Cuadernillo transp urbano movilidad master transp

TRANSPORTE URBANO. MOVILIDAD.

GESTIÓN DEL TRÁFICO URBANO.

“smartcity”

L i n a r e s 02 / 2014

FRANCISCA GUE RRERO VI LLAR

Concepto SMART CITY

ACTUALIDADAD SOBRE GESTIÓN DEL TRÁFICO URBANO

PUNTO DE VISTA TECNOLÓGICO

GLOSARIO

BIBLIOGRAFÍA Y ARTÍCULOS

L i n a r e s 02 / 2014


Según Naciones Unidas , se prevé que en el año 2050 prácticamente el 70% de la población mundial

se haga urbana y muchas de las ciudades cuenten con más de 10 millones de habitantes.

El siglo de las ciudades

Actualmente la ciudades representan más

del 50% de la población mundial en el 2%

del territorio, suponiendo el 75% del

consumo energético.

Se estima que en 2025, sólo en China,

habrá 221 ciudades que superen el millón de

personas, Europa tiene en la actualidad 35.

1 . Concepto SMART CITY ACTUALIDAD SOBRE GESTIÓN DEL TRÁFICO URB PUNTO DE VISTA TECNOLÓGICO GLOSARIO BIBLIOGR.

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SMART en el diccionario: Listo, Astuto, Inteligente

SMARTCITY: La ciudad inteligente.

El presente-futuro de la Gestión del tráfico se integra dentro del

concepto SMART CITIES.


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Las ciudades suponenexpectativas de más oportunidades, calidad de vida, progresión

profesional y educativa. En definitiva de avance y bienestar social.

Actualmente todas las ciudades quieren ser SMART

Las ciudades compiten por atraer el capital humano:

inversores, empresas, científicos, artistas, …

Las ciudades quieren ser deseadas para vivir,

trabajar, estudiar, ser visitadas, hacer negocios, para

relacionarse…


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Actualmente, aún entrados ya en la Tercera Revolución Industrial, conviven grandes ciudades

con problemas de suministro de servicios básicos con ciudades con dificultades para sostener

económicamente los servicios que venían proveyendo.

Los retos de las ciudades del futuro

PRINCIPALES RETOS (ACTUALES Y NUEVAS CIUDADES)

Evitar la congestión.

Evitar la inseguridad.

El deterioro de la conectividad.

La ineficacia de los servicios.

Falta de capacidad de las infraestructuras.

Bolsas de marginalidad y pobreza.

Insalubridad y contaminación.


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Amplitud del concepto SMART CITY

En palabras de ANA BIRULES BERTRAN (ex ministra de Ciencia y Tecnología)

EL OBJETIVO ES QUE LAS ECONOMÍAS DE CONCENTRACIÓN Y ALCANCE NOS

PERMITAN VIVIR MEJOR Y QUE SE MINIMICEN SUS INCONVENIENTES.

EL PROCESO SE HA DE LLEVAR A CABO DESARROLLANDO E INVIRTIENDO EN

TECNOLOGÍA Y SISTEMAS, PERO SABIENDO QUÉ MODELO DE CIUDAD SE PERSIGUE.

EN ESE FUTURO PROMETEDOR PARA ACOMETER LOS RETOS DE NUESTRAS

CIUDADES SE REQUIERE CONTAR, DESDE EL PRINCIPIO, CON LA COMPLICIDAD

CIUDADANA.

HAY QUE AVANZAR EN ESTA DIRECCIÓN PARA CONOCER LOS CAMBIOS EN LOS

COMPORTAMIENTOS DE LOS CIUDADANOS, LOS NUEVOS MODELOS DE NEGOCIO

QUE SURGIRÁN Y LA CAPACIDAD DE INNOVACIÓN QUE GENERARÁN.


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En palabras de CARLOS RATTI, arquitecto e ingeniero con numerosos proyectos “urbandemos” en este

campo, profesor del Instituto

Tecnológico de Massachusetts,

dirige el “MIT SeasableCity Lab”.

DESDE HACE AÑOS, CADA UNO DE NOSOTROS SOMOS CÁMARAS ANDANTES, O

ACELERÓMETROS ANDANTES.

LA TECNOLÓGÍA ES ÚNICAMENTE UN MEDIO PARA CONSEGUIR ALCANZAR UN

MEJOR NIVEL DE VIDA ASOCIADO A UNAS CIUDADES MÁS INTELIGENTES Y

HABITABLES.

LO QUE ESTÁ OCURRIENDO A ESCALA URBANA ES SIMILAR A LO QUE OCURRIÓ

HACE DOS DÉCADAS EN LA FÓRMULA UNO.

NUESTRAS CIUDADES SE ESTÁN CONVIRTIENDO EN ORDENADORES A CIELO

ABIERTO DONDE LAS PERSONAS Y EL ENTORNO PUEDEN INTERACTUAR DE UN

MODO TRANSPARENTE Y NATURAL


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En palabras de ELENA ALFARO, Gerente del Centro de Innovación de BBVA.

ENTENDEMOS LA “SMART CITY” COMO AQUELLA QUE USA LA INFORMACIÓN Y EL

CONOCIMIENTO PARA TOMAR DECISIONES INTELIGENTES (DESDE EL ÁMBITO

PÚBLICO Y PRIVADO, COLECTIVO E INDIVIDUAL), QUE MEJORAN LA CALIDAD DE VIDA

DE LOS CIUDADANOS PERO ATENDIENDO SIEMPRE A CRITERIOS DE EFICIENCIA Y

SOSTENIBILIDAD.

ADEMÁS DE ESTAR PREPARADOS PARA LA LLEGADA DE LAS CIUDADES

INTELIGENTES QUEREMOS CONVERTIRNOS EN ACTORES PRINCIPALES, GRACIAS A

UN GRAN ACTIVO CON QUE CONTAMOS: LOS DATOS DE LA ECONOMÍA DE LA CIUDAD

EN TIEMPO REAL.

TODO LO QUE OCURRE EN UNA URBE DEJA UNA HUELLA DIGITAL QUE ADEMÁS

SUELE ESTAR LOCALIZADA EN EL ESPACIO Y EN EL TIEMPO.


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En palabras de JAVIER GIL, Director responsable del negocio de IBM asociado a SmarterCities.

UNA CIUDAD INTELIGENTE ES AQUELLA QUE UTILIZA LA TECNOLOGÍA PARA

TRANSFORMAR SUS SISTEMAS BÁSICOS Y MEJORAR EL RETORNO DE UNOS

RECURSOS QUE CADA VEZ SON MÁS LIMITADOS.

IBM, PARTICIPA EN MÁS DE 2.000 PROYECTOS DE MEJORA DE CIUDADES

DIFERENTES DE TODO EL MUNDO.

A MEDIO PLAZO, VAMOS A PASAR DE UN MODELO BASADO EN LA

INFRAESTRUCTURA A UN MODELO DONDE LA INVOLUCRACIÓN DE LOS

CIUDADANOS VA A TENER CADA VEZ MÁS RELEVANCIA.


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En palabras de RAQUEL MORITO ROBLES, responsable Marketing Administraciones Públicas

de TELEFÓNICA ESPAÑALOS GESTORES DE LA CIUDAD NECESITAN HERRAMIENTAS QUE LES

PERMITAN MEJORAR LOS MEDIOS ACTUALES PARA UNA TOMA DE

DECISIONES ÓPTIMA.

LOS “PLAYERS” QUE ACOMPAÑAMOS A LAS ADMINISTRACIONES LOCALES,

HOY MÁS QUE NUNCA, DEBEMOS COMPROMETERNOS CON SU

DESARROLLO, APOSTANDO POR SERVICIOS QUE GENEREN VALOR Y SEAN

SOSTENIBLES EN EL TIEMPO.

EL MÓVIL SERÁ LA PUERTA DE ENTRADA DE LOS CIUDADANOS A LAS

SMART CITIES Y ESTÁ CONTEMPLADO EN EL MODELO DE TELEFÓNICA.


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En palabras de FRANCISCA GUERRERO, gerente CETEMET:

EL CONCEPTO SMART CITY NACE ANTE EL RETO DE LAS CIUDADES DEL SIGLO

XXI, DE TAL FORMA QUE A TRAVÉS DE LAS TIC ESTAS CUENTEN CON NUEVOS

SISTEMAS E INFRAESTRUCTURAS, CON INSTRUMENTOS Y CAPACIDADES,

INTERCONECTADOS SIMULTÁNEAMENTE EN RED, LIGANDO TODOS LOS

ASPECTOS DE LA CIUDAD ( TRANSPORTE, ENERGÍA, COMUNICACIONES,

ARQUITECTURA-URBANISMO, EDUCACIÓN, CULTURA Y TURISMO) Y ESTOS

CON LOS CIUDADADANOS; ATENDIENDO SIEMPRE A CRITERIOS DE

EFICIENCIA Y SOSTENIBILIDAD, TENIENDO EN CUENTA LAS CIRCUSTANCIAS Y

ESTRATEGIA DE CADA CASO PARTICULAR.

LA GESTIÓN DEL TRÁFICO URBANO NO SE RESOLVERÁ DE FORMA AISLADA

AL RESTO DE CIRCUNSTANCIAS DE LOS CIUDADANOS.


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Iniciativas de ciudades españolas:

24 Ayuntamientos constituyen la Red Española de Ciudades Inteligentes: RECI. Actual.: 29

http://www.redciudadesinteligentes.es Las ciudades que forman parte de la Red

pretenden intercambiar sus experiencias en el

ámbito de la innovación, impulsar el uso de las

nuevas tecnologías para mejorar y hacer más

eficientes los servicios públicos y promover la

colaboración público-privada .

Estrategia acceder a programas europeos para

conseguir financiación a sus proyectos.

Andalucía: Málaga y Córdoba. Marbella.

Concepto SMART CITY 2 .. Actualidad Sobre Gestión del TRÁFICO URB PUNTO DE VISTA TECNOLÓGICO GLOSARIO BIBLIOGR.

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SANTANDER Paneles indicadores de plazas de aparcamiento

libres en calles y zonas urbanas.

Sistemas inteligentes de riego.

Sistemas inteligentes recogida residuos urbanos.

Mejora sistemas de pago servicios municipales.

Información turística y cultural mediante apps.


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MÁLAGA Ganadora de uno de los 22 premios “Living LabsGlobal

Award2012”, celebrado en RIO DE JANEIRO, ha sido

seleccionado entre 555 propuestas de 50 países.

“Smartcity” Málaga es un modelo tecnológico de ciudad

inteligente que se lanzó en 2009 y que permitirá el

ahorro de un 20% del consumo energético.

