ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MAESTRÍA EN INGENIERÍA – INFRAESTRUCTURA Y SISTEMAS DE TRANSPORTE

TESIS DE MAESTRÍA: MODELACIÓN DE LA GENERACIÓN Y ATRACCIÓN DE VIAJES EN EL VALLE DE ABURRÁ 2006

CLAUDIA MARCELA ALDANA R Director : Iván Sarmiento O., Ph.D.

CONTENIDO • Objetivos • Marco teórico • Metodología • Modelos • Conclusiones

1. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Modelar la generación y atracción de viajes en el Valle de Aburrá 2006 por períodos y propósitos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS •Predecir el número de viajes de personas que son generados, por medio de modelos desagregados; y los atraídos, por medio de modelos agregados, por cada una de las zonas del Valle de Aburrá •Analizar las variables que tienen mayor relevancia dentro de los modelos de generación de viajes.

1. OBJETIVOS OBJETIVOS ESPECÍFICOS








Estimar las tasas de producción de viajes por categorías de familias en diferentes períodos del día. Estimar modelos de atracción de viajes según los tipos de atracción, contabilizados globalmente para diferentes períodos del día. Analizar las variables que tienen mayor relevancia dentro del modelo de la atracción de viajes.

2. MARCO TEÓRICO








El sistema de T.U, posibilita el movimiento de personas y bienes para mantener el desarrollo de las actividades socioeconómicas de una región. La operación del T.U se torna más difícil y conflictivo debido al desarrollo económico El problema del transporte va relacionado directamente con el proceso de urbanización.

2. MARCO TEÓRICO








El problema puede ser entendido como la necesidad de comunicación física. Anteriormente el problema de transporte estaba mas involucrado en la provisión de oferta para solucionar la demanda, ahora es diferente. Aspectos importantes para la planificación del transporte son: La estructura Urbana, los usos del suelo, los viajes (origen-destino-propósitos-modosperiodos de tiempo)

2. MARCO TEORICO MODELOS DE TRANSPORTE Representación simplificada de la realidad por un sistema matemático que considera las siguientes características: •Red multimodal de transporte •Zonificación apropiada del área de estudio •Recolección y codificación de datos •Aumenta alternativas a ser evaluadas •Optimiza el diseño de las soluciones.

2. MARCO TEÓRICO Etapas del modelo de transporte











¿Cuántos viajes se realizan? ¿A qué destino se viaja? ¿Qué modo de transporte utiliza? ¿A través de que ruta viaja?

2. MARCO TEÓRICO QUÉ ES GENERACIÓN Y ATRACCIÓN DE VIAJES?

Es el proceso mediante el cual se cuantifican los viajes realizados por las personas que residen (generados) o desarrollan alguna actividad en una zona (atraídos). El resultado:

Número total de viajes generados Número total de viajes atraídos

2. MARCO TEÓRICO QUÉ ES GENERACIÓN Y ATRACCIÓN DE VIAJES? GENERACIÓN: Es la suma de los extremos hogar de los viajes Basados en el hogar (BH), mas los orígenes de los viajes No basados en el hogar (NBH). ATRACCIÓN: Es la suma de los extremos no hogar de los viajes Basados en el hogar (BH), mas el destino de los viajes No basados en el hogar (NHB).

2. MARCO TEÓRICO La Generación y Atracción de viajes están caracterizados por dos atributos: Propósito y Periodo El Propósito encierra dos elementos claves - Base (BHI, BHR, NBH) - Motivo (trabajo, estudio, otros) Los periodos cuantifican los viajes en las horas pico del día Para cada propósito de viajes se debe realizar un modelo de generación.

2. MARCO TEÓRICO MODELOS UTILIZADOS PARA LA GENERACIÓN Y ATRACCIÓN DE VIAJES 1.CLASIFICACIÓN CRUZADA Desagrega la población en grupos relativamente homogéneos, basados en ciertas características socioeconómicas, para cada uno de los cuales se calculan tasas de generación de viajes Gi,k = ∑ Hi,n Tn,k Gi,k= Nº de viajes producidos en la zona i con propósito k Hi,n= Nº de hogares en la zona i con clasificación n Tn,k= Tasa media de producción de viajes de la clasificación n con propósito k

2. MARCO TEORICO 2. REGRESIÓN LINEAL • Busca establecer una relación lineal entre un conjunto de variables explicativas y una variable que pretende explicar en general la generación por familia o la atracción por zona Gi=a0+a1.X1+a2.X2+a3.X3+... Gi: Producción o atracción de demanda en la zona i para el tipo de flujo considerado, (viajes personas o veh/unidad de tiempo) X1,X2,X3,.: Variables explicativas de la generación de demanda a0, a1, a2, ..: Parámetros que describen el comportamiento de la demanda, determinados en la calibración por regresión.

3. METODOLOGÍA INFORMACIÓN NECESARIA 1. Matriz ORIGEN DESTINO. Esta matriz contiene los siguientes datos: - Nlista, Códigos, viajes, horas, FE, motorización, etc.

