CONTENIDO

Modelamiento del tráfico privado y de carga en el área metropolitana de Bucaramanga para la situación actual y cuatro escenarios futurosMiguel Andrés Castillo Rangel, Yerly Fabián Martínez Estupiñán

Análisis de velocidades de operación del Siste-ma Integrado de Transporte Masivo Metrolínea (ruta P3)Luis Carlos Arévalo Quintero, Jessika Andrea He-rrera Campos, Carlos Enrique Bueno Cadena

Análisis de la campaña de mediciones para ra-diopropagación en antenas microceldasCelso Andrés Forero Flórez, Homero Ortega Boa-da, Juan Carlos Luna Barajas

Modelado y simulación de los efectos de los ár-boles en la radiopropagación para microceldasMarcos Duván Pineda Alhucema, Yuri Hercilia Mejía Melgarejo, Homero Ortega Boada

Optimización de funciones continuas multidi-mensionales por medio de Real Codification Genetic Algorithms (RCGA) y Particle Swarm Optimization (PSO)Joan Salomón Galvis Aparicio, Óscar Javier Be-gambre Carrillo

Modelado 3D de piezas para construcción de ro-bots modulares para el programa UIS IngéniumNicolás Fernando Beltrán Garavito, Jorge Her-nando Ramón Suárez

Diagnóstico y propuesta de la red semafórica de Bucaramanga mediante semáforos inteligentesJesús Orlando Escalante Torrado, Carlos Enrique Bueno Cadena

Valoración del estado superficial del pavimento de los principales corredores viales para el mu-nicipio de FloridablancaChristian Ricardo Lizcano Rodríguez, Andrés Felipe Castro Salinas, Yerly Fabián Martínez Estupiñán

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Valoración del estado superficial del pavimento de los principales corredores viales del municipio de PiedecuestaFabio Enrique Duarte Garrido, Andrés Felipe Cas-tro Salinas, Yerly Fabián Martínez Estupiñán

Implementación de las redes NGN para el au-mento del consumo de internet mediante apli-cativos móvilesSergio Andrés Muñoz Sarmiento, Homero Ortega Boada

Rediseño de la interfaz del geoportal web para la consulta de las mediciones georreferenciadas del espectro radioeléctricoJavier Mauricio Suárez Monsalve, Juan Carlos Luna Barajas

Distribución geográfica de los puentes ‘extrado-sados’Mario Alejandro Suárez Rodríguez, José Miguel Benjumea Royero

Elaboración del manual del curso básico de ArcGIS como herramienta de autoaprendizaje para la asignatura de geomáticaGraciela Carolina Franco Ariza, Jhon Jairo Cáce-res Jiménez

Diseño de una base de datos de artículos de in-vestigación con interfaz gráfica desarrollada en lenguaje Visual Basic.NetAndrés Felipe Gómez Chaparro, Sulay Tatiana Mesa Ribero, Laura Andrea Vargas Carvajal, Duván Yahír Sanabria Echeverry

Gestión inteligente de documentos del grupo RadioGISAura Liliana Beltrán Blanco, Homero Ortega Boada

© Universidad Industrial de SantanderEscuela de Ingeniería CivilGeomática, gestión y optimización de sistemas

Impresión: División de Publicaciones UIS

1. Dirección general

Hernán Porras Díaz

2. Coordinación académica

Duván Yahír Sanabria Echeverry

3. Docentes

Puno Ardila Amaya – Docente del módulo Produc-ción de texto

Károl Josef Rodríguez López – Docente del módulo AutoCAD

Emilio Lince Mercado – Docente del módulo Base de datos

Élver Omar Gallo Lancheros – Docente del módulo Programación orientada a objetos

Duván Yahír Sanabria Echeverry – Docente del mó-dulo Programación orientada a objetos

4. Edición y producción

Puno Ardila Amaya – Coordinador de edición

Olga Lucía Figueroa Villamizar – Coordinadora de producción gráfica

5. Apoyoylogística

Geomática, gestión y optimización de sistemas

Los artículos representan la opinión de los autores y no constituyen necesariamente la opinión oficial del gru-po de investigación Geomática, gestión y optimización de sistemas, de la Escuela de Ingeniería Civil de la Uni-versidad Industrial de Santander.

Prohibida la reproducción parcial o total de esta obra, por cualquier medio, sin autorización escrita de la UIS.

Impreso en Colombia – Printed in Colombia

USO DE NUEVAS TECNOLOGÍASPARA LA INVESTIGACIÓNAPLICADA A LA INGENIERÍA

Memorias del IV Diplomado2010 - 2011

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to de la malla vial y la ejecución de nuevos proyectos viales por parte del AMB que robustezcan la comunica-ción entre los municipios que conforman el área me-tropolitana2.