Cuenta con tecnologías de última generación en

telegestión(smartmetering), comunicaciones y

sistemas, automatización de la red, generación y

almacenamiento distribuidos, e infraestructuras

inteligente de carga de vehículos.


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BARCELONA Es la única ciudad española que participa en el

grupo de alto nivel de la estrategia europea

“SmartCitiesand Communities initiative”

(Estrategia europea integrada sobre ciudades

inteligentes, de las direcciones generales

CONNECT, ENERGY y MOVE, que dependen de los

Comisarios de Agenda Digital, de la Energía y de

Transportes)

Sede la “smartcityexpo” worlcongress.

Como ejemplo concreto apuesta por el TAXI

ELÉCTRICO –Nissan NV200


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MADRIDSOLAR DECATHLON EUROPE (edición 2012)

Es un evento organizado por la Secretaría de

Estado de Vivienda y Actuaciones Urbanas del

Ministerio de Fomento, con la colaboración de la

Universidad Politécticade Madrid (UPM) y el

apoyo del Departamento de Energía de EEUU.

Además cuenta con la colaboración del

Ayuntamiento de Madrid y del IDEA.

Es una competición que gira en torno a cuatro

conceptos principales: ahorro energético,

eficiencia edificación, eficiencia ciudad y

sostenibilidad.


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PALENCIA/VALLADOLIDTrabajan en el desarrollo de una plataforma

tecnológica que permitirá conocer rápidamente la

ubicación de las plazas de aparcamiento para

discapacitados que existen en el casco urbano y

las que quedan libres, así como la localización de

los puntos de recarga para el coche eléctrico.

El proyecto cuenta con ayuda del Plan Avanza 2

del Plan Nacional de Investigación Científica,

Desarrollo e Innovación Tecnológica.


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JAÉN El proyecto “SmartCity” Jaén se genera como

iniciativa de la Universidad de Jaén, con la

creación del laboratorio de “SmartCity” en el

Campus de las Lagunillas. Desde allí se seguirán

mediante una tesis doctoral las pautas de otros

“City Labs” existentes:

1.-Recogida y análisis de datos.

2.-Elaboración de informes y difusión de

resultados.

3. Ejecución de iniciativas.

4. Canal de comunicación con los ciudadanos.


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CÓRDOBA CONSTITUYE LA RED CORDOBESA DE

MUNICIPIOS HACIA LA SOSTENIBILIDAD.

LA II Jornada Provincial de Sostenibilidad se ha

titulado

“Las ciudades inteligentes (SmartCity):

Aplicaciones en el mundo rural”.

Se ha firmado un convenio de adhesión a ésta

capital de los 71 municipios de la provincia,

promovido por la Diputación de Córdoba.


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SEVILLA Se han firmado convenios de colaboración

dirigidos al desarrollo de los servicios públicos de

Sevilla.

Como ejes de acción fundamental se contemplan

el medio ambiente, infraestructuras y

habitabilidad urbana; gobierno, economía y

negocios; innovación social; energía y movilidad

urbana.

Cuenta con cofinanciación FEDER de 1 M €


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Iniciativas en otras ciudades del mundo:

PARÍS “City Operanting System“ de URBIÓTICA

Está siendo probado en el barrio 15 de París.

Incluye la instalación de una red de sensores

activos para capturar, transportar y servir los datos

de disponibilidad de aparcamiento en las calles, la

gestión del alumbrado público, del nivel de llenado

de los contenedores de vidrio y varios parámetros

ambientales tales como humedad y temperatura.


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RIO DE JANEIRO En el “IntelligentOperations Center” que IBM ha

instalado en Río de Janeiro, las pantallas son

parte esencial del mismo, y en ellas se muestran

todo tipo de visualizaciones de datos sobre la

ciudad de forma dinámica, mostrando de un modo

inmediato dónde se requiere una actuación en un

momento dado. Esta tendencia es la que parece

que primará en siguientes implementaciones de

otras ciudades.

Rio de Janeiro es un excelente ejemplo de cómo el

uso de la tecnología puede reforzar la seguridad

de una ciudad.



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ZHENJIANG (China)

El proyecto “SmarterZhengiang, smarter Tourism”

incluye un plan para sustitución y mejora de 400

estaciones de autobuses y más de 1000 vehículos

de la red pública. También prevé la instalación de

un sistema que ofrezca una visión integral y haga

uso de la tecnología analítica para gestionar el

tráfico de más de 80 rutas de la ciudad.



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LIBELIUM: www.libelium.com

Santander, Salamanca, Serbia

Una plataforma para cualquier SmartCity Service:

-SmartParking

-Datos ambientales

-Mapas de ruido urbano

-Detección de atascos

-SmartLighting

-Necesidades

de mantenimiento.

Elementos tecnológicos:

Temperature

Relative humidity

Carbon monoxide (CO)

Carbon Dioxide (CO2)

Nitrogen Dioxide (NO2)

Compatible con cualquier plataforma Cloud

Concepto SMART CITY ACTUALIDAD SOBRE GESTIÓN DEL TRÁFICO URB 3 .Punto de Vista Tecnológico GLOSARIO BIBLIOGR.

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http://www.libelium.com/

GPS location


LIBELIUM: www.libelium.com


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URBIÓTICA www.urbiotica.com “Thecityoperating system”

París, Barcelona

El U-Box es un concentrador que redirige la información de la red Urbiotica® a la plataforma de

gestión, utilizando tecnología WiFio GPRS.

-Concentrador , recibe los datos de los sensores y de los U-Flag

-Precisa alimentación 24H vía red eléctrica

-Dispone de una batería de apoyo de 4 horas de duración en caso de fallo en el suministro



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http://www.urbiotica.com/


París, Barcelona

El U-Dump permite mantener una monitorización del estado de llenado de los contenedores,

facilitando la gestión y creación de rutas de recogida dinámicas.

-Monitoriza el nivel de llenado de cada contenedor mediante ultrasonidos mide la distancia entre el

sensor y los residuos

-Medición y transmisión de datos cada 60 minutos (configurable)



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París, Barcelona

El U-Flow está pensado para recoger información sobre el paso de los vehículos, permitiendo medir

los flujos, la tipología de vehículo y su velocidad.

-Detecta el paso de vehículos

-Detecta perturbaciones del campo magnético

--Su vida útil depende de las medidas realizadas, llegando a los 8 años

-Funciona por evento: No hay medidas

ni transmisiones periódicas



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París, Barcelona

El U-Spot está diseñado como un sensor de aparcamiento, que mediante la detección de

perturbaciones del campo magnético y cambios en el nivel de iluminación, detecta e informa de las

plazas disponibles para aparcar.

-Mide la presencia de vehículos cada 60 segundos

-Transmite los datos cada 60 segundos o al detectar cambios de iluminación

-La vida útil depende de la cantidad de mediciones, llegando a 8 años



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París, Barcelona

U-Environmentales la gama de sensores ambientales,

miden diferentes parámetros permitiendo gestionar algunos de los recursos y servicios públicos,

como el funcionamiento del alumbrado público.

- U-Wet: Mide la humedad relativa

- U-Temp: Mide la temperatura ambiental

- U-Light: Mide la luminosidad



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URBIÓTICA

www.urbiotica.com

“Thecityoperating system”

La U-SENSOR PLATFORM está diseñada para gestionar los datos generados por

sensores/actuadores, entendidos en su sentido más amplio, transportándolos desde la red de

comunicaciones pública hasta los sistemas de información, procesándolos cuando es necesario, y

poniéndolos a disposición de aplicaciones, sistemas de información u otras plataformas existentes

en la ciudad.

La CITY SERVICE PLATFORM ha sido concebida para ser una plataforma de ciudad.

La U-SENSOR PLATFORM está completamente integrada en la CITY SERVICE PLATFORM.



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ABERTIS-TELECOM: Abarca los ámbitos de una SmartCityy una SmartGrid. AFEISA: Eficiencia ENER municipal

IBM: Batería Litio-Aire, autonomía de 500 millas. Centro operaciones de RIO DE JANEIRO. Energía. Hospitales

ENDESA : Muy enfocado a la recarga rápida de vehículos. Microgestión eólica.

VAHLE: Recarga inductiva para el coche eléctrico, sin cables ni conectores.

QUERQUS: Referente tecnológico en visión artificial para la gestión del tráfico y la movilidad urbana.

CIRCONTROL: Gana el proyecto para el guiado de vehículos en el aparcam. de las Torres Petronas.

PARKHELP: Especialista en la gestión de las plazas de aparcamiento en las ciudades.

SAFT: Baterías para scooter que se recargan en casa.

ARELSA: Lidera el mercado de la telegestióninteligente en servicios publicos: tuneles,…

ARSYS: Pioneros en el desarrollo de la plataforma Cloud Hosting.

NÉXICA: Cloud Computing, modelo de pago por uso (ejemplo carga eléctrica)

SCHNEIDER: Centro de investigación en el 22@ de Barcelona

PANASONIC: Promueve una SmartTown a 50 km de Tokio: FUJISAWA AENOR: Normas sobre ciudades intelig.



GLOSARIO:

SMART:

En la actualidad todo es “Smart”, desde las ciudades (SmartCity), hasta la movilidad (Smart

Mobility) o la energía (SmartGrid). En general, “Smart” es un calificativo que se aplica a todo

aquello a lo que se quiera dotar de capacidad de procesamiento digital por un lado, así como de

cualidades como la eficiencia o la sostenibilidad entendidas como el mínimo uso posible de

recursos para hacer que funcionen las infraestructuras y los servicios a los que se aplique.

Concepto SMART CITY ACTUALIDAD SOBRE GESTIÓN DEL TRÁFICO URB PUNTO DE VISTA TECNOLÓGICO 4.Glosario BIBLIOGR.

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GLOSARIO:

M2M:

O “Machine ToMachine”. Antes de hablar de “SmartCity” se hablaba de protocolos de

comunicación móvil que permitían conectar, no usuarios sino máquinas en aplicaciones como

la automatización de tareas, seguimiento de vehículos, etcétera. Se trata de que haya uno o

más sensores en un dispositivo, que recojan datos en tiempo real, y los transmitan a un centro

de procesamiento o base de datos mediante comunicaciones móviles GPRS preferentemente.

Por ejemplo los GPS de las flotas de vehículos, que transmiten la localización mediante M2M a

un centro de datos donde se lleva a cabo la gestión de las flotas.


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GLOSARIO:

CROWDSOURCING:

En una Ciudad Inteligente todo está conectado, incluidas las personas. El “Crowdsourcing”

trata de la recopilación y análisis de los datos compartidos por los usuarios en su actividad

diaria. Por ejemplo, los usuarios que compartan datos de geolocalizaciónen vehículos,

permitirán detectar atascos o interrupciones de tráfico sin más que ver que hay un elevado

número de vehículos parados en una zona concreta de una vía urbana. Se trata de datos que

preferiblemente son anónimos al no incluir rastros de datos personales.



