Abstract

La presente tesis de maestría contiene el desarrollo de una investigación que permite determinar el grado de mejora futuro en la movilidad de una zona de alta congestión vehicular para cualquier ciudad, a través de la medición de la variación del nivel de servicio en las vías urbanas comparando al escenario base con un escenario hipotético en donde hay una implantación de un sistema de cobro por congestión para autos particulares, como medida para desestimular el uso del auto, reducir los flujos vehiculares en las vías en las horas pico y aumentar así los índices de movilidad. La investigación aporta una metodología para determinar la variación del nivel de servicio a partir de la velocidad de circulación de los vehículos en las vías urbanas de una zona congestionada ante la implantación de una tarifa de cobro por congestión. Para ello, se utilizó como herramienta el software de macromodelación PTV Visum 14, por medio del cual se realizó simulaciones tanto para el escenario base como para el escenario hipotético de cobro, con el cual se obtiene las velocidades en cada uno de los segmentos de vías de la zona en estudio. El nivel de servicio se determinó, utilizando los procedimientos de análisis recomendados por el Manual de Capacidad Vial Americano HCM – 2000, en su referente a las vías urbanas. La metodología de investigación, se aplicó para la zona céntrica de la ciudad de Medellín, en donde a partir del análisis e insumos de información secundaria fue posible definir un escenario hipotético de cobro por congestión que se comparó con un escenario base. Los resultados obtenidos indicaron para el escenario hipotético de cobro un 15% de aumento de la velocidad media de circulación en las vías internas y una disminución del 5% de la velocidad media para las vías del anillo circundante (libre de cobro); en cuanto al nivel de servicio de las vías, en la zona interna aproximadamente 2,5 Km (14%) de vías mejoran el nivel de servicio pasando de un nivel de servicio menos favorable a uno más favorable, pese a esta variación, el 40% de vías (7,4 Km) continúan en niveles de servicio desfavorables (D, E y F). Por otro lado, se evaluó el tiempo de viaje en la red para los dos escenarios, obteniéndose que el tiempo medio de recorrido por cada auto en las vías internas se reduce de 3,00 minutos/Km en el escenario base a 2,54 minutos/Km en el escenario con cobro; para toda la red interna y todos los autos se tiene una reducción del 41%, pasando de 5.471,23 a 3.217,87 horas de viaje, lo que en beneficios sociales representados en ahorro del tiempo para todos los usuarios viajantes significa un ahorro de aproximadamente 67,8 Millones de pesos diarios que equivale aproximadamente 16.360 Millones de pesos al año; en cambio para el anillo vial circundante se tiene que los tiempos de viaje totales del anillo se incrementan en un 6%, pasando de 6.741,40 a 7.175,19 horas. El estudio también permitió identificar que el alto grado de congestión de la zona centro de Medellín no sólo es causa del uso del auto particular, sino de otros modos motorizados como las motos, el taxi, y los buses; además, de la invasión de vías y espacios públicos por el comercio informal, por parqueos indebidos y zonas de acopio que reducen la capacidad de las vías. Todos estos resultados permitieron concluir que el escenario de cobro por congestión en la forma como fue evaluado sería una medida que proporciona buenos resultados para mejorar la movilidad del centro de la ciudad de Medellín, pudiendo llegar a obtener mejores resultados con algunos cambios y medidas adicionales como incluir también una tarifa para restringir el uso exagerado de las motos, implementar la reorganización y modernización del transporte público colectivo, mejorar la gestión y control del tránsito mediante políticas de uso y racionalización del espacio público y aparcamientos; políticas de promoción del transporte no motorizado, entre otras. Abstract: this master's thesis contains the development of a research to determine the level of future improvement in the mobility of a high vehicular congestion zone for some city, by measuring the variation in the level of service in comparing urban roads the base with a hypothetical scenario where there is an implementation of a congestion charging system for private cars, as a measure to discourage car use, reduce traffic flows on roads during peak hours and increase mobility rates scenario. The research provides a methodology to determine the variation in the level of service from the speed of vehicles on urban roads in a congested area before the implementation of a congestion charge fee. To this, it was used as tool software macro-model PTV Visum 14, whereby simulations for both the baseline and for the hypothetical scenario collection was performed, which speeds is obtained in each of the segments of roads of the study area. The service level was determined using the analysis procedures recommended by the American Highway Capacity Manual HCM - 2000, as regards urban roads. The research methodology was applied to the central area of the city of Medellin, where from analysis of secondary information and input was possible to define a hypothetical scenario that congestion charging was compared to a baseline scenario. The results showed for the hypothetical scenario of charging 15% increase in the average velocity at the domestic level and a decrease of 5% of the average speed of the surrounding ring roads (free of charge); in the level of service roads in the inner area about 2,5 km (14%) of roads improve the level of service from a level of service less favorable to one more favorable, despite this variation, 40 % of roads (7,4 km) are still in unfavorable operating levels (D, E and F). On the other hand, was assessed travel time on the network for the two scenarios, obtaining the average travel time for each car at the domestic level is reduced to 3,00 minutes/Km in the baseline scenario to 2,54 minutes/Km on stage with collection; for the entire internal network and all cars have a reduction of 41% from 5471,23 to 3217,87 hours of travel, which represented in social benefits in time savings for all travelers it means users save approximately 67,8 million pesos per day or approximately 16360 million pesos a year; in exchange for the surrounding ring road must be total travel time of the ring is increased by 6%, from 6741,40 to 7175,19 hours. The study also identified that the high level of congestion in the downtown area of Medellin is not only because of the use of the private car, but in other ways as motorized bikes, taxis, and buses; Furthermore, the invasion of roads and public spaces for informal trade, for improper parking and storage areas that reduce the ability of the tracks. These results concluded that the scenario of congestion charging in the form as assessed would be a measure that gives good results for improving the mobility of downtown Medellin, but could do better with some additional changes and measures as also include a fee to restrict the excessive use of motorcycles, implement the reorganization and modernization of public transport, improve traffic management and control through use policies and rationalization of public space and parking; policies to promote non-motorized transport, among others.

Abstract

The transport of students presents important challenges in the case of the city of Bogota, where an important cluster of schools is located in one zone, but there is only one road connecting these schools to residential zones. Thus, traffic congestion is high, generating long travel times for students, high operational costs, and mobility problems. This paper studies the impacts of a cooperative strategy between logistics operators using a mixed integer programming mathematical model, to find the optimal design of school routes on a network with the topology that describes the aforementioned road system. Two strategies are compared: a mixed loads strategy, where students from different schools share buses; and a single load strategy, where students from different schools cannot share buses. The objective is to minimize the total operational costs while satisfying the schools’ time windows. Comparative results of the two models using exact and heuristic approaches are presented. Resumen El transporte de estudiantes tiene desafíos importantes en el caso de la ciudad de Bogotá, donde un grupo de escuelas se encuentra en una zona, pero sólo hay una carretera que las conecta con zonas residenciales. Por lo tanto, la congestión del tráfico es alta, generando largos tiempos de viaje, altos costos de operación y problemas de movilidad. Se estudia el impacto de una estrategia cooperativa entre operadores logísticos a través de modelos de programación de entera mixta, para encontrar el diseño óptimo de rutas escolares en una red con la topología que describe el mencionado sistema vial. Se comparan dos estrategias: Cargas mixtas y carga única, donde los estudiantes de diferentes escuelas comparten o no los autobuses disponibles. El objetivo es minimizar los costos totales de operación respetando las ventanas de tiempo de las escuelas. Se presentan los resultados comparativos de los modelos usando enfoques exactos y heurísticos. Document type: Article