Dr. Andrés Sotil Chávez Clase 12 Transporte y Tránsito Prof. Andres Sotil RESUMEN DEL SEMESTRE Hasta este momento, ustedes pueden: Definir el LOS de una carretera (análisis) Mejorar el LOS de la carretera (diseño) Definir el LOS de una intersección semaforizada (análisis) y mejorar el LOS de la misma (diseño) Definir el LOS de una intersección no semaforizada (análisis) y determinar si se requiere o no semáforos (garantías) Evaluar el impacto de construcciones o proyectos en condiciones actuales y futuras Prof. Andres Sotil RESUMEN DEL SEMESTRE Las siguientes clases les darán las herramientas para analizar mas allá de un locación puntual (intersección o vía) y ver en conjunto una región o grupo de zonas para una evaluación de transporte integrada. Prof. Andres Sotil CLASES SIGUIENTES Después de determinar las condiciones actuales de algún área de estudio focalizada de transporte (intersección, carretera, etc...) se tiene que evaluar: La Generación de Viajes entre distintos puntos de una región o grupo de zonas La Distribución de Viajes en esas zonas El Método de Viaje La ruta a ser usada (Asignación de Rutas) Estos son los 4 Pasos del Proceso Analítico de Distribución de Viajes Prof. Andres Sotil DISTRIBUCIÓN DE VIAJES PROCESO ANALÍTICO DE LOS 4 PASOS Generación de viajes Ti f (origen..caracterís ticas ) Tj Viajes extremos .... f (destino..caracterís ticas ) Distribución (Modelo de Gravedad) Tij TiT j F Tj F , .F f (tij ), .... factor.. fricción Selección Modal e uij , T Tij uij 1 e .uij f (dinero , tiempo, ingresos ) m ij Las características de los viajes producidos son ingresos, trabajos, propiedad vehicular, …etc.. Los viajes distribuidos en proporción al tamaño de la zona e inversamente a la distancia entre zonas Uij es la diferencia de utilidad entre modos ....... utilidad ..diferencia Asignación de Tráfico e ( Tk ) , T T e ( Tk ) . dispersión .. parámetros, m. r ij m ij .Tk eficiencia , ruta Los viajes toman la ruta más corta y eficiente basados en el conocimiento de las personas Prof. Andrés Sotil GENERACIÓN DE VIAJES El objetivo de un modelo de generación de viajes es el predecir el numero de viajes-por-persona que “empezarán de” o “terminarán en” cada zona de análisis de trafico dentro de un región estudiada para un día típico en el año objeto de estudio A B E C D Prof. Andres Sotil GENERACIÓN DE VIAJES Esto se hace con varias observaciones durante un año. De estas observaciones se tiene: Variable dependiente: numero total de viajes por persona generados Variable independiente: Factores de uso de tierra o socioeconómicos que generan el viaje Entonces se va a tener una relación de variables que ingresados en una ecuación generen el numero de viaje que vayan a una zona “Q” Prof. Andres Sotil PROPÓSITO DE VIAJE Los viajes típicos que se consideran en un estudio de transporte son: Viajes al trabajo Viajes a la escuela Viajes para compras Viajes social y/o recreacionales En otros contextos se deberían incluir otros tipos de viaje (viajes de salud, viajes con motivos religiosos, etc..) Cada viaje tiene sus características únicas Viajes al trabajo o la escuela son durante semana, con horas de pico en la mañana y tarde, y siempre de un punto A a un punto B Los otros dos tipos de viaje son mas variables en su Prof. Andres Sotil frecuencia, destino y horario MODELOS ZONALES vs. MODELOS BASADOS EN HOGARES Es imposible determinar los patrones de viaje de cada individuo en una región. Por eso se divide la región en zonas mas pequeñas y se asocian los viajes de cada zona: Modelos Zonales Para estudios de transporte estas zonas son las zonas de interés y se usan como variables independientes y de explicación. Estas zonas son definidas por: Población zonal (mayores de edad, jóvenes universitarios, familias jóvenes) Promedio de ingreso (A, B, C, D, o E) Promedio de propiedad de vehículos (0, 1, 2 o mas) Prof. Andres Sotil MODELOS ZONALES vs. MODELOS BASADOS EN HOGARES Modelos zonales son efectivos pero tienen sus problemas si es que las variables que definen la zona no son claramente definidos o tienen una variación interna importante. Por ejemplo, zona