TP 1: Sistemas de Transporte
Guiado
Parte 1: Transporte Ferroviario
Urbano de Pasajeros
Análisis de Sistemas de Transporte [88.09]
Departamento de Transporte
Abril 2018 – v5
Objetivos
• Familiarizarse con la terminología especifica
• Comparar Escenarios
Organización del TP
• Línea San Martin
• Escenario Actual
1. Escenario Teórico
2. Escenario Real
• Escenario con servicios expresos (Propuesto)
• Conclusiones
Línea San Martin
Línea San Martin
Pilar
55.5km
• Concesionario: SOFSE (Estatal)
• Progresivas s/ plano
• Vía Ascendente/Descendente (doble y
cuádruple s/ sector)
• Formaciones:
▫ Locomotoras Diésel-Eléctricas
▫ Coches remolcados
• Estaciones Terminales
1. Retiro
2. José C. Paz
3. Pilar
4. Dr. Cabred
• Estación “Sol y Verde” recientemente
inaugurada (44.5km)
• Datos de las Formaciones en el
enunciado
Retiro
0.0km
A
A partir de la Tabla de horarios vigente,
completar los siguientes datos del servicio actual:
Concepto
Sigla
Trenes diarios programados
Horario de servicio
• Salida primer tren ascendente
TDP
HS
•
Hora pico
Frecuencia (hora pico)
Unidades
trenes/día
horas/día
hh:mm
Salida último tren ascendente
Nivel de Servicio (s/horario de servicio)
Valor
hh:mm
(s/Tabla 3-13)
LOSH
S
hh a hh
f
trenes/hora-sentido
H
minutos
Intervalo
Tiempos de parada en cabecera
• Tiempo de Parada en Cabecera 1
TPC1
adoptar
minutos
•
TPC2
adoptar
minutos
Tiempo de Parada en Cabecera 2
A
Tabla de Horarios
https://www.argentina.gob.ar/horarios-tarifas-y-recorridos/retiro-pilar-dr-cabred
A
Tablas de Nivel de Servicio
B
Calcular la longitud mínima de plataforma de las
estaciones.
Línea
Ramal
San Martin Retiro – Pilar
L
R
Configuración
formaciones
L-R-R-R-R-R-R-R
R
R
N veces
𝐿𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =𝐿𝑙𝑜𝑐𝑜𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑎 +n.𝐿𝑟𝑒𝑚𝑜𝑙𝑐𝑎𝑑𝑜 + 𝑅𝑒𝑣𝑎𝑛𝑐ℎ𝑎
• Revancha: Longitud adicional por motivos de operación y seguridad
C
Calcular el intervalo mínimo de modo que la
operación del sistema cumpla los requisitos de un
régimen de seguridad “a”.
𝐻 = 𝑡𝑃𝐸 +
2
2𝐿
𝑢
𝑢
𝐿 + 𝑥0
+ 𝛿+
−
+
𝑎𝐷
2𝑑𝑆 2𝑑𝐷
𝑢
• Régimen de seguridad “a”
1. El tren delantero se “clava”
2. El tren posterior “frena
normalmente”
𝑑𝑆 = 𝑑𝑃𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 = 𝑑𝑛
𝑑𝐷 = 𝑑𝐷𝑒𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑜 = ∞
• 𝑡𝑃𝐸 : Tiempo de detención
• 𝐿: Longitud de la formación
• 𝑎𝐷 : Aceleración tren
delantero
• 𝛿: Tiempo de reacción
• 𝑢: Velocidad inicial
• 𝑥0 : Distancia de seguridad
D
A partir del croquis de la línea, obtener las
progresivas de cada estación, y calcular los
valores teóricos de velocidad promedio de
marcha, velocidad comercial y tiempo de viaje,
suponiendo un tiempo de parada en cada estación
de 45’’ (elaborar una tabla de tiempos y
distancias para cada tramo del recorrido).