GLOSARIO:

BIG DATA:

Según BBVA, “Big Data” es la utilización de grandes cantidades de información proveniente de

diversas fuentes. Estos datos pueden ser almacenados, analizados, cruzados, visualizados,

compartidos, etcétera.

Pueden ser usados como parte de una simulación o simplemente como estadísticas clásicas.

Es un negocio que IDEC predice que alcanzará los 16.900 millones de dólares en 2015,

incluyendo tanto las herramientas de análisis como los sistemas de almacenamiento, o los

centros de datos necesarios para procesar los datos.


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GLOSARIO:

SMART GRID

La energía es un elemento clave dentro de cualquier escenario de ciudad inteligente y ha sido

uno de los primeros elementos en los que se pensó como susceptibles de beneficiarse del

adjetivo “Smart”. El concepto de “SmartGrid” surge de la necesidad de integrar fuentes de

generación de diversa índole, ya sea mediante sistemas tradicionales como las centrales

térmicas, ciclo combinado, nucleares o mediante energías renovables como los saltos de

agua, la solar o eólica. Además, se trata de que la generación provenga tanto de centrales

como desde el propio usuario, y combinar todo ello con plataformas como el vehículo eléctrico

y la demanda de puntos de recarga con todo lo que ello conlleva. Por tanto se necesita integrar

inteligencia a la red de distribución, para tarificación, gestión y control de la energía.


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GLOSARIO:

REALIDAD AUMENTADA

O “Augmented Reality.” Del lado del ciudadano, el aprovechamiento de las ciudades

inteligentes vendrá acompañado del uso de terminales móviles y appsque faciliten el acceso a

los servicios que se construyan sobre las diferentes infraestructuras que conforman las “smart

cities”. Por ejemplo se podrá usar el móvil o el ordenador de a bordo en el coche para localizar

plazas libres de aparcamiento sea dentro de un parking o en la calle. Y esa experiencia se verá

amplificada por el uso de interfaces gráficas visuales que superpongan a las imágenes reales

las animaciones e indicaciones necesarias para localizar un hueco para nuestro coche. O para

localizar contactos, o puntos de interés. Ahora mismo ya hay appscomo Layar que hacen uso

de la Realidad Aumentada, pero sin conexión con una infraestructura “SmartCity”.


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GLOSARIO:

OPEN DATA

Es una práctica que propugna el uso libre y universal de la información. En el contexto de una

“SmartCity” es vital que los datos recopilados en el día a día desde múltiples fuentes puedan

procesarse y cruzarse sin mediar burocracias admnistrativas, exclusividades, patentes o

derechos de propiedad.

Es un componente clave a la hora de diseñar y planificar las ciudades del futuro que no se

entienden si no es bajo esta perspectiva. Otro tema diferente es el anonimato de los

ciudadanos, cuyos datos personales sí que no deberían estar asociados con los datos que se

procesan en el centro de operaciones, salvo aquellos que el individuo consienta en compartir

de forma pública.


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GLOSARIO:

OPEN DATA (continuación)

Open Data está siendo adoptado en muy diversos frentes: El gubernamental, el científico o el

de las Ciudades Inteligentes.

Según Fundación Telefónica, El movimiento “Open Data” proporciona datos que suelen estar

en formato no-textual y tratan sobre diferentes temáticas (médicos, geográficos,

meteorológicos, sobre biodiversidad, relativos a servicios públicos, etc.)

Estos datos suelen ser de la Administración Pública, de proyectos que han sido financiados con

dinero público o creados por una institución pública.


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Bibliografía y artículos:

25 CIUDADES ESPAÑOLAS SOSTENIBLES. Estudio realizado pro Análisis e Investigación

patrocinado por Siemens y verificado por KPMG.

LIBRO BLANCO SMART CITIES. Desarrollado por el Clusterde Energías Renovables de Madrid

Network.

EL TRIUNFO DE LAS CIUDADES. Edward Glaeser. Editorial Taurus

http://senseable.mit.edu/papers/publications.html (Artículos de investigación)

SC ACTUAL SMART CITY. Revista publicada por MetatechPublicaciones SL

Concepto SMART CITY ACTUALIDAD SOBRE GESTIÓN DEL TRÁFICO URB PUNTO DE VISTA TECNOLÓGICO GLOSARIO 5.Bibliografía

L i n a r e s 02 / 2014


http://senseable.mit.edu/papers/publications.html

1

DISEÑO DE REDES DE TRANSPORTE.

EL CASO URBANO.

1. Introducción El problema del transporte, conocido como problema de Hitchcock, fue formulado por primera

vez en 1941 por Frank L. Hitchcock y resuelto por George Dantzing como una adaptación del

método simplex.

2. Definición del problema del transporte. Aplicado al caso

urbano. El objetivo del este problema consiste en minimizar el tiempo del transporte de unidades

móviles desde m fuentes a n sumideros distintos. Se representa por ai: (a1, a2,… am) los

volúmenes de unidades móviles/por unidad de tiempo procedentes de los fuentes-entradas

(1,2,… m). Se representa por bj: (b1,b2,… bm ) los volúmenes de unidades móviles/por unidad de

tiempo que salen del sistema por los sumideros–salidas (1, 2,…n).

Se define por tij:

Los tiempos de transporte entre la fuente- entrada i (1,2,…m) y los sumideros-salidas j

(1,2,…n)

Se define por xij:

El volumen de unidades móviles derivado de uno a otro.

El plan de optimización trata de obtener la solución del problema formulado como:

t11 t12 t13 … t1n

t21 t22 t23 … t2n

t31 t32 t33 … t3n

… … … … …

tm1 tm2 tm3 … tmn

x11 x12 x13 … x1n

x21 x22 x23 … x2n

x31 x32 x33 … x3n

… … … … …

xm1 xm2 xm3 … xmn

2

Minimizar � � ∑ ∑ ��

�� ij . xij

Sujeto a: ∑ �� ij � ai para � � 1,2, … , �

∑ �� ij � bj para � � 1,2, … , �

xij ≥ 0

Donde se ha supuesto ∑ �� j = ∑ �

�� i ; es decir que las unidades móviles que entran al

sistema son inguales a las que salen, o lo cual es compatible con el sistema de circulación del

caso urbano.

Siempre tiene al menos una solución básica factible dada por:

xij=ai.bj/d

Siendo d=∑ �� j = ∑ �

�� i

3. Planteamiento gráfico del problema del transporte. Aplicado al

caso urbano.

Fig-1. El problema del transporte definido en forma de grafo . Las cifras a la izquierda de los nodos representan los volúmenes de unidades móviles que entran al sistema, las cifras a la derecha de los nodos representan las unidades móviles que salen del sistema. Los tiempos de transporte se representan sobre los arcos.

Sumideros

o Salidas

Fuentes o

Entradas

a1

b1 9

3

7

10

2

5

100

160

90

60

20

90

a2

b2

b3

b4

Problema del

transporte

3

Fig-2. Explicación del grafo sobre modelo urbano: a1 (entrada de coches por el polígono de los Jarales), a2 (entrada de coches por la carretera de Úbeda), b1 (coches cuyo destino es el Parque Empresarial Santana), b2 (coches cuyo destino es el aparcamiento de Santa Margarita), b3 (coches cuyo destino es el aparcamiento de la Plaza del Ayuntamiento) y b4 (coches que salen por la carretera de Baños de la Encina)

4. La tabla del problema del transporte.

Para trabajar con este problema se utiliza una tabla compuesta de filas y de columnas. Una fila

por cada FUENTE-ENTRADA, y una columna por cada SUMIDERO-SALIDA. En cada celda

intersección de estas filas y columnas, se especifica el tiempo de transporte tij de cada nodo

fuente a cada nodo sumidero, así como el valor de las varibles de decisión xij (unidades móviles

trasladadas desde el nodo i al nodo j).

t11 t1… t1j t1… t1n

x11 x1… x1j x1… x1n a1

… … … … …

… … … … … …

ti1 … tij … tin

xi1 … xij … xin ai

… … … … …

… … … … … …

tm1 … tmj … tmn

xm1 … xmj … xmn am

b1 … bj … bn Tab-1. El problema del transporte definido en forma de tabla.

a1

a2

b2

b4

b3

b1

4

9 3 7

x11 x12 x13 x14 100

5 2 10

x21 x22 x23 x24 160

90 60 20 90 Tab-2. El problema del transporte definido en forma de tabla. Ejemplo básico ya referido en la

fig-1.

Un caso un poco más complejo podría ser el siguiente:

9 3 6 7 3

x11 x12 x13 x14 x15 a1=100

7 5 2 10 6

x21 x22 x23 x24 x25 a2=160

5 4 9 8 10

x31 x32 x33 x34 x35 a3=140

b1=90 b2=60 b3=80 b4=100 b5=70 Tab-3. El problema del transporte definido en forma de tabla. Ejemplo intermedio

Equivalencia práctica de esta última tabla:

Fig-3. Explicación de la tabla del problema del transporte (Tab-3) sobre

modelo urbano: Respecto a la Fig-2 se ha añadido a3(entrada de coches a la circulación procedentes del parking San José), y b5 (salida de coches por la carretera de Úbeda)

a1

a2

b2

b4

b3

b1

b5

a3

5

5. Algoritmo del problema del transporte

Se plantea a continuación la resolución del caso anterior:

9 3 6 7 3

x11 x12 x13 x14 x15 a1=100

7 5 2 10 6

x21 x22 x23 x24 x25 a2=160

5 4 9 8 10

x31 x32 x33 x34 x35 a3=140


Quedaría del siguiente modo:

Minimizar z = 9.x11+3.x12+6.x13+7.x14+

3.x15+7.x21+5.x22+2.x23+10.x24+6.x25+5.x31+4.x32+9.x33+8.x34+10. x35

Sujeto a: x11+x12+x13+x14+x15=100

x21+x22+x23+x24+x25=160

x31+x32+x33+x34+x35=140

x11+x21+x31=90

x12+x22+x32=60

x13+x23+x33=80

x14+x24+x34=100

x15+x25+x35=70

xij≥0, para i=1,2,3, para j=1,2,3,4,5

Se cumple: a1+a2+a3=b1+b2+b3+b4+b5

En su día Hitchcock planteó el problema pero no pudo resolverlo.

6

Para resolverlo se hace en forma de algoritmo (MÉTODO SIMPLEX): asignando variables a las m

fuentes y a los n sumideros

9 3 6 7 3

x11 x12 x13 x14 x15 a1=100 u1

7 5 2 10 6

x21 x22 x23 x24 x25 a2=160 u2

5 4 9 8 10

x31 x32 x33 x34 x35 a3=140 u3

b1=90 b2=60 b3=80 b4=100 b5=70

v1 v2 v3 v4 v5

Tab-4. Asignación de variables intermedias para la resolución del problema del transporte.

