..
de
viajes ....................................................................................
.. Modelos sintéticos o
gravitacionales .......................................
.. Maximización de la entropía
...................................................
.. Calibración de modelos
gravitacionales .................................
.. Modelos de elección de destino y partición
modal ................
.. Modelos de distribución y partición
modal ............................
.. Modelos
sintéticos ....................................................................
Ejercicios .............................................................................................
..
Introducción ..............................................................................
.. Especificación y forma funcional
............................................
.. Estimación del modelo logit mixto de componentes de
error ..
Ejercicios .............................................................................................
..
Introducción ..............................................................................
.. Métodos de
agregación ............................................................
Ejercicios .............................................................................................
. Asignación
..........................................................................................
.. Asignación todo o
nada ...........................................................
..
Introducción ..............................................................................
.. Equilibrio del sistema de
transportes ......................................
.. Elección del horario de partida y
asignación ........................
Ejercicios .............................................................................................
..
Introducción ..............................................................................
.. Modelos marginales y de
corredor ..........................................
.. Juegos de
simulación ................................................................
.. Valoración de externalidades de
transporte ............................
Ejercicios .............................................................................................
Bibliografía
.................................................................................................
Juan de Dios Ortúzar y Luis G. Willumsen
E ste libro es el resultado de más de 20 años de
colaboración, a veces a distancia y otras trabajando conjuntamente
en Gran Bretaña y en Chile. A lo largo de estos años hemos
discutido muchas veces lo que consi- derábamos puntos fuertes y
débiles de la modelización del transporte y
la planificación en el sector. Hemos especulado, investigado y
probado en la práctica algunas ideas nuevas y otras no tan
novedosas, coincidiendo a veces y también discrepando tanto sobre
temas como sobre el nivel de detalle requerido en la modelización o
sobre el valor de los modelos desagregados al efectuar
previsiones de demanda; aprovechando un período en el que
nuestras visiones convergieron, las plasmamos en este texto.
Deseamos presentar lo que consideramos, desde nuestra perspectiva,
las técnicas más importantes de modelización de transporte de forma
accesible tanto a estudiantes como a profesionales del sector en
sus diferentes ámbitos. Esto lo intentamos haciendo especial
hincapié en ciertos temas clave de la modelización y planificación
de sistemas de transporte contemporánea:
La importancia práctica de la consistencia teórica en la
modelización del•
transporte. El tema de los errores en los datos y en la
especificación de los modelos, su•
importancia relativa y los métodos para tratarlos. El papel
fundamental del contexto en que se toman las decisiones en
la•
elección de las herramientas de modelización más apropiadas. Las
ventajas de una modelización flexible: un modelo marco
simplificado•
unido a uno mucho más detallado que permita tratar las decisiones
que se deben tomar. La importancia de una función de seguimiento
dependiente de un sistema•
Prólogo a la edición inglesa
Hemos afrontado estos temas desde el punto de vista de un ejercicio
de modelización, discutiendo el papel de la teoría, los datos, la
especificación del modelo en su sentido más amplio y la estimación,
validación y capacidad predictiva de los modelos. Nuestro
objetivo al escribir este libro fue producir tanto un texto para un
curso de licenciatura o máster en transporte, como un volumen de
referencia para los profesionales del sector; no obstante, las
mate- rias se presentan de forma que también sean útiles para
cursos de ingeniería civil, geografía y urbanismo. El libro se basa
en nuestros apuntes de clase que fueron preparados y mejorados a lo
largo de varios años de docencia de pre y postgrado; además los
hemos utilizado para adiestrar a profesionales tanto a través de
programas de práctica internos como de cursos cortos de actua-
lización. Finalmente, los hemos ampliado y mejorado para cubrir
material adicional y ayudar a los lectores a abordar el libro sin
el apoyo expreso de un supervisor.
Los Capítulos del 3 al 9, 12 y 13 proporcionan todos los elementos
nece- sarios para impartir un curso de unas 30 sesiones sobre
modelización de la demanda de transporte. De hecho, hemos impartido
cursos de esta naturaleza, con diferente énfasis en determinados
temas, a nivel de pregrado en Chile y a nivel de postgrado en Gran
Bretaña, Portugal, Colombia y España. Si se añade material de los
Capítulos 10 y 11 se puede conformar un curso completo sobre
modelización de sistemas de transporte. Los Capítulos del 4 al 6 y
del 10 al 12 constituyen el núcleo básico para un curso sobre
modelos de equilibrio en transporte; cabe reseñar que un curso
sobre modelización de la oferta requeri- ría más material, en
particular aquel relacionado con importantes aspectos de la oferta
de transporte colectivo, que no se discuten con suficiente detalle.
El Capítulo 1 proporciona una introducción a temas de planificación
de transporte y esboza nuestra visión sobre la relación entre
planificación y modelización. El Capítulo 2 está ahí principalmente
para el beneficio de aquellos que deseen refrescar sus
conocimientos analíticos y hacer que el texto sea lo suficiente-
mente auto-contenido.
MODELOS DE TRANSPORTE
delización dificultosa. Hemos aprendido la importancia de elegir
técnicas y tecnologías apropiadas para cada tipo de problema; la
capacidad de adaptar enfoques de modelización a problemas de toma
de decisiones es una habilidad clave de nuestra profesión. A través
del libro se examinan las restricciones prácticas de los
modelos de transporte en planificación, particularmente en vista de
las limitaciones de las actuales técnicas analíticas, y de la
naturaleza y calidad de los datos típicamente disponibles.
Hemos evitado el detalle matemático intrincado de cada modelo para
con- centrarnos, por el contrario, en sus principios básicos, la
identificación de sus fortalezas y limitaciones y una discusión
sobre su uso. El nivel teórico ofrecido por este libro es, en
nuestra opinión, suficiente para seleccionar y utilizar los
diferentes modelos en la práctica. También hemos intentado acortar
la brecha existente entre las publicaciones más teóricas y los
libros más pragmáticos (tipo recetario); no creemos que la
profesión pueda ser bien servida por un libro simplista del tipo
“Consejos para…” que proporcione un facsímile para cada
problema de modelización. No existen soluciones únicas en
modelización y planificación de transporte. La dependencia de
la modelización del contexto y la teoría es un tema recurrente en
este libro. Nuestro objetivo es proporcionar suficiente información
y guía para que los lectores puedan comprender y aplicar realmente
cada técnica en terreno; bajo esta perspectiva, nos hemos esforza-
do en analizar los aspectos prácticos relacionados con la
aplicación de cada metodología. En todos los casos en los que el
área de estudio aún está sujeta a desarrollo, hemos incidido en
presentar extensas referencias bibliográficas a artículos
científicos y libros que el lector interesado puede consultar si le
parece necesario. Asimismo, en relación con los enfoques de
modelización más conso- lidados, hemos mantenido solamente las
referencias esenciales para comprender la evolución de los temas, o
que sirvan como punto de partida para desarrollar nuevas
investigaciones.
Prólogo a la edición inglesa
Aunque el libro es ambicioso, ya que abarca un número relativamente
elevado de temas, debemos aclarar desde el principio que no
intentamos (ni consideramos posible) estar totalmente actualizados
en cada tema tratado. Si bien constituye una buena reflexión
sobre el estado del arte, para investiga- ciones de punta el lector
debería utilizar las referencias bibliográficas que se han incluido
como avisos para futuras investigaciones.
Gran parte de la primera edición de este libro se escribió durante
el año sa- bático de uno de nosotros en University College
London en el curso 1988-1989. Ello fue posible gracias al
apoyo proporcionado por el UK Science and Engi- neering Research
Council, The Royal Society, la Fundación
Andes (Chile), el Consejo Británico y The Chartered
Institute of Transport . Damos las gracias por dicho
apoyo, así como agradecemos también la financiación proveniente de
muchas instituciones y agencias en los últimos veinte años para
nuestras investigaciones.
Aunque ambos autores hemos hecho la misma contribución intelectual
al contenido del libro, a la hora de redactar y recopilar el
variado material que lo compone nos hemos beneficiado de numerosas
discusiones e intercambio de ideas con amigos y colegas. Richard
Allsop nos enseñó mucho acerca de metodología y rigor. Las ideas de
Huw Williams’s están detrás de muchas de las contribuciones
teóricas del Capítulo 7. Andrew Daly y Hugh Gunn nos ayudaron a
aclarar muchos temas de los Capítulos 3, 7 y 8. El énfasis de Dirck
Van Vliet en explicar la asignación y el equilibrio en términos
simples pero rigurosos inspiró los Capítulos 10 y 11. Tony Fowkes
nos proporcionó valiosos comentarios sobre previsión de la tasa de
motorización y sobre métodos de pre- ferencias declaradas. Jim
Steer aportó una referencia constante a los problemas
prácticos y a la necesidad de desarrollar mejores enfoques
para abordarlos.