Tales proyectos viales presentados por el AMB fueron establecidos de forma que contribuyeran a la articula-ción existente en la región para “descargar” el tráfico de los ejes viales de conflicto y a su vez buscar que se generen nuevos sectores de desarrollo económico en la región.

Los proyectos se presentaron para distintos plazos de ejecución, conforme con la expansión prevista de la región, financiados por los gobiernos municipales del área y, en algunos casos, del Invías. Actualmente, la mayoría de los proyectos se encuentran en etapa de prefactibilidad y tan solo uno está en etapa de cons-trucción. Para todos se supone una velocidad de ope-ración de 60 km/hora.

El posible impacto que cada proyecto tendrá en la movilidad de la región se va a analizar en dos etapas: en primer lugar, identificar las vías que podrían verse directamente afectadas y, posteriormente, establecer qué tanto se reducen (o incrementan) los flujos vehicu-lares en estas vías con la entrada en escena de la pro-puesta en estudio.

Es por ello que para la presente investigación se se-leccionaron cuatro propuestas viales –tres presenta-das por el AMB y una última planteada por la UIS para evaluar el impacto que generan en la movilidad–. Los cuatro proyectos se seleccionaron con base en los si-guientes criterios establecidos en los POT:

A. Ubicar la terminal de carga de la región sobre el co-rredor vial entre Girón y el norte de Bucaramanga.

B. Comunicar de forma ágil al centro de Bucaraman-ga con la periferia sur del área.

C. Conectar a Floridablanca con Piedecuesta por una vía sobre los cerros orientales3.

D. Presentar una alternativa al viaducto García Cade-na.

A cada una de las razones expuestas le sigue una pro-puesta vial, que son, respectivamente:

2 Plan de ordenamiento territorial de Bucaramanga 2008. Artículos 124-128.

3 POT Bucaramanga 2008. Artículos 128-129

A. Un anillo vial externo que comunique a Piedecues-ta y Girón (anillo externo metropolitano) y una transversal entre el centro de Bucaramanga y el anillo vial existente (transversal Nazareth).

B. La ampliación de la carrera 9, la construcción del viaducto de la novena y la conexión de los barrios Ciudadela Real de Minas, Provenza y el anillo vial existente (troncal norte-sur).

C. Un corredor vial entre Piedecuesta y Floridablanca que conecte con la autopista existente (transversal de los Cerros y circunvalar Mensulí).

D. Viaducto que comunique la actual autopista Flori-dablanca-Bucaramanga con la carrera 27 en inme-diaciones del colegio La Salle (viaducto alterno al García Cadena).

Tabla 5. Características de los proyectos en estudio

Pro-yecto

Catego-ría Perfil Longitud

[km] Financiación

(A) Primaria 7 19,2 AMB-Invías

(B) Primaria Varia-ble 1,24 AMB-Buca-

ramanga

(C ) Primaria 7 13,7 AMB

(D) Primaria Indefi-nido 0,6 AMB-Buca-

ramanga

(A) Anillo vial externo metropolitano y transversal Nazareth (B) Troncal norte-sur (C) Transversal de los cerros y

circunvalar Mensulí (4) Viaducto alterno al García Cadena.

Las características de los proyectos por modelar en la presente investigación se observan en la tabla anterior, donde se destaca que la totalidad de las propuestas son a corto plazo, financiadas con impuestos de valori-zación, sobretasa a la gasolina o concesiones.

PARáMETROS DEL MODELO

Para evaluar el impacto en la movilidad del área me-tropolitana de Bucaramanga de los cuatro proyectos en estudio, se realizaron modelos de asignación de tráfico para la condición actual de la región y para la in-clusión, por separado, de cada propuesta. Dichos mo-delos se desarrollaron en el software Transcad, un SIG especializado en almacenamiento, manejo, análisis y

MEMORIAS DEL DIPLOMADO 2011

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sean aquellas que comunican a los municipios, y que los puntos neurálgicos de congestión en la región sean los accesos a cada municipio. Dicha presunción es ra-tificada en el informe de movilidad presentado por el plan Bucaramanga, cómo vamos 2008-2009, que des-taca la importancia para la movilidad de la región de sectores como el viaducto la Flora y el viaducto Gar-cía Cadena (acceso a Bucaramanga desde Piedecuesta y Floridablanca) y el intercambiador de la Puerta del Sol (acceso a Bucaramanga desde los otros tres munici-pios), así como de las siguientes vías de primer orden: autopista Floridablanca – Bucaramanga, autopista Gi-rón – Bucaramanga, calle 45 y el Anillo Vial.

Tabla 2. Descomposición de viajes en transporte

privado, público y de carga para el área metropolitana

de Bucaramanga

Transporte Viajes en hora pico %

Público 49.028 52,4%Carga 4.653 5,0%Privado 39.879 42,6%Total AMB 93.560 100,0%

Fuente: Encuestas origen – destino para el área metropolitana de Bucaramanga 2005

Tabla 3. Distribución porcentual de viajes para

transporte privado en el área metropolitana de

Bucaramanga entre las 07:00 y las 08:00 a.m.

