Ingeniero

DISEÑO Y OPTIMIZACION DE RUTAS Y FRECUENCIAS EN EL TRANSPORTE COLECTIVO URBANO, MODELOS Y ALGORITMOS. Antonio Mauttone, Héctor Cancela, María Urquhart {mauttone|cancela|urquhart}@fing.edu.uy Departamento de Investigación Operativa Instituto de Computación Facultad de Ingeniería Universidad de la República Código Postal: 11300 Fax: (598 2) 711 04 69

RESUMEN La planificación del transportepúblico urbano colectivo (TPUC) basada en herramientas de apoyo a la decisión cobra cada vez más importancia, tanto en los países desarrollados como en los en vías de desarrollo. Una proporción importante de los viajes en las ciudades medianas y grandes son efectuados utilizando transporte público colectivo. Problemas como la asignación de flota y personal, han recibido amplio tratamiento, contándosecon modelos de optimización para los cuales se dispone de algoritmos eficientes de resolución. En cambio el problema de optimización de rutas y frecuencias posee varias fuentes de complejidad (no linealidad, no convexidad, múltiples objetivos) que dificultan tanto su formulación como la derivación de algoritmos eficientes de resolución. En este trabajo se releva el estado del arte respecto a modelosy algoritmos para el problema de optimización de rutas y frecuencias, seleccionados en el contexto del desarrollo de una herramienta de apoyo a la planificación del sistema de TPUC para la ciudad de Montevideo, Uruguay (1.500.000 habitantes). Todos los trabajos relevados resuelven el problema utilizando algoritmos heurísticos, encontrándose varias aplicaciones de la técnica algoritmos genéticos.Las dimensiones de los casos de prueba son generalmente pequeñas, y no se hallaron abordajes para el problema con requerimientos de demanda variable en el tiempo, aspectos de interés para el caso de estudio que motiva este trabajo. Palabras clave: transporte colectivo urbano, modelos y algoritmos de optimización, heurísticas.

1. INTRODUCCIÓN La planificación del transporte público urbanocolectivo (TPUC) basada en herramientas de apoyo a la decisión, cobra cada vez más importancia, tanto en los países desarrollados como en los en vías de desarrollo. Una proporción importante de los viajes en las ciudades medianas y grandes son efectuados utilizando transporte público colectivo. En la ciudad de Montevideo, Uruguay, de aproximadamente 1.500.000 habitantes, alrededor del 50% del total delos viajes demandados, son efectuados en ómnibus [Interconsult, 1997]. Las herramientas de apoyo a la toma de decisiones en muchos casos complementan el conocimiento y experiencia profesional con elementos cuantitativos. Las primeras herramientas propuestas se han utilizado en planificaciones a corto y mediano plazo, pero los cambios de operativa pueden tener un costo importante de implantación(financieros, políticos y sociales), por ello se debe considerar también el largo plazo. La planificación de un sistema de TPUC implica determinar un plan de recorridos, frecuencias, horarios, asignación de personal y flota, en lo posible óptimas. Este proceso se puede descomponer en etapas [Ceder y Wilson, 1986] de la siguiente manera: 1) Diseño de las rutas: cantidad de líneas y el trazado de susrecorridos. 2) Determinación de frecuencias: de pasadas para cada línea, eventualmente variable en el tiempo. Considera aspectos de cubrimiento de demanda no considerados en la etapa 1. 3) Determinación de horarios: tablas de horarios de cada línea y sincronización de despachos entre aquellas que comparten puntos de transferencia (transbordos). 4) Asignación de flota: en base a los vehículosdisponibles para realizar los viajes. 5) Asignación de personal y recursos disponibles a los viajes programados por línea. Las dos primeras etapas son generalmente ejecutadas por las entidades reguladoras, es decir, el estado, la municipalidad. Las tres últimas etapas son generalmente ejecutadas por los operadores de los servicios, las empresas de transporte. La optimización de un sistema de TPUC...