Algoritmo para la planeación y optimización de rutas de una troncal del Sistema de Transporte Masivo Metrolínea

Es pertinencia del proyecto radica en plantear una solución que permita mejorar el desempeño del SITM desde la alternativa en la planeación de las rutas del sistema con el objetivo de usar de manera eficiente los recursos que tiene el sistema de transporte flota de buses, tiempo de rutas, etc. El pr...

Full description

Autores:
Merchán García, José Luis
Palencia Hernández, Nathalia Carolina
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/16078
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/16078
Palabra clave:
Mechatronic
Masive transport system
Route planning
Local transit
Urban transport
Algorithms
Numerical analysis
Station agents
Mecatrónica
Tránsito local
Transporte urbano
Algortimos
Análisis numérico
Metrolínea
Sistema de transporte masivo
Planeación de rutas
Agentes estación
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description Es pertinencia del proyecto radica en plantear una solución que permita mejorar el desempeño del SITM desde la alternativa en la planeación de las rutas del sistema con el objetivo de usar de manera eficiente los recursos que tiene el sistema de transporte flota de buses, tiempo de rutas, etc. El presente proyecto apunta a abordar la problemática de los sistemas integrados de transporte masivo (SITM) adoptados en Colombia actualmente, la apreciación de la población respecto a estos sistemas en ciudades como Bucaramanga y Bogotá D.C. no es favorable en cuanto a la congestión, la sobrepoblación al interior de los buses que componen el sistema, demora en las rutas y otros problemas. Por ejemplo, en Bucaramanga en el año 2012 se comentó de mala planeación de rutas, Martínez (2012) citando: “Los trasbordos prolongados, que repercuten en un mayor tiempo de viaje, son de los aspectos que más rechazo causan entre los usuarios...”. Este trabajo expone el proceso de concepción del desarrollo de la idea, el diseño de las estrategias, modelos y artefactos que componen el STM Metrolínea con su implementación en software y una evaluación mediante simulación el STM Metrolínea.
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Por ejemplo, en Bucaramanga en el año 2012 se comentó de mala planeación de rutas, Martínez (2012) citando: “Los trasbordos prolongados, que repercuten en un mayor tiempo de viaje, son de los aspectos que más rechazo causan entre los usuarios...”. Este trabajo expone el proceso de concepción del desarrollo de la idea, el diseño de las estrategias, modelos y artefactos que componen el STM Metrolínea con su implementación en software y una evaluación mediante simulación el STM Metrolínea.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................. 9 2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................ 10 3. OBJETIVOS ....................................................................................... 11 3.2 Objetivos específicos ......................................................................... 11 4. ESTADO DEL ARTE .......................................................................... 12 4.1 Planeación dinámica e inteligente de rutas para sistemas de transporte BRT [1]: ... 12 4.2 A multi-agent system for urban traffic and buses regularity control [2]: .................. 12 4.3 A discrete model of TransMilenio station occupation: Representation and algorithms. Universidad Distrital Francisco José Caldas, Bogotá, Colombia Y [3]:.............................. 13 4.4 Análisis y Modelado y Simulación de tráfico vehicular mediante sistemas multi-agente [4]: .................................................................................................................................... 13 4.6Estudio de variables operacionales actuales ruta troncal Lagos Quebradaseca del STM. Metrolínea S.A. [10]: ........................................................................................................ 13 4.7 Influencia de la implantación del sistema integrado de transporte masivo-Metrolínea en los procesos de planeación local. Estudio de caso: fase 1 y 2- Metrolínea en el área Metropolitana de Bucaramanga. [11]: ............................................................................. 14 5. MARCO TEÓRICO ............................................................................. 15 5.1 Agente. [13] ................................................................................................................ 15 5.2 Sistemas Multi-agentes [15] ....................................................................................... 15 5.3 Interacciones [16] ....................................................................................................... 16 5.4 Atributos [14] ............................................................................................................. 18 5.5 Sistema de transporte público (STP) .......................................................................... 19 5.6 Metrolínea [6]. ............................................................................................................ 19 5.7 Rutas [6]. ..................................................................................................................... 20 5.7.1 Ruta T4: ................................................................................................................ 20 5.7.2 Ruta T2: ................................................................................................................ 21 5.8 Recorrido [6] ............................................................................................................... 22 5.9 Algoritmo [18]. ........................................................................................................... 23 5.10 Anylogic [20]. ............................................................................................................ 24 5.11 Sensores Celular Xiaomi redmi note 9:[20] .............................................................. 26 6. METODOLOGÍA................................................................................. 