Diseño estratégico de redes de transporte público bimodal

Abstract

El diseño estratégico de un sistema de transporte público apunta a encontrar una estructura de líneas con sus frecuencias y tamaños de vehículo que minimice el costo social (usuarios y operadores) para una estructura conocida de flujos. La literatura muestra métodos de resolución basados en heurísticas que se aplican a redes genéricas, y métodos analíticos aplicados a redes regulares o sencillas. Fielbaum et al., (2016) proponen y aplican una metodología que vincula ambos enfoques para diseñar estructuras de líneas de buses genéricas en una ciudad representada paramétricamente. El presente trabajo superpone dos tecnologías (bus y metro) al problema de diseño de estructuras de líneas en un modelo analítico de minimización de costo social. La consideración de dos tecnologías incrementa sustancialmente el número de estructuras de líneas posibles, por lo que se presenta una metodología de resolución compuesta por etapas de diseño y rediseño de red, donde una estructura bimodal genérica puede reducirse a una más simple por frecuencias y factores de carga nulos (o bajos), respectivamente. La aplicación a un eje compuesto por una periferia, un subcentro y un centro, con una estructura de demanda paramétricamente representada, permite identificar todas las redes posibles de transporte público (mono y bimodales) y encontrar el diseño óptimo para toda distribución de demanda. Las simulaciones, con parámetros tipo Santiago, muestran que las ventajas de metro y estructuras bimodales sólo emergen cuando la capacidad de los buses es alcanzada. La incorporación del espaciamiento de líneas de buses genera que las estructuras de mínimo costo estén basadas solo en este modo y que sean poco sensibles al nivel de la demanda total. Además, el estudio de un eje muestra que la bimodalidad amplifica considerablemente el número de estructuras a estudiar. La aplicación al modelo de ciudad representada paramétricamente es compleja, puesto que el número de estructuras de línea posibles resulta inmanejable. Por ello, en un caso tipo Santiago, se comienza con la resolución de cuatro estructuras de líneas genéricas operando con vehículos de cada tecnología por separado, como base de comparación. Se modela una aproximación a la red de transporte público actual con fines de exploración y análisis del procedimiento de diseño y rediseño de red. Se aplica la metodología de diseño en una estructura genérica de buses complementadas con líneas razonables de metro. Los resultados muestran que estas estructuras de líneas bimodales no generan menor costo social que algunas estructuras de líneas de buses. El modelo se constituye en una herramienta útil de diseño a nivel estratégico, contemplando la posibilidad de variaciones sobre una estructura existente.