el proceso de modelización, tipificar cada arco de acuerdo con unos parámetros: número de carriles; tipo de intersecciones, de forma que se le pueda asignar a una curva tipo I-V, que en función de la carga asignada permite obtener la velocidad media de circulación. La secuencia simplificada es:• Se asigna mediante el método todo o nada o el método Dial, el

total de la matriz de viajes o un porcentaje de ésta.• Se analiza, arco por arco, la carga asignada y en función de

ésta y la curva I-V correspondiente, se asigna una nueva velocidad.

• A la red con las nuevas velocidades, se le vuelve a asignar la matriz de viajes, bien en su totalidad, bien en un porcentaje de ésta.

Dentro de este método existen tres sistemas de obtención de las cargas por arco:


1. Asignación Incremental: Considera la limitación de capacidad de los sistemas de transporte, y sus efectos en términos de congestionamiento. Se asigna, en la primera iteración, un porcentaje p1 de la matriz de viajes. En base a los resultados, se obtiene para el arco la nueva velocidad, en función de las curvas I-V quedando precargado con el volumen asignado. Se repite de nuevo la asignación, con un porcentaje p2, analizando la carga del arco derivada de la precarga p1, y se vuelve a modificar la velocidad de recorrido, repitiendo el proceso de asignación con un porcentaje p3, hasta que: p1 + p2 … + pn = 1002. Asignación de Equilibrio: En este método se repite el proceso de asignación n veces. En cada asignación se asigna la matriz completa de viajes y se modifica la velocidad de recorrido. Como resultado de asignación se considera la última asignación. Este sistema presupone que se consigue al final un equilibrio entre asignaciones y velocidades.

3. Asignación de Volumen Medio: Sistemática similar al de Equilibrio, ya que en cada asignación se asigna el total de la matriz. La carga por arco viene dada por unos porcentajes (p), preestablecidos de las asignaciones realizadas en cada iteración.


ASIGNACIÓN POR EQUILIBRIO ESTOCÁSTICO

La técnica de asignación estocástica incluye el Logit Multinomial (Dial, 1971), y el Probit Multinomial (Dganzo, 1979). En esta técnica, el tiempo percibido por el usuario es tomado como una variable aleatoria.

La técnica basada en el Logit Multinomial es computacionalmente eficiente, requiriendo recursos poco mayores que para la asignación todo o nada. Esta técnica sin embargo, no sirve cuando las rutas alternativas se superponen como es común en las redes urbanas densas. Los problemas arriba mencionados, están siendo eliminados por la técnica de asignación de viajes Probit Multinomial, la cual exige más recursos computacionales y no está disponible al usuario común.


TABLA COMPARATIVA - MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE VIAJES

Método Equilibrio Determinístico Equilibrio Estocástico

Todo o Nada Restricción de Capacidad

Logit Multinomial Probit Multinomial

Características

1. Asigna toda la demanda entre cada par OD, al camino mínimo. 2. Los resultados son fáciles de entender. 3. Puede ser utilizado para investigar falta de capacidad en el futuro.

1. Más realista que el todo o nada, pues distribuye los viajes entre diversas rutas. 2. Es más aplicable a asignación en la hora pico. 3. Considera la capacidad del tramo y las variaciones de tiempo con los volúmenes. 4. Fácil de entender.

1. El tiempo de viaje es considerado como una variable aleatoria. 2. No considera la superposición de itinerarios. 3. Eficiente computacionalmente.

1. El tiempo de viaje es asumido como una variable aleatoria. 2. Considera la superposición de itinerarios. 3. Es conceptualmente lo más prometedor.

Desventajas

1. No considera la capacidad de los tramos o variaciones de tiempo con el volumen. 2. Ignora el equilibrio. 3. Puede generar resultados falsos.

1. No garantiza convergencia para una situación de equilibrio. 2. Necesita más recursos computacionales que el todo o nada. 3. Puede necesitar un número grande de iteraciones o de incrementos.

1. Su formulación puede ser difícil de entender. 2. No sirve para casos donde las alternativas de itinerario se superponen. 3. El parámetro logit es difícil de estimar directamente. 4. La documentación para su utilización y aplicación es limitada.

1. Su formulación es difícil de entender. 2. Necesita más recursos computacionales que los otros métodos. 3. El parámetro probit es difícil de estimar directamente. 4. No está disponible para el usuario común.


La asignación de viajes es el proceso final en el análisis del sistema de transporte del método clásico de planificación. Los problemas de asignación pueden ser clasificados en cuatro categorías:1. Problemas en la Representación de la Red de Transporte. Uno de los puntos básicos es determinar hasta qué punto las calles deben estar incluidas en el sistema. Se debe simplificar lo más que se pueda, pues los detalles complican el análisis y exigen más recursos computacionales.Representar bien los movimientos de giro, prohibiciones de giro a la izquierda y esquemas específicos de circulación del tránsito.Se debe disponer de una cantidad de aforos suficiente para un análisis completo de los tramos. Es importante que se organice el trabajo de forma tal que todos lo datos sean recabados y almacenados en el sistema de información con este objetivo.Asimismo, se deben verificar posibles errores en los datos (longitud, velocidad y capacidad), en la codificación o en la digitalización.

PROBLEMAS EN LA ASIGNACIÓN DE VIAJES


2.Problemas de Traducción de los Volúmenes para Proyectos Específicos.

Muchas veces existe la necesidad de traducir los volúmenes para proyectos específicos en sub-áreas, y es necesario refinar el modelo para obtener resultados confiables. En este caso es necesario:

• Hacer una ventana para esta área y detallar la red en el entorno del proyecto.

• Obtener datos de volúmenes de tránsito para la red detallada.• Refinar los datos para esta área.• Para hacer la ventana, se selecciona el área de influencia

directa del proyecto y se detalla esta área en el grado necesario para los resultados deseados. El resto de las zonas son agregadas conforme se distancian del área de interés.

• La asignación de viajes puede cambiar con el detalle y el proceso, generalmente exige el uso de modelos computarizados.


3.Problemas de Calibración del Modelo.

La asignación carga los posibles errores de todos los pasos anteriores en el modelaje. Si los datos de volumen resultantes de la asignación no están razonablemente próximos a los datos observados, se deben verificar los siguientes elementos:

• Matriz OD del año base. Se debe rehacer una verificación de los ajustes hechos, pues la matriz fue obtenida de una muestra. Si los ajustes no traen problemas, puede ser necesario hacer otro ajuste de la matriz de acuerdo a los volúmenes de tránsito.

• Representación de la red. • Técnica de asignación. Depende del conocimiento que tenga el

técnico del paquete que esté utilizando, para conocer sus limitaciones y verificar cuándo es válido intentar una nueva técnica, lo que exigiría capacitación y tiempo para implementarla.

• Función de los tramos. Si la técnica involucra restricción de capacidad, es necesario verificar los parámetros de la función de desempeño de los tramos. No hay una regla específica para determinar cuándo los volúmenes asignados son aceptables, pero generalmente se acepta una desviación de hasta un 30% ó 40% en tramos poco importantes.


4.Problemas en la Actualización de Datos.

Muchos de los datos no están disponibles para el año base del estudio. Por ejemplo, los datos del censo solamente están disponibles para intervalos de 10 años, la matriz OD puede ser de algunos años antes, datos de costos pueden estar disponibles solamente para el año anterior al año base y así en adelante.

En caso que haya problemas de asignación, se debe verificar el proceso de actualización de la información, en especial de la matriz Origen – Destino.

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