Origen/Destino (1) (2) (3) (4) Totales

origen(1) 63,76 8,40 4,57 2,36 79,09(2) 8,35 1,22 0,13 1,54 11,24(3) 6,24 0,32 1,19 0,04 7,79(4) 1,33 0,29 0,07 0,18 1,87

Totales destino 79,68 10,22 5,97 4,13 100

Fuente: Encuestas origen – destino para el área metropolitana de Bucaramanga 2005. (1) Bucaramanga, (2)

Floridablanca, (3) Girón y (4) Piedecuesta

Las vías primarias mencionadas anteriormente son, en su mayoría, vías de dos calzadas, con dos carriles por cada calzada, que en los últimos años están operando con flujos vehiculares cercanos a su capacidad, lo que reduce el nivel de servicio prestado y deteriora la mo-vilidad de toda el área.

El deterioro de la movilidad en la región ha sido en-tendido entre los gobiernos municipales como una consecuencia de tres factores: el deterioro del pavi-mento en la malla vial (solo 13,6% de la malla primaria en Bucaramanga presenta un buen estado1), un incre-mento acelerado en el parque automotor (principal-mente vehículos privados) y la falta de nuevas arterias intermunicipales con iguales o mejores características geométricas a las existentes, problemáticas a las que ya se busca solución en los planes de ordenamiento te-rritorial (POT) de cada municipio y en el POT del AMB, y que se ha materializado en quince corredores viales propuestos por el AMB para mejorar la movilidad con-templando la construcción de nueva infraestructura o la mejora en las características viales de la infraestruc-tura existente.

Tabla 4. Crecimiento del parque automotor en el área metropolitana de Bucaramanga entre 1980 y 2009

Transporte/Municipio (1) (2) (3) (4)

Privado 2,83% 20,04% 21,19% 11,35%Público -3,56% 9,27% 14,30% 2,26%

Carga 1,29% 13,66% 20,24% 11,60%

Fuente: Ministerio de Transporte de Colombia

Adicionalmente, la segregación de algunas de las ar-terias principales de la región, producto de la reciente implementación del SITM Metrolínea, sin que por ello se hayan mejorado los perfiles viales, ha acrecentado la problemática en los viajes que se realizan a través del transporte privado y de carga.

Lo anteriormente expuesto nos conduce a concluir que el área metropolitana de Bucaramanga atraviesa una problemática de movilidad para el sector privado y de carga, acentuada en las vías intermunicipales, ori-ginada por la naturaleza de los viajes en la región, la condición de la malla vial y el incremento del parque automotor, y cuya solución recae, hasta el momento, en las propuestas viales que se plantearon por el AMB.

DESCRIPCIÓN DE LOS PROyECTOS VIALES PRESENTADOS POR EL AMB

El AMB y los gobiernos municipales de la región acogie-ron en sus POT como políticas de gobierno: mejorar la movilidad en el territorio por medio del mantenimien-

1 Plan de gestión de pavimentos. Universidad Industrial de Santander – Alcaldía de Bucaramanga.

MeMorias del diploMado 2010 - 2011

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USO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA LA INVESTIGACIÓN APLICADA A LA INGENIERÍA

MODELAMIENTO DEL TRáfICO PRIVADO y DE CARGA EN EL áREA METROPOLITANA DE BUCARAMANGA PARA LA SITUACIÓN ACTUAL y CUATRO ESCENARIOS fUTUROS

MiguelAndrésCastilloRangel

YerlyFabiánMartínezEstupiñán

INTRODUCCIÓN

El desarrollo económico del nororiente colombiano está marcado, en gran medida, por la actividad del área me-tropolitana de Bucaramanga, una región comprendida por los municipios de Piedecuesta, Girón, Floridablanca y Bucaramanga, con gobiernos autónomos, pero repre-sentados por una entidad administrativa denominada Área Metropolitana de Bucaramanga (AMB).

El área metropolitana de Bucaramanga se ha caracte-rizado por tener en esta ciudad el eje central de su ac-tividad económica (principalmente comercial), y en los demás municipios, “ciudades dormitorio” o satélites. Esto ha marcado la tendencia del tráfico en la región: desde las ciudades satélites hacía Bucaramanga en ho-ras de la mañana y el fenómeno contrario al final de las jornadas, tal y como sucede en todas las áreas me-tropolitanas del país.