Muchas partes del libro se han beneficiado del libre y entusiasta
intercam- bio de ideas con nuestros colegas J. Enrique
Fernández y Joaquín de Cea, de la Pontificia Universidad Católica
de Chile; Sergio Jara y Jaime Gibson, de la Universidad de Chile;
Marc Gaudry, de la Universidad de Montreal; Roger Mackett, del
Univesity College London; Dennis Gilbert, del Imperial College y
Mike Bell, de la Universidad de Newcastle upon Tyne. Por supuesto,
muchos otros colegas han contribuido, sin saberlo, a nuestras
reflexiones.
MODELOS DE TRANSPORTE
de la Universidad de Montreal ; Rodrigo Garrido, de la
Pontificia Universi- dad Católica de Chile; Ben Heydecker, del
University College London; Frank Koppelman, de la Northwestern
University; Mariëtte Kraan, de la University of Twente; Marcela
Munizaga, de la Universidad de Chile; Piotr Olszewski, de
la Nanyang Technological University, y Sofía Athanassiou, Neil
Chadwick y David Pearmain, de Steer Davies Gleave.
Nuestro agradecimiento final va dirigido a todos nuestros
estudiantes en Gran Bretaña, Chile, Colombia, Portugal y España.
Ellos son siempre agu- dos críticos y nos han estimulado a invertir
nuestro tiempo de forma prove- chosa.
Prólogo a la edición en castellano
Ángel Ibeas Portilla y Luigi dell’Olio Profesores de
Planificación de Transporte y Transporte Urbano
Universidad de Cantabria, Santander (España)
http://grupos.unican.es/gist/index.asp
L a difusión internacional de Modelling
Transport de Juan de Dios Ortúzar y Luis Willumsen ha
alcanzado ya su tercera edición, lo cual no hace más que confirmar
el gran interés suscitado en el ámbito del transporte por esta
obra, que constituye un pilar básico y fundamental en la
adquisición,
aprendizaje y consulta del conocimiento en la materia. Conscientes
de que muchos estudiantes, académicos y profesionales del
transporte disponen de la versión original inglesa –y recientemente
de la ita- liana–, no es menos cierto que no existen demasiados
textos en habla hispana capaces de aglutinar el saber de la
modelización del transporte. Por otra parte, 400 millones de
personas en el mundo hispanohablante bien merecen la atención
dispensada por el equipo traductor.
Para los profesores de transporte de la Universidad de Cantabria
(Espa- ña) que han dirigido dicho equipo de traductores, la
traducción de Modelling Transport ha constituido
un reto y, sobre todo, una incitación al conocimiento:
prácticamente todos los epígrafes proporcionan una apertura
de horizontes del saber que estimula no sólo su lectura, sino
también la curiosidad y el ánimo de acometer posteriores
indagaciones en la literatura mundial al respecto. Por si no
bastara lo indicado, nos ha animado a acometerlas la
confianza depositada por los autores en este equipo traductor y el
apoyo institucional de la Universidad de Cantabria, una de las tres
mejores de España.
Los rápidos cambios que se están produciendo en la sociedad
interna- cional, es decir, de mercados de oferta a mercados de
demanda, del paso de la sociedad industrial a la postindustrial,
del trabajo individual al trabajo en red, el salto hacia la
sociedad del conocimiento y de ésta a la globaliza- ción, hacen
plenamente vigentes los conocimientos recopilados en el
Modelling Transport .
Prólogo a la edición en castellano
como verdades absolutas. Más bien, su carácter objetivo la
convierte en una herramienta potente e indispensable a la hora de
tomar decisiones de planifi- cación. Por ello, en este libro se
describen métodos y criterios, así como las técnicas más
importantes y novedosas de dicha modelización, tanto a nivel
teórico como su aplicación práctica. El carácter fundamentalmente
científico, pedagógico y la estructura de la obra se
concretan en cada capítulo comple- mentándose con una serie de
ejercicios propuestos al final de cada uno de ellos. Éstos resultan
útiles para afianzar, por un lado, las técnicas propuestas y, por
otro, para estimular la imaginación del lector, que estará en
condiciones de proponer soluciones metodológicas a las
situaciones reales que se planteen. En resumen, Modelling
Transport proporciona una reseña prácticamente única y
exhaustivamente puesta al día, de las principales técnicas de
modelización del sistema de transportes.
El texto de Ortúzar y Willumsen tiene, además, el importante mérito
de proponer formas de análisis poco o nada practicadas en
España hasta la fecha. Últimamente se detecta un mayor interés por
estas técnicas de apoyo para la toma de decisiones en políticas de
planificación. Su flexibilidad empieza a convencer a los políticos,
quienes hasta ahora las consideraban encorsetado- ras de sus
decisiones. En último término, la realidad es siempre la que marca
el camino y la que hace que problemas tan serios como la
contaminación, el deterioro medioambiental o los accidentes
requieran soluciones eficientes que rara vez van a confiarse
exclusivamente a la aplicación de modelos mentales
insuficientemente justificados. Por ello precisamente gana terreno
el recurso a técnicas matemáticas aplicadas al sector del
transporte, porque están supo- niendo una importante disminución de
los componentes de error en el ámbito de la planificación.
MODELOS DE TRANSPORTE
En cuanto a los aspectos formales de la traducción realizada, se ha
tratado de alcanzar un justo compromiso entre la claridad del
lenguaje y la fidelidad a la versión original, además del
compromiso pragmático de mantener algunos términos en inglés, en
particular aquellos que, por nuestra experiencia en el ámbito del
transporte, consideramos que son de uso común en castellano.
.
1.1.1. Antecedentes
A unque en las últimas décadas se han producido
sustanciales cambios en el devenir mundial a los que el transporte
no ha sido en absoluto ajeno, muchos de sus problemas no sólo han
persistido del pasado sino que incluso se han incrementado.
Situaciones como la congestión, la
contaminación, los accidentes, el déficit financiero de las
empresas municipales de transporte público siguen siendo hoy en día
problemas tan o más importan- tes que en el pasado, apareciendo
como nuevos retos a resolver en un entorno de movilidad sostenible.
No obstante, últimamente ha sido posible aprender bastante de
un período de escasa planificación, limitada inversión, énfasis en
el corto plazo y en general, falta de confianza en la modelización
y toma de decisión estratégica tanto en países en desarrollo como
en muchos países in- dustrializados. Se ha aprendido, por ejemplo,
que los problemas básicos recién mencionados no desaparecen
simplemente con la aplicación de mejores técnicas de gestión del
tráfico; de hecho, estos problemas clásicos tienden a reaparecer
con mayor virulencia difundiéndose en áreas más amplias y adoptando
nuevas formas aún más difíciles y complejas de manejar.
Introducción
De interés especial son los avances logrados en las últimas décadas
en la infor- mática a bajo coste, tanto en el software como sobre
todo en el hardware, lo cual ha posibilitado la eliminación de los
“cuellos de botella” clásicos en el trata- miento masivo de datos.
De hecho, las principales limitaciones van ahora por el lado humano
y técnico: la planificación de transporte contemporáneo requiere de
profesionales muy bien cualificados así como de técnicas de
modelización teóricamente sólidas con implementaciones
computacionales eficientes y que faciliten su interpretación.
Asimismo, la mayoría de los países en desarrollo también sufren
problemas graves de congestión y contaminación urbana en particular
y de transporte en general. Dichos problemas no son ya sólo la
falta de conexiones entre áreas rurales y los correspondientes
mercados sino que también padecen los típicos problemas del
mundo industrializado. Desgraciadamente, los países en de- sarrollo
tienen características diferentes que demandan tratamientos también
distintos: ingresos bajos, crecimiento rápido, alta demanda en el
transporte público, escasez de recursos, datos fiables y de
personal cualificado.
Los comienzos del siglo XXI vienen caracterizados por dos
importantes hechos conceptuales que afectan a multitud de aspectos
vitales y, por tanto, al progreso socio-económico. En primer lugar,
el concepto de globalización, así como la potenciación de la
“sociedad del conocimiento” y, en segundo lu- gar, y como soporte a
ella, el fuerte desarrollo de las telecomunicaciones baratas y
de alta capacidad. La combinación de ambas consigue la
correspondiente
integración en redes más amplias cambiando la forma en que se
abordan muchos de los problemas actuales. Evidentemente, el mundo
del transporte, no puede ser ajeno a dichas transformaciones.