Ejemplo intermedio

Se plantea el siguiente problema equivalente al anterior. Se denomina problema dual:

Maximizar � � ∑ �� i ai + ∑ "�

�� jbj

Sujeto a: ui+vj %tij

ui libre para i�1,2,…m

vj libre para j�1,2,…n

El problema DUAL constará de m x n ecuaciones con m + n incógnitas.

Se dice que xij es básica si ui+vj �tij

Se dice que xij es no básica si ui+vj -tij

(el número de ecuaciones del problema dual que deben verificarse con estricto signo de

igualdad debe ser m+n-1)

El CRITERIO DE OPTIMIZACIÓN SIMPLEX equivale a que los costes relativos de las variables no

básicas del problema sean no negativos, es decir:

rij �tij 9 (ui+vj) ≥0

Algoritmo del Transporte:

Se define la tabla del problema, y se obtiene una solución básica factible

Encontrar la variable que entra en la base y seleccionar la variable que sale de la base hasta

que los costes relativos de las variables no básicas sean todos ≥0

Problema

DUAL del

transporte

7

6. Ejemplo de aplicación del algoritmo del transporte (algoritmo de

Hichtcock).

Volviendo al ejemplo planteado en el apartado anterior, se pretende obtener la solución

óptima del problema del transporte identificado con la siguiente tabla.

9 3 6 7 3

x11 x12 x13 x14 x15 a1=100

7 5 2 10 6

x21 x22 x23 x24 x25 a2=160

5 4 9 8 10

x31 x32 x33 x34 x35 a3=140


1º)Es necesario encontrar una primera solución básica factible, para ello usamos el método del

“costo mínimo por filas”, consistente en asignar el mayor valor posible a la celda de tiempo

mínimo de cada fila:

9 3 6 7 3

60 100 40

7 5 2 10 6

160

5 4 9 8 10

140

90 60 0 80 100 70 En la primera fila, la celda de menor tiempo absoluto es x12 y x15, trabajamos en primer lugar

con la x12 luego se le asigna el mínimo (ai,bj)=mínimo (100,60)= 60

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

160

5 4 9 8 10

140

90 60 0 80 100 70 30 Como en la fila 1 todavía quedan 40 unidades por asignar, se elige la celda de tiempo absoluto

menor entre las que restan, esto es la celda (1,5) con t15=3

8

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

80 160 80

5 4 9 8 10

140

90 60 0 80 0 100 70 30 Cada vez que una oferta o demanda se agota se cruza la correspondiente fila o columna,

indicando que ya no se pueden asignar más unidades a celdas de esas líneas. Siguiendo este

procedimiento para cada una de las filas de la tabla se obtendrá una solución básica factible.

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

80 30 160 80 50

5 4 9 8 10

140

90 60 0 80 0 100 70 30 0

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

50 80 30 160 80 50 0

5 4 9 8 10

140

90 40 60 0 80 0 100 70 30 0

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

50 80 30 160 80 50 0

5 4 9 8 10

140

90 40 60 0 80 0 100 70 30 0

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

50 80 30 160 80 50 0

5 4 9 8 10

40 140 100

90 40 0 60 0 80 0 100 70 30 0

9

9 3 6 7 3

60 40 100 40 0

7 5 2 10 6

50 80 30 160 80 50 0

5 4 9 8 10

40 100 140 100 0

90 40 0 60 0 80 0 100 0 70 30 0

Quedaría la siguiente solución básica factible.

9 3 6 7 3

60 40

7 5 2 10 6

50 80 30

5 4 9 8 10

40 100

La solución básica factible que se utilizará en el proceso de iteración será.

X12= 60 x15=40

x21=50 x23=80 x25=30

x31=40 x34=100 estando a nivel cero todas las demás.

2º) Para las variables básicas se verificará: ui+vj=tij. Y para la solución básica encontrada se

aplicaría del siguiente modo:

u1+v2=3 u1+v5=3

u2+v1=7 u2+v3=2

u2+v5=6 u3+v1=5

u3+v4=8

Sistema de 7 ecuaciones y 8 incógnitas. Definiendo u1=0, es resto de las incógnitas serán:

u1=0 v1=4

u2=3 v2=3

u3=1 v3=-1

v4=7

v5=3

10

Definiendo una columna para las varibles ui y una fila para las vj, pueden computarse los costos

relativos por rij=tij-(ui+vj)

9 3 6 7 3

r11=5 r12=0 60 r13=7 r14=0 r15=0 40 u1=0

7 5 2 10 6

r21=0 50 r22=-1 r23=0 80 r24=0 r25=0 30 u2=3

5 4 9 8 10

r31=0 40 r32=0 r33=9 r34=0 100 r35=6 u3=1

v1=4 v2=3 v3=-1 v4=7 v5=3

El costo relativo más negativo corresponde a la variable no básica x22.

Se identifica un ciclo con las variables básicas, consiste en identificar dos (y solo dos) celdas de

estas variables en la misma fila o columna. El ciclo garantiza que los niveles de la oferta y la

demanda se mantengan constantes.

9 3 - 6 7 3 +

5 0 60 7 0 0 40 0

7 5 2 10 6

0 50 -1 + 0 80 0 0 30 - 3

5 4 9 8 10

0 40 0 9 0 100 6 1

4 3 -1 7 3

Se ha identificado el ciclo (2,2), (2,5), (1,5), (1,2)

Este ciclo está formado por segmentos horizontales y verticales; los extremos de este

segmento deben tener signos opuestos a fin de que se mantengan los niveles de la oferta y la

demanda.

El máximo nivel que puede darse a la nueva casilla básica vendrá determinado por el mínimo

nivel de las casillas marcadas con signo negativo, para esta iteración es 30, quedando:

9 3 - 6 7 3 +

5 0 30 7 0 0 70 0

7 5 2 10 6

0 50 -1 + 30 0 80 0 0 - 3

5 4 9 8 10

0 40 0 9 0 100 6 1

4 3 -1 7 3

Para esta nueva solución factible, las variables básicas verificarán

7

11

u1+v2=3 u1+v5=3

u2+v1=7 u2+v3=2

u2+v2=5 u3+v1=5

u3+v4=8


u1=0 v1=5

u2=2 v2=3

u3=0 v3=0

v4=8

v5=3

Volviendo a calcular los costos relativos

9 3 6 7 3

4 0 30 6 -1 0 70 u1=0

7 5 2 10 6

0 50 0 30 0 80 0 1 u2=2

5 4 9 8 10

0 40 1 9 0 100 7 u3=0

v1=5 v2=3 v3=0 v4=8 v5=3

Se identifica un ciclo con las variables básicas, partiendo de la casilla con el costo relativo más

negativo.

9 3 6 7 3

4 0 + 30 6 -1 - 0 70 u1=0

7 5 2 10 6

0 50+ 0 - 30 0 80 0 1 u2=2

5 4 9 8 10

0 40 - 1 9 0 + 100 7 u3=0

v1=5 v2=3 v3=0 v4=8 v5=3

Se ha identificado el ciclo (1,4), (3,4), (3,1), (2,1), (2,2), (1,2)

Este ciclo está formado por segmentos horizontales y verticales; los extremos de este

segmento deben tener signos opuestos a fin de que se mantengan los niveles de la oferta y la

demanda.

12

El máximo nivel que puede darse a la nueva casilla básica vendrá determinado por el mínimo

nivel de las casillas marcadas con signo negativo. Introduciendo en la base x14 (t14=-1), con un

nivel de 30, se obtiene:

9 3 6 7 3

4 0 + 6 -1 - 30 0 70 u1=0

7 5 2 10 6

0 20+ 0 - 60 0 80 0 1 u2=2

5 4 9 8 10

0 70 - 1 9 0 + 70 7 u3=0

v1=5 v2=3 v3=0 v4=8 v5=3

La nueva solución factible sería

9 3 6 7 3

30 70

7 5 2 10 6

20 60 80

5 4 9 8 10

70 70

Volviendo a establecer las ecuaciones del problema dual:

u1+v4=7 u2+v3=2

u1+v5=3 u3+v1=5

u2+v1=7 u3+v4=8

u2+v2=5


u1=0 v1=4

u2=3 v2=2

u3=1 v3=-1

v4=7

v5=3

13

Volviendo a calcular los nuevos costos relativos

9 3 6 7 3

5 1 7 0 30 0 70 u1=0

7 5 2 10 6

0 20 0 60 0 80 0 0 u2=3

5 4 9 8 10

0 70 1 9 0 70 6 u3=1

v1=4 v2=2 v3=-1 v4=7 v5=3

Habiéndose alcanzado el óptimo ya que todos costes relativos son no negativos.

Por tanto la solución básica óptima es:

x14=30 x21=20 x31=70

x15=70 x22=60 x34=70

x23=80

(Y el resto de variables nulas)

Equivalencia práctica solución:

Fig-4. Análisis de los resultados del problema del transporte (Tab-3) sobre

modelo urbano .

a1

a2

b2

b4

b3

b1

b5

a3

70

30 20

60

8

0

70

70

14

7. Reflexión sobre distintos análisis basados en el problema del

transporte aplicables al caso urbano.

Controles semafóricos en función del momento del día y de la semana.

Análisis previos a intervenciones urbanísticas. (Rotondas, desviaciones).

Información a los conductores en las entradas principales sobre disponibilidad de espacio en

aparcamientos.

Coordinación en sistema de regulación de tráfico y navegadores de vehículos.

…

8. Bibliografía

Redes de Transporte: Teoría y Algoritmos. Autor: Francisco García Benítez. UNIVERSIDAD DE

SEVILLA. 1998

1

DISEÑO DE REDES DE TRANSPORTE. EL CASO URBANO (2ª parte)

-INGENIERÍA DE TRÁNSITO-

1. Introducción: Ingeniería de Tránsito dentro de la

INGENIERÍA DEL TRANSPORTE INGENIERÍA DEL TRANSPORTE: aplicación de los principios tecnológicos y científicos al

planeamiento, al proyecto funcional, a la operación y a la administración de las diversas partes

de cualquier modo de trasnsporte, con el fin de proveer la movilización de personas y

mercancías de una manera segura, rápida, confortable, conveniente, económica y compatible

con el medio ambiente.

INGENIERÍA DE TRÁNSITO: aquella fase de la ingeniería de transporte que tiene que ver con el

planeamiento, el proyecto geométrico y la operación del tránsito por calles y carreteras, sus

redes, terminales, tierras adyacentes y su relación con otros modos de transporte. Consiste

basicamente en recopilar datos relativos a los flujos de vehículos, analizarlos, y proponer

soluciones concretas y detalladas para solucionar los problemas de tránsito detectados;

estudiando los resultados obtenidos para comprobar la validez de la solución implantada.