Al igual que sucede en otras ciudades del país, el acele-rado incremento del parque automotor y el mal estado de la superficie de rodadura ha deteriorado la movili-dad de la región. La solución a esta problemática por parte del AMB y los gobiernos municipales ha estado enfocada en dos frentes: promover el SITM Metrolí-nea, acompañado de la reestructuración del transpor-te público colectivo y la presentación de quince pro-yectos viales, con el ánimo de contribuir a la movilidad del transporte privado y de carga.

Estos proyectos viales representan una alta inversión en materia de infraestructura para el AMB, los gobier-nos municipales y el gobierno nacional; por ende, es necesario evaluar la contribución a la movilidad de la región como un estudio fundamental en la etapa de prefactibilidad en que se encuentran actualmente las propuestas.

Es así como la presente investigación tiene por objeto modelar el tráfico privado y de carga del área metro-politana de Bucaramanga, con el empleo de la herra-

mienta Transcad, en el escenario de movilidad actual de la región y para distintos escenarios futuros (a cinco, diez, quince y veinte años), considerando, por separa-do, tres de las propuestas viales planteadas por el AMB y una propuesta planteada por la Universidad Indus-trial de Santander, con el fin de evaluar el impacto que acarrean dichas propuestas en la movilidad.

SITUACIÓN ACTUAL DEL TRáfICO PRIVADO y DE CARGA EN EL áREA METROPOLITANA DE BUCARAMANGA

Como se mencionó anteriormente, el área metropoli-tana de Bucaramanga se ha caracterizado por sus altas actividades económica, comercial e industrial, con el municipio de Bucaramanga como eje de desarrollo; sin embargo, las limitaciones topográficas de Bucara-manga han restringido el crecimiento poblacional del municipio y, a cambio, ha propiciado la expansión y el crecimiento poblacional en los demás municipios de la región: Floridablanca, Girón y Piedecuesta. Esta situa-ción se ha hecho manifiesta en los dos últimos censos adelantados por el DANE, que Bucaramanga ha perdi-do en 60% su participación demográfica en el área.

Tabla 1. Descripción poblacional del área metropolitana de Bucaramanga

Municipio Población (Habitantes) %

% Estable-cimientos

comercialesBucaramanga 524.112 48,8 51,6Floridablanca 261.142 24,3 48,4Girón 156.995 14,6 53,3Piedecuesta 132.680 12,3 50,0Total AMB 1’074.929 100,0 50,9

Fuente: DANE, proyecciones 2010

La dinámica económica descrita anteriormente ha marcado la distribución de viajes en el área: la mayo-ría de viajes ocurren desde las ciudades “dormitorio” hacia Bucaramanga, y dentro de Bucaramanga, al ini-cio de las jornadas laborales y comerciales (comporta-miento centrípeto), con un comportamiento contrario al final de las jornadas (comportamiento centrífugo); por otro lado, dichos viajes tiene una alta participación del transporte público (colectivo y masivo), seguido del transporte privado (carros y motos) y en menor cuan-tía el transporte de carga, tal y como se aprecia en las tablas 2 y 3.

Entonces, es de esperarse que las vías que presenten mayor flujo en la malla vial del área metropolitana

PRESENTACIÓN

A partir del año 2000, el grupo de investigación en Geomática, gestión y optimización de sistemas, de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad Industrial de Santander, creó el diplomado ‘Uso de Nuevas Tec-nologías para la Investigación Aplicada a la Ingeniería’, con el propósito de generar un acercamiento entre la comunidad universitaria y los grupos de investigación, para apoyar la formación de los futuros profesionales en las áreas de ciencias e ingeniería, mediante expe-riencias curriculares que posibiliten el desarrollo de la creatividad y el interés permanente por identificar y resolver problemas de las áreas disciplinares y/o las necesidades regionales, nacionales o mundiales, con investigación y el apoyo de las nuevas tecnologías de la información y las telecomunicaciones (TIC).

Este documento que hoy presentamos es el resultado de los proyectos y trabajos de investigación destaca-dos en el IV diplomado, soportados en las cualidades humanas y científicas de los participantes, el ejercicio de la autonomía, el autoaprendizaje, el trabajo cola-borativo e interdisciplinario y su compromiso por la búsqueda de un mejor devenir para nuestro país. En él se presentan los siguientes artículos de investigación y aplicación, descritos brevemente a continuación:

Modelamiento del transporte privado y de carga en el área metropolitana de Bucaramanga, que hace parte del estudio de Movilidad desarrollado actualmente por el grupo Geomática de la Universidad industrial de Santander; análisis de velocidades de operación del sistema integrado de transporte masivo Metrolí-nea, ruta P3, el cual genera información que permite plantear posibles modelos de tiempos de servicio de esta ruta; análisis de la campaña de mediciones para radiopropagación de antenas microceldas como apoyo al estudio para la predicción de la propagación de las señales en una red de antenas; modelado y simulación de los efectos de los árboles en la radiopropagación para microceldas con el fin de estudiar la incidencia de los árboles en la pérdida de información en los mensajes de comunicaciones basadas en señales elec-tromagnéticas; optimización de funciones continuas multidimensionales por medio de “Real Codification Genetic Algorithms (RCGA)” y “Particle Swarm Optimi-zation (PSO)”, con el fin de realizar un estudio sobre el

rendimiento de los métodos heurísticos para encontrar una solución óptima de determinado problema con el uso de funciones de Benchmark; modelado en 3D de piezas de robots modulares, motivado para participar en el programa ‘Ingenium’ de la UIS; diagnóstico y pro-puesta de la red semafórica de Bucaramanga mediante semáforos inteligentes como alternativa al sistema de control por tiempos fijos presente en la ciudad; valora-ción del estado superficial del pavimento de los princi-pales corredores viales para los municipios de Florida-blanca y Piedecuesta en el estudio del inventario vial del AMB; implementación de las redes NGN para dis-positivos móviles con el fin de presentar como el plan ‘Vive Digital’ de Colombia e impulsar positivamente el consumo de Internet en el país; rediseño de la interfaz de usuario del Geoportal Web para la consulta de las mediciones georreferenciadas del espectro radioeléc-trico, tomadas en el estudio de la radiación presente en nuestro medio desarrollado por el grupo RadioGIS; distribución geográfica de los puentes extradosados al-rededor del mundo; elaboración del manual del curso básico del software “ArcGIS”, con el objetivo de brindar un soporte para el manejo de esta herramienta; diseño de una base de datos de artículos de investigación con interfaz gráfica; herramienta de software para gestio-nar los documentos del grupo de investigación Radio-GIS de la UIS y facilitar el manejo de los certificados y actas del grupo.

Los aportes resultantes de las actividades realizadas y los proyectos de investigación desarrollados son los frutos de un esfuerzo llevado a cabo por el grupo de in-vestigación y la Escuela de Ingeniería Civil en conjunto con la Universidad Industrial de Santander en pro de construir una sociedad de conocimiento que repercu-ta positivamente en el desarrollo del país e impulse la construcción de una economía regional soportada en las TIC.

Hernán Porras DíazDirector grupo de Investigación en Geomática, gestión y optimización de sistemas.

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to de la malla vial y la ejecución de nuevos proyectos viales por parte del AMB que robustezcan la comunica-ción entre los municipios que conforman el área me-tropolitana2.

Tales proyectos viales presentados por el AMB fueron establecidos de forma que contribuyeran a la articula-ción existente en la región para “descargar” el tráfico de los ejes viales de conflicto y a su vez buscar que se generen nuevos sectores de desarrollo económico en la región.

Los proyectos se presentaron para distintos plazos de ejecución, conforme con la expansión prevista de la región, financiados por los gobiernos municipales del área y, en algunos casos, del Invías. Actualmente, la mayoría de los proyectos se encuentran en etapa de prefactibilidad y tan solo uno está en etapa de cons-trucción. Para todos se supone una velocidad de ope-ración de 60 km/hora.

El posible impacto que cada proyecto tendrá en la movilidad de la región se va a analizar en dos etapas: en primer lugar, identificar las vías que podrían verse directamente afectadas y, posteriormente, establecer qué tanto se reducen (o incrementan) los flujos vehicu-lares en estas vías con la entrada en escena de la pro-puesta en estudio.

Es por ello que para la presente investigación se se-leccionaron cuatro propuestas viales –tres presenta-das por el AMB y una última planteada por la UIS para evaluar el impacto que generan en la movilidad–. Los cuatro proyectos se seleccionaron con base en los si-guientes criterios establecidos en los POT:

A. Ubicar la terminal de carga de la región sobre el co-rredor vial entre Girón y el norte de Bucaramanga.

B. Comunicar de forma ágil al centro de Bucaraman-ga con la periferia sur del área.

C. Conectar a Floridablanca con Piedecuesta por una vía sobre los cerros orientales3.

D. Presentar una alternativa al viaducto García Cade-na.

A cada una de las razones expuestas le sigue una pro-puesta vial, que son, respectivamente:

2 Plan de ordenamiento territorial de Bucaramanga 2008. Artículos 124-128.

3 POT Bucaramanga 2008. Artículos 128-129

A. Un anillo vial externo que comunique a Piedecues-ta y Girón (anillo externo metropolitano) y una transversal entre el centro de Bucaramanga y el anillo vial existente (transversal Nazareth).

B. La ampliación de la carrera 9, la construcción del viaducto de la novena y la conexión de los barrios Ciudadela Real de Minas, Provenza y el anillo vial existente (troncal norte-sur).

C. Un corredor vial entre Piedecuesta y Floridablanca que conecte con la autopista existente (transversal de los Cerros y circunvalar Mensulí).