Algunas de estas influencias son: i) las variaciones sustanciales
en las asignaciones de tráficos a las redes de transporte gracias a
la agilidad que supone la rápida tramitación de instruc- ciones a
través del mundo de Internet, una “ventaja competitiva empresarial”
nada despreciable en las economías modernas; ii) la decisiva
implicación del sector privado en el suministro y la operación del
transporte hasta ahora en determinados ámbitos en manos del poder
público; iii) el papel también de- cisivo de las telecomunicaciones
en la posibilidad de reducir la necesidad de viajar al poder, por
ejemplo, tener reuniones no presenciales, sobre todo en
transacciones internacionales.
MODELOS DE TRANSPORTE
han ido perfeccionándose e implementándose por grupos selectos de
expertos, aunque muchas de esas innovaciones no han tenido
demasiado alcance fuera de los ámbitos académicos. Por lo tanto,
después de estos años de experimentación comienza a observarse una
mayor comprensión del papel que pueden cumplir los modelos de
transporte a la hora de tomar decisiones en la planificación y es
por lo que en este libro se intenta revisar lo más importante de la
práctica actual en la modelización del transporte. En la mayoría de
los casos se abordan los aspectos más avanzados seleccionando
aquellos que ya han sido imple- mentados con éxito en la práctica.
Asimismo este libro no representa tanto la vanguardia de la
investigación en la modelización, pero sí intenta proporcionar
herramientas fundamentales para quienes desean mejorar el
conocimiento so- bre la modelización y su repercusión en la
planificación del transporte. Puede afirmarse, por tanto, que esta
obra trata de tender un puente o ser un punto de partida
hacia trabajos más teóricos que, sin duda, conformarán la base de
la modelización del transporte en el próximo futuro.
Ha de quedar claro entonces que la modelización del transporte no
es la planificación del transporte sino una herramienta para
la toma de decisiones en dicha actividad, a pesar de que en
determinadas ocasiones puede adquirir un papel preponderante aunque
no definitivo. Se conocen muchos y buenos profesionales que
han desarrollado modelos de transporte suficientemente so-
fisticados pero que, sin embargo, han visto frustrado su trabajo
por su falta de consideración a la hora de la toma de decisiones en
planificación. La realidad es que la modelización ha de ser
considerada como una herramienta de apoyo para la toma de
decisiones y no como el objetivo principal de dicha planifica-
ción. Esta filosofía sustenta este trabajo.
1.1.2. Los modelos y su papel
Un modelo es, esencialmente, una representación simplificada
de la realidad: el sistema de interés. Es una abstracción que se
utiliza para lograr mayor cla- ridad conceptual acerca de la
realidad, reduciendo su variedad y complejidad a niveles que
permitan comprenderla y especificarla de forma adecuada para su
análisis. Normalmente en un modelo se expresan de forma
simplificada las características más relevantes (para el caso
estudiado) de un cierto fenómeno o situación real. Una definición
tan amplia permite diferenciar los modelos
Introducción
canales, oleaje y presas en ingeniería hidráulica o modelos de
regeneración de playas o de diques portuarios, los cuales
están claramente limitados al aspecto del diseño. En la segunda
categoría, la tipología de modelos abarca desde los modelos
mentales, usualmente utilizados en nuestras interacciones diarias,
hasta las representaciones formales y abstractas (típicamente
analíticas) de alguna teoría acerca del sistema de interés de que
se trate y de cómo funciona (modelos abstractos). Los modelos
mentales juegan un papel importante en la comprensión y la
interpretación del mundo real así como de los modelos ana- líticos
que se utilizan en la planificación del transporte. Se mejoran
mediante discusiones, adquisición de nuevo conocimiento y, sobre
todo, experiencia; por ese motivo son difíciles de comunicar y
validar.
Este libro trata principalmente una importante clase de modelos
abstractos: los modelos matemáticos que intentan replicar el
sistema de interés y su com- portamiento por medio de
ecuaciones matemáticas basadas en ciertas hipótesis teóricas.
Aunque no dejan de ser representaciones simplificadas, estos
modelos pueden ser muy complejos y frecuentemente requieren
el uso de importan- tes cantidades de datos. Los modelos, en todo
caso, son un instrumento muy valioso en cuanto a que suponen “un
ámbito común” de discusión en políticas
de intervención, permitiendo examinar, con un mínimo de
objetividad, el in- evitable compromiso que la experiencia
requiere. Otra ventaja importante de los modelos matemáticos es que
durante su formulación, calibración y uso, el planificador
puede aprender mucho, mediante la experimentación, acerca del
comportamiento y funcionamiento interno del sistema en cuestión. De
esta forma, se pueden enriquecer los modelos mentales consiguiendo
así una mejor y más inteligente organización y gestión del sistema
de transporte.
Un modelo es solamente una representación realista desde una
perspectiva particular de la realidad. Puede ser razonable
usar un cuchillo y un tenedor sobre una mesa para representar la
posición de unos coches antes de un cho- que, pero no para
representar sus sistemas mecánicos o su elección de ruta. Lo mismo
se puede decir acerca de los modelos analíticos: su valor está
limitado a un conjunto de problemas que están bajo ciertas
condiciones específicas. Como se discute en el resto de este
capítulo, un modelo sólo es apropiado según el contexto donde se va
a utilizar. La habilidad de elegir y adaptar los modelos a
contextos específicos es uno de los elementos más importantes en el
bagaje total del planificador.
MODELOS DE TRANSPORTE
del transporte, sosteniendo no sólo que el uso de los modelos es
inevitable sino que el uso de modelos formales es altamente
deseable.
Como se mencionó anteriormente, la modelización del transporte es
so- lamente una parte de la planificación. Los procedimientos
administrativos, el marco institucional, profesionales expertos y
con buen nivel de comunicación con quienes toman las decisiones,
con los medios de comunicación y con el público, son los
otros elementos que un sistema de planif icación eficaz debe
incluir. Por otro lado, la modelización del transporte y el proceso
decisional pueden ser combinados de diferente forma, en
función de la experiencia local, de sus tradiciones y competencias.
Por tanto, antes de discutir cómo elegir un modelo y una
aproximación a la planificación, merece la pena definir algunas de
las características principales de los sistemas de transporte y de
sus tópicos asociados, así como ilustrar algunos problemas
importantes que se presentan en la modelización y de los cuales se
dará cuenta en otros capítulos de este libro.
1.2. PROBLEMÁTICA DEL TRANSPORTE
Los problemas asociados al transporte son ya más globales y serios
que nunca, tanto en los países industrializados como en los que
están en proceso de de- sarrollo. La escasez de combustibles
líquidos puede no ser un problema serio en la actualidad. Sí lo son
la congestión, el elevado consumo de tiempo, la accidentalidad y
los consecuentes problemas medioambientales y de calenta- miento
global y más críticos hoy que nunca. Estos problemas no solamente
se limitan al tráfico en las calles y/o carreteras o a los
vehículos. El crecimiento económico parece haber generado una
demanda tal que sobrepasa las capa- cidades de la mayoría de los
sistemas de transporte. Asimismo, los largos períodos de
limitada inversión en algunos modos de transporte y regiones, han
dado como resultado que redes frágiles puedan colapsarse al menor
incidente o variación en la demanda.
1.2.1. Características de la demanda de transporte
La demanda de servicios del transporte es altamente
cualitativa y diferenciada. Existe una amplia gama de demandas
específicas de transporte que se dife- rencian por hora del día,
día de la semana, motivo del viaje, tipo de mercancía, importancia
de la velocidad y frecuencia, etcétera.
Un servicio de transporte sin los atributos que permitan satisfacer
es- ta demanda diferenciada puede ser totalmente inútil. Estas
características hacen más difícil analizar y predecir la demanda
por servicios de transporte: las ton/km y los pasajeros/km son
unidades de rendimiento extremadamente gruesas que esconden una
inmensa gama de requerimientos y servicios.
La demanda de transporte es una demanda derivada, es decir, no es
un fin en sí misma. Con la posible excepción del turismo, la gente
viaja para satisfacer ciertas necesidades en sus destinos (trabajo,
salud, entretenimiento). Esto es aún más cierto en el caso de las
mercancías. Para comprender la demanda de transporte es importante
analizar cómo están distribuidas en el espacio las facilidades para
satisfacer estas necesidades humanas e industriales, tanto en
contextos urbanos como regionales. Es evidente que un buen sistema
de trans- porte amplía las oportunidades para satisfacer
dichas necesidades, así como un sistema muy congestionado o mal
conectado limita las opciones de movilidad y, por tanto, el
desarrollo económico y social.
