Simulación del sistema de transporte en el año base 2003
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ESTUDIO DE MODERNIZACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO EN EL ÁREA METROPOLITANA DE MONTERREY N. L. México D.F.Octubre de 2004 CONTENIDO •Simulación del sistema de transporte en el año base 2003 ▪Zonificación ▪Validación y ajuste de la demanda actual ▪Estructura general de los modelos ▪Calibración a la situación actual •Simulación a futuro del sistema de oferta actual del transporte público ▪Modelos de demanda ▪Proyección de los principales corredores ▪Selección de la tecnología de modernización •Simulación del sistema de modernización del transporte público ▪Subsistema norte ▪Subsistemas norte - norponiente SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ZONIFICACION " ESCOBEDO APODACA SAN NICOLAS ¾ Área de estudio: AMM, municipios de: Monterrey, Santa Catarina, San Pedro Garza García, General Escobedo, San Nicolás de los Garza, Apodaca y Guadalupe. ¾ Criterios de zonificación: SANTA CATARINA GUADALUPE MONTERREY SAN PEDRO Agregación de AGEBS pertenecientes a un mismo municipio y homogéneos en cuanto a nivel de ingreso. Ubicación geográfica con respecto a la red de oferta de rutas de transporte público. ¾ 389 zonas de tránsito. SIMBOLOGIA Municipios Zonificación SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 VALIDACIÓN Y AJUSTE DE LA DEMANDA ACTUAL ESTADO DE LA INFORMACION ¾ En el ámbito local no se cuenta con modelos de simulación del transporte privado ó público con insumos confiables para el análisis del sistema del AMM. ¾ Información de origen-destino (OD) existente: son matrices de viajes en transporte privado y público provenientes de los resultados de la toma encuestas de hogares, así: Muestra principal en 1989: 23,000 encuestas Actualizaciones: 3,000 encuestas en 1991 3,000 encuestas en 1993 1,000 encuestas en 1995 6,000 encuestas en 1997 ¾ Con los resultados de las encuestas recabadas, en cada año se efectuaron correcciones a las funciones de impedancia por rangos de longitud de viaje, posibilitando la reestimación sintética de las matrices a través de un modelo de gravedad, siendo evidentemente las estimadas al año 1997 las mas confiables en cuanto a la representación del patrón de movilización de los usuarios del transporte público y privado. ¾ Matrices resultado, no se encuentran validadas con respecto a los volúmenes vehiculares o de pasajeros de la época, ni a los que actualmente se observan en el sistema. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 VALIDACIÓN Y AJUSTE DE LA DEMANDA ACTUAL BASES GENERALES DE LA METODOLOGIA EMPLEADA ¾ Metodología numérica que permita la actualización al año 2003 de las matrices de transporte privado y público, a partir de información base existente. ¾ Los volúmenes de usuarios (vehiculares o de pasajeros) pueden ser interpretados como la combinación de dos elementos; una matriz de OD y un patrón de selección de rutas por los viajeros en la red vial. ¾ La metodología adoptada para conseguir aproximarse hacia la obtención de una matriz única, se basa en el uso de modelos de transporte, procurando reproducir el patrón de viaje de un matriz existente. ¾ En este caso, la información adicional necesaria para la estimación de la matriz es obtenida utilizando un principio que refleja la capacidad de definir en un lugar determinado el patrón de viajes que tiene la mayor probabilidad de ocurrir, dado el estado actual del conocimiento que se tiene de dicha matriz y de las condiciones que ésta debe cumplir en cuanto a generación de volúmenes. PARTICULARIDADES DE LA TECNICA DE AJUSTE ¾ Fundamentada en la aplicación de factores de ajuste a la submatriz de usuarios que pasan por cada uno de los puntos de control. ¾ Al aplicarse un solo factor de ajuste para toda la submatriz de viajes que transitan por cada punto de control, se mantiene en escala el patrón de viajes que tiene la mayor probabilidad de ocurrencia (movilización original). ¾ Procedimiento repetitivo sobre la totalidad de puntos de control. