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.

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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

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DISTRIBUCIÓN DE VIAJESPROCESO ANALÍTICO DE LOS 4 PASOS

)..(....

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ticascaracterísdestinof

ticascaracterísorigenfT

T

j

i

fricciónfactor

tfF

FT

FTTT

ij

j

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rutaeficienciaT

parámetrosdispersión

e

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k

T

Tmij

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k

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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

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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

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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”

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

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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:

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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