Post on 12-Dec-2015
description
GENERACIÓN DE VIAJES
Dr. Andrés Sotil ChávezClase 23
Ingeniería del Transporte
RESUMEN DEL SEMESTREHasta este momento, ustedes pueden:
Definir el LOS de una carretera (análisis)Mejorar el LOS de la carretera (diseño)
Definir el LOS de una intersección semaforizada (análisis) y mejorar el LOS de la misma (diseño)
Definir el LOS de una intersección no semaforizada (análisis) y determinar si se requiere o no semáforos (garantías)
Evaluar el impacto de construcciones o proyectos en condiciones actuales y futurasProf. Andres Sotil
RESUMEN DEL SEMESTRELas siguientes clases les darán las
herramientas para analizar mas allá de un locación puntual (intersección o vía) y ver en conjunto una región o grupo de zonas para una evaluación de transporte integrada.
Prof. Andres Sotil
CLASES SIGUIENTESDespués de determinar las condiciones
actuales de algún área de estudio focalizada de transporte (intersección, carretera, etc...) se tiene que evaluar:La Generación de Viajes entre distintos
puntos de una región o grupo de zonasLa Distribución de Viajes en esas zonasEl Método de ViajeLa ruta a ser usada (Asignación de Rutas)
Estos son los 4 Pasos del Proceso Analítico de Distribución de Viajes
Prof. Andres Sotil
DISTRIBUCIÓN DE VIAJESPROCESO ANALÍTICO DE LOS 4 PASOS
)..(....
)..(
ticascaracterísdestinof
ticascaracterísorigenfT
T
j
i
fricciónfactor
tfF
FT
FTTT
ij
j
jiij
......
),(.
,
diferenciautilidad
ingresostiempodinerofu
e
eTT
ij
u
u
ijmij ij
ij
.........
),,(.
,1
rutaeficienciaT
parámetrosdispersión
e
eTT
k
T
Tmij
rmij k
k
,.
,...
,)(
)(.
Generación de viajesViajes extremos
Las características de los viajes producidos
son ingresos, trabajos, propiedad vehicular, …etc..
Distribución(Modelo de Gravedad)
Los viajes distribuidos en
proporción al tamaño de la zona e
inversamente a la distancia entre zonas
Selección Modal
Uij es la diferencia de
utilidad entre modos
Asignación de Tráfico
Los viajes toman la ruta más corta y
eficiente basados en el conocimiento de
las personas
Prof. Andrés Sotil
GENERACIÓN DE VIAJESEl objetivo de un modelo de generación de
viajes es el predecir el numero de viajes-por-persona que “empezarán de” o “terminarán en” cada zona de análisis de trafico dentro de un región estudiada para un día típico en el año objeto de estudio
A B
C D
E
Prof. Andres Sotil
GENERACIÓN DE VIAJESEsto se hace con varias observaciones
durante un año.
De estas observaciones se tiene:Variable dependiente: numero total de viajes
por persona generadosVariable independiente: Factores de uso de
tierra o socioeconómicos que generan el viaje
Entonces se va a tener una relación de variables que ingresados en una ecuación generen el numero de viaje que vayan a una zona “Q”
Prof. Andres Sotil
PROPÓSITO DE VIAJELos viajes típicos que se consideran en un
estudio de transporte son:Viajes al trabajoViajes a la escuelaViajes para comprasViajes social y/o recreacionales
En otros contextos se deberían incluir otros tipos de viaje (viajes de salud, viajes con motivos religiosos, etc..)
Cada viaje tiene sus características únicasViajes al trabajo o la escuela son durante semana,
con horas de pico en la mañana y tarde, y siempre de un punto A a un punto B
Los otros dos tipos de viaje son mas variables en su frecuencia, destino y horario
Prof. Andres Sotil
MODELOS ZONALES vs. MODELOS BASADOS EN HOGARESEs imposible determinar los patrones de viaje
de cada individuo en una región.Por eso se divide la región en zonas mas
pequeñas y se asocian los viajes de cada zona: Modelos Zonales
Para estudios de transporte estas zonas son las zonas de interés y se usan como variables independientes y de explicación. Estas zonas son definidas por:Población zonal (mayores de edad, jóvenes
universitarios, familias jóvenes)Promedio de ingreso (A, B, C, D, o E)Promedio de propiedad de vehículos (0, 1, 2 o
mas)
Prof. Andres Sotil
MODELOS ZONALES vs. MODELOS BASADOS EN HOGARESModelos zonales son efectivos pero tienen
sus problemas si es que las variables que definen la zona no son claramente definidos o tienen una variación interna importante.