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 VALIDACIÓN Y AJUSTE DE LA DEMANDA ACTUAL COMPARACION DE LINEAS DE DESEO DEL TRANSPORTE PUBLICO VIAJES CENTRICOS ORIGINALES VIAJES CENTRICOS ACTUALIZADOS ! ! Matriz Original de Viajes en TP Hora Pico AM. 1997 Viajes Centricos Matriz Ajustada de Viajes en TP Hora Pico AM. 2003 Viajes Centricos Escala Escala 7500 3750 0 3 1875 6 Kilometers 9 7500 3750 0 3 1875 6 Kilometers 9 SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 VALIDACIÓN Y AJUSTE DE LA DEMANDA ACTUAL COMPARACION DE LINEAS DE DESEO DEL TRANSPORTE PUBLICO VIAJES NO CENTRICOS ORIGINALES VIAJES NO CENTRICOS ACTUALIZADOS ! ! Matriz Original de Viajes en TP Hora Pico AM. 1997 Viajes No Centricos Matriz Ajustada de Viajes en TP Hora Pico AM. 2003 Viajes No Centricos Escala Escala 7500 3750 0 3 1875 6 Kilometers 9 7500 3750 0 3 1875 6 Kilometers 9 SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 VALIDACIÓN Y AJUSTE DE LA DEMANDA ACTUAL ORIGENES Y DESTINOS EN EL AMBITO DE VARIABLES SOCIOECONOMICAS VIAJES ORIGINADOS - POBLACION VIAJES ATRAIDOS - EMPLEOS ! Poblacion Total. 2000 0 to 1354 (260) 1355 to 2989 (261) 2990 to 4459 (262) 4460 to 10000 (260) Escala 15000 7500 3750 Total de Viajes Originados en TP 0 3 6 9 Kilometers ! Empleos Totales Ofrecidos. 2000 0 to 105 (261) 106 to 276 (260) 277 to 779 (261) 780 to 100000 (261) Escala 10000 5000 2500 Total de Viajes Atraidos TP 0 3 6 Kilometers 9 SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS MODELOS ¾ MODOS Transporte Privado: solo autos Transporte Público: definidos según las características operativas de cada uno de ellos •Rutas Radiales •Rutas Periféricas •Rutas de Microbuses •Rutas con unidades Panorámicas, •Rutas del sistema Metro •Rutas de Metrobus •Rutas con convenio Metrobus •Rutas de Premetro •Rutas de acceso al Metro •Rutas de acceso al sistema Metrobus •Rutas de acceso al sistema Premetro •Rutas de integración Metrobus-Metro •Rutas de integración Metro-Metrobus •Rutas de integración Premetro-Metro •Rutas de integración Metro-Premetro •Salidas peatonales del Metro •Salidas peatonales del Metrobus •Salidas peatonales del Premetro SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS MODELOS ¾ ENLACES Y NODOS • Red estándar: 2,855 Km representados en 2,917 nodos regulares y 9,359 enlaces unidireccionales. Compuesta por la totalidad de vías utilizadas por las rutas de transporte público y por calles que sirven al transporte privado para la conformación de corredores. Información física y operativa: -Longitud del tramo vial. -Velocidad a flujo libre sobre el tramo, de acuerdo al tipo de vía. -Sentido de circulación. -Numero de carriles por sentido de circulación. -Capacidad vial efectiva por sentido de circulación. Esta se encuentra disminuida en la proporción empleada por los vehículos de transporte público, mediante cálculos empleando factores de equivalencia de 2.00 y 2.50 para microbuses y autobuses, respectivamente. • Red Virtual de Transporte Público: empleada para complementar la red de oferta estandar, especialmente definida para representar adecuadamente la integración tarifaria existente entre los modos metro, premetro y metrobus, incluyendo las rutas corrientes con convenio de pasaje integrado. Los modos integrados, a su vez se encuentran conectados entre si y con el sistema de rutas convencionales a través de conectores virtuales. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS MODELOS RED VIAL ESTANDAR SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS MODELOS RED VIRTUAL AUXILIAR EJEMPLO INTEGRACION Estrategia: Metrobus- Metro. Arco Metro modo “m” Arco Metrobus modo “b” Arco Red Vial Estandar modos “priln” Modo “f”; $4.70; t=0 Modo “p Modo “g”; $0.80; t=caminata ”; $0.0 0; t=ca minata En primera instancia se aborda el sistema Metrobus a través de un acceso virtual de modo “f” en el cual se cobra una tarifa de $4.70. Posteriormente al realizar la transferencia al Metro a través de un enlace de integración de modo “g”, el usuario es penalizado con el tiempo de caminata correspondiente al ingreso hasta la plataforma del Metro, cobrándosele adicionalmente $0.80 para completar la tarifa integrada de $5.50. Finalmente el usuario sale del sistema Metro hacia la calle, a través de un arco virtual de modo “p” en el cual se toma en consideración únicamente el tiempo que tarda en abandonar la estación. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS MODELOS ¾ RUTAS DE TRANSPORTE PUBLICO Sistema Colectivo actual: 269 rutas convencionales 3 rutas del sistema alimentador Premetro 2 líneas del Metro SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS MODELOS ¾ FUNCIONES DE COSTO • Transporte privado: funciones volumen-demora BPR, de tipo cónicas. • Transporte público: -Metro: función de transito con velocidad de recorrido constante. -Sistema colectivo: funciones de transito por segmento de ruta, proporcionales al tiempo de viaje en automóvil (trafico mixto). ¾ PERIODO DE MODELACION Para determinar la hora pico, se construyó el histograma de pasajeros a partir de los resultados obtenidos en los puntos en los que se realizaron los estudios de ocupación visual y frecuencias de paso. La hora de máxima demanda, finalmente el periodo de modelación, se presenta de 7:15 am a 8:15 am. En este periodo se observa una movilización del 8.85% del total del día. ¾ MATRICES DE DEMANDA • Transporte privado: matriz única de automóviles y taxis. • Transporte público: matriz única sin segmentación. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 CALIBRACIÓN A LA SITUACIÓN ACTUAL ¾MODELO DE TRANSPORTE PRIVADO Como resultado preliminar, durante el proceso de actualización y ajuste de la demanda, se obtuvieron flujos de transito que reproducen adecuadamente los conteos observados en los puntos de control. La calibración consistió entonces, en reproducir los tiempos de recorrido observados sobre los principales corredores de la red vial, manteniendo el nivel de representación obtenido al final del proceso de ajuste de la demanda. DISPERSIÓN DEL VOLUMEN DE VEHÍCULOS PRIVADOS ASIGNADOS VS. OBSERVADOS SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 CALIBRACIÓN A LA SITUACIÓN ACTUAL ASIGNACIÓN DEL TRANSPORTE PRIVADO. ESCENARIO CALIBRADO HORA PICO AM SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 CALIBRACIÓN A LA SITUACIÓN ACTUAL ¾MODELO DE TRANSPORTE PUBLICO De manera similar al transporte privado, al final de la aplicación del proceso de ajuste por conteos sobre la matriz de viajes en transporte público, se obtuvieron volúmenes de pasajeros muy cercanos a los observados en las secciones de vía de los puntos en los que se ejecutaron los estudios de ocupación visual y frecuencias de paso. En este caso, la calibración consistió ajustar los coeficientes de peso relativo de los componentes de la función de costo generalizado del transporte. Esta calibración se realizó a través de ensayos a prueba y error, durante los cuales se cotejaron diversos parámetros de verificación como lo son: la adecuada división modal, la tasa media de transbordos y naturalmente el conservar el nivel de representación de los volúmenes de pasajeros obtenido al final del proceso de ajuste por conteos, sobre cada uno de los enlaces seleccionados como punto de control. COEFICIENTES DE LA FUNCIÓN DE COSTO GENERALIZADO DEL TRANSPORTE PÚBLICO COEFICIENTE PESO RELATIVO Espera 2.00 Caminata 2.50 Abordaje 2.00 SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 CALIBRACIÓN A LA SITUACIÓN ACTUAL DISPERSIÓN DEL VOLUMEN DE PASAJEROS ASIGNADOS VS. OBSERVADOS. ESCENARIO AÑO BASE 2003 CALIBRADO SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSPORTE EN EL AÑO BASE 2003 CALIBRACIÓN A LA SITUACIÓN ACTUAL ASIGNACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO. ESCENARIO CALIBRADO HORA PICO AM Metro Metrobus Transporte colectivo SIMULACIÓN A FUTURO DEL SISTEMA DE OFERTA ACTUAL DEL TRANSPORTE PÚBLICO MODELOS DE DEMANDA ¾MODELO DE GENERACIÓN DE VIAJES Puesto que la demanda de transporte se deriva de la demanda de otras actividades, los modelos de generación de viajes se desarrollaron con criterios diferentes para cada tipo de transporte (privado y público), teniendo en cuenta que los usuarios en cada caso tienen características socioeconómicas diferentes entre si, como los son especialmente el nivel de ingresos y los motivos por los cuales realizan sus viajes. • Transporte privado: los viajes en transporte privado producidos a futuro en el 2010 y 2015, se estimaron de manera independiente para cada zona de tránsito. Para esto, al total de viajes originados en cada zona se le aplicó la