A y zona B tienen un promedio de ingresos parecidos. Sin embargo, zona A esta compuesta por familias con niveles socioeconómicos muy parecidos Zona B tiene el promedio parecido al de A, pero esta compuesto por familias muy ricas y muy pobres. Esto generara diferentes comportamientos y puede desequilibrar los modelos generados Prof. Andres Sotil MODELOS ZONALES vs. MODELOS BASADOS EN HOGARES Para evitar estos problemas existen Modelos Basados en Hogares Esto se hace asumiendo que hogares con características similares tienden a tener tendencias similares de viaje, sin tener en cuenta la región geográfica donde se encuentren Este método usa una muestra de hogares en vez de una muestra de zonas Reduce las zonas anteriores en unidades mas pequeñas, aunque pueden haber cruces de zonas, de acuerdo a la composición de hogares. Prof. Andres Sotil PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓN DE VIAJES Los viajes predichos por los modelos para cada zona pueden clasificarse en orígenes y destinos A pesar que se puede confundir Origen no es igual a Producción Destino no es igual a Atracción Evalúe la siguiente figura RESIDENCIAL RESIDENCIAL COMERCIAL COMERCIAL Zona I Zona J Prof. Andres Sotil PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓN En la mañana se sale de la zona I (origen) para trabajar en la zona J (destino) En la tarde, se regresa a casa y se invierten los papeles. Zona I es destino y zona J es origen Sin embargo, producción se refiere al numero de viajes generados en una zona residencial y atracción al numero de viajes atraídos por una zona no-residencial (comercial, industrial, etc..) Prof. Andres Sotil PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓN Es por esto que en la grafica anterior, la Zona I ha producido 2 viajes (una de salida y otro de entrada) Mientras tanto, la Zona J atrajo 2 viajes (una de entrada y otro de salida) Esta distinción se hace porque: Producción de viajes se determina de las características socioeconómicas de la población zonal y las necesidades de viajes Atracción de viajes depende en la disponibilidad e intensidad de oportunidades no residenciales encontradas dentro de la zona. Prof. Andres Sotil PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓN Entonces un estudio de generación de viajes incluye la aplicación de modelos de producción de viajes y atracción de los mismos. Para producción se necesitan variables que describan la demografía de la zona Para atracción se necesitan variables que describan el tipo y necesidad de actividades no residenciales En general, cada zona I debe tener una cantidad Pi de producciones y una cantidad Ai de atracciones Prof. Andres Sotil PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓN Existen variaciones a la regla Viajes entre dos zonas no residenciales (del trabajo a un centro comercial) Es por eso que los viajes también pueden ser clasificados como viajes-de-hogar y viaje-nohogareños Dependiendo de la zona de estudio, a veces es relevante estudiar estos viajes hogar-hogar o viajes no-residencia-no-residencia Prof. Andres Sotil GENERACIÓN DE VIAJES Para determinar la cantidad de viajes producidos y atraídos se usan tres tipos de formulas matemáticas: Modelos de regresión Modelos de análisis de ratio de viajes Modelos de clasificación cruzada Prof. Andres Sotil MODELOS DE REGRESIÓN Se pueden usar modelos lineales o no lineales Se puede regresionar una variable dependiente (viajes Y), en base a diversas variables (X1, X2, X3,…) usando cualquier modelo y la función Solver en MS Excel La manera mas simple de realizar esto es usando el modelo multilineal de regresión que tiene la forma: Y = a0 + a1X1 + a2X2 + a3X3 + … + anXn Los parámetros “a” son los que se van a determinar con el MS Solver minimizando los cuadrados de las diferencias entre los valores medidos y predichos Prof. Andres Sotil PRINCIPIOS DE REGRESIÓN MULTILINEAL Una encuesta demográfica como las que se necesitan para encontrar estas ecuaciones incluyen muchas preguntas Por ejemplo, para viajes producidos por hogares A = Cantidad de miembros de familia B = Cantidad de miembros que van