Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación mensual de divulgación externa

NOTAS núm. 94, junio 2005, artículo 2
Modelo de asignación para flujos de transporte del área metropolitana de la ciudad de México
 

Referencia

Introducción

Este trabajo fue realizado con el fin de estimar los flujos vehiculares y de pasajeros a través de algunos proyectos dirigidos a mejorar el transporte y mitigar sus inconveniencias externas (ruido, contaminación del aire, etc.), particularmente en lo referente al libramiento y acceso al Área Metropolitana de la Ciudad de México (AMCM). Dichos proyectos son básicamente de dos tipos: caminos nuevos a construir y corredores de transporte ferroviario masivo de pasajeros a implantar.

El área de estudio considerada está formada por las siguientes entidades federativas de México: Distrito Federal, Estado de México, Hidalgo, Morelos, Tlaxcala, Puebla y Querétaro.

En el modelo de asignación, la demanda de transporte se incorpora a través de matrices que cuantifican los flujos de viajes de origen a destino (matrices O-D), correspondientes a un período de tiempo determinado.

Para la estimación de flujos de vehículos automotores por los proyectos viales (calles y carreteras) se utiliza una matriz de viajes O-D para el momento actual, generada a partir de una serie de encuestas O-D realizadas en años recientes en estaciones instaladas en la Red Carretera Federal, dentro del denominado Estudio Estadístico de Campo del Autotransporte Nacional (EECAN) (Referencia 1).

Para la estimación de los flujos por los corredores de transporte ferroviario de pasajeros se utiliza una matriz de viajes de pasajeros de transporte público, obtenida de la Secretaría de Transporte y Vialidad (SETRAVI) del Departamento del Distrito Federal (Referencia 2).

En cada caso anterior se utiliza la matriz O-D que contiene información más fidedigna para el caso correspondiente, ya que proviene de aplicar una encuesta O-D para captar la demanda específica correspondiente a ese caso (a flujos vehiculares interurbanos en la periferia del AMCM en el caso de los proyectos viales o a flujos de pasajeros en la región suburbana del AMCM en el caso de los proyectos ferroviarios).

La asignación es uno de los pasos del proceso de planeación del transporte, que consiste en distribuir los viajes en la matriz O-D correspondiente a un período determinado entre las diferentes alternativas de caminos por la red de transporte considerada, atendiendo a las características particulares de los viajes a través de esos caminos (distancias, tiempo, costos, etc.).

El modelo de asignación realizado es multimodal dado que permite la transportación del usuario (vehículo o pasajero) a través de varios modos de transporte disponibles.

La mayoría de la información geográfica para el desarrollo del modelo proviene de un inventario de la infraestructura vial y ferroviaria, levantado con GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y manejado con sistemas de información geográfica (SIG). Este inventario es parte de un sistema de administración de información de todos los modos de transporte en el país, denominado Sistema Geoestadístico del Transporte (SIGET). En este inventario los alineamientos de las calles y carreteras así como de las vías férreas están georreferenciados, es decir, referidos a coordenadas geográficas (Referencia 3).

En este trabajo, inicialmente se describe el desarrollo del modelo de asignación, el cual se desarrolla en el software comercial TransCAD. Posteriormente, se presenta la modelación de algunos de los proyectos de mejoramiento considerados. Finalmente, se muestran algunas conclusiones.

Desarrollo del modelo

El proceso seguido para la elaboración del modelo consistió en especificar en el TransCAD las condiciones particulares del caso considerado.

Especificación de modos

El modelo multimodal incluyó un modo para automóviles (“a”); otro para autobuses (“b”); otro para el ferrocarril de pasajeros (“t”); otro para los peatones (“p”), para el que se especificó una velocidad de caminata de 5.0 km/h; otro para la carga y descarga de pasajeros entre los centroides y los nodos regulares de las subredes de transporte a través de los conectores de centroide respectivos (“x”), para el que también se especificó una velocidad de desplazamiento de 5.0 km/h; y otro (“c”) para camiones de carga.

