Proyecto / Examen final: Transporte público

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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería

Ingeniería de tránsito

“Proyecto/Examen Final: Transporte Público”

Alumno: Luis Becerril Nieto

Fecha: 08/06/24

[pic 2]ÍNDICE        Pág.

Introducción        3

Objetivos        4

Marco teórico        5

Aplicaciones        11

Conclusiones        19

Recomendaciones        20

Bibliografía        21

[pic 3]Introducción

Una ciudad cuenta con infraestructura urbana, dependiendo de la localidad, cientos, miles o milones de habitantes, los cuales de alguna u otra forma tendrán que trasladarse de su hogar a diferentes destinos, ya sea escuela, trabajo, o cualquier otra razón. Según INEGI, el país cuenta con 55,167,421 vehículos de motor registrados, incluyendo automóviles, camiones y camionetas para pasajeros, camionetas para carga motocicletas; dato obtenido del año 2022.

Ahora, segúnn la UNAM-DGCS (División general de comunicación social de la Universidad Nacional autónoma de México), en nuestro país, el 80% de los traslados se llevan a cabo en transporte público; y es por ello que en este reporte, se estudiará y comunicará acerca del estudio de este, desde su perspectiva teórica y práctica, utilizando modelos atemáticos y análisis de casos para comprender mejor su funcionamiento y proponer mejoras.

[pic 4]Objetivos

• Se comprenderá la importancia del transporte público.

• Estudiar modelos teóricos aplicados al transporte público.

• Dar a entender el funcionamiento y procedimiento de los modelos.

[pic 5]Marco teórico (teoría a utilizarse en las aplicaciones)

En este reporte se mencioarán 4 modelos de transporte público:

1. Modelo de Oferta y Demanda.

2. Modelo de red de transporte.

3. Teoría de colas.

4. Modelo de flujo de tráfico.

La comprensión de estos nos permitirán optimizar el funcionamiento del mismo.

1. Modelo de Oferta y Demanda

Este modelo analiza el cómo la oferta de servisios de transporte público se ajusta a la demanda de los usuarios existentes. Existen variables dentro de este modelo, tales como la frecuencia del servicio, el número de vehículos y las rutas que se ajustan, número de pasajeros, patrones de viaje, etc. Todo esto con el fin de satisfacer las necesidades de los pasajeros.

Componentes del Modelo:

1. Demanda: Representa el número de pasajeros que utilizan el sistema de transporte público y sus patrones de viaje. Existen factores como la hora del día, el día de la semana, eventos especiales y la ubicación geográfica influyen en la demanda.
2. Oferta: Incluye la cantidad y calidad de los servicios de transporte público disponibles. Esto abarca la frecuencia de los servicios, el número de vehículos en operación, la capacidad de los vehículos, las rutas y las paradas.

Variables Clave:

• Frecuencia del Servicio: La cantidad de veces que un vehículo de transporte pasa por una parada en un periodo determinado (una mayor frecuencia puede reducir los tiempos de espera y aumentar la satisfacción del usuario).
• Número de Vehículos: La cantidad de autobuses, tranvías u otros vehículos en operación (aumentar el número de vehículos puede incrementar la capacidad y reducir la congestión).
• [pic 6]Rutas: La planificación de las rutas debe considerar la conectividad y accesibilidad a diferentes áreas de la ciudad (las rutas deben optimizarse para cubrir la mayor cantidad de pasajeros posible con el menor costo).
• Capacidad del Vehículo: La cantidad de pasajeros que puede transportar un vehículo en un solo viaje (la capacidad debe ajustarse a la demanda para evitar tanto la sobrecarga como la infrautilización).

