La Dinámica de Sistemas: Un Paradigma de Pensamiento 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas 14 al 16 de septiembre del 2011 Universidad Colegio Mayor de Nuestra Señora del Rosario Comunidad Colombiana de Dinámica de Sistemas Bogotá – Colombia

Modelado de sistemas de transporte masivo empleando dinámica de sistemas: caso Transmilenio S.A. July Moscoso G.

Mileidy Perdomo M.

Universidad Libre Estudiante de Ingeniería Industrial (57) 3125331868

Universidad Libre Estudiante de Ingeniería Industrial (57) 3004317686

[email protected]

[email protected]

Lady J. Perdomo P.

Oscar Mayorga T.

Universidad Libre Estudiante de Ingeniería Industrial (57) 3134737869

Universidad Libre Ingeniero Industrial, Docente Investigador (571) 4232726

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ABSTRACT

1. INTRODUCTION

In this paper, we describe the formatting guidelines for 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas Proceedings.

Los sistemas de transporte masivo de las ciudades Latinoamericanas enfrentan grandes polémicas por su problemas de contaminación ambiental, auditiva y visual; calidad del servicio; costo de mantenimiento; precio del pasaje; cobertura; capacidad disponible, entre otros. Estas condiciones hace que los sistemas no sean eficientes ni eficaces a la hora de ofrecer un servicio que responda de forma efectiva a las necesidades de los usuarios y habitantes de la ciudad, en este sentido se plantean interrogantes acerca de la satisfacción y percepción del servicio por parte de los actores que lo integran.

This research shows the model of a Mass Transit System using System Dynamics (SD) in a particular scenario, and whose objective criterion focuses on the system explain the discrepancies in terms of available resources (supply Oi) and needs users of it (Dj demand) for the actors who manage the system take the right decisions (tn+1). The methodology is divided into phases: I Concept, II Database; III Formalization, IV Formulation, V Implementation in Computer, VI Validation; VII Experiments, VIII Interpretation. The DS modeling, was able to determine the overuse of the resources of mass transit system, as the demand (Dj) is greater than supply (Oi) which causes the system to lose effectiveness, responsiveness, satisfaction the actors and increased operating costs, on the other hand raises the possible strategies to follow to optimize the available capacity (infrastructure) of the system (tn+1).

Keywords System Dynamics, Mass Transport, Modelling. Permission to make digital or hard copies of all or part of this work for personal or classroom use is granted without fee provided that copies are not made or distributed for profit or commercial advantage and that copies bear this notice and the full citation on the first page. To copy otherwise, or republish, to post on servers or to redistribute to lists, requires prior specific permission and/or a fee. 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas – 14 al 16 de septiembre de 2011, Bogotá - Colombia Copyright 2011 Universidad del Rosario [ISSN 2027-7709] US $10.00

De acuerdo con la revisión documental; las investigaciones y estudios realizados han permitido observar que el 47,6% de los sistemas de transporte masivo Latinoamericanos se han convertido en sistemas obsoletos, a consecuencia de la baja transferencia en el recambio tecnológico, limitantes de infraestructura de las ciudades, creciente cantidad de usuarios, parque automotor deficiente y limitado. En el caso particular, el Sistema de Transporte masivo Transmilenio de la ciudad de Bogotá ha sido el que ha buscado integrar los actores de la movilidad por medio de la arquitectura de un sistema que brinde una cubertura total a todas las zonas de la ciudad, por medio de la eliminación sistemática de rutas de empresas de transporte público particular, esta eliminación de rutas hizo que la demanda migrara al sistema de forma paulatina y que este a través de los años se fortaleciera. Por otro lado las obras civiles del sistema se planean por fases lo cual hace que este ofrezca una infraestructura limitada y en el sentido contrario la demanda crece.