Especificación de vehículos de transporte público

El TransCAD requiere que se le especifiquen los vehículos o combinaciones de vehículos que pueden ser utilizados en una línea de transporte público de pasajeros. Un tipo de vehículo sólo puede asociarse con un modo de transporte. Para esta modelación, se ingresaron los siguientes tipos de vehículos de transporte público de pasajeros:

  • Se especificó  un “autobús”, asociado con el modo “b”, con tamaño de flota de 2 mil unidades, con capacidad de 42 pasajeros sentados por unidad y 50 de capacidad total y equivalencia en número de automóviles igual a 2.5 en términos de ocupación de espacio vial. La información anterior fue especificada para las líneas de autobuses consideradas.
  • Se especificó un “tren”, asociado con el modo “t”, con tamaño de flota de 20 unidades, con capacidad de 500 pasajeros sentados por unidad y de 800 de capacidad total. Los datos anteriores corresponden a los tres corredores del Tren Suburbano de Pasajeros de la Zona Metropolitana del Valle de México (TSP-ZMVM), contemplados para ser implementados por parte de los Gobiernos de la República, del Estado de México y del Distrito Federal para el futuro próximo, empezando con la línea Cuautitlán-Buenavista.

Especificación de nodos y arcos

En el TransCAD, la red a modelar se especifica ingresando un conjunto de propiedades de los nodos y de los arcos que la constituyen. En este trabajo, tanto la especificación de los nodos como la de los arcos fueron realizadas apoyándose primero en la construcción en el TransCAD de un modelo de la red considerada, incorporando en ese modelo la subdivisión de la red en tramos, así como las características de éstos, de los nodos y de los demás elementos de la red modelada (centroides, etc.).

En lo referente a nodos, el modelo quedó constituido por un total de 1,046; de los cuales: 161 son centroides (47 centroides compartidos por las subredes carretera y ferroviaria modeladas, y 114 exclusivos de la subred carretera) y 885 son nodos regulares (786 de la subred carretera, 29 de la subred ferroviaria, 2 comunes de las subredes carretera y ferroviaria y 68 estaciones del metro).

En cuanto a arcos, el modelo quedó integrado con 1,324 (114 correspondientes a autopistas de cuota, 882 a carreteras libres, 30 a corredores del tren suburbano, 84 a la red del Metro de la Ciudad de México, 36 a accesos peatonales, 188 a conectores de centroide de la subred de carreteras y 50 a conectores de centroide de la subred ferroviaria).

Otras especificaciones

Se especificaron los modos que pueden circular por los diferentes tipos de arcos (p. ej. modos “a”, “b” y “c” por los arcos correspondientes a autopistas de cuota, modo “t” por los arcos correspondientes a los corredores del TSP-ZMVM y a la red del Metro). También se especificaron las rutas de transporte público de pasajeros a modelar, incluyendo las 11 líneas del metro, la línea de tren ligero y los 3 corredores del TSP-ZMVM, así como funciones de costo para conocer los costos que cada usuario genera por trasladarse a través de un arco de determinado tipo.Matriz O-D de vehículos automotores

Para la estimación de los flujos por las vialidades propuestas, se utilizó una matriz de viajes estimada a partir de las encuestas O-D levantadas en diez de las estaciones más recientes del EECAN ubicadas en el entorno del AMCM.

Para cada viaje registrado en las bases de datos seleccionadas, se procedió a asignar a la población de origen y a la de destino, sus centroides correspondientes dentro del área de estudio. A cada población se le asignó el centroide más cercano entre los 161 considerados en la modelación.

Una vez que en todos los viajes de las bases de datos seleccionadas se ingresaron los centroides de origen y destino, se procedió a contabilizar los flujos entre cada par O-D, generándose una matriz O-D preliminar o semilla. Esta matriz fue posteriormente sujetada a un proceso de ajustes iterativos en relación con los aforos medidos en una serie de sitios carreteros, hasta obtenerse la matriz O-D calibrada que al ser asignada a la red, reprodujo mejor esos aforos. Este proceso también se efectuó en TransCAD, obteniéndose un coeficiente de determinación R2 = 0.8 para la regresión lineal entre flujos predichos en los sitios de aforo mediante el modelo y los flujos aforados. La matriz O-D calibrada obtenida es de flujos vehiculares diarios totales, integrados por automóviles, autobuses, camiones, etc.