La demanda de transporte tiene lugar en relación al espacio. Aunque
parece trivial, es la distribución de las actividades en el espacio
lo que provoca la de- manda de transporte. Existen algunos
problemas de transporte que se pueden tratar, a un nivel muy
agregado, sin considerar explícitamente el espacio. Sin embargo, en
la gran mayoría de los casos, el tratamiento explícito del espacio
es inevitable y muy deseable. El enfoque más usual para tratar el
espacio con- siste en dividir el área de estudio en zonas y
codificarlas, junto a las redes de transporte, de una forma
adecuada para su procesamiento y tratamiento con la ayuda de
paquetes computacionales especializados (software). En algunos
casos, el área de estudio puede ser descrito simplificadamente,
suponiendo que las zonas de interés forman un corredor que puede
ser representado mediante un sistema lineal. En ambos casos existen
diferentes métodos para tratar la distancia y/o distribuir orígenes
y destinos (y sus atributos) en el espacio, los cuales son
elementos esenciales del análisis de transporte.
MODELOS DE TRANSPORTE
en el equilibrio entre oferta y demanda de transporte. Por ejemplo,
un servicio de taxis puede tener una fuerte demanda no satisfecha
en una parte de la ciu- dad, mientras en otras existen muchos taxis
buscando clientes. Por otro lado, la concentración de población y
actividad económica en corredores bien definidos puede
justificar un sistema de transporte masivo de alta capacidad que
quizás no sería defendible en áreas geográficas con menor densidad
de actividades.
Finalmente, la oferta y demanda de transporte tienen elementos
dinámicos muy potentes. Una parte importante de la demanda de
viajes de transporte se concentra especialmente, durante unas pocas
horas del día, en áreas urbanas coincidentemente con los momentos
de mayor congestión de tráfico (horas punta). Esta
característica de variabilidad de la demanda en el tiempo hace que
su análisis y cálculo de previsiones sean más difíciles y a la vez
también más interesantes de estudiar. Puede ser que un sistema de
transporte funcione adecuadamente para la demanda promedio de
viajes pero que se colapse du- rante la hora punta. Existen varias
técnicas para tratar de repartir la carga de la hora punta de una
red: flexibilizar los horarios de trabajo, partir la jornada
laboral, tarificación por congestión, etc. Sin embargo, la
variación de demanda entre las horas punta y valle sigue siendo un
problema central y fascinante de la modelización y planificación
del transporte.
1.2.2. Características de la oferta de transporte
La primera característica de la oferta de transporte es que es un
servicio y no una mercancía; por lo tanto, no se puede
almacenar para ser utilizada cuando exista una demanda mayor. Un
servicio de transporte tiene que ser consumido cuándo y dónde se
produce, si no, pierde su beneficio. Por esta razón es muy
importante estimar la demanda con la mayor precisión posible para
así ahorrar recursos ajustando la oferta de servicios de transporte
a ella.
Muchas características de los sistemas de transporte provienen de
su na- turaleza como servicio. En términos muy generales, un
sistema de transporte requiere un número de activos fijos (la
infraestructura) y un número de unida- des móviles (los
vehículos). Es la combinación de ambos, junto con una serie de
normas para su operación, lo que posibilita el movimiento de
personas y mercancías.
Introducción
la excepción notable de muchos sistemas ferroviarios. La separación
entre el gestor de infraestructura y el gestor del servicio final
de transporte genera una serie de interacciones suficientemente
complejas entre entidades o Adminis- traciones Públicas (estatales,
regionales y/o locales), empresas de construcción, empresarios,
operadores de transporte, viajeros, transportistas y público en
general. Este último juega diversos papeles en la oferta de
servicios de trans- porte, ya que con sus demandas puede
influir en la puesta en marcha o no, de nuevos servicios que
satisfagan sus necesidades dotando así, por ejemplo, de
accesibilidad a un territorio y fomentando a la vez el desarrollo y
la acti- vidad económica.
La provisión de infraestructura de transporte es particularmente
impor- tante desde el punto de vista de la oferta. La
infraestructura de transporte es un “sistema unitario”, en el
sentido de que no se puede concebir media pista de aterrizaje o la
tercera parte de una estación de ferrocarril. Ciertamente, en
algunos casos , puede haber razones suficientes para
proveer gradualmente infraestructura a medida que crece la demanda.
Por ejemplo, se puede empezar con una carretera sin pavimento,
mejorarla más adelante con una o dos vías mediante un tratamiento
superficial; luego una carretera sencilla o autovía bien
construida, para finalizar con una carretera a nivel de autopista.
De esta forma, la provisión de la infraestructura puede ajustarse y
adecuarse a la demanda, evitándose así tempranas inversiones en
instalaciones costosas innecesarias. Esto no es tan sencillo en
otras áreas como, por ejemplo, aeropuertos, líneas ferroviarias, de
metro, etcétera.
A este respecto es necesario indicar que las últimas tendencias en
la plani- ficación del transporte van dirigidas hacia la
gestión de la demanda en entor- nos de movilidad
sostenible. El espacio es limitado pero el crecimiento de la
demanda no lo es tanto. Por ello, puede ser interesante, en lugar
de crecer en infraestructuras, proceder a una mejor optimización de
los recursos existentes gestionando adecuadamente la demanda en
modos y formas diferentes a los utilizados en las últimas
décadas.
MODELOS DE TRANSPORTE
Además, las inversiones en transporte tienen un componente político
muy importante. Por ejemplo, en los países en desarrollo los
políticos normalmen- te consideran los proyectos de carreteras como
algo seguro electoralmente: demuestran que hacen algo y es difícil
que los medios de comunicación pue- dan demostrar errores. En
países industrializados, en cambio, los proyectos de transporte
normalmente conllevan el riesgo de polemizar con los residentes
afectados o con los usuarios que sufren debido a la congestión y a
los retrasos en obras sobrepasadas por la demanda. El juicio
político es esencial en este tipo de disyuntivas, pero cuando no
está apoyado por una planificación exhaustiva, las decisiones
resultan ser una reacción rápida y, en general, poco reflexiva al
problema y al momento de crisis; en el caso del transporte
esto es, inevitable- mente, “demasiado tarde”. En estos casos, la
reflexión y la planificación son esenciales. En los 80, el énfasis
en medidas tácticas de gestión de transporte a corto plazo
reflejaba tanto una desconfianza en la modelización como un intento
de evitar los problemas políticos, y una incapacidad a la hora de
pensar estratégicamente acerca del futuro del sistema de
transporte.
La separación entre los que proveen infraestructura y los que
ofrecen ser- vicios introduce también complejidades desde el punto
de vista económico. Para empezar, no siempre está claro que todos
los usuarios perciban realmente los costes totales incurridos en la
provisión de los servicios que ellos usan. Por ejemplo,
prácticamente nunca se paga directamente por el espacio físico
ocupa- do por las carreteras y cuando se hace, no se incluyen los
costes de congestión u otras externalidades; posiblemente lo más
cercano a esto son las autopistas de peaje y los modernos esquemas
de tarificación vial. Los impuestos sobre vehículos y combustibles
son solamente una aproximación genérica al pago por la
provisión de infraestructura.
Introducción
para contrastar otras formas de organizar el sistema de
precios y su impacto en la asignación de recursos.
El transporte es un elemento muy importante en el bienestar de los
países y sus habitantes. Si los usuarios que utilizan la
infraestructura de transporte no perciben las consecuencias de sus
elecciones en términos de recursos, pro- bablemente van a
generar un equilibrio ineficiente entre oferta y demanda. Se
despilfarrarán recursos, escasos al ser tarificados por debajo de
su coste real, mientras que recursos más abundantes pero
tarificados podrían no ser utiliza- dos. El hecho de que
globalmente algunos sectores de la economía (típicamente los dueños
de vehículos privados) paguen más de lo necesario (a través de im-
puestos, tasas, combustibles, etc.) por el uso de
infraestructura, no garantiza una asignación de recursos más
racional. Los propietarios de coches probablemente ven estos costes
anuales como costes fijos (a fondo perdido) y como mucho afectan en
su decisión de comprar un coche, pero no de utilizarlo.
En los países industrializados, sobre todo, las subvenciones entre
usuarios se producen de forma “cruzada” no sólo entre modos (los
impuestos del com- bustible pueden usarse para subvencionar
el ferrocarril) sino dentro del mismo modo (los costes de
mantenimiento de las carreteras son pagados mucho más ampliamente
por los coches en función de lo que deterioran, que lo que pagan
los vehículos pesados que, evidentemente, deterioran mucho más).
