Diseño de redes jerárquicas de transporte público.

Abstract

En el diseño de redes de transporte público existe el concepto de redes jerárquicas, las cuales son concebidas para ciudades medianas y grandes. Estas están formadas por una red troncal de alta capacidad y velocidad que conecta directamente a centros de alta demanda y una red secundaria alimentadora, que conecta el resto de las zonas con dichos centros. En este contexto, uno de los problemas clave a resolver es el diseño de la red alimentadora dada una red troncal fija. El problema conocido como Extended Feeder Bus Network Design Problem consiste en generar una red alimentadora considerando la demanda de viajes por transporte público entre diferentes zonas de la ciudad, contemplando los intereses de los usuarios y de los operadores. En este trabajo se propone un algoritmo heurístico para solucionar el problema de la creación de recorridos alimentadores que transportan usuarios del sistema entre sus orígenes y destinos hasta la red troncal. Para esto, se asigna el origen y el destino de los viajes demandados a una parada de la red troncal y se resuelve un problema en el cual múltiples nodos origen, en este caso los centroides, buscan un camino hacia un mismo nodo destino, en este caso la parada troncal. Este problema, denominado many-to-one, se modela también mediante un modelo matemático que calcula su solución óptima. La propuesta se aplica al caso de la ciudad de Montevideo. En una primera etapa y utilizando un modelo de red simplificado, se comparan los resultados exactos y aproximados con el fin de validar los resultados del algoritmo heurístico, basados en su proximidad a la solución óptima hallada por el modelo exacto. Estos experimentos buscan variar varios parámetros de decisión del problema para observar su influencia. También se experimenta con el algoritmo heurístico sobre un grafo que representa la red de calles real de Montevideo y se analizan los resultados. Este trabajo evalúa la efectividad de una solución heurística propuesta para el problema. Se comprueba una disminución de hasta un 13% en los costos promedios de usuarios al incrementar la velocidad relativa de una red troncal, si existiera. Se estudian los efectos de los distintos parámetros de decisión sobre los resultados, se presentan las ventajas y desventajas y el trabajo a futuro que sería necesario para avanzar con esta estrategia de solución.