Matriz O-D de pasajeros de transporte público

Como ya se mencionó, en la estimación de los flujos por los corredores de transporte ferroviario de pasajeros propuestos, se utilizó una matriz de viajes obtenida de la Secretaría de Transporte y Vialidad (SETRAVI) del Departamento del Distrito Federal (Referencia 2). Esta matriz O-D es de flujos de pasajeros por día.

La matriz anterior considera alrededor de 35 millones de viajes de pasajeros por día, de los cuales 70.6% se realizan en transporte público y 29.4% en transporte privado. De los viajes en transporte público, 61% se realizan en combis, microbuses y autobuses, 15% en metro (cuyas líneas tienen una extensión del orden de 202 kilómetros) y el resto en taxis. Aunque el transporte privado sólo realiza el 29.4% de los viajes, ocupa más del 90% de la capacidad vial del AMCM.

 Algunos proyectos de mejoramiento

Con base en el modelo de asignación elaborado, se modelaron un conjunto de proyectos viales y de ferrocarril de pasajeros, dirigidos a mejorar el transporte en el AMCM y mitigar sus inconveniencias externas (ruido, contaminación del aire, etc.).

Proyectos viales

En cuanto a los proyectos viales, se modelaron el Libramiento Norte del AMCM  (Atlacomulco-San Martín Texmelucan), el ramal Amozoc-Perote, el ramal Texcoco-Cuapiaxtla y el Libramiento Sur del AMCM (incluyendo el Libramiento Nororiente de Toluca y los tramos San Mateo Atenco-Alpuyeca y Pueblo Viejo-Atlixco).

El Libramiento Norte del AMCM es un proyecto contemplado desde hace varios años con el fin de evitar que el tránsito de largo itinerario, que se genera entre el norte y el sur-sureste del país, ingrese al AMCM. El trazo propuesto para este Libramiento cruza los Estados de México, Hidalgo, Tlaxcala y Puebla, a través de una longitud de 221 kilómetros.

La construcción del Libramiento Norte evitará que el tránsito de largo itinerario ingrese al AMCM, contribuyendo a descongestionarla y a aliviar la problemática medio ambiental de esa región, así como a impulsar el desarrollo de zonas industriales y de servicios en sus zonas de influencia directa. Este Libramiento interconectará directamente los siguientes corredores carreteros: México-Nogales, México-Nuevo Laredo, Acapulco-México-Tuxpan, México-Querétaro-Ciudad Juárez y México-Puebla-Progreso.

El ancho de corona propuesto para este Libramiento es de 12 metros, con un carril de 3.50 metros y un acotamiento de 2.50 metros en cada sentido. La composición vehicular esperada es de 70% de automóviles, 5% de autobuses y 25% de camiones de carga. La tasa de crecimiento media anual para el tránsito es de 3% (Referencia 4).

La inversión para la construcción de este Libramiento será del orden de 7 mil millones de pesos, obtenida de recursos públicos y privados en proporción aproximada de 1 a 2 respectivamente. La construcción de este libramiento se realizará mediante el esquema de concesionamiento de autopistas de cuota, desarrollado por la Administración Pública Federal actual.

El Libramiento Norte del AMCM fue modelado a través de 15 arcos de doble sentido y 3 conectores de centroide, estableciéndose posibilidades de acceso al Libramiento sólo en Atlacomulco, San Martín Texmelucan, Tula de Allende, así como al cruce del Libramiento con las autopistas México-Querétaro y México-Pachuca y las carreteras México-Tulancingo y Texcoco-Cuapiaxtla.

Los arcos de cada sentido fueron modelados con 1.5 carriles, dado que el proyecto considera una sección de 3.5 metros y un acotamiento de 2.5 metros en cada sentido.

Una vez incluidos en el modelo los arcos, intersecciones y conectores del Libramiento Norte, se efectuó una corrida de asignación, obteniéndose del TransCAD el esquema de flujos vehiculares por día que se ilustra en la Figura 1.