En el desarrollo de la presente investigación se logró identificar los actores, restricciones, recursos, indicadores, medios tecnológicos y variables que integran la estructura del sistema de transporte masivo Transmilenio obteniendo como resultado la discrepancia que se presenta entre la oferta compuesta por la flota transportadora, taquillas, estaciones y portales del sistema; por otro lado la demanda compuesta por los usuarios/día que acceden al sistema que en promedio es de 1.326.3661, al determinar la discrepancia los actores que tienen la gobernabilidad del sistema tienen de cerca la información necesaria para tomar las decisiones pertinentes en cuanto al mismo refiere.

porta, también se puede adquirir el tiquete (pasaje) en diferentes puntos autorizados tales como droguerías, universidades, entre otros.

2. SISTEMAS INTEGRADOS DE TRANSPORTE MASIVO EN COLOMBIA

El objetivo de la investigación es diseñar Un Modelo de Dinámica de Sistemas que busque comprender el Sistema Transmilenio S.A. con el fin de tomar las decisiones adecuadas en términos económicos, logísticos, gubernamentales y sociales.

La movilidad es un tema fundamental para las políticas públicas mundiales; hoy día los Sistemas Integrados de Transporte (SIT) son los que afrontan el reto de dar soluciones técnicas, financieras, sociales y medioambientalmente sostenibles en una nación. Colombia se encuentra a la vanguardia de los Sistemas Integrados de Transporte a nivel de Latinoamérica, contando en la actualidad con 7 proyectos adelantados de manera simultánea en diferentes ciudades del país, lo que hace que se presenten problemas inesperados que requieren de soluciones de largo plazo. Los sistemas integrados de transporte reconocidos que actualmente funcionan en Colombia son: •

Megabus S.A. - Pereira (Risaralda)

•

Metrocali S.A. - Cali (Valle del Cauca)

•

Metrolínea S.A. - Bucaramanga (Santander)

•

Transmetro S.A. - Barranquilla (Atlántico)

•

Transcaribe S.A. - Cartagena (Bolívar)

•

Empresa de Transporte Masivo del Valle de Aburrá Ltda. – Medellín (Antioquia)

•

Transmilenio S.A. (Cundinamarca).

–

Bogotá

D.C.

/

Transmilenio es un referente en el mundo, que también podría llamarse “un producto tipo exportación de Colombia”, pues este SITM es tomado como modelo para ser aplicado en ciudades como Guadalajara, Milán, Ciudad de México, Chile, entre otras [8].

3. SINOPSIS DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Objetivo

A partir de este planteamiento se toma como muestra el Portal del Norte, del cual se conceptualizarán las variables, actores, recursos y escenarios del Modelo Teórico.

3.2 Problema 3.2.1 Problema Transmilenio S.A. es la primera empresa de transporte masivo de la capital que posee la gobernabilidad sobre el sistema de transporte. Desde hace 10 años la implementación del sistema produjo la eliminación selectiva de rutas de transporte público privado, lo que hace que Transmilenio sea prácticamente su única opción de transporte; esta creciente demanda (ver Figura 1) hace que la infraestructura del sistema se encuentre limitada, la capacidad institucional sea deficiente y en consecuencia de esto se incremente los niveles de insatisfacción de los usuarios.

Soacha

Es importante resaltar que la Nación ha asumido cuantías importantes de inversión pública para la implementación de los mencionados SITM [4].

2.1 Transmilenio S.A. Transmilenio S.A. sistema de transporte autosostenible, el cual se basa en un esquema de Buses de Transito Rápido (BTR) que transitan por calzadas exclusivas, en los carriles centrales de las principales avenidas de la ciudad, facilitando el rápido y organizado abordaje, con portales principales y estaciones cerradas que son los únicos puntos de parada de los servicios. Adicional a los servicios troncales con BRT, funcionan los servicios alimentadores los cuales apoyan las rutas troncales, transportando y distribuyendo una parte de la demanda [7]. Transmilenio S.A. maneja una tarifa integral, con un sistema de recaudo a través de taquillas en la entrada de cada estación o 1

Base de datos Transmilenio S.A. [Consultado en octubre de 2010]

Figura 1. Crecimiento Demanda Anual Sistema Transmilenio S.A.