Comparados con los vehículos pesados, los coches contribuyen más a
los costes de mante- nimiento de una carretera (de peaje o no) que
el deterioro que ambos generan.
Otro elemento de distorsión proviene de los efectos
secundarios asocia- dos a la producción de servicios de
transporte: accidentes, contaminación y degradación del
medioambiente en general. Estos efectos normalmente no son
internalizados; el usuario del sistema de transporte raramente
percibe el coste medioambiental o los gastos derivados de las
hospitalizaciones de los heridos en accidentes relacionados con el
transporte. Internalizar estos costes también podría ayudar a
mejorar la toma de decisiones en planificación de transporte y,
por tanto, a mejorar la asignación de la demanda hacia modos
alternativos.
MODELOS DE TRANSPORTE
intensidad de la demanda se aproxima a la capacidad de la
instalación (calle, carretera, estación, etc.) y el tiempo
requerido para utilizarla (viajar a través de ella) sobrepasa muy
por encima la media establecida bajo condiciones de baja
demanda. En el caso de la infraestructura de transporte, la
inclusión de un vehículo adicional en el sistema genera un retraso
suplementario a todos los demás usuarios, como puede verse, por
ejemplo, en la figura 1.1. Obsérvese que la contribución de un
vehículo adicional al retraso de todos los usuarios es mayor cuando
la intensidad de flujo vehicular es más alta.
T i e m
p o
d e v
Flujo V11
Figura 1.1. La congestión y sus efectos externos.
Este efecto externo, motivado por el fenómeno de la congestión, es
gene- ralmente percibido por los demás usuarios pero no por el
conductor que lo origina. Éste es el coste que se intenta
internalizar mediante sistemas como la tarificación vial
electrónica, con el objetivo de ayudar en la toma de decisiones
individuales más razonadas.
1.2.3. Equilibrio oferta y demanda
Introducción
Una infraestructura (p. ej., la red de transporte).1. Un sistema de
gestión (esto es, un conjunto de normas, como p. ej., conducir2.
por la derecha y una serie de estrategias de control, como
las señales de tráfico, etc.). Un conjunto de modos de transporte y
sus operadores.3.
Considérense un conjunto de volúmenes de tráfico V sobre una
red, a una velocidad S y con una capacidad de operación Q de
acuerdo a un sistema de gestión M. En términos muy generales, la
velocidad sobre la red puede ser representada como:
S = f {Q,V,M} (1.1)
La velocidad puede ser considerada como una primera aproximación de
un indicador general del nivel de servicio (LOS) ofrecido por
el sistema de trans- porte. En términos más generales, un LOS
sería especificado como una com- binación de varios efectos:
velocidad o tiempo de viaje, tiempos de espera y caminata y precio;
estos aspectos serán tratados en mayor detalle en los capí- tulos
siguientes. El sistema de gestión M puede incluir esquemas de
gestión del tráfico, control de áreas de tráfico y/o regulaciones
aplicables a cada modo. La capacidad Q depende del sistema de
gestión M y de los niveles de inversión I a lo largo del
tiempo. De esta forma se puede escribir que:
Q = f {I,M} (1.2)
El sistema de gestión también puede ser utilizado para redistribuir
la capa- cidad entre las diferentes infraestructuras de transporte,
generando otra variable Q′ y/o dando prioridad a ciertos tipos
de usuarios frente a otros, basándose en criterios de eficiencia
(usuarios de transporte público, ciclistas), medioam-
bientales (vehículos eléctricos) o de equidad (todos somos
peatones alguna vez cada día).
Como en el caso de la mayoría de los bienes y servicios, se espera
que el nivel de demanda D dependa del nivel de servicio
ofrecido por el sistema de transporte y también de la distribución
de las actividades A en el espacio:
D = f {S,A} (1.3)
MODELOS DE TRANSPORTE
la oferta y la demanda de transporte. Pero al variar el nivel de
servicio en el espacio y en el tiempo, el sistema de actividades
probablemente cambiará, de- terminando dos conjuntos diferentes de
puntos de equilibrio: a corto y a largo plazo. El objetivo de
la planificación del transporte es prever y gestionar la evolución
en el tiempo de estos puntos de equilibrio de forma que se maximice
el bienestar social. Por supuesto, ello no es una tarea fácil: la
modelización de estos puntos de equilibrio debería ayudar a
comprender mejor esta evolución y al mismo tiempo ayudar al
planificador en el desarrollo e implementación de estrategias de
gestión M y programas de inversión I.
Algunas relaciones causa-efecto muy simples se pueden representar
grá- ficamente para ayudar a comprender la naturaleza de algunos
problemas de transporte. Un ejemplo típico es el círculo vicioso
coche/transporte público que se muestra en la figura 1.2. El
crecimiento económico trae como conse- cuencia, entre otros
aspectos, un aumento en la compra de vehículos privados.
Inicialmente, más coches significan, en general, que más personas
desean trans- ferirse del transporte público al coche, lo cual
implica evidentemente menos pasajeros. A ello, los operadores
pueden responder incrementando los precios de los billetes y/o
reduciendo la frecuencia (el nivel del servicio) o ambos. En
consecuencia, la situación descrita hace más atractiva la posesión
y uso del coche privado, acelerando así el círculo vicioso. A
medida que este proceso se
Figura 1.2. El círculo vicioso del transporte público.
Aumentos de renta
Más congestión y retrasos
Disminución de la demanda de transporte público
Incremento de los costes de operación de los buses
Incrementos tarifarios
Introducción
repite cada año, los niveles de congestión aumentan, los autobuses
se retrasan, sus frecuencias disminuyen y sus tarifas son cada vez
más altas; se constata, por tanto, que la acumulación de
decisiones individuales razonables, provoca un estado final peor
para todos que el inicial.
Esta sencilla representación también puede ayudar a identificar las
posibles medidas a tomar para ralentizar e incluso, invertir, este
círculo vicioso. Estas ideas se resumen en la figura 1.3.
Por ejemplo, medidas estructurales (físicas) como el
establecimiento de carriles bus y otras medidas de prioridad a
buses son particularmente atracti- vas, ya que dan como resultado
una asignación más eficiente del espacio vial. Por otro lado, las
subvenciones al transporte público tienen sus detractores y sus
defensores; pueden reducir la necesidad de subir los precios a
corto plazo, pero tienden a generar grandes déficits y a
proteger una gestión “pobre”, que es en parte consecuencia de su
propia ineficacia. Este aspecto últimamente ha hecho que, en países
en los que el transporte público se ejerce, por parte de empresas u
operadores privados en base a concesiones (España, p. ej.), las
licitaciones se realicen en función de lo que se denomina
“Contratos de Gestión Interesada”, en los cuales se exige y vigila
al empresario en el cumplimiento de ciertos estándares de calidad
(puntualidad, frecuencias, comportamiento y atención al usuario,
adaptabilidad de bus, edad del bus, etc.), de forma que sus
Re s t r icc io n
e s
S u
b v
e n c i
o n e s
Más congestión y retrasos
Disminución de la demanda de transporte público
Incremento de los costes de operación de los buses
Incrementos tarifarios
ingresos aumenten si dichos estándares se cumplen, penalizando a
aquellos empresarios que no los cumplen.
El tipo de modelo que subyace en las figuras 1.2 y 1.3 suele
denominarse modelo estructural, tal y como se tratará en el
Capítulo 12; se trata de represen- taciones sencillas pero
poderosas, en particular, porque permiten la discusión de temas
fundamentales de forma suficientemente parsimoniosa.
Sin embargo, no están libres de peligros al ser aplicados en
contextos diferentes. Por ejemplo, piénsese en este modelo del
círculo vicioso en el con- texto de un país en desarrollo. El
crecimiento de la población mantendrá el incremento de la demanda
de transporte público mucho más tiempo que en un país
industrializado. De hecho, en algunos países los flujos de
autobuses encontrados son enormemente altos, llegando a los 400-600
autobuses por hora por sentido en algunos corredores. El
contexto también es relevante cuando se trata de buscar soluciones,
así, se ha discutido que uno de los objetivos princi- pales
del establecimiento de carriles “sólo bus” en países en desarrollo
no es tanto proteger a los autobuses de la congestión, como el de
organizar el mo- vimiento de los autobuses (Gibson et al .,
1989). Los altos volúmenes de auto- buses frecuentemente
otorgan una prioridad de facto, y en estos casos, la in-
terferencia entre autobuses puede llegar a ser un mayor factor de
retraso que la congestión generada por los coches. Por lo tanto,
habría que revisar el modelo del círculo vicioso expuesto
anteriormente.