2.Un mapa con la zonificación de la ciudad (Zonas SIT)

3. METODOLOGIA PASOS A SEGUIR •Organizar la información de EOD •Separar los viajes por categorías para encontrar las tasas de la clasificación cruzada. •Separar los viajes por períodos (picos), propósitos (BH, NHB) y obtener las matrices de origen – destino en TransCAD. •Se hallan las tasas de viaje de la clasificación cruzada para generación •Se Calibran los modelos de regresión, hallando los coeficientes por medio de RLM •Obtener los viajes observados Vs modelados

3. METODOLOGIA • Definición de horas de modelación

933077

Hora 18-20

769549

Hora 20-22

221237

Hora 22-24

77624

Horas

2

Hora 17-19

20 -2

600779

9

Hora 16-18

Ho ra

401828

17 -1

Hora 14-16

6

732191

Ho ra

Hora 12-14

14 -1

332966

2

Hora 10-12

Viajes

or a

290717

H

Hora 9-11

10 -1

376220

Ho ra

Hora 8-10

1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 810

979728

-6

Hora 6 -8

Ho ra

218317

4

Hora 4 -6

HORAS PICO

or a

16826

H

Hora 2 -4

-2

10518

0

Hora 0 -2

Ho ra

Total de Viajes

Viajes

Horas

3. METODOLOGIA • Definición de horas de modelación

4.MODELOS Viajes BH por propósitos y NBH por estratos Pico Mañana (06:00 - 08:00) Propósito BHI

NBH

Total

Trabajo

495605

22507

518113

52,33%

Estudio

335295

4611

339906

34,33%

Otros

125572

6483

132055

13,34%

Total

956473

33601

990074

100,00%

%

96,61%

3,39%

100%

4.MODELOS VIAJES TOTALES POR ESTRATO - MOTIVO - PERIODO PICO DE LA MAÑANA ESTRATO

BHW AM

BHE AM

BHO AM

TOTAL

1

33490

24557

7162

65209

2

174868

123689

38066

336623

3

187304

120381

42369

350054

4

52975

35194

15088

103257

5

33481

22575

9071

65127

6

13488

8899

13817

36204

TOTAL

495606

335295

125573

956474

ESTRATO 1 2 3 4 5 6

NÚMERO DE HOGARES 66821 308006 318170 89758 54422 22465 859642

NUMERO DE VIAJES

VIAJES TOTALES POR ESTRATO - MOTIVO PERIODO PICO DE LA MAÑANA 200000 150000 100000 50000 0 1

2

3

4

5

6

ESTRATOS

ESTRATO

BHW AM

BHE AM

BHO AM

VIAJES/ Nº DE HOGARES 0,976 1,093 1,100 1,150 1,197 1,612 1,113

4.MODELOS PORCENTAJE DE VIAJES POR ESTRATO PARA MOTIVO TRABAJO EN EL PERIODO PICO DE LA MAÑANA

PORCENTAJE DE VIAJES TOTALES POR MOTIVO Y PERIODO PICO DE LA MAÑANA ESTRATO

BHW AM

BHE AM

BHO AM

7%

3%

7%

11%

1

7%

7%

6%

2

35%

37%

30%

3

38%

36%

34%

4

11%

10%

12%

5

7%

7%

7%

6

3%

3%

11%

TOTAL

100%

100%

100%

35% 37%

1

2

3

4

5

6

PORCENTAJE DE VIAJES POR ESTRATO PARA MOTIVO OTROS EN EL PERIODO PICO DE LA MAÑANA 11% 6% 7%

PORCENTAJE DE VIAJES POR ESTRATO PARA MOTIVO ESTUDIO EN EL PERIODO PICO DE LA MAÑANA 3% 7% 7% 10%

12%

30%

37% 36%

1

2

34%

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

4.MODELOS TransCAD

Categorías Nivel de Ingreso

Estrato

Bajo

Tasa de Motorización (Autos por hogar) O auto

1 o mas autos

E1+E2

11037

497

Medio

E3+E4

8923

1881

Alto

E5+E6

391

884

20351

3260

SUBTOTAL POR HOGARES TOTAL HOGARES

23611

Tasas Ingreso del Hogar

Tasa de Motorización

Rango

Estrato

0 Veh

1 o + Veh

Bajo

1y2

0,90

0,94

Medio

3y4

0,88

1,01

Alto

5y6

0,94

0,88

4.MODELOS Con las tasas se halla la generación de viajes totales, teniendo en cuenta los viajes realizados por cada zona para cada categoría, y los promedios zonales de las personas que trabajan, estudian, desempleadas, jubiladas y amas de casa. VIAJES MODELADOS PERIODO PICO DE LA MAÑANA BHW 1-2 AM