D. Viaducto que comunique la actual autopista Flori-dablanca-Bucaramanga con la carrera 27 en inme-diaciones del colegio La Salle (viaducto alterno al García Cadena).

Tabla 5. Características de los proyectos en estudio

Pro-yecto

Catego-ría Perfil Longitud

[km] Financiación

(A) Primaria 7 19,2 AMB-Invías

(B) Primaria Varia-ble 1,24 AMB-Buca-

ramanga

(C ) Primaria 7 13,7 AMB

(D) Primaria Indefi-nido 0,6 AMB-Buca-

ramanga

(A) Anillo vial externo metropolitano y transversal Nazareth (B) Troncal norte-sur (C) Transversal de los cerros y

circunvalar Mensulí (4) Viaducto alterno al García Cadena.

Las características de los proyectos por modelar en la presente investigación se observan en la tabla anterior, donde se destaca que la totalidad de las propuestas son a corto plazo, financiadas con impuestos de valori-zación, sobretasa a la gasolina o concesiones.

PARáMETROS DEL MODELO

Para evaluar el impacto en la movilidad del área me-tropolitana de Bucaramanga de los cuatro proyectos en estudio, se realizaron modelos de asignación de tráfico para la condición actual de la región y para la in-clusión, por separado, de cada propuesta. Dichos mo-delos se desarrollaron en el software Transcad, un SIG especializado en almacenamiento, manejo, análisis y

MEMORIAS DEL DIPLOMADO 2011

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sean aquellas que comunican a los municipios, y que los puntos neurálgicos de congestión en la región sean los accesos a cada municipio. Dicha presunción es ra-tificada en el informe de movilidad presentado por el plan Bucaramanga, cómo vamos 2008-2009, que des-taca la importancia para la movilidad de la región de sectores como el viaducto la Flora y el viaducto Gar-cía Cadena (acceso a Bucaramanga desde Piedecuesta y Floridablanca) y el intercambiador de la Puerta del Sol (acceso a Bucaramanga desde los otros tres munici-pios), así como de las siguientes vías de primer orden: autopista Floridablanca – Bucaramanga, autopista Gi-rón – Bucaramanga, calle 45 y el Anillo Vial.

Tabla 2. Descomposición de viajes en transporte

privado, público y de carga para el área metropolitana

de Bucaramanga

Transporte Viajes en hora pico %

Público 49.028 52,4%Carga 4.653 5,0%Privado 39.879 42,6%Total AMB 93.560 100,0%

Fuente: Encuestas origen – destino para el área metropolitana de Bucaramanga 2005

Tabla 3. Distribución porcentual de viajes para

transporte privado en el área metropolitana de

Bucaramanga entre las 07:00 y las 08:00 a.m.

Origen/Destino (1) (2) (3) (4) Totales

origen(1) 63,76 8,40 4,57 2,36 79,09(2) 8,35 1,22 0,13 1,54 11,24(3) 6,24 0,32 1,19 0,04 7,79(4) 1,33 0,29 0,07 0,18 1,87

Totales destino 79,68 10,22 5,97 4,13 100

Fuente: Encuestas origen – destino para el área metropolitana de Bucaramanga 2005. (1) Bucaramanga, (2)

Floridablanca, (3) Girón y (4) Piedecuesta

Las vías primarias mencionadas anteriormente son, en su mayoría, vías de dos calzadas, con dos carriles por cada calzada, que en los últimos años están operando con flujos vehiculares cercanos a su capacidad, lo que reduce el nivel de servicio prestado y deteriora la mo-vilidad de toda el área.

El deterioro de la movilidad en la región ha sido en-tendido entre los gobiernos municipales como una consecuencia de tres factores: el deterioro del pavi-mento en la malla vial (solo 13,6% de la malla primaria en Bucaramanga presenta un buen estado1), un incre-mento acelerado en el parque automotor (principal-mente vehículos privados) y la falta de nuevas arterias intermunicipales con iguales o mejores características geométricas a las existentes, problemáticas a las que ya se busca solución en los planes de ordenamiento te-rritorial (POT) de cada municipio y en el POT del AMB, y que se ha materializado en quince corredores viales propuestos por el AMB para mejorar la movilidad con-templando la construcción de nueva infraestructura o la mejora en las características viales de la infraestruc-tura existente.

Tabla 4. Crecimiento del parque automotor en el área metropolitana de Bucaramanga entre 1980 y 2009

Transporte/Municipio (1) (2) (3) (4)

Privado 2,83% 20,04% 21,19% 11,35%Público -3,56% 9,27% 14,30% 2,26%

Carga 1,29% 13,66% 20,24% 11,60%

Fuente: Ministerio de Transporte de Colombia

Adicionalmente, la segregación de algunas de las ar-terias principales de la región, producto de la reciente implementación del SITM Metrolínea, sin que por ello se hayan mejorado los perfiles viales, ha acrecentado la problemática en los viajes que se realizan a través del transporte privado y de carga.