Los valores de flujo en la Figura 1 son en vehículos diarios en ambos sentidos. Los flujos en la Figura 1 corresponden a la condición de que se cobran cuotas en el Libramiento, del orden de las que se cobran actualmente en las autopistas operadas por CAPUFE (0.10 dólares por automóvil-kilómetro ó 0.15 dólares por minuto de viaje en automóvil).

Se realizó también una asignación para pronosticar los flujos vehiculares diarios en el Libramiento Norte en el año 2025, con propósitos de evaluación económica-financiera en etapas posteriores. Esta asignación fue efectuada utilizando una matriz O-D obtenida de proyectar la matriz O-D de vehículos actual al 2025, según ciertos supuestos de desarrollo económico futuro del país (Referencia 5).

Figura 1

Vista con los flujos vehiculares por día en ambos sentidos en el Libramiento Norte (situación actual)

Se realizó también una asignación para pronosticar los flujos vehiculares diarios en el Libramiento Norte en el año 2025, con propósitos de evaluación económica-financiera en etapas posteriores. Esta asignación fue efectuada utilizando una matriz O-D obtenida de proyectar la matriz O-D de vehículos actual al 2025, según ciertos supuestos de desarrollo económico futuro del país (Referencia 5).

Para las otras vialidades consideradas, se realizaron análisis similares.

Proyectos ferroviarios

Con el fin de ampliar la oferta de transporte público masivo de pasajeros, los Gobiernos de la República, del Estado de México y del Distrito Federal tienen contemplada la implantación de un sistema integral de transporte ferroviario de pasajeros, denominado Tren Suburbano de Pasajeros de la Zona Metropolitana del Valle de México (TSP-ZMVM). El sistema anterior está constituido por el corredor Huehuetoca-Cuautitlán-Buenavista, más los ramales San Rafael-Tacuba y Lechería-Jaltocan; el corredor Naucalpan-Ecatepec-Teotihuacán-Tecamac, más el ramal Buenavista-Polanco; y el corredor San Rafael-San Juan de Aragón-Los Reyes, más el tramo Chalco-Texcoco.

Este proyecto contribuirá a cubrir la necesidad de transporte del AMCM, así como a reducir la emisión de contaminantes atmosféricos producidos por el creciente número de vehículos automotores particulares y de servicio público concesionado como microbuses, autobuses y transportes de carga.

A largo plazo, el objetivo es crear un sistema ferroviario eléctrico, rápido, ecológico, económico, seguro y moderno, utilizando 240 kilómetros de vías federales existentes para proporcionar a los mayores centros de población un sistema de transporte comparable con los de las grandes metrópolis del Mundo.

La construcción del corredor Buenavista-Huehuetoca requerirá una inversión global de 624 millones de dólares, incluyendo gastos preoperativos, intereses y comisiones. El corredor Buenavista-Huehuetoca tendrá una extensión de 77 kilómetros de longitud y dará respuesta a 56% de la demanda de transporte en el AMCM. Además, aunque aplicará una tarifa equivalente a la de los actuales medios de transporte (los cuales cobran tarifas de 0.03 a 0.08 dólares por pasajero-kilómetro), representará un ahorro promedio de 48 minutos por usuario (sólo viaje de ida) y los que realicen el recorrido completo se ahorrarán más de dos horas.

La construcción del ferrocarril suburbano iniciará en una primera etapa con la línea  de 24.7 km de la estación Buenavista en el Distrito Federal a Cuautitlán en el Estado de México. Esta línea cuenta ya con importantes ventajas, como la electrificación de las dos vías y grandes avances en el confinamiento de las rutas, para que el tren transite con absoluta seguridad y sólo se detenga en sus estaciones. Esta primera etapa del proyecto incluye la construcción de seis estaciones y la remodelación de la estación Buenavista, impactando positivamente sus zonas de influencia. Además, en las estaciones Buenavista y Fortuna se establecerán eficientes conexiones con las líneas del Metro. Abrirá también nuevas oportunidades al transporte público de baja densidad en la diaria tarea de alimentación y desalojo de pasajeros a las estaciones del ferrocarril suburbano. Asimismo, el trazo de las vías y la construcción de pasos a desnivel, aseguran la operación del ferrocarril suburbano a toda su capacidad, sin interferir  con el tránsito vehicular ni acentuar los problemas viales.