Por ejemplo, zona A y zona B tienen un promedio de ingresos parecidos.Sin embargo, zona A esta compuesta por
familias con niveles socioeconómicos muy parecidos
Zona B tiene el promedio parecido al de A, pero esta compuesto por familias muy ricas y muy pobres.
Esto generara diferentes comportamientos y puede desequilibrar los modelos generados
Prof. Andres Sotil
MODELOS ZONALES vs. MODELOS BASADOS EN HOGARESPara evitar estos problemas existen Modelos
Basados en HogaresEsto se hace asumiendo que hogares con
características similares tienden a tener tendencias similares de viaje, sin tener en cuenta la región geográfica donde se encuentren
Este método usa una muestra de hogares en vez de una muestra de zonas
Reduce las zonas anteriores en unidades mas pequeñas, aunque pueden haber cruces de zonas, de acuerdo a la composición de hogares.
Prof. Andres Sotil
PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓN DE VIAJESLos viajes predichos por los modelos para
cada zona pueden clasificarse en orígenes y destinos
A pesar que se puede confundirOrigen no es igual a ProducciónDestino no es igual a Atracción
Evalúe la siguiente figura
COMERCIAL
RESIDENCIAL
COMERCIAL
RESIDENCIAL
Zona I
Zona J
Prof. Andres Sotil
PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓNEn la mañana se sale de la zona I (origen)
para trabajar en la zona J (destino)En la tarde, se regresa a casa y se invierten
los papeles. Zona I es destino y zona J es origen
Sin embargo, producción se refiere al numero de viajes generados en una zona residencial y atracción al numero de viajes atraídos por una zona no-residencial (comercial, industrial, etc..)
Prof. Andres Sotil
PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓNEs por esto que en la grafica anterior, la Zona
I ha producido 2 viajes (una de salida y otro de entrada)
Mientras tanto, la Zona J atrajo 2 viajes (una de entrada y otro de salida)
Esta distinción se hace porque:Producción de viajes se determina de las
características socioeconómicas de la población zonal y las necesidades de viajes
Atracción de viajes depende en la disponibilidad e intensidad de oportunidades no residenciales encontradas dentro de la zona.Prof. Andres Sotil
PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓNEntonces un estudio de generación de viajes
incluye la aplicación de modelos de producción de viajes y atracción de los mismos.Para producción se necesitan variables que
describan la demografía de la zonaPara atracción se necesitan variables que
describan el tipo y necesidad de actividades no residenciales
En general, cada zona I debe tener una cantidad Pi de producciones y una cantidad Ai de atracciones Prof. Andres Sotil
PRODUCCIÓN Y ATRACCIÓNExisten variaciones a la regla
Viajes entre dos zonas no residenciales (del trabajo a un centro comercial)
Es por eso que los viajes también pueden ser clasificados como viajes-de-hogar y viaje-no-hogareños
Dependiendo de la zona de estudio, a veces es relevante estudiar estos viajes hogar-hogar o viajes no-residencia-no-residencia
Prof. Andres Sotil
GENERACIÓN DE VIAJESPara determinar la cantidad de viajes
producidos y atraídos se usan tres tipos de formulas matemáticas:Modelos de regresiónModelos de análisis de ratio de viajesModelos de clasificación cruzada
Prof. Andres Sotil
MODELOS DE REGRESIÓNSe pueden usar modelos lineales o no lineales
Se puede regresionar una variable dependiente (viajes Y), en base a diversas variables (X1, X2, X3,…) usando cualquier modelo y la función Solver en MS Excel
La manera mas simple de realizar esto es usando el modelo multilineal de regresión que tiene la forma:
Y = a0 + a1X1 + a2X2 + a3X3 + … + anXn
Los parámetros “a” son los que se van a determinar con el MS Solver minimizando los cuadrados de las diferencias entre los valores medidos y predichos
Prof. Andres Sotil
PRINCIPIOS DE REGRESIÓN MULTILINEALUna encuesta demográfica como las que se
necesitan para encontrar estas ecuaciones incluyen muchas preguntas
Por ejemplo, para viajes producidos por hogaresA = Cantidad de miembros de familiaB = Cantidad de miembros que van a trabajarC = Cantidad de miembros que van a la
