Diseño óptimo de redes de transporte urbano considerando aspectos medioambientales

Abstract

El crecimiento de las ciudades trae aparejados diversos inconvenientes entre los que se destacan los producidos por el aumento del tráfico vehicular, que se incrementa, tanto por el aumento de población como por las mayores distancias a recorrer debido a la expansión de las zonas urbanas. Las consecuencias inmediatas de este fenómeno son, la congestión de vehículos en determinadas arterias y horarios, con el consecuente incremento del tiempo de viaje, y la contaminación del medio ambiente. Para solucionar estos inconvenientes se suelen tomar medidas técnicas u organizativas tales como prohibición de estacionamiento en ciertas arterias para determinadas franjas horarias, ensanchamiento y/o apertura de calles y cambio de sentidos de circulación, entre otras. Sin embargo la efectividad de tales medidas depende del comportamiento de los usuarios de la red de tránsito una vez establecidas dichas modificaciones, por lo cual conocer las leyes que gobiernan la elección de rutas por parte de los mismos resulta determinante. En este trabajo, para tener en cuenta tanto el comportamiento de los usuarios como los intereses a nivel organizativo, se plantea un modelo que utiliza una programación en dos niveles. El objetivo en el nivel superior es minimizar los tiempos globales de permanencia en la red vial y la contaminación ambiental, y en el nivel inferior, optimizar los tiempos de viaje de los usuario de dicha red. Para resolver el equilibrio de usuario del nivel inferior se utiliza el algoritmo de Frank Wolfe y en el nivel superior, para la optimización del sistema, la técnica metaheurística simulated annealing, todo desarrollado en ambiente Matlab.