1. Distancia mínima entre estaciones para llegar
a velocidad máxima (depende del tren)
2. Progresivas (depende del croquis de línea)
3. Elaborar la tabla de tiempos
4. Calculo de velocidad promedio de marcha y
velocidad comercial
D
Distancia Mínima entre estaciones
V
Distancia
Distancia
Mínima
𝒂
𝑫𝑫 =
.𝑫
𝒂 + 𝒅𝒏 𝑬
𝑫𝑨 =
𝒅𝒏
.𝑫
𝒂 + 𝒅𝒏 𝑬
𝑫𝑨 =
𝟏 𝑽𝒎𝒂𝒙
𝟐 𝒂
𝟐
𝟏 𝑽𝒎𝒂𝒙 𝟐
𝑫𝑫 =
𝟐 𝒅𝒏
𝟏 𝑽𝒎𝒂𝒙 𝟐
𝑫𝑨 =
𝟐 𝒂
𝟏 𝑽𝒎𝒂𝒙 𝟐
𝑫𝑫 =
𝟐 𝒅𝒏
𝑫𝑽𝒎𝒂𝒙 = 𝑫𝑬 − 𝑫𝑨 − 𝑫𝑫
D
Tabla de Tiempos y Cálculos
Tren de Ingenieros
Progresiv
a
[km]
Paseo Colon
0,0
Las Heras
2,0
Sol y Verde
4,0
Rectorado
6,0
Ciudad Universitaria
10,0
TOTAL
Tramo
•
•
•
•
DE
[km]
2,0
2,0
2,0
4,0
10
DE >
Demin
SI
SI
SI
SI
DA
[m]
476
476
476
476
1905
DVmax
[m]
1138
1138
1138
3138
6552
DD
[m]
386
386
386
386
1543
ta
[s]
tVmax
[s]
34
34
34
34
137
Tiempo de Recorrido [𝑡𝑅 ]
Velocidad Promedio de Marcha [VPM]
Velocidad Comercial [VC]
Tiempo de Viaje Redondo [TVR]
𝑇𝑉𝑅 = 2. 𝑇𝑉𝐼𝐴𝐽𝐸 + 𝑇𝑐𝑎𝑏𝑒𝑐𝑒𝑟𝑎1 + 𝑇𝑐𝑎𝑏𝑒𝑐𝑒𝑟𝑎2
41
41
41
113
236
td
[s]
trec
[s]
28
28
28
28
111
tp
[s]
103
103
103
175
484
TOTAL
[s]
45
45
46
136
𝑡𝑅 = 𝑡𝐴 + 𝑡𝑉𝑚𝑎𝑥 + 𝑡𝐷
𝐷
𝑉𝑃𝑀 =
𝑡𝑅
𝑉𝐶 =
𝐷
𝑡𝑅 + 𝑡𝑃
148
148
149
175
620
E
La comparación del tiempo de viaje calculado en el punto
d) anterior con el que surge de la Tabla de horarios de
SOFSE, sugiere que la velocidad máxima que admite la vía
es inferior a la máxima teórica que pueden alcanzar las
formaciones, y/o que existen otras restricciones que
impone el estado de vía (ej. Obra Viaducto San Martín
entre estaciones Palermo y La Paternal). Con la planilla
de cálculo elaborada en d) calcular la velocidad máxima
“real” o “equivalente”, tal que el tiempo de viaje
resultante coincida con el que surge de la Tabla de
horarios.
• La Velocidad Equivalente se obtiene modificando la velocidad
máxima en la tabla anterior hasta que el tiempo de viaje coincida
con el informado en la Tabla de horarios de la línea (Iterar).
F
Determinar la capacidad del servicio (pasajeros/hora por
dirección, con las condiciones operativas teóricas dadas),
para la frecuencia actual de la hora pico. Tener en cuenta
que durante la hora pico la mitad de los trenes hacen el
recorrido Retiro-Pilar y la otra mitad hacen el recorrido
Retiro-José C. Paz (servicio corto).
𝐶 = 𝑓. 𝑁. 𝑃𝑆 + 𝐷. 𝑆
•
•
•
•
•
𝑓: Frecuencia
𝑁: Cantidad de coches
𝑃𝑆 : Personas sentadas
𝐷: Densidad de personas paradas
𝑆: Superficie para personas paradas
G
A partir de la información de viajes diarios –matrices de Origen
y Destino– que brinda la Investigación de Transporte Urbano
Público
de
Buenos
Aires
(INTRUPUBA),
estimar
El sentido predominante de la mañana (6h00 – 9h30)
Estimar la demanda de la hora pico de la mañana en el sentido
predominante, suponiendo que representa 19% del volumen
diario
(matriz
periodo
“Todos”)
de
este
sentido.
Estimar el tramo más cargado y calcular el Factor de
Renovación (Volumen total / Volumen tramo más cargado).