a trabajar C = Cantidad de miembros que van a la escuela D = Veces a la semana que se va de compras E = Salidas recreacionales semanales F = Promedio de ingresos Que variables usar? Prof. Andres Sotil PRINCIPIOS DE REGRESIÓN MULTILINEAL Criterio para determinar que variables a usar Variable debe de estar muy relacionada y de manera lineal con la Variable Dependiente Y Variable no debe de estar muy correlacionada entre si con otras variables Cuantas variables pueden usarse para una regresión? A B C D E F AB AC AE AF BC BD BE BF CD CE CF DE DF EF ABC ABD ABE ABF … ABCD ABCE ABCF … Un 99% de veces estas … variables son eliminadas ABCDEF Prof. Andres Sotil PRINCIPIOS DE REGRESIÓN MULTILINEAL Esto se determina matemáticamente usando el Diseño de Experimentos Esta metodología usa métodos estadísticos avanzados para determinar las variables SIGNIFICATIVAS de las no significativas Para esta clase, se les va a entregar las variables SIGNIFICATIVAS Para tarea ustedes desarrollaran alguna regresión multilineal con MS Excel Solver Para exámenes, la formula se les entregara Prof. Andres Sotil REGRESIÓN MULTILINEAL - EJ Después de realizar una regresión multilineal con TODAS las variables de 1er (A, B, C…) y 2do orden (AB, AC, BC, …), la matriz mostrada contiene los coeficientes “a” resultantes En base a esta matriz, determinar que valores deberían ser usadas en la regresión multilineal final Y X1 X2 X3 X4 Y X1 X2 X3 X4 1 0.32 0.92 0.95 0.62 1 0.25 0.19 0.03 1 0.99 0.29 1 0.33 1 Prof. Andres Sotil REGRESIÓN MULTILINEAL - EJ Y X1 X2 X3 X4 Y X1 X2 X3 X4 1 0.32 0.92 0.95 0.62 1 0.25 0.19 0.03 1 0.99 0.29 1 0.33 1 Las variables X1 y X4 tienen correlación baja, se eliminan como opcion por si sola X2 y X3 tienen alta correlación, pero también entre ellas, así que basta usar una para definir a la otra Y = a0 + a2X2 A esta ecuación se podría añadir a4X4 y evaluar si mejora o Prof. Andres Sotil no la correlación final EJERCICIO 1 Se necesita calibrar un modelo de regresión múltiple para viajes producidos. De acuerdo a los estudios realizados, las variables fueron: Pt = Viajes Producidos X1 = # de Habitantes por zona X2 = Ingresos salariales promedio X3 = Edad Media X4 = Registro de Propiedad de Vehículos X5 = Numero de casas Un análisis preliminar da como resultados la siguiente matriz: Prof. Andres Sotil EJERCICIO 1 Y X1 X2 X3 X4 Y X1 X2 X3 X4 X5 1 0.95 0.83 0.41 0.82 0.85 1 -0.21 0.22 -0.29 0.91 1 0.82 0.89 -0.43 1 -0.19 -0.15 1 -0.22 X5 1 Dar la forma de ecuación mas probable después de analizar esta matriz. Justificar tu decisión. Prof. Andres Sotil ANÁLISIS DE RATIOS DE VIAJE Se refiere a varios modelos que están basados en la determinación de los viajes producidos o atraídos asociados a los generadores mas importantes dentro de la región. USO DE TIERRA ÁREA (K ft2) VIAJES-PERSONA VIAJES POR K ft2 Residencial 2,744 6,574 2.4 Retail 6,732 54,833 8.1 Servicios 13,506 70,014 5.2 Al por mayor 2,599 3,162 1.2 Manufactura 1,392 1,335 1.0 Transporte 1,394 5,630 4.0 Publico 2,977 11,746 3.9 Total 31,344 153,294 Comercial Promedio 4.9 Prof. Andres Sotil ANÁLISIS DE RATIOS DE VIAJE También se pueden generar tablas de viajes de una zona a todas las demás, dividido por tipo de generador (Residencial, Comercial, Manufactura, etc.) Los ratios de viaje generados por varios tipos de desarrollos comerciales (malls, escuelas, hospitales, etc.) han sido agrupados y publicados en el manual TRIP GENERATION del Instituto de Ingenieros de Transporte (ITE). Esto será presentado en clases posteriores Prof. Andres Sotil EJERCICIO 1 Usando los datos mostrados en la tabla de ratios de viaje anterior, calcular la generación de viajes para las siguientes condiciones: Espacio Residencial: 1,525,000 ft2 Centros de Servicio: 3,675,000 ft2 Zonas de Retail: 2,100,000 ft2 Locales públicos: 615,000 ft2 Prof. Andres Sotil EJERCICIO 2 Usando las tablas mostradas en clase, calcular los viajes atraídos por un hotel que seria construido por una cadena internacional con las siguientes características: 400 cuartos Restaurante de 2,500 ft2 Espacio para oficinas de 5,000 ft2 para alquilar Prof. Andres Sotil