3.2.2 Formulación ¿Cómo optimizar la funcionalidad del Sistema Transmilenio S.A. en el Portal Norte a partir del Modelamiento en Dinámica de Sistemas DI?

4. DIAGNOSTICO Para seleccionar el escenario objeto de estudio se realizo un diagnostico del nivel de utilización de los portales del sistema medido por número de usuarios.

A partir de este diagnostico se pudo establecer como escenario muestral el portal del norte en razón a que el número de usuarios que ingresa y salen de este es el mayor a todo el sistema. (ver figuras 2, 3 y 4).

3.000.000

Cantidad de Usuarios

2.500.000

PORTAL 80

2.000.000

PORTAL DEL NORTE PORTAL DE USME

1.500.000

PORTAL TUNAL PORTAL AMERICAS 1.000.000

PORTAL SUR PORTAL SUBA

500.000

Figura 5. Diagrama básico del sistema Transmilenio – Portal Norte

0 ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

JUNIO

Figura 2. Ingresos de usuarios al sistema Transmilenio S.A. por medio de portales I semestre 2011 3.000.000

Cantidad de Usuarios

2.500.000

Conceptualizado el modelo se han identificado las variables entre las cuales se producen influencias y de igual manera se han clasificado en: variables de nivel, variables de flujo y variables auxiliares como se observa en la tabla 1.

PORTAL 80

2.000.000

PORTAL DEL NORTE

Tabla 1. Parámetros del modelo

PORTAL DE USME

1.500.000

PORTAL TUNAL PORTAL AMERICAS 1.000.000

PORTAL SUR PORTAL SUBA

500.000

0 ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

JUNIO

Figura 3. Salidas de usuarios al sistema Transmilenio S.A. por medio de portales I semestre 2011 1.800.000,00 1.600.000,00 1.400.000,00

Número de Usuarios

5.2 Parámetros del Modelo

1.200.000,00 1.000.000,00 800.000,00 600.000,00 400.000,00 200.000,00 ENERO

FEBRERO

Ingreso Peatonal Ingreso Intermunicipales

MARZO

ABRIL

MAYO

Ingreso Alimentadores

Figura 4. Ingresos de usuarios al sistema Transmilenio S.A. por medio del portal Norte (Enero-Mayo/2011)

5. DESARROLLO DEL MODELO 5.1 Conceptualización del modelo En este primer paso se identifica gráficamente los actores, escenarios y relaciones del sistema (ver figura 5) con el fin de entender la estructura del mismo, para el caso en particular se describe la estructura del Portal Norte escenario seleccionado para la investigación.

NOMBRE PN TA TS I AP AL TQ BH PT CM PDI AR P V TM M PT S ETU EA IF D DS

DESCRIPCION Portal Norte Tasa de Arribos Tasa de Servicio Intermunicipales Acceso Peatonal Alimentadores Taquilla Bahias Patio Comunicaciones Personal Directo e Indirecto Articulados Paseadores Vias Trafico Mixto Mantenimiento Policia de Transito Semaforos Espacio Transito de Usuarios Estado de Animo Infraestructura Distancia Discrepancia

TIPO Variable de Nivel Variable de Flujo

Variables Auxiliares

Constante

5.3 Diagrama DS del Modelo Después de haber determinado las variables del modelo se establecen sus diagramas DS (ver figura 6).

que se encuentran detrás de la problemática y los puntos donde se pueden generar apalancamientos. Observando la simulación realizada, donde la tasa de arribos es alta, se comprueba como la creciente demanda no ha permitido que haya estabilidad en el sistema para responder a la mejora del mismo de manera oportuna.

Figura 6. Diagrama de Influencias o Causal

Con lo anterior, se pueden iniciar las réplicas en los demás portales del sistema, de tal forma se tenga un completo análisis de todas las entradas y salidas de los usuarios y así diseñar el modelo general del mismo y entender holísticamente lo que el sistema de transporte masivo Transmilenio aporta en términos de eficiencia y competitividad a la ciudad.

