Un nuevo modelo continuo de asignación de tráfico para el diseño óptimo de redes de transporte urbano
El diseño de redes de transporte urbano es un tema de permanente interés debido a los altos costos que paga la sociedad por las deficiencias del sistema de tránsito en las ciudades medianas y grandes. Los centros urbanos, a causa de múltiples y complejos factores, tienden a nuclear cada día mayor...
| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2013
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/583 |
| Aporte de: |
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El diseño de redes de transporte urbano es un tema de permanente interés debido a
los altos costos que paga la sociedad por las deficiencias del sistema de tránsito en las
ciudades medianas y grandes. Los centros urbanos, a causa de múltiples y complejos
factores, tienden a nuclear cada día mayor cantidad de personas que requieren nuevos
asentamientos y consecuentemente nuevas vías de circulacióin. Este hecho, conjuntamente con la preferencia de los habitantes por la utilización del vehículo particular para efectuar sus traslados, conducen a los conocidos problemas de congestión del tráfico urbano y sus consecuencias inmediatas: demoras e incremento de la contaminación acústica y atmosférica, aspectos que es necesario mitigar en pos de la sustentabilidad del desarrollo de las ciudades.
Para paliar el problema es necesario introducir modificaciones en la red de transporte,
tales como apertura de nuevas calles, ensanchamiento de vías existentes, creación de pasos sobre vías férreas y ríos, cambios en el sentido de circulación y/o en la semaforización, entre otras. Tales transformaciones llevan a los usuarios a variar sus recorridos habituales hasta lograr un nuevo equilibrio en la distribución del flujo vehicular.
El problema de encontrar dicho equilibrio en una red de transporte, a partir del conocimiento de las características físicas de la misma y del comportamiento de los conductores, se conoce como asignación de tráfico y se resuelve mediante la aplicación de modelos matemáticos.
Tradicionalmente, en dichos modelos, la definición de las características del tránsito
urbano, tales como la cantidad de vehículos que circulan por hora o el tiempo de viaje,
se definen individualmente para las intersecciones y tramos de calles. Esta formulaci´on
discreta, conduce a problemas de optimización en gran escala que consumen grandes
recursos computacionales a medida que las redes crecen.
Una alternativa, no suficientemente explorada aún, es la descripción del comportamiento
de la red mediante funciones continuas. Tal idea está sustentada en la consideración de
que la variación de las características del tráfico en áreas cercanas es pequeña cuando se la compara a las diferencias del sistema entero. En este caso, la cantidad de variables depende del método de resolución independizándose del tamaño físico de la red. En principio, los modelos de este tipo se utilizan cuando se requiere conocer rápidamente, el comportamiento general de la circulación vehicular utilizando poca información.
En esta tesis se desarrolla un nuevo modelo continuo espacial de asignación de
tráfico que, a diferencia de los modelos anteriores, permite predecir en forma detallada
el comportamiento vehicular en cada arteria de la red de transporte, contempla las
características anisótropas de la circulación urbana y la multiplicidad de destinos y tipos
de usuarios. El nuevo modelo, desarrollado a partir del tradicional enfoque discreto,
mantiene la precisión del mismo con menor costo computacional. La correspondiente
formulación matemática deriva en un sistema de ecuaciones diferenciales no lineales y
un conjunto de ecuaciones algebraicas acopladas, que pueden resolverse por diferentes
métodos numéricos, particularmente por el método de Elementos Finitos.
A su vez, el modelo de asignación de tráfico constituye la base fundamental de los
problemas de diseño óptimo de redes de transporte sujeto a restricciones ambientales,
como así también de los problemas inversos de estimaci´on de las funciones de demanda de viajes, ambos temas abordados en la presente tesis, a través de programas de optimización y técnicas metaheurísticas de resolución.
Se compara el modelo desarrollado con los modelos clásicos, mediante estudios
numéricos donde se manifiestan sus ventajas y se muestra, a través de ejemplos, la
aplicación del mismo en problemas de diseño óptimo, en estudios de impacto ambiental y en la estimación de la demanda de viajes. |
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Cortínez, Víctor Hugo |
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Cortínez, Víctor Hugo Dominguez, Patricia Neri |
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