Introducción
importantes subvenciones públicas para los consumidores, fomento
masivo (y en muchos casos, gratuito) de la bicicleta, programas de
difusión y formación hacia la sostenibilidad, fomento de los
carriles bicis y peatonales, carriles BUS-VAO (para buses y para
coches altamente ocupados), establecimiento de peajes
urbanos, etc. En definitiva, todo un conjunto de medidas
disuasorias de la utilización del vehículo privado.
Desgraciadamente, es imposible caracterizar todos los problemas de
trans- porte de una forma sencilla, única y universal. Los
problemas de transporte dependen del contexto, el cual no puede
ignorarse a la hora de resolverlos. Los modelos pueden contribuir a
lograr que la identificación de los problemas y la selección de la
forma de resolverlos tenga una base más sólida.
1.3. MODELOS Y PROCESO DECISIONAL
1.3.1. Estilos de toma de decisiones
Antes de elegir un marco de modelización para un problema
determinado, hay que identificar y definir el contexto relevante:
país, gobierno o entidad determinada. También debe reconocerse que
existen varios estilos de toma de decisiones en la práctica y que
no todos ellos utilizan la modelización como herramienta básica.
Dichos estilos se pueden caracterizar de muchas diferentes maneras:
lo que se explica a continuación es una adaptación de un esquema
realizado por Nutt (1981).
1.3.1.1. Decisiones basadas en Planes Directores
Existe una larga tradición en desarrollar y aplicar este tipo de
estrategia en el campo del transporte. También existe una amplia
experiencia sobre el fracaso de este enfoque. Las decisiones se
basan en interpretaciones del Plan Director que establecen las
normas que controlan las contingencias, las expectativas de
rendimiento y lo que se puede y no se puede hacer. Normalmente se
prepara el Plan Director con muchísimo cuidado y atención al
futuro, quizás utilizan- do un modelo de transporte estratégico de
alto coste, del tipo utilizado en las décadas de los 60 y 70.
MODELOS DE TRANSPORTE
más rápido de lo que el plan puede adaptarse. Además, como la
información nueva no encaja en el Plan Director, casi nunca se
recoge o se utiliza para mejorar la toma de decisiones.
Desgraciadamente, muchos países en proceso de desarrollo han
tratado de adoptar este tipo de enfoque que es inapropiado
para sus cambiantes condiciones.
1.3.1.2. Teoría de la decisión normativa o racionalidad
sustantiva
Éste es el enfoque racional para la toma de decisiones implícito en
la mayoría de los libros de texto acerca de planificación de
transporte. También se le conoce como “enfoque sistémico”. Aquí la
cuantificación es esencial. El problema de decisión se considera
bajo la perspectiva de elegir opciones entre un conjunto completo
de alternativas y escenarios, con estimaciones acerca de su proba-
bilidad de ocurrencia; la utilidad de cada
alternativa se mide en términos de beneficios y costes y de
otros criterios como la protección del medioambiente, seguridad,
etcétera.
En algunos casos es posible formular el problema de decisión en un
mar- co de programación matemática. Esto requiere que la función
objetivo sea conocida y especificada, y que lo mismo se aplique
para las restricciones que definen el espacio de soluciones. Sin
embargo, en la mayoría de los problemas reales resulta difícil
cuantificar algunos elementos de la función objetivo o de las
restricciones o convertirlos a unidades de medida comunes, como
dinero o tiempo. También puede ser difícil incluir alguno de los
elementos probabi- lísticos en cada caso pero se puede aprender
bastante del problema durante el proceso. En este caso, la
modelización es el elemento central. Algunos ejem- plos del
tipo de problemas asociados a la aplicación de la teoría de la
decisión normativa son:
La acusación de falta de sensibilidad frente a las aspiraciones del
pú-1. blico. Sus elevados costes.2. La aberración de quienes
toman decisiones, que pueden no entender o3. aceptar un tratamiento
analítico del problema.
Además, este enfoque frecuentemente ha fracasado en lo que se
refie-
re a producir resultados a tiempo y con una exactitud aceptable;
hasta ver
la adversa reacción a la modelización de transporte a gran escala
durante
los 80.
1.3.1.3. Teoría conductual de la decisión
Éste es un intento de suavizar el enfoque de la teoría de la
decisión normativa reconociendo que a menudo los que toman
decisiones no buscan maximizar la utilidad sino solamente producir
una solución satisfactoria (ver la discusión en el Capítulo 7). La
búsqueda de “mejores soluciones” frecuentemente se detiene cuando
se encuentra una que es aceptable; este enfoque combina
búsqueda, aprendizaje y toma de decisiones, pero probablemente no
logre generar solu- ciones que no constituyan más que mejoras
marginales a la práctica actual.
De hecho, este enfoque es parecido a un análisis marginal del
problema de optimización empezando desde una solución no óptima; se
buscan y se explo- ran mejoras menores pero aceptables con la
esperanza de subir un escalón en el proceso. La modelización juega
aquí un papel más restringido y puede ser del tipo más sencillo que
se discute en el Capítulo 12. Los modelos de oferta y demanda
marginales encajan muy bien en este enfoque.
1.3.1.4. Toma de decisiones en grupo
Éste es un enfoque que se sigue en muchas áreas gobernadas por un
comité. La toma de decisiones se convierte en un proceso de
aprendizaje dentro de un grupo con autoridad para tomar decisiones
y un objetivo específico. Los individuos contribuyen con su
experiencia y conocimientos, y el grupo intenta aplicarlos al
problema de decisión. En este enfoque se combina información
cuantitativa y cualitativa, así como posibles previsiones; sin
embargo, el proceso no se rea- liza de forma sistemática. Los
puntos de vista de los miembros del grupo más persuasivos o
poderosos pueden predominar más allá de su valor intrínseco.
La participación en un grupo de este tipo a menudo ayuda a aceptar
ciertas decisiones, lo cual es muy importante en un contexto de
planificación. Algunas veces se crea un grupo
directivo para guiar y aconsejar la implementación de
ejercicios de modelización importantes. Tienen el potencial de dar
buenos consejos acerca de lo que se incluye o no en la tarea de
modelización y también pueden promocionar la aceptabilidad
del plan resultante.
1.3.1.5. Toma adaptativa de decisiones
MODELOS DE TRANSPORTE
es útil si el problema contiene muchas variables e interacciones
que no están bien definidas y si no existe una teoría
normativa o de comportamiento que sugiera relaciones causa-efecto.
El enfoque es bastante común en la toma de decisiones legislativas
y diplomáticas, así como en muchos grupos de decisión,
especialmente cuando la supervivencia pasa a ser el objetivo
dominante.
Dentro de este enfoque la modelización del transporte sólo juega un
papel instrumental menor. Las recomendaciones de un determinado
estudio se uti- lizan como argumentos en las negociaciones entre
los grupos de presión, de forma casi independiente de su valor
intrínseco. Pueden usarse las técnicas más modernas, no porque sean
las más exactas o sensibles sino porque el mencionar que se han
utilizado otorga mayor valor a los resultados del estudio y, por lo
tanto, más poder a los que promocionaban su uso.
1.3.1.6. Estrategias mixtas de toma de decisiones
Finalmente, a menudo es posible combinar muchos de los enfoques
anteriores en una estrategia flexible. Esto es bastante común en
estudios de transporte. Este tipo de estrategia reconoce que la
forma en que se toman las decisiones puede ser tan importante
como la acción elegida. El enfoque mixto utiliza el análisis, la
persuasión, la negociación y las estrategias políticas en
diferentes escenarios bajo diferentes objetivos. A veces,
estos últimos se consideran fijos y conocidos pero mientras las
negociaciones continúan puede ser necesario aumentarlos para
incluir las preocupaciones de grupos en conflicto.
Éste es un enfoque realista que acepta que en el caso de problemas
impor- tantes los objetivos y escenarios pueden variar como parte
del proceso de toma de decisiones. Éste es el caso de, por ejemplo,
los planes para hacer importantes mejoras en una red de carreteras
o construir una autopista en una zona urbana; o la tarea de elegir
la mejor ruta para un ferrocarril que una Londres con el Túnel de
La Mancha; o el aumento de la capacidad de un aeropuerto que sirva
a una gran conurbación. La modelización suele jugar un papel
importante en este enfoque; el énfasis debería estar en la f
lexibilidad y en la capacidad de adaptación, la inclusión de nuevas
variables y el análisis rápido de políticas y diseños
innovadores.