escuelaD = Veces a la semana que se va de comprasE = Salidas recreacionales semanalesF = Promedio de ingresos
Que variables usar?Prof. Andres Sotil
PRINCIPIOS DE REGRESIÓN MULTILINEALCriterio para determinar que variables a usar
Variable debe de estar muy relacionada y de manera lineal con la Variable Dependiente Y
Variable no debe de estar muy correlacionada entre si con otras variables
Cuantas variables pueden usarse para una regresión?A B C D E FAB AC AE AF BC BD BE BF CD CE CF DE
DF EFABC ABD ABE ABF …ABCD ABCE ABCF ……ABCDEF
Un 99% de veces estas variables son eliminadas Prof. Andres Sotil
PRINCIPIOS DE REGRESIÓN MULTILINEALEsto se determina matemáticamente usando el
Diseño de ExperimentosEsta metodología usa métodos estadísticos
avanzados para determinar las variables SIGNIFICATIVAS de las no significativas
Para esta clase, se les va a entregar las variables SIGNIFICATIVAS
Para tarea ustedes desarrollaran alguna regresión multilineal con MS Excel Solver
Para exámenes, la formula se les entregaraProf. Andres Sotil
REGRESIÓN MULTILINEAL - EJDespués de realizar una regresión multilineal
con TODAS las variables de 1er (A, B, C…) y 2do orden (AB, AC, BC, …), la matriz mostrada contiene los coeficientes “a” resultantes
En base a esta matriz, determinar que valores deberían ser usadas en la regresión multilineal finalY X1 X2 X3 X4
Y 1 0.32 0.92 0.95 0.62
X1 1 0.25 0.19 0.03
X2 1 0.99 0.29
X3 1 0.33
X4 1Prof. Andres Sotil
REGRESIÓN MULTILINEAL - EJ
Las variables X1 y X4 tienen correlación baja, se eliminan como opcion por si sola
X2 y X3 tienen alta correlación, pero también entre ellas, así que basta usar una para definir a la otra
Y = a0 + a2X2
A esta ecuación se podría añadir a4X4 y evaluar si mejora o no la correlación final
Y X1 X2 X3 X4
Y 1 0.32 0.92 0.95 0.62
X1 1 0.25 0.19 0.03
X2 1 0.99 0.29
X3 1 0.33
X4 1
Prof. Andres Sotil
EJERCICIO 1Se necesita calibrar un modelo de regresión
múltiple para viajes producidos.De acuerdo a los estudios realizados, las
variables fueron:Pt = Viajes ProducidosX1 = # de Habitantes por zonaX2 = Ingresos salariales promedioX3 = Edad MediaX4 = Registro de Propiedad de VehículosX5 = Numero de casas
Un análisis preliminar da como resultados la siguiente matriz:
Prof. Andres Sotil
EJERCICIO 1Y X1 X2 X3 X4 X5
Y 1 0.95 0.83 0.41 0.82 0.85
X1 1 -0.21 0.22 -0.29 0.91
X2 1 0.82 0.89 -0.43
X3 1 -0.19 -0.15
X4 1 -0.22
X5 1
Dar la forma de ecuación mas probable después de analizar esta matriz. Justificar tu decisión.
Prof. Andres Sotil
ANÁLISIS DE RATIOS DE VIAJESe refiere a varios modelos que están basados en la
determinación de los viajes producidos o atraídos asociados a los generadores mas importantes dentro de la región.
USO DE TIERRA
ÁREA (K ft2) VIAJES-PERSONA
VIAJES POR K ft2
Residencial 2,744 6,574 2.4
Comercial
Retail 6,732 54,833 8.1
Servicios 13,506 70,014 5.2
Al por mayor 2,599 3,162 1.2
Manufactura 1,392 1,335 1.0
Transporte 1,394 5,630 4.0
Publico 2,977 11,746 3.9
Total 31,344 153,294
Promedio 4.9Prof. Andres Sotil
ANÁLISIS DE RATIOS DE VIAJETambién se pueden generar tablas de viajes de una
zona a todas las demás, dividido por tipo de generador (Residencial, Comercial, Manufactura, etc.)
Los ratios de viaje generados por varios tipos de desarrollos comerciales (malls, escuelas, hospitales, etc.) han sido agrupados y publicados en el manual TRIP GENERATION del Instituto de Ingenieros de Transporte (ITE). Esto será presentado en clases posteriores
Prof. Andres Sotil
EJERCICIO 1Usando los datos mostrados en la tabla de
ratios de viaje anterior, calcular la generación de viajes para las siguientes condiciones:Espacio Residencial: 1,525,000 ft2Centros de Servicio: 3,675,000 ft2Zonas de Retail: 2,100,000 ft2Locales públicos: 615,000 ft2
Prof. Andres Sotil
EJERCICIO 2Usando las tablas mostradas en clase,
calcular los viajes atraídos por un hotel que seria construido por una cadena internacional con las siguientes características:
400 cuartosRestaurante de 2,500 ft2Espacio para oficinas de 5,000 ft2 para alquilar
Prof. Andres Sotil