8. CONCLUSIONES 6. VALIDACIÓN El modelo fue planteado en el software VenSim® y con él se obtiene el escenario “Base” o “Cero” para empezar el proceso de consolidación del modelo del sistema, en esta primera aproximación se obtuvo la siguiente simulación, donde es posible observar todas las interrelaciones existentes entre las variables y la discrepancia entre la oferta y la demanda (ver figura 7).

Planteado el modelo se ha logrado identificar de forma asertiva la realidad del Sistema del transporte masivo Transmilenio S.A. teniendo en cuenta que dicho modelo genera comportamientos característicos del mismo, en razón que sus actores, restricciones, variables, parámetros y escenarios son homogéneos para todo el sistema, en esta primera aproximación se tomó el escenario que

Figura 7. Simulación del Modelo – Software Vensin ®

7. DISCUSIÓN Y RESULTADOS En el escenario base o cero se logran establecer las primeras aproximaciones de la inestabilidad del sistema que generan la discrepancia entre la oferta y demanda del mismo, en este sentido se pueden establecer como decisiones inicial que el aumento de la oferta en cuanto a taquillas, flota de buses, comunicaciones, personal operativo y seguridad minimizaran el impacto de la demanda; sin embargo esta decisión hace que la utilización del sistema sea costosa en la medida que estas estrategias en términos de costos se traducen en un aumento de tarifas de pasaje de los usuarios. Con la simulación se pudo evidenciar los principales bucles de realimentación, demoras y la relación de proporcionalidad entre las variables ayudando a percibir los elementos de la estructura

mas actuación tiene sobre el sistema en términos de entradas y salidas de los usuarios del sistema. Con la aplicación de Dinámica de Sistemas para el caso del sistema de transporte masivo Transmilenio se logra comprender holísticamente el sistema a partir de un escenario muestra, en este sentido la técnica sirve para entender, interpretar y validar sistemas o arquitecturas sistémicas complejas por el número de actores, variables o restricciones que en ella misma intervienen. Ha sido posible identificar como al intervenir un mayor numero de variables dentro del modelo es posible llegar a comprender el Sistema Transmilenio S.A. de manera que los actores que tienen la gobernabilidad del sistema pueden tomar las mejores decisiones en términos del servicio, la satisfacción y percepción buscando incrementar la competitividad del sistema a nivel local. De igual

manera es posible determinar cómo reducir el efecto dominó existente.

[4] Carrillo U. Gloria A., Estudio Sectorial: Sistemas Integrados de Transporte Masivo en Colombia: avances, retos y perspectivas en el marco de la política nacional de transporte urbano. Contraloría General de la República de Colombia. Jul. 2010.

Al realizar la programación del modelo en el software VenSim ha sido posible observar diferentes simulaciones, con las cuales es viable continuar documentando la presente investigación, realizando los respectivos análisis estadísticos y con ello lograr la comprensión máxima del sistema.

[5] Forrester, J. W. (1971). World Dynamics. Norwalk, CT: Productivity Press.

9. REFERENCIAS

[6] Forrester, J. W. (1975). Collected Papers of Jay W. Forrester. Norwalk, CT: Productivity Press.

[1] Aracil, J. Gordillo F. (1997) Dinámica de Sistemas. Alianza Universidad Textos. Madrid. [2] Ballou R.H. (2001) Logística empresarial: control y planificación. Ed. Diaz de Santos. [3] Bertalanffy L.W. (1999) Perspectivas en la Teoria General de Sistemas. Alianza Editorial. Madrid.

[7] Garzón, Luis E., Martinez O. Astrid, Cinco años construyendo futuro: Transmilenio S.A. Panamericana Formas e Impresos, S.A. 2005. [8] Sociedad Colombiana de Ingenieros. Movilidad El Gran Dilema. Revisa Anales de Ingeniería. R Año 121 – 2009.