1.3.2. Cómo escoger un enfoque de modelización
Introducción
mueve un enfoque de toma de decisiones único (es decir, normativo).
La acep- tabilidad de la modelización o de un enfoque de
modelización en particular, en el contexto de un estilo de decisión
es muy importante. Los modelos que terminan siendo ignorados por
quienes toman decisiones no solamente mal- gastan recursos sino que
también producen analistas y planificadores desani- mados. También
se propone que cuando se especifica un enfoque analítico hay que
tener en cuenta varias características de los problemas y modelos
de transporte.
suficientemente estable. Muchas veces los datos disponibles serán
el factor clave en la decisión del enfoque de modelización.
4. Estado del arte en modelización para un tipo particular de
intervención en el sistema de transporte. Esto, a su vez, puede
dividirse en:
Riqueza teórica.a) Facilidad del tratamiento matemático e
informático. b) Disponibilidad de buenos algoritmos de
solución.c)
Debe considerarse que, en la práctica, todos los modelos suponen
que al- gunas variables son exógenas. Además, muchas otras
variables deben ser omitidas del marco de la modelización, ya sea
porque no son relevantes para la tarea a realizar, demasiado
difíciles de predecir o porque se espera que varíen poco y no
influyan en el sistema de interés. Una consideración explícita de
lo que se ha dejado fuera del modelo puede ayudar a la hora de
decidir acerca de su idoneidad en relación a un determinado
problema. 5. Recursos disponibles para el estudio. Éstos
incluyen dinero, datos, equi- pos y software informático,
habilidades técnicas, etc. Sin embargo, hay dos tipos de recursos
que merecen una mención especial: el tiempo y el nivel de
comunicación con los que toman las decisiones y con el público. El
tiempo
Introducción
los resultados. Cuanto mayor sea el nivel de detalle, más difíciles
serán estas tareas. La recolección de datos ayudados por ordenador
incluyen- do edición gráfica de entradas y salidas reduce en parte
este problema. Sin embargo, se necesita más progreso en estas
materias para superar este cuello de botella. 7. Niveles de
preparación y habilidad de los analistas. Normalmente los
costes de entrenamiento son bastante altos; tanto que, a veces, es
mejor usar un modelo existente y bien conocido antes que intentar
adquirir y aprender el uso de un modelo ligeramente más avanzado.
Por supuesto, ello podría parecer una receta para sofocar la
innovación y el progreso; sin embargo, siempre sería posible
dedicar tiempo a aprender sobre técni- cas más modernas y eficaces
sin rechazar la experiencia lograda con los modelos
anteriores.
Florian et al . (1988) formalizaron los contextos de la toma
de decisiones utilizando un marco bidimensional: nivel de
análisis y perspectiva. Los nive- les de análisis pueden
incluir seis grupos diferentes de procedimientos, cada uno de
los cuales se centra en uno o más modelos y sus algoritmos
específicos de solución. Éstos son:
Procedimientos de1. localización de actividades, L;
Procedimientos de2. demanda, D; Procedimientos de3. rendimiento del
sistema de transporte, P, que producen como salidas los niveles de
servicio, el gasto económico y las capacidades prácticas, y
dependen de los niveles de demanda y de las condiciones de oferta
de transporte; Procedimientos de4. intervenciones en la oferta, S,
que determinan las ac- ciones tomadas por los proveedores de
servicios de transporte e infraes- tructura; éstas dependen de sus
objetivos (maximización de beneficios, bienestar social),
ambiente institucional, sus costes y una estimación de futuros
estados del sistema; Procedimientos de5. minimización de
costes, CM; Procedimiento de6.
producción, PR .
MODELOS DE TRANSPORTE
La perspectiva de la dimensión del problema considera los seis
niveles de procedimientos L, D, P, S, CM, PR y,
además, tres perspectivas: una estra-
tégica STR , una táctica TAC y una
operativa OPE. Por supuesto, éstas se relacionan con los
horizontes de planificación y los niveles de inversión; sin
embargo, en este contexto, ellos deberían considerarse como
conceptos gené- ricos asociados a la capacidad de:
Visualizar los niveles1. L, D, P, S, CM, PR en su
importancia absoluta y relativa. Elegir, a cualquier nivel, lo que
puede ser considerado como fijo o variable.2.
En la figura 1.4 se resume la forma en que se interrelacionan las
diferentes perspectivas y niveles. Por supuesto el nivel más
importante y agregado es el nivel estratégico; los análisis y las
elecciones en este nivel tienen impactos que afectan a todo el
sistema a largo plazo, y, en general, implican la adquisición de
recursos y el diseño de redes. Los temas tácticos tienen una
perspectiva más corta y puntual, y se trata de cuestiones tales
como el mejor aprovechamiento de las instalaciones e
infraestructura actuales. La perspectiva más estrecha, la
operativa, trata de los problemas a corto plazo de los proveedores
de servicios de transporte y queda fuera del alcance de este libro;
sin embargo, las decisiones reales acerca de, por ejemplo, el nivel
de servicio o el tamaño de vehículos, representan una entrada
exógena importante en algunos de los modelos dis- cutidos en este
libro, y esto se muestra en la figura 1.4.
Todo es, por supuesto, una forma relativamente abstracta e
idealizada de visualizar los problemas de planificación de
transporte. Sin embargo, ayuda a clarificar las elecciones que debe
hacer el analista al desarrollar un enfoque de modelización de
transporte. Este libro se centra principalmente en los pro-
blemas de planificación estratégica y táctica al nivel de los
procedimientos de demanda y rendimiento del sistema de transporte.
No obstante, algunos de los modelos discutidos a veces pueden ser
útiles fuera de estos niveles y pers- pectivas.
1.4.
TÓPICOS EN MODELIZACIÓN DEL TRANSPORTE
Introducción
deran algunos temas generales, como, por ejemplo, los roles de la
teoría y los datos, la especificación y la calibración de modelos.
Pero quizás, las elecciones más críticas son aquellas que sitúan al
planificador entre el uso de enfoques de modelización agregados o
desagregados, modelos de corte transversal o de se- ries de tiempo
y técnicas de preferencias reveladas o declaradas.
1.4.1. Tópicos generales de modelización
Wilson (1974) proporciona una interesante lista de preguntas que
deberían ser respondidas por cualquier aspirante a modelizador;
ésta abarca desde aspec- tos generales como
el propósito que hay detrás de construir el modelo, hasta
aspectos más detallados como qué técnicas están disponibles
para dicha cons- trucción. A continuación se discuten algunos de
estos temas, junto con otros que son especialmente relevantes para
el desarrollo de este libro.
Figura 1.4. El marco conceptual tridimensional.
Perspectivas de Planifcación
Minimización de costes CM
i o n a
t é g
i c a
1.4.1.1. Los roles de la teoría y los datos
Mucha gente tiende a asociar la palabra “teoría” a una serie sin
fin de fórmulas y manipulaciones algebraicas. En el campo de la
modelización del transporte urbano esta asociación ha sido bastante
correcta: es difícil comprender y re- plicar las complejas
interacciones entre seres humanos, que constituyen una
característica inevitable de los sistemas de transporte.
Algunos desarrollos teóricos que trataron de superar estas
dificultades, han dado como resultado modelos a los que les
faltaban tanto datos como software adecuados para su implementación
práctica. Ello ha llevado a muchos profe- sionales a pensar que la
brecha entre teoría y práctica es cada vez más amplia; y esto es
algo que se ha intentado contrarrestar en este libro.
Una consideración importante para juzgar la contribución de una
nueva teoría es si ésta impone restricciones que tengan sentido a,
por ejemplo, la forma de una función de demanda. Existe por lo
menos un caso documentado sobre un estudio “práctico” de
planificación de transporte, que duró varios años y costó varios
millones de dólares, que dependía de modelos de demanda
“pragmáticos” con una estructura errónea (algunas de sus
elasticidades tenían el signo incorrecto; véase Williams y Senior,
1977). Aunque esto podría haber sido
diagnosticado previamente por dichos profesionales
pragmáticos si no hubieran despreciado la teoría, sólo fue
descubierto a posteriori por los teóricos.