Considerar que:
La demanda obtenida a partir de los datos del INTRUPUBA deben
mayorarse considerando que se estimaba que, en el momento que se
realizó el estudio existía un 15% de evasión.
Que se produjo un incremento de la demanda cercano al 20% desde
esa fecha hasta la actualidad.
Además, considere que el Factor de hora pico es de 0,9.
G
19% de volumen diario
15% de evasión
20% de incremento de la demanda
0.9 Factor de hora pico
120%
Demanda
Diaria
[pax/día]
115%
Demanda
Actualizada
[pax/día]
19%
Demanda
con Evasión
[pax/día]
1/0.9
Demanda Real
en Hora Pico
[pax/h]
120% x 115% x 19% x (1/0.9)
Demanda de
Diseño en Hora
Pico
[pax/h]
G
Matriz origen-destino
Tren de Ingenieros – Hora pico [pax/h]
0
0 0
Estaciones no
relevadas
Rectorado
10 30
30
20
50 40
250 60 20
Ciudad
Universitaria
Paseo Colon
Las Heras
Rectorado
Ciudad Universitaria
Estaciones no
relevadas
Las Heras
Estación de Ascenso
Paseo Colon
Estación de Descenso
20
10
10
0
0
0
0
0
Los pasajeros en hora pico se obtienen a partir de la tabla correspondiente al
Período “Todos” [pax/día], multiplicando por los factores correspondientes
para obtener [pax/h]
G
Matriz origen-destino
Tren de Ingenieros – Hora pico [pax/h]
0
0 0
Estaciones no
relevadas
Rectorado
10 30
30
20
50 40
250 60 20
Ciudad
Universitaria
Paseo Colon
Las Heras
Rectorado
Ciudad Universitaria
Estaciones no
relevadas
Las Heras
Estación de Ascenso
Paseo Colon
Estación de Descenso
20
10
10
0
0
0
0
10+30+20+20+10+10
=100 pax/h
0
30+50+40+250+60+20=450 pax/h
Triángulo:
▫ Inferior → Sentido descendente (450 pax/h) →Sentido predominante
▫ Superior → Sentido ascendente (100 pax/h)
Nota: El análisis del sentido predominante se lo debe hacer en la Matriz
correspondiente a los viajes de la mañana.
G
Matriz origen-destino
Paseo Colon
Las Heras
Rectorado
Ciudad
Universitaria
30
50 40
250 60 20
0
30
50+40=90
250+60+20=330
Pax que siguen
Pasajeros Salientes
Rectorado
Ciudad
Universitaria
Las Heras
Estación de
Ascenso
Paseo Colon
Estación de
Descenso
Pasajeros
ingresantes
Tren de Ingenieros
30+50+250=330 330+0-330=0
40+60=100 400+30-100=330
20
330+90-20=400
0
330-0=330
La demanda que hay que comparar con la capacidad es la máxima cantidad de
“pasajeros que siguen”, o sea, 400 pax/h
H
Verificar si la diagramación obtenida permite atender la
demanda estimada para la hora pico, y estimar el nivel de
servicio según los criterios sugeridos por el “Transit
Capacity and Quality of Service Manual—2nd Edition”
para frecuencia (Figura 3-12) y para comodidad (Figura 326).
I
Determinar el tamaño de flota necesario, y la flota total
(formaciones) para operar con un coeficiente de disponibilidad de
80%. Comparar con la flota comprada en flota comprada en el año
2015. Tener en cuenta que durante la hora pico la mitad de los trenes
hacen el recorrido Retiro-Pilar y la otra mitad hacen el recorrido
Retiro-José C. Paz (servicio corto).
𝑁𝐹 = 𝑓 . 𝑡𝑉𝑅 .
•
•
•
•
1
𝐶𝐷
𝑁𝐹: Numero de formaciones
𝑓: Frecuencia en hora pico
𝑡𝑉𝑅 : Tiempo de viaje redondo
𝐶𝐷 : Coeficiente de disponibilidad
• Flota Necesaria: Flota
mínima considerando que
todas los formaciones prestan
servicio – “situación ideal”
• Flota Total: es con un
Coeficiente de disponibilidad
menor a 1 (hay formaciones
fuera de servicio).
Usualmente: 0,8 a 0,9
J
Escenario con servicios expresos
• La empresa evalúa realizar servicios expresos entre El Palomar y Retiro ya
que en ese tramo existirán al menos tres vías una vez finalizadas las obras
correspondientes al Viaducto San Martín y otras complementarias
proyectadas.