Se relacina con las siguientes disciplinas, no siendo resuelta por ninguna de ellas

Ingeniería civil: trata principalmente de la parte estructural de las obras; ejemplo

calidad del firme.

Urbanismo (Arquitectura): Trata de la organización de la ciudad y el territorio,

planificando los diversos lugares y ambietes donde se desarrolla la actividad humana.

Ingeniería de caminos, canales y puertos: Calculos estructurales de las

infraestructuras, especialmente las de alto coste.

Gestión municipal: valoración de económica de proyectos y encuadre dentro del

presupuesto municipal

CONCLUSIÓN

Ingeniería tránsito (englobada dentro de la ingeniería del transporte): aquella a la que

concierne específicamente el aspecto funcional de la vialidad, la que tiene que ver con el

movimiento de vehículos y peatones.

Sobre todo se manifiesta la necesidad de esta disciplina en aquellas redes viales, urbanas o

rurales, donde los volúmenes de tránsito han crecido y existen problemas de accidentes y

congestionamiento.

Especialmente es necesaria la aplicación de la ingeniería de tránsito en los grandes proyectos

viales, cuando se trata de construir sistemas arteriales de altas especificaciones, como

2

autopistas urbanas. Pero también es indispensable para lobrar abatir la incidencia de

accidentes en un cruce conflictivo o en una arteria peligrosa, estudiando la remodelación física

del cruce o la utilización óptima de dispositivos de control, la canalización mediante isletas, la

supresion de obstáculos, u obras mayores como pasos a desnivel.

La instalación de semáforos y señales y la programación de estos, respondiendo a las

necesidades y a las características específicas del lugar, son parte del estudio especializado de

la ingeniería de tránsito.

2. Alcance de la Ingeniería de Tránsito: Uno de los objetivos finales que busca el ingeniero de tránsito, es el de optimizar la operación

de los sistemas de tránsito existentes y el de intervenir en el proyecto de sistemas viales futuro

lo suficientemente eficientes.

Además el alcance se extiendo a los siguientes ámbitos.

CARACTERÍSTICAS DEL TRÁNSITO: Analizar los diversos factores y las limitaciones de los

vehículos y los usuarios como elementos de la corriente de tránsito. Investigando la velocidad,

el volumen y la densidad; el origen y destino del movimiento; la capacidad de las calles y

carreteras; el funcionamiento de: pasos a desnivel, terminales, intersecciones canalizadas; se

analizan los accidentes, etc. Así se pone en evidencia la influencia de la capacidad y

limitaciones del usuario en el tránsito; se estudia al usuario particularmente desde el punto de

vista psíquico-físico, determinándose la rapidez de las reacciones para frenar, para acelerar,

para maniobrar, la resistencia al cansancio, etc.

REGLAMENTACIÓN DEL TRÁFICO: Se establecen las bases para los reglamentos de circulación;

señalando sus objeciones, legitimidad y eficacia, así como procedimientos para modificarlos y

mejorarlos. Así, por ejemplo, deben ser estudiadas las reglas en materia de licencias;

responsabilidad de los conductores, peso y dimensiones de los vehículos; accesorios

obligatorios y equipos de iluminación, acústicos y de señalización; revisiones periódicas;

educación vial, etc.

Igual atención se da a otros aspectos como: prioridad de paso; tránsito en un sentido;

zonificación de las velocidades; limitaciones en el tiempo de estacionamiento; control policial

en las intersecciones; procedimiento legal y sanciones relacionadas con accidentes; peatones y

transporte público.

SEÑALIZACIÓN Y DISPOSITIVOS DE CONTROL: este aspecto tiene por objeto determinar los

proyectos, construcción, conservación y uso de las señales, iluminación, dispositivos de

control, etc. Los estudios deben complementarse con investigaciones de laboratorio. Aunque

el técnico en tránsito no es responsable de la fabricación de estas señales y semáforos, a él

incumbe señalar su alcanc, promover su empleo y juzgar su eficacia.

PLANIFICACIÓN VIAL: es imprescindible, en la Ingeniería de Tránsito, realizar investigaciones y

analizar los diferentes métodos, para la planificación vial en un país, un municipio o una

pequeña área, para poder adaptar el desarrollo de las calles y carreteras a las necesidades del

tránsito. Parte de esta investigación está dedicada exclusivamente al planeamiento vial

3

urbano, dando a conocer los problemas que se presentan al analizar el crecimiento

demográfico, las tendencias sobre aumento en el número de vehículos y la demanda de

movimiento de una zona a otra.

Es reconocido que la circulación (tránsito) es uno de los factores más importantes en el

crecimiento y transformación de un centro urbano y de una región, y es por esto que el punto

de vista del Ingeniero de Tránsito debe ser considerado en toda programación urbanística y en

toda planificación de poliítica económica. El técnico a su vez debe tener en cuenta en los

trabajos de planificación viall las distintas exigencias derivadas de la salubridad, la seguridad,

de las actividades comerciales e industriales, etc.

ADMINISTRACIÓN: es necesario examina las relaciones entre los distintos organísmos públicos

que tienen competencia en materia vial y su actividad administrativa al respecto. Deben

considerarse los distintos aspectos tales como: económico, político, fiscal, de relaciones

públicas, de sanciones, etc.

GLOBALMENTE, debe hacerse énfasis en lo siguiente: el Ingeniero de Tránsito debe estar

capacitado para encontrar la mejor solución al menor coste posible. Naturalmente, puede

pensarse en infinidad de soluciones por demás costosas, pero el técnico preparado en la

materia ademàs de estar capacitado para encontrar esta mejor solución, debe desarrollar

eficientemente acciones a largo plazo, que tiendan a mejorar las condiciones del tránsito sin

poner restricciones innecesarias al mismo.

3. Modelo LINEAL de flujo de vehículos El flujo de vehículos, como cualquier flujo continuo, se estudia a través de sus tres variables

principales:

Flujo (q), número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal dada, de un carril

o de una calzada, durante un periodo inferior a una hora [veh/hora]

Velocidad (v ), la relación entre el espacio recorrido(d) y el tiempo que se tarda en recorrerlo

[km/h]

Densidad (k), también llamada concentración, es el número de vehículos N, que ocupan una

longitud específica (d), de un vial en un momento dado, se suele expresar en [veh/km].

k=

Fig-1. Densidad o concentración .

4

Fig-2. Espaciamientos entre vehículos .

, espaciamiento promedio [m/veh]

Las anteriores variables se relacionan mediante la ecuación fundamental del flujo de vehículos:

q= v k [1]

Fig-3. Relaciones de tiempo y espacio entre vehículos .

5

B. D. Greenshields (1935), llevó a cabo una de las primeras investigaciones sobre el

comportamiento del flujo de vehículos, estudió la relación existente entre la velocidad y la

densidad. Utilizando un conjunto de datos (k,v), para diferentes condiciones de tráfico,

propuso una relación lineal entre la velociad v y la densidad k:

Fig-4. Relación lineal entre la velocidad y la densidad . En general la velocidad

disminuye a medida que aumenta la densidad, desde un valor máximo o velocidad a flujo libre

(punto A), hasta un valor mínimo = 0 (punto B) donde la densidad alcanza su máximo

valor de congestionamiento.

Las anteriores variables se relacionan mediante la ecuación fundamental del flujo de vehículos:

- [2]

: velocidad media espacial [km/h], es la media aritmética de las velocidades de

punto de todos los vehículos que en un instante dado se encuentran en un tramo de

carretera o calle. Para una distancia d dada, se calcula dividiendo d por el promedio

de los tiempos empleados por los vehículos en recorrerla, = d/

k: densidad [veh/km/carril]

: velocidad media espacial a flujo libre [km/h]

: densidad de congestionamiento [veh/km/carril]

6

El flujo, q, se puede representar en el diagrama velocidad-densidad, a través de la ecuación

fundamental q=vk, donde para cualquier punto sbre la recta de coordenadas (k,v), el

producto vk es el area de un rectángulo cuya base es la densidad k y cuya altura es la

velocidad v.

El rectángulo de área máxima corresponde al punto E, que está ubicado exactamente en la

mitad de la recta. Su área, sombreada en la fig.-4, representa el flujo máximo, qm, el cual se

obtiene para los valores siguientes de vm y km.

vm ; km ; qm

Sustituyendo la ecuación [2] en la [1], se obtiene la relación entre flujo y densidad

[3]

Esta ecuación expresa al flujo q como una función parabólica de la densidad k. Por lo tanto, la

forma de la curva, mostrada en la fig.-5, es la de una parábola.

Fig-5. Relación parabólica entre el flujo y la densidad.

7

Por definición se requiere que cuando la densidad se aproxime a cero, el flujo también se

aproxime a cero, lo cual representa condiciones de operación a flujo libre (punto A).

Igualmente, cuando la densidad es la máxima, k=kc, los vehículos se detienen uno tras otro,

defensa delantera a defensa trasera, tal que no avanzan, q=0 (punto B).

Entre los dos extremos anteriores, existen una diversidad de condiciones del flujo vehicular,

identificadas por los puntos C, D y E, reflejando este último características de operación a flujo

máximo o capacidad máxima, q=qm

La velociadad, v, también se puede representar en el diagrama flujo-densidad, despejándola

de la ecuación fundamental q=vk:

La expresión anterior es la pendiente del vector dirigido desde el origen A a cualquier punto

sobre la curva. Así, para los puntos C, D y E, se tiene:

Pendiente de AC=

Pendiente de AD=

Pendiente de AE=

Obsérvese que a la densidad de congestionamiento, k=kc (punto B), la pendiente del vector

AB es cero, indicando que no existe velocidad, pues los vehículos están completamente

detenidos o en un congestionamiento total.

En la medida en que el flujo q y la densidad k se aproximan a cero, el vector tiende a ser

tangente a la curva y su pendiente representa la velocidad a flujo libre vl.

La relación entre la velocidad v y el flujo q, se obtiene despejando la densidad k de la ecuación

[2]:

Y reemplazándola en la ecuación fundamental del flujo de vehículos , quedando:

De donde:

[4]

8

Esta última expresión, representada en la fig.-6, indica que entre la velocidad y el flujo existe

una relación parabólica, donde para un valor determinado del flujo (q=qC=qD), hay asociados

dos valres de la velocidad (vC y vD).

Fig-6. Relación parabólica entre velocidad y flujo.