Introducción
pueden ayudar a interpretar mejor la naturaleza de la
solución encontrada. Asimismo, el marco teórico también otorgará
cierta credibilidad al modelo al intentar pronosticar el
comportamiento futuro. En este sentido es interesante reflexionar
sobre la interacción entre la práctica y la teoría. Por ejemplo, se
ha comprobado que los modelos o formas analíticas utilizadas en la
práctica, tradicionalmente han influenciado las hipótesis
utilizadas en el desarrollo de nuevos marcos teóricos. También se
sabe que modelos ampliamente utilizados, como, por ejemplo, el
logit múltiple, que será tratado en los Capítulos 6 y 7, han sido
objeto de importantes racionalizaciones a posteriori:
los avances teóricos son especialmente bienvenidos cuando
fortalecen las prác-
ticas habituales que pueden carecer de una lógica particularmente
convincente (Williams y Ortúzar, 1982b).
Los dos estilos clásicos de enfoque para el desarrollo de teorías
son el método deductivo (construir un modelo y probar sus
predicciones frente a ob- servaciones) y el
método inductivo (en el que a partir de los datos se
intentan inferir leyes generales). El enfoque deductivo se ha
mostrado más productivo en el caso de las ciencias puras y el
enfoque inductivo se ha preferido en el caso de las ciencias
sociales analíticas. Es interesante hacer ver que los datos son un
elemento central de ambos enfoques; de hecho, se sabe que la dispo-
nibilidad de datos normalmente deja poco margen para la negociación
y el compromiso entre la relevancia y la
complejidad de un modelo. Es más, en muchos casos la
naturaleza de los datos restringe la elección del modelo a una
única alternativa.
El tema de los datos está estrechamente ligado a otros aspectos
como, por ejemplo, el tipo de variables que se va a representar en
el modelo y esto, por su- puesto, también está ligado a
aspectos teóricos. Los modelos predicen un cierto número de
variables dependientes (o endógenas) dadas otras variables inde-
pendientes (o explicativas). Para probar la bondad de un
modelo normalmente se necesitarían datos acerca de cada variable.
De interés particular son las variables de política, que son
aquellas que se supone están bajo el control de quienes toman las
decisiones, y esto es, las que el analista puede hacer variar
para evaluar diferentes políticas o proyectos.
Otro tema importante en este contexto es el de la agregación:
¿Cuántos segmentos de la población o tipos de individuos son
necesarios•
para obtener una buena representación o conocimiento del
problema?
MODELOS DE TRANSPORTE
¿A qué nivel de detalle se deben medir ciertas variables para
replicar un•
fenómeno dado? El espacio es un elemento crucial en el transporte;
¿a qué nivel de detalle•
se debe codificar el origen y el destino de los viajeros para
modelizar su comportamiento?
1.4.1.2. Especificación de modelos
En su acepción más amplia e interesante, la especificación del
modelo com- prende los siguientes aspectos:
hasta el análisis estadístico inductivo de los datos mediante
transforma- ciones.
1.4.1.3. Calibración, validación y uso de modelos
Un modelo puede representarse sencillamente como una función
matemática de variables X y parámetros θ , tal
que:
Y = ƒ(X,θ ) (1.4)
Es interesante mencionar que los conceptos gemelos calibración de
modelos y estimación de modelos han tomado
tradicionalmente diferente significado en el campo del transporte.
La calibración de un modelo requiere la selec- ción de sus
parámetros que se suponen con valor distinto de cero, con el ob-
jetivo de optimizar una o más medidas de bondad de
ajuste que son función de los datos observados. Esta forma de
proceder se ha atribuido a los físicos e ingenieros responsables de
la primera generación de modelos de transporte, que no se
preocupaban demasiado acerca de las propiedades estadísticas de
estos índices; esto es, cuán grandes pueden ser los errores de
calibración.
La estimación implica encontrar los valores de los parámetros que
hagan que los datos observados sean más probables bajo la
especificación del modelo; en este caso puede resultar que uno o
más parámetros no sean significativos y deban excluirse del
modelo. La estimación también considera la posibilidad de examinar
empíricamente ciertas cuestiones de especificación; por ejem-
plo, se pueden estimar parámetros estructurales y/o de forma
funcional. Este procedimiento se ha asociado a los ingenieros
y econometristas responsables de la segunda generación de modelos,
quienes daban mucha importancia a la posibilidad de efectuar
tests estadísticos ofrecida por estos métodos. Sin em- bargo,
en esencia ambos procedimientos coinciden porque la forma de
decidir cuáles son los mejores valores de los parámetros consiste
en examinar algunos indicadores de bondad de ajuste previamente
definidos. La diferencia está en que estas medidas normalmente
tienen propiedades estadísticas bien conoci- das que permiten
construir intervalos de confianza alrededor de los valores
estimados y las previsiones de los modelos.
MODELOS DE TRANSPORTE
trado en un número de casos en los que se ha podido comparar las
predicciones del modelo con los resultados observados en estudios
antes y después (véase la discusión en Williams y Ortúzar,
1982a). La validación del modelo requiere comparar sus predicciones
con información que no haya sido utilizada durante el proceso
de estimación. Naturalmente, esto implica un test más riguroso del
modelo y requiere más información o más recursos.
Una de las primeras tareas que enfrenta el modelizador es decidir
cuáles son las variables que el modelo va a predecir y cuáles son
los inputs o entradas ne- cesarios a tal efecto. Algunas variables
no se incluirán en absoluto, bien porque el modelizador no puede
obtenerlas o bien porque la teoría subyacente al modelo no las
contempla (véase la figura 1.5). Ello implica, inmediatamente, un
cierto grado de error y de incertidumbre (se volverá sobre este
tema en el Capítulo 3) que, obviamente, se complica aún más por
otros errores que también son inhe- rentes a la modelización; por
ejemplo, los errores de muestreo y, todavía más importante, los
errores debidos a las inevitables simplificaciones de la realidad
que necesita el modelo para ser utilizado en la práctica (véase la
figura 1.5).
Teoría del comportamiento Atributos
Introducción
Por lo tanto, el uso principal de los modelos en la práctica es la
predicción condicional : el modelo producirá estimaciones de
las variables dependientes dado un conjunto de variables
independientes. De hecho, las predicciones tí- picas vienen
condicionadas de dos formas (Wilson, 1974):
En relación a los valores asignados a las variables de política en
el plan y•
cuyo impacto es analizado en el modelo. En relación a los valores
supuestos para otras variables.•
Los modelos son normalmente utilizados para valorar una serie de
planes alternativos para un rango de hipótesis factibles acerca de
los valores futuros de las otras variables (p. ej., escenarios de
ingreso). Ello significa que el mo- delo debe ejecutarse muchas
veces en el contexto de evaluar un determinado problema. Por
esta razón, puede ser de gran importancia que su especificación
permita altas velocidades de procesamiento por ordenador;
esto no es una tarea fácil en el caso de un modelo de transporte a
gran escala, ya que implica procesos complejos de equilibrio
entre oferta y demanda, como se discutirá en el Capítulo 11.
1.4.2. Modelización agregada y desagregada
El nivel de agregación seleccionado para la medición de los datos
es una cues- tión importante en el diseño general de un estudio de
planificación de trans- porte. Aunque un nivel mayor de
detalle –con miras a un mayor grado de exactitud– debería mejorar
la calidad de los modelos, probablemente incre- mentará los costes
de recogida y análisis de datos así como de la mayoría de los
restantes aspectos del ejercicio de la modelización.
MODELOS DE TRANSPORTE
delos desagregados o de segunda
generación examinados en los Capítulos 7 a 9, es lógico pensar
que la información exógena pueda ser obtenida y utilizada
separadamente para cada viajero. Una cuestión importante es
entonces si, por razones de coste u otras, se debería preferir
utilizar datos menos detallados (véase Daly y Ortúzar, 1990).
La previsión de la demanda futura es un elemento crucial en la
mayoría de los estudios de planificación del transporte. El ser
capaz de predecir el uso más probable de nuevas infraestructuras es
un precursor esencial para la toma de decisiones racional acerca de
las ventajas o no de proveer tales infraestructuras. También puede
ser importante tener alguna idea acerca de la sensibilidad de la
demanda respecto a variables importantes que estén bajo control del
analista (p. ej., la tarifa que se cobra por su uso). En la mayoría
de los casos las previsiones y los estudios de sensibilidad deben
proporcionarse a nivel agregado, es decir, deben representar el
comportamiento del total de la población de interés. Por lo tanto,
con el fin de obtener estos indicadores el analista que utiliza
modelos desagregados tiene que encontrar un método robusto para
agregar los resultados del modelo.
Los modelos de la primera generación se solían utilizar casi sin
excep- ción en los estudios de transporte hasta finales de los 70;
llegaron a hacerse familiares, necesitaban relativamente pocas
habilidade