tasa de crecimiento esperada de la población en cada periodo de tiempo. • Transporte público: la estimación de los viajes totales en transporte público originados en cada zona de transito, siguió la misma metodología descrita antes para los viajes producidos en transporte privado. Los viajes totales atraídos en cada zona de transito, se estimaron aplicando la tasa de crecimiento de los empleos totales, si el área al mediano o largo plazo tiene un uso de suelo diferente al industrial. En el caso de las zonas industriales, el total de viajes atraídos se obtuvo a través de la tasa de crecimiento esperada para los empleos del sector manufacturero. SIMULACIÓN A FUTURO DEL SISTEMA DE OFERTA ACTUAL DEL TRANSPORTE PÚBLICO MODELOS DE DEMANDA ¾MODELO DE DISTRIBUCIÓN DE VIAJES Los modelos utilizados en esta etapa utilizan las estimaciones de atracciones y producciones por cada una de las zonas de tránsito e información sobre la estructura de la distribución de la demanda. El resultado de la aplicación de este tipo de modelo es una matriz de demanda, donde cada celda contiene una medida de la intensidad del intercambio entre un determinado par de zonas • Transporte privado: las matrices de demanda, fueron pronosticadas aplicando el factor de cambio del total de viajes originados en cada zona, entre periodos sucesivos. La idea básica de la aplicación simple de este procedimiento, es que la demanda producida en cada zona sea distribuida entre las zonas de atracción, manteniendo la estructura interna de los destinos de la matriz base. • Transporte público: El pronóstico de las matrices de viajes en transporte público, se realizó empleando un modelo de distribución Frattar, el cual se basa en procesos multiplicativos. SIMULACIÓN A FUTURO DEL SISTEMA DE OFERTA ACTUAL DEL TRANSPORTE PÚBLICO PROYECCIÓN DE LOS PRINCIPALES CORREDORES Se realizó la simulación al 2010 y 2015 del escenario hipotético en el cual la oferta actual del transporte público, se mantiene constante hasta ese entonces. El objetivo de este análisis fue determinar los niveles de demanda que se movilizarán en el futuro sobre los principales corredores de transporte del AMM, definiendo las características específicas que prevalecerán sobre ellos y sobre el subsistema de transporte en el cual se encuentran inmersos. DISPERSIÓN DEL VOLUMEN DE VEHÍCULOS PRIVADOS ASIGNADOS VS. OBSERVADOS Metro Transporte colectivo SIMULACIÓN A FUTURO DEL SISTEMA DE OFERTA ACTUAL DEL TRANSPORTE PÚBLICO PROYECCIÓN DE LOS PRINCIPALES CORREDORES VOLÚMENES ESPERADOS DE PASAJEROS EN TRANSPORTE PÚBLICO SUBSISTEMA CORREDOR PASAJEROS HP AM SENTIDO MÁS CARGADO 2003 2010 2015 Norte Av. Universidad Norte - Sur 11,105 14,111 16,713 Norponiente Av. Abraham Lincoln Norponiente - Sur 8,262 9,139 9,434 Nororiente Av. Félix Galván Oriente - Poniente 6,056 6,582 7,206 Oriente Av. Chapultepec Oriente - Poniente 6,152 6,267 6,431 Poniente Av. Gustavo Díaz Ordaz Poniente - Oriente 5,375 5,904 6,224 Sur Av. Eugenio Garza Sada Norte - Sur 3,652 3,931 4,160 Existen dos corredores que en el año 2015 se encontrarán con niveles de demanda cercanos o superiores a los 10,000 pax/h en el sentido mas cargado, sin incluir a otros usuarios del mismo subsistema que se desplazarán por otros ejes, en condiciones de movilización inapropiadas. Lo anterior, supone la necesidad de desarrollar en ellos propuestas de modernización del transporte publico, que permitan a futuro atender las necesidades de desplazamiento urbano y metropolitano de la población de una manera ágil, segura, cómoda y oportuna. La Av. Universidad y la Av. Abraham Lincoln son atendidas actualmente por sistemas de rutas convencionales, los cuales según los niveles máximos de movilización por tipo de tecnología de transporte público, serán insuficientes para atender de manera eficiente a la demanda recibida. SIMULACIÓN A FUTURO DEL SISTEMA DE OFERTA ACTUAL DEL TRANSPORTE PÚBLICO SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE MODERNIZACIÓN CAPACIDAD DE MOVILIZACIÓN POR TIPO DE TECNOLOGÍA DE TRANSPORTE PÚBLICO Velocidad Costo sistema Comercial USD $ M/kms. CARACTERÍSTICAS Transporte paralelo (taxis, colectivos, minibuses) Autobuses en tránsito mixto Autobuses con carril exclusivo Tren Ligero con carril exclusivo Metro Elevado kph sin vehiculos 0 12 á 20 - 10 á 12 - 15 á 30 2á7 15 á 25 6 á 10 30 á 35 45 á 55 30 á 35 85 á 105 CAPACIDAD DE TRANSPORTE EN PASAJEROS POR CARRIL POR HORA POR SENTIDO (en miles) 10 20 30 40 50 60 4 15 30 36 60 Subterráneo 60 Fuente: Sistemas de Transporte Público Urbano.