Lo anteriormente expuesto nos conduce a concluir que el área metropolitana de Bucaramanga atraviesa una problemática de movilidad para el sector privado y de carga, acentuada en las vías intermunicipales, ori-ginada por la naturaleza de los viajes en la región, la condición de la malla vial y el incremento del parque automotor, y cuya solución recae, hasta el momento, en las propuestas viales que se plantearon por el AMB.

DESCRIPCIÓN DE LOS PROyECTOS VIALES PRESENTADOS POR EL AMB

El AMB y los gobiernos municipales de la región acogie-ron en sus POT como políticas de gobierno: mejorar la movilidad en el territorio por medio del mantenimien-

1 Plan de gestión de pavimentos. Universidad Industrial de Santander – Alcaldía de Bucaramanga.

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AU Piedecuesta

Vía a Bogotá

Carrera 15

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Vía a Barr ancabermeja

An ill o vial

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Carrera 33

Carrera 27

Vía Bucaramanga - Girón

Vía

a Z

apato

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ConvenciónViaducto paralelo al García Cadena

! Anillo vial externo metropolitano (Sector Tres Esquinas)! Circunvalar Mensulí! Corredor vial carrera 9! Transversal Norte-Sur! Transversal del sur de Floridablanca! Vía Nazareth

0 1,500 3,000 4,500750Metros

Trazado propuestas viales en estudio

Piedecuesta

Floridablanca

Bucaramanga

Girón

©

Circunvalar de Mensulí

Anillo vial externo metropolitano

Vía Nazareth

Transversal Norte - Sur

Transversal del Sur de Floridablanca

Viaducto paralelo al García Cadena

figura 2. Trazado general de las cuatro propuestas viales en estudio

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AU Piedecuesta

Vía

a Bogotá

Carrera 15

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Floridablanca

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Transversal O

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Carret er a ant igu a

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Anillo vial

Carrera 33

Carrera 2 7

Vía Bucaramanga - Girón

Vía

a Zapatoca

ConvenciónRed vial urbana 0 1,500 3,000 4,500750

Metros

Red vial AMB

Piedecuesta

Floridablanca

Bucaramanga

Girón

figura 1. Malla actual del AMB

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>>

y denominados como Zonas de Asignación de Tráfico (TAZ, por sus siglas en inglés), para luego proyectarse al año 2010 con base en las tasas de incremento del parque automotor privado y de carga del municipio de origen de los viajes.

La metodología de modelamiento en Transcad supone que todos los viajes en la red deben partir y llegar al centroide geométrico de una TAZ. El error que puede generar esta simplificación en el modelamiento se re-dujo considerablemente en la presente investigación al trabajar con tantas zonas, cada una con un tamaño relativamente pequeño.

Modelo de asignación de tráfico

Para repartir los viajes entre las zonas de la red, hay diversos modelos de asignación de viajes que, en ge-neral, buscan describir de forma matemática cómo el usuario selecciona la mejor ruta de viaje, considerando que la mejor ruta es aquella que le brinda un menor tiempo de viaje. Sin embargo, los modelos difieren en la información de la red necesaria para determinar la mejor ruta (solo tiempo o tiempo y capacidad), el nú-mero de iteraciones y si es o no un modelo estocástico, entre otras.

Con base en las restricciones de información sobre ca-pacidad de la red del AMB, en la presente investigación se empleó el modelo “Todo o Nada” (All or Nothing), caracterizado por asignar todos los viajes en un par origen-destino al camino más corto entre dicho par.

El método All or Nothing parte de la hipótesis de que el tiempo de viaje en un arco de la red no se ve alterado por el flujo que tenga este arco, es decir, el tiempo de viaje en una vía es independiente de su capacidad, y se presume que el usuario conoce los tiempos de viaje de todos los posibles caminos de la red y que va a selec-cionar el de menor tiempo. El algoritmo del modelo se presenta brevemente a continuación:

1. Se parte de conocer los tiempos de flujo y asumir flujo nulo a todos los arcos de la red.

2. En cada par origen-destino (i-j) con número de via-jes no nulo se determina la ruta más corta en tiempo mediante algoritmos como el de Floyd o Djkastra.

3. Para cada uno de los arcos pertenecientes al ca-mino más corto del par i-j en estudio se suma la totalidad de viajes al flujo anterior del arco; esto es:

Donde:

: Tiempo de viaje en el arco a-ésimo.

: Viajes en el par origen-destino i-j.

: Flujo actual y anterior sobre el arco a-ésimo, respectivamente.

Siempre considerando que el tiempo de via-je en cada arco es independiente de su flujo

.