Ajuste de la Oferta a la Demanda:

Para que el sistema de transporte público sea eficiente, la oferta debe ajustarse constantemente a la demanda. Esto implica:

1. Análisis de Datos de Demanda: Utilizar datos históricos y en tiempo real para comprender los patrones de demanda. Esto incluye el uso de sistemas de gestión de información y tecnologías de transporte inteligente (ITS).
2. Modelado y Simulación: Utilizar modelos matemáticos y simulaciones para prever cómo los cambios en la oferta afectarán la demanda. Estos modelos pueden incluir algoritmos de optimización y simulaciones basadas en agentes.
3. Feedback y Ajuste Continuo: Implementar sistemas de feedback que permitan a los operadores del transporte público ajustar rápidamente la oferta en respuesta a cambios en la demanda. Esto puede incluir la reprogramación de rutas, el ajuste de la frecuencia de los servicios y la redistribución de vehículos.

1. Modelo de Red de Transporte

Este modelo trata de representar y analizar, por medio de redes, la estructura de las rutas de transporte público; en donde los nodos representan paradas o estaciones, y los arcos representan las rutas entre ellas. Gracias a esto, es posible analizar la conectividad, eficiencia y optimización de las rutas de transporte.

Componentes del Modelo:

1. Nodos: Igual conocidos como “Vértices”. Representan las paradas o estaciones del sistema de transporte público. Cada nodo puede tener atributos asociados, como el número de pasajeros que lo utilizan, su ubicación geográfica y las “facilidades” disponibles en la estación.
2. [pic 7]Arcos: También conocidos como “Edges”. Representan las rutas o caminos que conectan dos nodos. Los arcos pueden tener atributos como la distancia, el tiempo de viaje, la capacidad del vehículo y el costo del transporte entre los nodos.

Variables Clave:

• Conectividad de la Red: Mide cuán bien conectados están los nodos entre sí. Una red bien conectada permite a los pasajeros moverse eficientemente entre diferentes partes del sistema.
• Centralidad de los Nodos: Determina la importancia de un nodo dentro de la red. Los nodos con alta centralidad son cruciales para la conectividad de la red y suelen ser puntos de transferencia importantes.
• Capacidad de los Arcos: Representa la capacidad de las rutas en términos de número de pasajeros que pueden ser transportados en un periodo determinado. Es crucial para evitar la sobrecarga y garantizar un servicio eficiente.
• Longitud de los Caminos: La distancia total o el tiempo de viaje entre dos nodos. Optimizar la longitud de los caminos ayuda a reducir el tiempo de viaje y mejorar la eficiencia del sistema.

Análisis de la Red:

Este anáñisis se realiza utilizando varias técnicas de teoría de grafos, tales como:

1. Análisis de Conectividad: Se evalúa qué tan conectada está la red. Una red completamente conectada permite que cualquier nodo sea alcanzable desde cualquier otro nodo. Este análisis ayuda a identificar puntos débiles en la red que podrían mejorarse.
2. Cálculo de Rutas Óptimas: Utilizando algoritmos de búsqueda de caminos, como Dijkstra o Floyd-Warshall, se puede determinar la ruta más corta (en términos de distancia o tiempo) entre dos nodos. Esto es útil para planificar rutas eficientes y minimizar el tiempo de viaje.
3. Análisis de Centralidad: Se utilizan métricas como la centralidad de grado, centralidad de cercanía y centralidad de intermediación para identificar los nodos más importantes dentro de la red. Esto ayuda a identificar estaciones clave y optimizar su funcionamiento.
4. Optimización de la Capacidad: Ajustar la capacidad de los arcos (rutas) para manejar mejor la demanda de pasajeros. Esto puede implicar aumentar la frecuencia de servicios en rutas concurridas o redistribuir vehículos.

1. [pic 8]Teoría de Colas

La teoría de colas estudia el comportamientp de las líneas de espera, por ello su nombre coloquial: “colas”. Más detalladamente, se utiliza para analizar y optimizar los tiempos de espera de los pasajeros en estaciones y paradas; esto con el fin de mejorar la eficiencia del sistema de transporte público, reduciendo así rtiempos de espera y ppor ende, los usuarios obtienen un aumento en la satisfacción del sistema empleado.

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