- Armstron W. Allan.- 1989.- World Bank.- Documento 52S La selección de la tecnología más adecuada debe responder básicamente a las características de la demanda sobre el corredor en estudio y a otros aspectos complementarios y no menos importantes como lo son: los costos de inversión en infraestructura y vehículos, las características socioeconómicas de la demanda, el espacio vial disponible y la sostenibilidad de la operación del servicio de transporte. SIMULACIÓN A FUTURO DEL SISTEMA DE OFERTA ACTUAL DEL TRANSPORTE PÚBLICO SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE MODERNIZACIÓN COMPARACIÓN DE COSTOS DE INVERSIÓN Y MANTENIMIENTO CONCEPTO Costo inicial de inversión Costo anual de mantenimiento** CARRO DEL TREN LIGERO * 2,000,000 19,000 AUTOBUS ARTICULADO A DIESEL* 300,000 7,400 Notas: * Los costos iniciales de estos buses se refieren a vehículos de la misma capacidad de transporte de carros de tranvía. ** No es claro si los costos de mantenimiento de buses se refieren a vehículos rígidos o articulados. Fuentes: (i) S. Björklund, et al, New concepts for trolley buses in Swedan, ScanTech Development AB, Suecia, diciembre, 2000,; (ii) P. Williams, The electric trolleybus - its role in future transport systems, 1996. y (iii) Ian Thompson, Buses o Tranvías para las Avenidas de Ciudades Latinoamericanas?, Boletin FAL / CEPAL, Abril, 2003. De acuerdo a lo anterior, la opción recomendada para el Área Metropolitana de Monterrey se basa en una red tronco-alimetadora operada con autobuses “padrón” con capacidad para hasta 80 pasajeros o con autobuses articulados con capacidad hasta 180 pasajeros. Esta red ofrece una amplia cobertura a través de rutas diseñadas para atender los deseos de desplazamientos de la población de cada una de las “cuencas” o subsistemas del AMM. La oferta del servicio tronco alimentador abarcará toda la “cuenca” y no solamente el área cercana del corredor principal. Por este motivo, se recomienda la opción “autobús” que es flexible, ya que los los vehículos pueden salir de los carriles exclusivos y continuar sus recorridos en algunos tramos en tráfico mixto. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE MODERNIZACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO SUBSISTEMA NORTE RUTAS DE LA RED TRONCO-ALIMENTADORA DEL SUBSISTEMA NORTE SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE MODERNIZACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO SUBSISTEMA NORTE VOLÚMENES DE PASAJEROS EN LOS TRAMOS MAS CARGADOS. ESCENARIO DE OPERACIÓN DEL SUBSISTEMA NORTE. HORA PICO A.M. AÑO 2010 Unidad Barragán Exclusivo Universidad San Nicolás Total Demanda tramo y sentido más cargado HP AM Pasajeros por hora 1,725 17,221 1,367 20,313 Demanda tramo más cargado (ambos sentidos) HP AM Pasajeros por hora 2,408 21,053 2,337 25,798 Variable VOLÚMENES DE PASAJEROS EN LA HORA PICO A.M. AÑO 2010 VOLÚMENES DE PASAJEROS SOBRE LA RED TRONCAL Y DE ALIMENTACIÓN. AÑO 2010 Metro Transporte colectivo Sistema troncal Sistema alimentador SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE MODERNIZACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO SUBSISTEMAS NORTE - NORPONIENTE RUTAS DE LA RED TRONCO-ALIMENTADORA DE LOS SUBSISTEMAS NORTE Y NORPONIENTE SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE MODERNIZACIÓN DEL TRANSPORTE PÚBLICO SUBSISTEMAS NORTE - NORPONIENTE VOLÚMENES DE PASAJEROS EN LOS TRAMOS MAS CARGADOS. ESCENARIO DE OPERACIÓN CONJUNTA DE LOS SUBSISTEMAS NORPONIENTE Y NORTE. HORA PICO A.M. AÑO 2010 Unidad Exclusivo Norponiente Exclusivo Norte Demanda tramo y sentido más cargado HP AM Pasajeros por hora 16,782 18,642 Demanda tramo más cargado (ambos sentidos) HP AM Pasajeros por hora 25,428 23,089 Variable VOLÚMENES DE PASAJEROS EN LA HORA PICO A.M. AÑO 2010 VOLÚMENES DE PASAJEROS SOBRE LA RED TRONCAL Y DE ALIMENTACIÓN. AÑO 2010 Metro Transporte colectivo Sistema troncal Sistema alimentador