En la medida que el flujo q aumenta, desde el punto A (velocidad a flujo libre), la velocidad v

progresivamente disminuye. De manera que si para una determinada vialidad, el flujo de

entrada q (demanda) se aproxima a la capacidad qm (máxima oferta o servicio), la dinámica

del flujo vehicular puede causar que éste se reduzca por debajo de la capacidad, con

velocidades correspondientes a la parte inferior de la curva desde el punto E hasta el puntoB,

indicando que la operación ocurre a nivel de congestión.

En la fig.-7, aparecen dibujadas las tres relaciones básicas en un solo diagrama fundamental,

el cual permite ver la interrelación entre cada una de ellas.

9

Fig-7. Diagrama fundamental del flujo vehicular .

Se puede observar que las regiones correspondientes a flujos de tránsito no congestionados

están limitadas por:

10

4. Modelos NO LINEALES de flujo de vehículos Otras investigaciones, relacionadas con el comportamiento del flujo de vehículos, han llegado

a la conclusión de que no siempre existe una buena correlación lineal entre la velocidad y la

densidad.

MODELO LOGARÍTMICO: lo realiza H. Greenberg basado en la analogía hidrodinámica de

fluidos compresibles, este modelo da buenos ajustes en flujos congestionados, pero no

funciona muy bien a bajas densidades.

Fig-8. Modelo logarítmico del flujo de vehículos .

[5]

[6]

11

MODELO EXPONENCIAL: Underwood, interesado por el análisis del régimen a flujo libre,

formuló el siguiente modelo exponencial para flujos no congestionados.

Fig-9. Modelo exponencial del flujo de vehículos.

[7]

[8]

Master Transporte y Logística- Transporte urbano, movilidad Francisca María Guerrero Villar

1

DISEÑO DE REDES DE TRANSPORTE. EL CASO URBANO (3ª parte)

-INGENIERÍA DE TRÁNSITO-

1. Descripción probabilística del flujo de vehículos Si todos los vehículos que circulan por un determinado vial se encuentran espaciados

uniformemente, sería fácil determinar su flujo y los diferentes niveles de congestionamiento.

Sin embargo, en muchos casos los vehículos no viajan a intervalos uniformes, sino que lo hacen

en grupos con un intervalo promedio para cada uno, reflejando concentraciones vehiculares

que se mueven en forma de ondas a través del tiempo.

Más aún, en situaciones más cercanas a la realidad, los vehículos circulan en forma

completamente dispersa. Todos aquellos enfoques que tratan de tener en cuenta la

heterogeneidad del flujo, suponen que el patrón de llegadas o de paso de los vehículos

corresponde, en cierta manera, a un proceso aleatorio. En muchos problemas de ingeniería de

tránsito es de gran utilidad describir el flujo vehicular, de tal manera que conserve algunas de

sus características discretas, considerando de esta forma los aspectos probabilísticos de su

comportamiento.

Para seleccionar la distribución de probabilidad que más fielmente represente un flujo de

vehículos específico, es necesario que éste cumpla tres condiciones:

primero, cada conductor sitúa su vehículo independientemente de los demás, excepto

cuando su espaciamiento es muy pequeño;

segundo, para cualquier flujo , el número de vehículos que pasan por un punto en un

intervalo de tiempo dado es independiente del número de vehículos que pasan por

otro punto durante el mismo intervalo;

tercero, el número de vehículos que pasan por un punto dado en un intervalo de

tiempo es independiente del número de vehículos que pasan por el mismo punto

durante otro intervalo.

Los supuestos anteriores son los que utiliza la distribución de Poisson, la cual tiene aplicación

para flujos de vehículos bajos y medios.

Suponiendo que la distribución de llegadas de los vehículos a un punto es de

tipo Poisson (Discreta), entonces la probabilidad de x llegadas en cualquier intervalo de

tiempo t viene dada por la siguiente expresión:

[9]


2

Donde:

X = variable aleatoria que representa el número de llegadas de vehículos a un punto.

p(x) = probabilidad que lleguen exactamente x vehículos al punto durante un intervalo de

tiempo t

m = número medio de vehículos que se espera lleguen durante el intervalo de tiempo t

(vehículos/intervalo)

e = base de los logaritmos neperianos= 2,718282

El valor de m en función de la tasa de flujo de llegadas q es:

[10]

Sustituyendo [10] en [9]:

Distribución discreta de llegadas [11]

Se estudia a continuación, como caso particular, la probabilidad de que no lleguen vehículos

durante el intervalo de tiempo t, la expresión anterior queda del siguiente modo:

para t ≥ 0

Si no llegan vehículos durante el intervalo de tiempo t, entonces existe un intervalo de tiempo

h entre vehículos de al menos t. Esta característica define la distribución de intervalos

de tiempo entre vehículos, la cual se expresa como:

para t ≥ 0 Distribución de intervalos entre vehículos [12]

La anterior expresión indica que la distribución de intervalos entre vehículos es una variable

continua de tipo exponencial negativa.

La distribución discreta de llegadas [11], y la distribución continua de intervalos [12], tienen las

siguientes aplicaciones:

Control de intersecciones.

Cálculo de longitudes de almacenamientoen carriles con giro a la izquierda.

Estimación de filas y demoras en la circulación.

Disponibilidad de claros o separaciones entre vehículos de una corriente

principal que permita el cruce de los vehículos de la corriente secundaria.

Estudio de maniobras de incorporación de dos corrientes de circulación.

Predicción de llegadas de vehículos a puntos de interés.


3

Por complemento de la ecuación [12], la probabilidad de que un intervalo h sea menor de t es:

probabilidad acumulativa para t ≥ 0 [13]

Fig-1. Distribución continua exponencial de intervalos entre vehículos [12]

Fig-2. Distribución continua exponencial acumulativa [13]

2. Conceptos estadísticos necesarios para la resolución de

problemas.

Como trabajar con la distribución discreta de Poisson

Una manera fácil de calcular las probabilidades, según la distribución de Poisson, se logra

utilizando la siguiente propiedad:

Que también se puede escribir como:


4

El cálculo de probabilidades para m=1:

Podría hacerse para m=2, m=3, etc.

En cualquier caso se suelen usar tablas de estadística como la siguiente:


5

Tabla-1. Distribución de llegadas de vehículos de acuerdo a una

distribución de Poisson.

Fig-3. Distribución de llegadas de vehículos.En función dem:número medio

de vehículos que se espera lleguen durante el intervalo de tiempo t

(vehículos/intervalo). Observese que valores pequeños de m la distribución es

sumamente sesgada, cuando m aumenta, la distribución se hace más simétrica.

Hay otras propiedades de la distribución acumulada de Poisson:

1.- Probabilidad que lleguen N o menos vehículos:


6

2.- Probabilidad que lleguen más de N vehículos:

3.- Probabilidad que lleguen menos de N vehículos:

4.- Probabilidad que lleguen N o más vehículos:

Otros conceptos estadísticos necesarios:

Los datos de las mediciones relacionadas con el tránsito de vehículos suelen ser estocásticos,

siguiendo una distribución de probabilidades, en principio desconocida.

Para realizar cálculos conviene antes que nada enunciar los tres axiomas y tres de las

propiedades del cálculo probabilístico.

Axiomas:

1. Para cualquier suceso A ocurre que 0 P(A) 1

2. Si A y B son incompatibles (A B ø) P (A B) = P(A) + P(B)

3. P(E)=1, donde llamamos E al espacio muestral, es decir todas las opciones de un

determinado suceso.

Propiedades:

1. Si es el suceso complementario de A P( )= 1 – P(A)

2. P(A B) = P(A) + P(B) – P (A B)

3. Si A y B son independientes P( A B) = P(A) . P(B)

-------- Ver Ejemplos 2, 3 y 4 --------


7

3. Bibliografía

Ingeniería de Tránsito. Fundamentos y aplicaciones.

Autores: Rafael Cal y Mayor Reyes, James Cárdenas Grisales.

Editorial: ALFAOMEGA. 1998

Francisca María Guerrero Villar. Ingeniera Superior Industrial (Mecánica)

1

Tema 10. FERROCARRILES URBANOS. Tranvías, metros ligeros y metro convencional

Breve historia de los ferrocarriles metropolitanos: La historia de los tranvías, trolebuses, metros y metros ligeros eléctricos, data de la segunda

mitad del siglo XIX, cuando se empezaron a ensayar los primeros vehículos de tracción

eléctrica desarrollados por Siemens (en la Exposición de Berlín estuvo funcionando durante

cuatro meses en 1879).

Desde 1950 un auténtico BOOM

Metros del mundo. Inauguraciones/decada

De a Número

1860 1870 1

1870 1880 0

1880 1890 0

1890 1900 5

1900 1910 5

1910 1920 3

1920 1930 2

1930 1940 2

1940 1950 1

1950 1960 9

1960 1970 10

1970 1980 29

1980 1990 29

1990 2000 21

Total 117

Tram, abreviatura del anglicismo Tramway (vía de rieles planos)


2

Lo inventó en 1775 el inglés John Outram

Se electrifican 2ª mitad siglo XIX

En la mitad del siglo XX, aparecen los Trolebuses (electrificados, con ruedas_no usa vías),

evolucionan al autobús, sustituye al tranvía en las ciudades medianas pequeñas, mientras el

metro.

En la mitad del siglo XX, el metro triunfa en las grandes ciudades.

En Madrid se inaugura el primer tramo de metro en octubre de 1919, en Barcelona se inaugura

el primer tramo el 30 de diciembre de 1924.

El potencial de los ferrocarriles metropolitanos: Actualmente, y a pesar de que la implantación de sistemas de transporte ferroviario

metropolitano conlleva importantes inversiones iniciales, un gran número de ciudades están

incorporando en sus planes de transportes la posibilidad de implantación de metros, tranvías o

metros ligeros (siendo difícil establecer diferencias entre estos dos últimos); así en Alemania,

Suiza, Países Bajos, etc. Siguen proliferando estos tipos de transportes y ampliando las redes

actuales.

En España se incorporan cada vez más ciudades a esta modalidad de transporte: Valencia en

octubre de 1988, Bilbao en noviembre de 1995, Coruña en 1998, Alicante en agosto de 2003,

Tenerife en abril de 2007, Sevilla en octubre de 2007, Jaén en mayo de 2011; próxima

inauguración del metropolitano de Málaga y metropolitano de Granada; Tren-Tran de la Bahía

de Cádiz.


3

Sevilla

Tranvías Urbos 3 de CAF con una capacidad de 275 pasajeros y una velocidad máxima de 70

km/h, tienen ultracondensadores que permiten viajar al tranvía sin catenaria en trayectos

cortos; se trata del sistema de tecnología avanzada ACR (Acumulador de Carga Rápida)

desarrollado y patentado por la empresa española CAF.