La modelación del sistema TSP-ZMVM fue efectuada a través de 31 arcos de doble sentido, especificándose para los diferentes corredores una velocidad promedio de viaje (incluyendo paradas) de 60 kilómetros por hora.

Una vez incluidos en el modelo los arcos e intersecciones requeridos así como la matriz de viajes, se realizó una corrida de asignación, obteniéndose el esquema de flujos diarios de pasajeros en los diferentes corredores, que se ilustra en la Figura 2. Los valores de flujo en la Figura 2 son en pasajeros diarios en ambos sentidos. Los flujos en la Figura 2 corresponden a la condición de que se cobra una tarifa equivalente a la de los actuales medios de transporte. Como es evidente a partir de la Figura 2, existen 153 km con niveles importantes de demanda (líneas Naucalpan-Buenavista-San Juan de Aragón-Ecatepec, San Rafael-San Juan de Aragón-Los Reyes-Chalco, Buenavista-Polanco, Los Reyes-Texcoco y Tacuba-San Rafael-Lechería-Jaltocan), adicionales a los 24.7 km que se implantarán durante la primera etapa. La implantación de las dos longitudes anteriores (177.7 km) prácticamente duplicaría la oferta actual de transporte ferroviario masivo de pasajeros en el AMCM (202 km de Metro más 5 km de tren ligero).

Para estos proyectos también se efectuaron corridas de asignación para pronosticar los flujos diarios de pasajeros en el año 2025, con propósitos de posterior evaluación económica-financiera.

Figura 2

Flujo diario de pasajeros en ambos sentidos en los corredores del TSP-ZMVM (situación actual)

Conclusiones

En este artículo se ha descrito el desarrollo de un modelo de asignación para flujos de transporte en el AMCM. El modelo se utiliza para estimar los flujos vehiculares para el momento actual y para 2025, para un conjunto de proyectos viales en la periferia del AMCM y para un sistema de corredores ferroviarios de pasajeros en  la zona suburbana del AMCM. Se considera que, por las consabidas ventajas del transporte ferroviario masivo de pasajeros en zonas metropolitanas de la extensión, densidad de población y nivel de actividad económica del AMCM (eficiencia, bajo nivel de emisiones, beneficios para las clases más necesitadas, etc.), la implantación de ese sistema debe privilegiarse.

Referencias

1                   Gutiérrez H., J. L. y Mendoza D., A. “Estudio Estadístico de Campo del Autotransporte Nacional”. Documento Técnico No. 31, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2003.

2                   Secretaría de Transporte y Vialidad (SETRAVI), Departamento del Distrito Federal. “Matriz de Viajes O-D en Transporte Público y Privado para el Área Metropolitana de la Ciudad de México”. 2004.

3                   Instituto Mexicano del Transporte. “Sistema de Información Geoestadística del Transporte (SIGET)”.Sanfandila, Qro., 1998.

4                   Unidad de Autopistas de Cuota, Subsecretaría de Infraestructura, Secretaría de Comunicaciones y Transportes. “Estudio de Mercado, Evaluación Social, Económica y Financiera para el Proyecto Carretero Libramiento Norte de la Ciudad de México: Estudio Principal”. Septiembre, 2002.

5                   Islas R., V. et. al. “Red Federal de Transporte Terrestre para el Libramiento o Acceso a la Gran Área Metropolitana de la Ciudad de México, Fase I”, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2004.

Alberto MENDOZA D.
Agustín G. CENTENO S.


* Síntesis del documento: MENDOZA D., Alberto; Agustín G. CENTENO S.; Noelia VILLEGAS V. y Emilio F. MAYORAL G.; “Red Federal de Transporte Terrestre para el Libramiento o Acceso a la Gran Área Metropolitana de la Ciudad de México, Fase II”, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2004.

 
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