BHE 1-2 AM

BHO 1-2 AM

TOTAL

254793

179394

60860

495047

BHW 3-4 AM

BHE 3-4 AM

BHO 3-4 AM

TOTAL

191204

214478

94259

499940

VIAJES MODELADOS VS OBSERVADOS

600000

TOTAL 400000 VIAJES 200000 0

BHW 5-6 AM

BHE 5-6 AM

BHO 5-6 AM

TOTAL

35309

23454

13831

72594

AM

PM

VALLE

VIAJES AL TRABAJO VIAJES MODELADOS

VIAJES TOTALES MODELADOS PERIODO PICO DE LA MAÑANA

VIAJES OBSERVADOS

VIAJES TOTALES OBSERVADOS PERIODO PICO DE LA MAÑANA

TRABAJO AM

ESTUDIO AM

OTROS AM

TRABAJO AM

ESTUDIO AM

OTROS AM

481306

417326

168950

580695

386059

140860

4.MODELOS Modelos de Generación (RLM-BHI) Pico de la Mañana Periodo Pico Mañana Basado en el hogar de Ida Trabajo Estimado Constante

0.574766

Personas que Trabajan

0.241720

Estudio Test t

Estimado

Test t

0.172563

47,6 0.298184

0.231218

Test t

0.350849

Personas que Estudian Personas que T Y E

Estimado

Otros

66,0

13,5

Personas Jubiladas

0.0937022

10,6

Personas Desempleadas

0.0170875

2,8

0.0294598

5,1

Amas de Casa Coeficiente de Ajuste R^2

0,0920

0,1558

0,0062

Modelo de Regresión para los viajes pico AM al trabajo Y=0,57476+0,242PW+0,231PWE test t

(47,6)

(13,5)

4.MODELOS Modelos de Generación (RLM-BHI) Pico de la Mañana, agrupado por estratos •Modelo de Regresión para los viajes pico AM al Estudio para el estrato 1-2

Y=0,3624 + 0,2914*PE test t

(45)

R²=0,15

•Modelo de Regresión para los viajes pico AM al Estudio para el estrato 3-4

Y=0,3420 + 0,3035*PE

test t

(46)

R²=0,16

•Modelo de Regresión para los viajes pico AM al Estudio para el estrato 5-6

Y=0,3175 + 0,3159*PE + 0,1058*PEW test t

(15)

(1,6)

R²=0,16

4.MODELOS Se multiplica por un factor de expansión promedio por zona, para determinar los viajes totales modelados. Después se realiza una regresión lineal entre viajes modelados (Y) y viajes observados (X), resultando: •Regresión de Validación: viajes Observados VS Modelados para la hora pico de la mañana

Y= -40,92 + 1,3837 *BHW test t

(25)

R²=0,70

Y= 17,29 + 1,3109*BHE test t

(22)

R²=0,66

Y= -104,5670 + 1,7007*BHO test t

(15)

R²=0,69

4.MODELOS •Modelos de Regresión para las Atracciones: •Variables: •superficies en m² de las actividades por zona •Viajes con propósito trabajo: actividades que ofrecen empleos.

Atraídos

por

las

• Viajes con propósito estudio: atraídos por la presencia de establecimientos educacionales • Viajes con otros propósitos: Atraídos por compras, diligencias, y salud entre otros.

4.MODELOS •Modelos de Regresión para las Atracciones: Modelos de Atracción (RLM-BHI) Pico de la Mañana Y=672.98 + 332,457*C + 55,05*I +165,253*SE (8,17) (3,79) (5,26) R²=0,32 Y= 338.804 + 25,8574*R + 71,29*SE +4579,81*MA (10) (4,4) (10) R²=0,37 Y= 164.854 + 5,26*R + 39,25*C + 8.96*I + 29,07*SE + 85,96*SA (5,3) (4,5) (2,9) (4,3) (2,6)

R²=0,30

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES •Se describieron varios métodos como los modelos de regresión lineal múltiple y el análisis de categorías, los cuales se basan en que los viajes producidos dependen fundamentalmente de los patrones de usos del suelo y de las características socioeconómicas de la población. •La generación de viajes BH se clasificó por categoría de demanda, para la cual se calibro un modelo de RLM, los cuales no dieron los resultados esperados por lo cual se realizaron regresiones por propósito, sin dividirlo por categorías. •La generación de los viajes NBH, son función de variables asociadas con el uso de suelos y las actividades de una zona (debido a que ninguno de estos viajes tiene su extremo en el hogar). •En los NBH hubo problemas de calibración, para el periodo pico de la mañana, debido a que los viajes son muy pocos, y si ademas se dividen por categorías y estratos, es difícil obtener modelos RLM estadísticamente robustos.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

•Las atracciones de viajes son modeladas a nivel zonal, lo que normalmente implica que sólo son explicadas por período y propósito, pero no por categoría socioeconómica. •Se encontró que varios hogares con personas que estudian o trabajan no realizaron viajes, o de manera contraria, personas que no trabajan o no estudian, presentaron viajes al trabajo o al estudio, lo que puede entrar como un error en los modelos de regresión lineal. •Se recomienda la investigación de los viajes por estrato.