Granada

Tramo en superficie entre las estaciones de Vicuña y Juncaril que tiene en algunos tramos

características de tranvía y en otros tramos características de metro. En 2011 se encuentra en

construcción la primera línea, que cruza el área de norte a sur uniendo los municipios de

Albolote, Maracena, Granada y Armilla.

http://es.wikipedia.org/wiki/Urbos

http://es.wikipedia.org/wiki/Acumulaci%C3%B3n_de_Carga_R%C3%A1pida

http://es.wikipedia.org/wiki/Construcciones_y_Auxiliar_de_Ferrocarriles

http://es.wikipedia.org/wiki/Tranv%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_%28ferrocarril%29

http://es.wikipedia.org/wiki/2011

http://es.wikipedia.org/wiki/Albolote

http://es.wikipedia.org/wiki/Maracena

http://es.wikipedia.org/wiki/Granada

http://es.wikipedia.org/wiki/Armilla


4

Jaén

Vista del tranvía en la estación de las batallas durante el período de pruebas.

El Tranvía de Jaén es una línea de tren ligero metropolitano que recorre la ciudad de Jaén,

conectando el eje centro-norte. Las obras comenzaron en abril de 2009 y finalizaron dos años

después. Dicho sistema tranviario transcurre íntegramente en superficie y cuenta con 10

estaciones

El Tranvía de Jaén cuenta con cinco tranvías Alstom Citadis TGA 302. Cada tranvía tiene una

longitud de 32 metros, un ancho de 2,4 metros y una altura de 3,2 metros. Presenta piso bajo

integral, lo que garantiza total accesibilidad, además, tiene sistemas para la sujeción de

bicicletas en cada módulo. La capacidad total es de 182 pasajeros

Tranvía Alstom Citadis 302

http://es.wikipedia.org/wiki/Tren_ligero

http://es.wikipedia.org/wiki/Ja%C3%A9n

http://es.wikipedia.org/wiki/2009

http://es.wikipedia.org/wiki/Alstom_Citadis

http://es.wikipedia.org/wiki/Alstom_Citadis


5

Málaga

El Metro de Málaga es una red de transportes para la ciudad de Málaga basada en varias líneas de metro ligero servidas con unidades tranviarias. Esta red, actualmente en construcción, unirá diferentes puntos de la ciudad y tendrá enlaces con el resto de redes de transporte del Consorcio de Transporte Metropolitano del Área de Málaga.

Todas las líneas utilizarán tranvías Urbos 3 de CAF con capacidad para 202 pasajeros (145 de pie y 57 asientos), la velocidad máxima que alcanzan estas unidades es de 70 km/h. El ancho vía será de 1.435 mm (ancho internacional) y electrificada a 750 vcc, permitiendo tener toda la red conectada. Los vehículos tienen una longitud de 31 m de largo y una anchura de 2,65

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1laga

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_%28ferrocarril%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Consorcio_de_Transporte_Metropolitano_del_%C3%81rea_de_M%C3%A1laga

http://es.wikipedia.org/wiki/Urbos#Urbos_3


http://es.wikipedia.org/wiki/Ancho_de_v%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Ancho_de_v%C3%ADa


6

Cádiz

La primera línea del Tranvía Metropolitano de la Bahía de Cádiz conectará Chiclana, San

Fernando y Cádiz, con una longitud de trazado 24 kilómetros. De ellos, 13,7 discurrirán a través

de una plataforma de nueva construcción entre Chiclana y San Fernando y los 10,3 kilómetros

restantes aprovecharán la línea ferroviaria Sevilla-Cádiz. Contará con 22 paradas (17 en los

primeros tramos y cinco en la prolongación hasta Cádiz). El tiempo de recorrido entre los dos

extremos será de algo más de media hora y la población servida (situada a una distancia no

superior a 500 metros de una parada), de 233.500 personas.

Puente de la Pepa en Construcción (unirá Cádiz con Puerto Real), por el circulará la línea 2 del metropolitano de Cádiz.

La construcción de las unidades móviles fue adjudicada a CAF, sobre la base del modelo Urbos.5

La característica más destacable es la existencia de puertas a dos alturas, debido que la altura de los andenes de la línea de ferrocarril (76 cm) es excesiva para utilizarla en la zona tranviaria, donde se ha establecido una altura de 38 cm. Finalmente, cada lado de cada coche que forma el tranvía dispone de una puerta de cada altura, con la mitad del suelo interior de cada coche a la altura de una puerta y la otra mitad a la otra, existiendo comunicación entre ambas zonas mediante escaleras, plataformas para personas de movilidad reducida.

Cada rama se compone de dos coches motores, ampliables a 3, con 146 plazas de pie y 92 sentadas. La velocidad máxima es de 100 km/h. El ancho de vía, para ser compatible con la línea Cádiz-Sevilla actual, es ibérico de 1.668 mm.

Ferroviariamente, cuando el tren entra en la vía convencional, el tranvía se considera un tren normal que circula por la línea en las mismas condiciones que el resto de trenes. Ha sido


http://es.wikipedia.org/wiki/Urbos

http://es.wikipedia.org/wiki/Tranv%C3%ADa_Metropolitano_de_la_Bah%C3%ADa_de_C%C3%A1diz#cite_note-5

http://es.wikipedia.org/wiki/Ancho_ib%C3%A9rico


7

numerado dentro de la serie 801, recibiendo la primera unidad la numeración 801.001. La homologación para circular por vías férreas convencionales le permite circular no sólo en la línea Cádiz-Sevilla, sino que podría hacerlo en cualquier otra línea ferroviaria española.


8

Un componente crítico en el movimiento de las personas es el tiempo de ir y volver a

actividades fuera de su entorno de vivienda, como el invertido en ir y volver al trabajo, a los

centros de estudio, a centros comerciales y lúdicos, etc.

Hasta la mitad del siglo XX, la mayoría de los desplazamientos individuales se hacían andando.

Ello dio lugar, entre otras razones, a que el tamaño de las ciudades no pasase de un radio de 5

ó 6 km alrededor de su centro. El desarrollo de los transportes públicos permitió una mayor

extensión de las ciudades. Posteriormente el ferrocarril cambió la fisonomía de las urbes,

desarrollándose las zonas residenciales a lo largo de las líneas ferroviarias; con el tiempo las

zonas comprendidas entre las líneas ferroviarias han sido llenadas y casi todo el suelo

metropolitano ocupado, no siempre con el rigor urbanístico adecuado, llegando en múltiples

ocasiones a situaciones de congestión elevada.

El transporte ferroviario urbano es una posible solución a los problemas de congestión, pero su

implantación es cara para metros subterráneos, o metros ligeros cuando el flujo horario de

viajeros a transportar es bajo. No obstante el automóvil es con gran diferencia el medio de

transporte más caro excepto para volúmenes de tráfico muy bajos.

Ver gráficos costes por tipos de medio de transporte en ciudades de tamaño medio-alto.


9

Los estudios de previsiones de demanda o de utilización de una nueva línea de transportes

ferroviarios son fundamentales para hacer un análisis de alternativas y de mayor o menor

viabilidad económica.

Capacidad de Transporte (por hora y sentido)

Distancia entre estaciones

AUTOBÚS 2.400-8.000 pasajeros 250-1.200 metros

TRANVÍA 4.000-15.000 pasajeros 250-1.200 metros

METRO LIGERO 6.000-40.000 pasajeros 350-1.500 metros

METRO PESADO 20.000-80.000 pasajeros 500-2.000 metros

Un Metro subterráneo es, sin duda, el mejor método de transporte urbano, ya que no

interfiere en la superficie de la ciudad y no sufre los atascos, retrasos o colapsos. Pero

comparado con el tranvía, el autobús o el trolebús es el sistema más caro de transporte

urbano, precisamente por el coste de la infraestructura subterránea.

El metro pesado subterráneo se justifica solamente cuando la demanda es muy alta, y no hay

posibilidad de un transporte urbano en superficie por la densidad del tráfico, esto explica la

interrupción de su funcionamiento en el periodo nocturno.


10

Diferencias entre ferrocarriles metropolitanos y otras

explotaciones ferroviarias. La mayoría de ferrocarriles urbanos (metros, tranvías, metros ligeros, etc.) basan sus sistemas

de explotación en líneas o recorridos con gran densidad de población. Ello, entre otras

peculiaridades, obliga a diseñar estaciones con pequeñas distancias entre sí, evitando grandes

desplazamientos de los ciudadanos en superficie.

Esta primera premisa conceptual obliga a sistemas de transporte que, para ofrecer velocidades

comerciales altas (tiempos de recorrido bajos), precisa un material móvil capaz de importantes

aceleraciones y deceleraciones (del orden de 1 o incluso 1,2 m/s2), a diferencia de otro tipo de

explotaciones ferroviarias, en las que la distancia entre estaciones es de varios o muchos

kilómetros.

Otra característica diferenciadora importante es el hecho de que una gran parte de los metros,

metros ligeros y tranvías circulan, o bien dentro de los cascos urbanos en superficie, o bien en

el subsuelo a través de túneles. En ambos casos los tamaños de las cajas de sus coches suelen

ser menores que los de los ferrocarriles convencionales, pero la necesidad de elevadas

aceleraciones exigen motorizaciones muy potentes en comparación con trenes del sector

ferroviario convencional. Así pues, resulta que la clásica composición de un tren a base de una

cabeza tractora y coches remolcados no es aplicable en las explotaciones metropolitanas, y

debe acudirse a composiciones formadas por unidades:

MM Motor-Motor

MRM Motor-Remolque-Motor

MMRMM Motor-Motor-Remolque-Motor-Motor

O similares, que se caracterizan por un gran número de coches motores en relación a vehículos

remolcados.

Debe señalarse también que las alimentaciones en los transportes ferroviarios urbanos locales

suelen realizarse en corriente continua y con tensiones comprendidas entre los 600 v y 1,5 kV,

a diferencia de los ferrocarriles eléctricos interurbanos de carga o de viajeros que utilizan

alimentaciones en alterna, a frecuencias industriales o especiales, pero siempre con tensiones

mucho más elevadas (15.000, 25.000 y hasta 50.000 V) o tensiones en continua de 3000 V

usuales en la mayor parte de las líneas españolas de RENFE. Ello implica unas características de

diseño muy peculiares tanto en las instalaciones fijas con en el material móvil rodante, ya que

como se ha explicado deben compatibilizarse fuertes procesos de arranques y paradas de

vehículos de pequeño tamaño pero con importantes potencias de tracción embarcadas, de tal

forma que las bajas tensiones de alimentación (por condicionantes históricos y limitaciones de

aislamientos), implican importantísimas intensidades, cercanas a los 1.000 A a manejar por

coche motor.