Pese a las limitaciones que supone ignorar la capacidad de la vía, el uso del modelo All or Nothing permite si-mular la situación más crítica de carga de tráfico para las vías que representen el menor costo en tiempo en-tre los pares origen-destino del AMB, lo que enfoca la modelación sobre la situación de las vías primarias de la región. Asimismo, en el caso de modelar escenarios futuros, este método permite determinar de forma concreta si una propuesta vial resulta más atractiva en términos de minimizar tiempos de viaje que la situa-ción actual.

ESCENARIOS POR MODELAR

El modelamiento del tráfico privado y de carga del área metropolitana de Bucaramanga se planteó en cinco es-cenarios:

El primero, con la situación actual de la región, es decir, la oferta está dada por la red actual y la demanda por las matrices de viajes de transporte privado y de carga obtenidos de las proyecciones de las encuestas origen-destino en el presente año. Adicionalmente, se realiza-ron proyecciones para los años 2015, 2020 y 2030 (sin alterar la red) ampliando los viajes de acuerdo con los porcentajes de incremento del parque automotor del municipio de origen presentados en la tabla 4.

El segundo escenario cuenta con la misma red del pri-mer escenario, pero se adiciona la propuesta vial del anillo externo metropolitano y la Transversal Nazareth. El modelo conservó las matrices origen-destino para el año 2010 y se proyectó para 2015, 2020 y 2030 de for-ma análoga a como se hizo para el primer escenario.

Finalmente, los escenarios tres, cuatro y cinco con-templan, respectivamente, la red base del área más el proyecto de la troncal norte-sur, la transversal de los Cerros y la circunvalar Mensulí y el viaducto alterno al García Cadena. (Ver figura 2).

MEMORIAS DEL DIPLOMADO 2011

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presentación de datos de tráfico4, capaz de modelar el transporte público, privado y de carga para unas condi-ciones de oferta y demanda estipuladas bajo distintos modelos de asignación de tráfico.

Dado que la presente investigación tiene por objeto modelar el transporte privado y de carga, en adelante solo se presentarán la oferta, la demanda y los paráme-tros del modelo empleado para los sectores del trans-porte citados.

La oferta

En Transcad la oferta está representada por la red de transporte en consideración (privada o de carga). Dicha red es simplemente la malla de la ciudad con informa-ción en cada arco de la malla vial (un arco en la malla representa una calle o carrera en la ciudad), como ve-locidad de flujo libre, capacidad, tiempo de recorrido en condiciones de flujo libre, dirección de flujo, núme-ro de calzadas y carriles, anchos de carril, restricciones de giro, entre otros indicadores de tránsito.

Para el caso del área metropolitana de Bucaramanga, la red está constituida por las mallas viales de los muni-cipios del área actualizadas al año 2010. En ellas, cada calzada de las vías se representó con un arco en la red. La información contenida por cada arco de la red se presenta en la siguiente tabla.

Nombre del campo(fieldname) Tipo (Type) Nombre del campo

(fieldname) Tipo (type)

Id Integer (4 bytes) Núm._calzadas Integer (2 bytes)

Length Real (8 bytes) Núm._carriles Integer (2 bytes)

Dir Integer (2 bytes) Ancho_calzada Real (8 bytes)

Nombre Character Flujo_ab Integer (2 bytes)

Municipio Character Flujo_ba Integer (2 bytes)

Uso Character Velocidad Real (8 bytes)

Tipo pavimento Character Tiempo Real (8 bytes)

Estado pavimento Integer (2 bytes)

4 Página oficial de Transcad, Caliper Corporation. http://www.caliper.com/tcovu.htm

La mayoría de la información allí contenida fue toma-da en campo por la UIS; sin embargo, la magnitud de la red dificultó la medición en campo de la velocidad en flujo libre en todos los arcos, por lo que resultó ne-cesario suponer 25 km/hora de velocidad en los arcos sin información, considerando que esta es la velocidad promedio de operación en vías urbanas en Colombia.

De la tabla se puede observar que no se consideró la capacidad de la vía como un atributo de la red, dado que no se contaba con información que facilitara su cálculo. Esto limita considerablemente el modelo, toda vez que la capacidad es una variable indispensable para la mayoría de modelos de asignación. Adicional-mente, las restricciones de giro se manifestaron en la prohibición de giros en ‘U’ y un minuto de penalización a los giros a izquierda en toda la red.

La demanda

Por otro lado, la demanda en Transcad está repre-sentada por los objetos matriz origen-destino para transporte privado y de carga. En el modelo del AMB las matrices representan los viajes en la región entre 07:00 y 08:00 a.m. (considerada hora pico), originadas a partir de las encuestas origen-destino, adelantadas por el AMB en el año 2005. La información así obte-nida se agrupó en las 129 zonas del AMB, conforme con los sectores económicos estipulados por el DANE

Tabla 6. Base de datos de la red del AMB

MeMorias del diploMado 2010 - 2011