• Considerando que el tren solo se detendrá en Retiro y en 4 estaciones
adicionales en el servicio expreso, determinar en qué estaciones se deberán
elegir para maximizar la utilización de este servicio medido en pax.km.
J
Servicio medido en pax.km
Paseo Colon
Las Heras
Rectorado
Ciudad Universitaria
400
100 100
500 100 100
Rectorado
Ciudad
Universitaria
Estación de Ascenso
Las Heras
Tren de Ingenieros [pax.km]
Estación de Descenso
Paseo Colon
Las Heras
800
Rectorado
600 400
Ciudad Universitaria 5.000 800 400
2
6
10
4
8
Rectorado
Ciudad
Universitaria
𝑝𝑎𝑥/ℎ . 𝑘𝑚
Las Heras
Estación de Ascenso
Paseo Colon
Rectorado
Ciudad
Universitaria
Tren de Ingenieros [km]
Estación de Descenso
Paseo Colon
Paseo Colon
Las Heras
Rectorado
Ciudad Universitaria
Las Heras
Estación de Ascenso
Paseo Colon
Tren de Ingenieros [pax/h]
Estación de Descenso
4
J
Maximizar la utilización
Retiro
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Hay que elegir 4 estaciones
Un poquito de probabilidad y estadística
𝑛
El coeficiente binomial 𝑘 es el número de subconjuntos
de k elementos escogidos de un conjunto con n elementos.
𝑛=9
𝑘=4
9
4
=126
J
Maximizar la utilización
1. Encuentro todas las combinaciones de estaciones
Tren de ingenieros
2𝑛 =512
Paseo Colon
no
no
no
no
no
no
no
no
si
si
si
si
si
si
si
si
Las Heras
no
no
no
no
si
si
si
si
no
no
no
no
si
si
si
si
Rectorado
no
no
si
si
no
no
si
si
no
no
si
si
no
no
si
si
Ciudad
Universitaria
no
si
no
si
no
si
no
si
no
si
no
si
no
si
no
si
¿Para en 3
estaciones?
no
no
no
no
no
no
no
si
no
no
no
si
no
si
si
no
𝑛
𝑘
=126
J
Maximizar la utilización
Tren de ingenieros
Paseo Colon
no
si
si
si
Las Heras
si
no
si
si
Rectorado
si
si
no
si
Ciudad
Universitaria
si
si
si
no
¿PC y LH?
no
no
si
si
¿PC y R?
no
si
no
si
¿PC y CU?
no
si
si
no
¿LH y R?
si
no
no
si
¿LH y CU?
si
no
si
no
¿R y CU?
si
si
no
no
Paseo Colon
Las Heras
Rectorado
Ciudad Universitaria
Rectorado
Ciudad
Universitaria
Las Heras
Estación de Ascenso
Paseo Colon
Tren de Ingenieros [pax.km]
Estación de Descenso
800
600 400
5.000 800 400
?
¿PC y LH?
0
0
800
800
¿PC y R?
0
600
0
600
?
Tren de ingenieros
¿PC y CU? ¿LH y R? ¿LH y CU?
0
400
800
5000
0
0
5000
0
800
0
400
0
¿R y CU?
400
400
0
0
TOTAL
1600
6000
6600
1800
K
El tamaño de flota necesario y la flota total para
prestar los servicios expresos, considerando que
se correrán dos servicios por hora.
𝑓
𝑁𝐹 = 𝑓 . 𝑡𝑉𝑅 .
•
•
•
•
1
𝐶𝐷
𝑁𝐹: Numero de formaciones
𝑓: Frecuencia en hora pico
𝑡𝑉𝑅 : Tiempo de viaje redondo
𝐶𝐷 : Coeficiente de disponibilidad
• Flota Necesaria: Flota
mínima considerando que
todas los formaciones prestan
servicio – “situación ideal”
• Flota Total: es con un
Coeficiente de disponibilidad
menor a 1 (hay formaciones
fuera de servicio).
Usualmente: 0,8 a 0,9
L
Calcular la capacidad adicional que le
agrega al sistema los servicios expresos.
𝐶 = 𝑓. 𝑁. 𝑃𝑆 + 𝐷. 𝑆
•
•
•
•
•
𝑓: Frecuencia
𝑁: Cantidad de coches
𝑃𝑆 : Personas sentadas
𝐷: Densidad de personas paradas
𝑆: Superficie para personas paradas