Existen otras diferencias, como la concepción de vehículos para rápidas entradas y salidas de

usuarios (con gran número de puertas), interiorismo diseñado para un tiempo de estancia a

bordo pequeño, radios de curvatura mucho más pequeños, etc.

Adicionalmente, debe señalarse por último el hecho de que las explotaciones ferroviarias

urbanas o locales siempre tienen criterios de explotación conceptualmente diferentes al de los


11

ferrocarriles interurbanos, puesto que los trenes se ven obligados a circular con intervalos

temporales y kilométricos reducidos como se ha indicado, lo que exige un riguroso control de

tráfico y unos sistemas de señalización, protección y conducción extremadamente fiables, a la

vez que versátiles, permitiendo una gran capacidad de transporte de forma segura en las líneas

servidas.

AUTOBÚS CONVENCIONAL

AUTOBÚS ELECTRIFICADO

TRANVÍA METRO LIGERO

METRO PESADO (convencional)

Nº coches componen unidad

1 1 1-2 2-3 2-10

Longitud de cada unidad

8-12 8-12 16-30 25-45 32-150

Asientos por coche

30-80 30-80 22-40 25-80 32-84

Plazas totales por coche

40-120 40-120 100-180 110-250 140-280

Necesita infraestructura propia %

0% 40-90% 0-40% 40-90% 100%

Control del vehículo

Manual/ Visual

Manual/Visual/ Señales

Manual/Visual/ Señales

Manual/ Señales ATC

Señales ATC (*)

Control de Billetes

En el vehículo En el vehículo En el vehículo En vehículo o estación

En estación

Toma de corriente

- Aérea Aérea Aérea Aérea / tercer carril

Velocidad máxima km/h

40-80 60-100 50-70 60-90 70-110

Regularidad Media-Baja Media-Alta Baja Alta Muy alta

Separación estaciones

250-1.200 m 250-1.200 m 250-1.200 m 350-1.500 m 500-2.000 m

Capacidad /hora por sentido

2.400-8.000 pasajeros




20.000-80.000 pasajeos

(*) Señales ATC “Automatic Train Control”, señalización automatizada.

Cajas modulares de tranvías y metros ligeros. El auge de los sistemas ferroviarios metropolitanos denominados tranvías y metros ligeros, ha

hecho que, en los últimos años la mayoría de los fabricantes mundiales de estos sistemas

(ALSTOM, SIEMENS, BOMBARDIER, ANSALDOBREDA, CAF, etc), diseñen productos estándares

que pudieran crecer mediante la incorporación de nuevos módulos en sus composiciones.

Lo cual es antagónico respecto a las construcciones habituales de material móvil ferroviario.

ALSTOM. Multinacional francesa. CITADIS

SIEMENS. Multinacional alemana. COMBINO

BOMBARDIER. Multinacional canadiense. MOVIA

ANSALDOBREDA. Italiana. SIRIO

CAF. Multinacional española URBOS


12

Combino de Siemens

Unidad Movia C951 de Bombardier en el metro de Singapur.


13

Unidad Sirio de AnalsoBreda en Athenas.

Estas construcciones modulares no sólo hacen que los precios sean más bajos que los de los

metros pesados sino que, además, facilitan su construcción en instalaciones mucho menos

costosas, más flexibles y fáciles de implementar en cualquier país, y con unos plazos de

entrega asombrosos para el sector ferroviario, de 14 a 16 meses (gama estándar).

La escalabilidad de estos vehículos permite seleccionar anchos de coche entre (2,3 y 2,65 m)

dentro de lo que se caracteriza como productos de catálogo estándar.

Los anchos de vía suelen poderse seleccionar entre 1000 mm y 1445mm, y todos los

fabricantes ofrecen posibilidad de composiciones 100% piso bajo, lo que significa que la

distancia del suelo al piso del vehículo es igual o inferior a 300 mm.


14

Gráfico ejemplo de escalabilidad:

Estos vehículos, en cuanto a sus cajas se refiere, se caracterizan por poder particularizar para

cada explotación el diseño interior y pintura externa y, sobre todo, los módulos de cabina que

se construyen en composiciones totalmente adheridas al módulo extremo, consiguiéndose una

facilísima intercambiabilidad ante accidentes.


15

Análisis económico El transporte ferroviario urbano es normalmente deficitario habida cuenta que el transporte

ha adquirido en los últimos decenios un importantísimo papel político, existiendo diversas

tendencias en lo relativo a su financiación; desde la emanada de directivas de la UE para que la

infraestructura ferroviaria la sufrague el Estado pero que su explotación sea privada, o con

estilos de gestión como los de la empresa privada, hasta la decisión política, adoptada en

algunos casos, de hacer pagar a los usuarios la construcción ferroviaria, si bien no

directamente, sí a través de una revalorización de terrenos limítrofes a la línea ferroviaria y

consecuente mayor coste de las viviendas de la zona.

Referencias de coste habitual de una línea, teniendo en cuenta la infraestructura civil, la arquitectura, las instalaciones y el material móvil:

Valencia 60 millones €/km

Bilbao 60 millones €/km

Londres (línea jubileo) 140 millones €/km

Madrid (ampliación 2007) 36 millones €/km

Actualmente el Banco Mundial utiliza el ratio de la ampliación del año 2007 como referencia de inversión, así como referencia en el plazo de ejecución (40 km y 38 estaciones en 40 meses)

Se analiza a continuación desde un punto de vista económico el caso particular de METRO-

MADRID

Estimación de inversión y rangos de amortización del metro de Madrid:

Datos año 2000 AMORTIZACIÓN

km Millones €/km Millones € Años de vida Millones € /año

Infraestructura 171 36 6156 70 88

Coches Miles €/coche Millones € Años de vida Millones € /año

Material móvil 1.400 1,2 1683 15 112

TOTAL 7.849 200 millones €/año

Datos año 2010 AMORTIZACIÓN

km Millones €/km Millones € Años de vida Millones € /año

Infraestructura 287 36 10.332 70 147,6

Coches Miles €/coche Millones € Años de vida Millones € /año

Material móvil 2.369 1,2 2.843 15 189,5

TOTAL 337 millones €/año


16

Tabla de la estructura de costes del metro de Madrid año 2010.

COSTES (Millones de Euros) Año 2010

Mano de obra 359 28,58%

Energía, material y diversos 777 61,86%

Amortizaciones 114 9,08%

Financieros 6 0,48%

TOTAL COSTES 1.256

Volumen de viajes 627 Millones de viajeros

Coste medio por viaje 2 €/billete

INGRESOS (Millones de Euros) Año 2010

Ventas de Billetes 1.064 28,58%

Actividades complementarias (#) 54 61,86%

TOTAL INGRESOS 1.118

Volumen de viajes 627 Millones de viajeros

Precio medio del billete 1,7 €/billete

Existe un diferencia de 0,30 €/billete, subvencionada por cada viaje, CON UNA AMORTIZACIÓN

MUY POCO REALISTA.

Las infraestructuras no son propiedad del Metro de Madrid, y no se amortizan en las cuentas

de la empresa, si pasasen a amortizarse en las cuentas de la empresa el billete tendría que

valer:

(1256 millones € costes explotación+ 337 millones € amortización infraestructuras)/627

millones de viajes= 2,54 €

Por tanto la subvención real por cada viaje de metro es de 0,84 € (el 50% del precio medio del

billete).

Destacar el precio del billete no es un buen medidor del servicio prestado, ya que un bajo

coste de explotación con un servicio inseguro de baja disponibilidad y fiabilidad o con mala

imagen de poco vale para los usuarios.

El análisis del balance económico –social a la hora de decidir acometer la inversión en una

infraestructura ferroviaria urbana, se calcula la mejora de la accesibilidad, por medio de las

horas ahorradas al año en cada alternativa (multiplicando el ahorro de tiempo de viaje en cada

modo por el número estimado de viajeros en cada modo). Finalmente para la obtención del

Balance Económico-Social, se calcula en cuanto debería valorarse el coste horario de las horas

ahorradas para que los flujos de costes y ahorros anuales, a 30 años, tengan un TIR del 4%.

La alternativa que rentabilizando la inversión más minimice los coste horarios será la

alternativa óptima.


17

Novedades tecnológicas.

ERTMS, ATP, ATO

Cofres superiores de electrónica y aparellaje

Sistema de electrificación invisible

Fig.- Bogies para piso bajo

Fig.Equipo de electrónica de potencia preparado para instalarse en la parte superior de las

unidades móviles de piso bajo.


18

Fig. Esquema levitación magnética monoviga

Fig. Tracción Trenes de levitación magnética monoviga.


19

Fig. Tercer carril.

Profundizando en la materia. Una vez que se conoce la infraestructura del transporte que se trate de construir sería

necesario definir cada uno de los siguientes aspectos:

PROYECTO PRINCIPAL:

Cartografía, climatología e hidrología, planteamiento urbano, estudio geológico, efectos

sísmicos, trazado geométrico, movimiento de tierras, drenaje, geotecnia para la cimentación

de estructuras, estructuras, viales y aparcamientos, superestructura en instalaciones

ferroviarias, explotación de la línea, integración ambiental, replanteo, reposición de

servidumbres, servicios afectados, expropiaciones, justificación de precios, plan de obra,

coordinación con otros organismos, presupuesto, revisión de precios, obras complementarias,

estudio de seguridad salud

INSTALACIONES

Línea aérea de contacto o tercer carril en su caso.


20

Red de alimentación eléctrica de tracción, acometidas, subestaciones rectificadoras,

interconexiones y telemandos.

Señalización Ferroviaria (localización de trenes, semaforización y aparatos de vía).

Sistemas de protección y conducción automática de trenes en su caso (ATP-ATO).

Sistemas electromecánicos de estaciones (ventilación, bombeo, puertas de entreda, etc)

Equipos de movimiento vertical y horizontal (escaleras mecánicas, ascensores y pasillos

rodantes)

Ventilación de túneles y estaciones

Sistemas de detección y protección de incendios y equipamiento de protección civil.

Telecomunicaciones y sistemas de radiocomunicaciones tren-tierra.

Puestos de control y telemando centralizados

MATERIAL MÓVIL

Datos generales y normas de aplicación al nuevo material móvil.

Cajas: formas, dimensiones, asientos, puertas, recubrimientos, materiales estructura, cabinas,

puestos de conducción, ergonomía.

Acoplamientos o enganches intermedios y extremos.

Equipos electrónicos de tracción y auxiliares.

Equipo neumático

Bogies.

Bibliografía

FERROCARRILES METROPOLITANOS. Tranvías, metros ligeros y metros convencionales.

Manuel Melis Maynar, y Francisco Javier González Fernández. (3ª edición)

Editorial: COLECCIÓN SENIOR (Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos).

Memoria Metro de Madrid 2010

Engineering

Cuadernillo transp urbano movilidad master transp