29 7. DESARROLLO ................................................................................... 30 7.1 Adquisición de datos: ................................................................................................. 30 7.1.1 Toma de datos: .................................................................................................... 30 8. SELECCIÓN SOFTWARE MULTI-AGENTE ...................................... 39 9. MODELO MULTI-AGENTE ................................................................ 42 9.1 VISIÓN GENERAL DEL MODELO PROPUESTO ............................................................. 42 9.2 AGENTES ..................................................................................................................... 43 9.2.1 Agente administrador .......................................................................................... 43 9.2.2 Agente estación ................................................................................................... 43 9.2.3 Agente bus ........................................................................................................... 44 9.3 INTERACCIONES ENTRE AGENTES .............................................................................. 44 9.3.1 Asignación de ruta: .............................................................................................. 44 9.3.2 Cambio de frecuencia: ......................................................................................... 44 9.3.3 Llegada y salida administración: .......................................................................... 45 9.3.4 Cambio de flota: ................................................................................................... 45 9.3.5 Preparación de usuarios: ..................................................................................... 45 9.3.6 Llegada y salida de estación: ............................................................................... 45 9.4 IMPLEMENTACIÓN Y SIMULACIÓN DEL MODELO ...................................................... 45 9.5 Administrador ............................................................................................................. 46 9.6 Estación sur norte y norte sur .................................................................................... 47 9.7 BUS ............................................................................................................................. 50 9.8 USUARIO ..................................................................................................................... 54 9.9 SOLICITUD ................................................................................................................... 54 9.10 MAIN ......................................................................................................................... 54 9.11 DETALLES RELEVANTES DE LA IMPLEMENTACIÓN ................................................... 56 9.11.1 TIEMPOS DE VIAJE ............................................................................................. 56 9.11.2 TIEMPOS DE ESPERA EN ESTACIÓN ................................................................... 57 9.11.3 CREACIÓN DE AGENTES TIPO ESTACIÓN ........................................................... 57 9.11.4PROBABILIDAD DE DESTINO DE LOS USUARIOS ................................................. 57 9.11.5 AFLUENCIA DE PASAJEROS ................................................................................ 57 9.12 Resultados de la simulación ..................................................................................... 58 10. RESULTADOS TOMA DE DATOS .................................................... 60 10.1 TOMA DE DATOS EN LA APLICACIÓN Y MANUALMENTE: ........................................ 60 10.1.1 Datos tomados con la aplicación velocímetro GPS: .......................................... 60 10.1.2 Datos promedio de espera en cada estación mañana y tarde: ......................... 62 11. OPTIMIZACIÓN ................................................................................. 66 11.1 Planteamiento del problema de optimización Rutas Metrolínea. ........................... 66 11.2 Resultados de la simulación de la optimización ....................................................... 71 12. CONCLUSIONES ............................................................................... 80 13. TRABAJOS FUTUROS ...................................................................... 82PregradoThe relevance of the project lies in proposing a solution that allows improving the performance of the SITM from the alternative in the planning of the system's routes with the objective of efficiently using the resources that the transport system has, the bus fleet, route time , etc. This project aims to address the problem of integrated mass transportation systems (SITM) currently adopted in Colombia, the appreciation of the population regarding these systems in cities such as Bucaramanga and Bogotá D.C. It is not favorable in terms of congestion, overcrowding inside the buses that make up the system, delays on routes and other problems. For example, in Bucaramanga in 2012, Martínez (2012) commented on poor route planning, citing: "Prolonged transfers, which result in longer travel times, are one of the aspects that cause the most rejection among users..." . This work exposes the process of conception of the development of the idea, the design of the strategies, models and artifacts that make up the STM Metrolínea with its implementation in software and an evaluation by means of simulation of the STM Metrolínea.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Algoritmo para la planeación y optimización de rutas de una troncal del Sistema de Transporte Masivo MetrolíneaAlgorithm for the planning and optimization of routes of a trunk of the Metroline Mass Transportation SystemIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicMasive transport systemRoute planningLocal transitUrban transportAlgorithmsNumerical analysisStation agentsMecatrónicaTránsito localTransporte urbanoAlgortimosAnálisis numéricoMetrolíneaSistema de transporte masivoPlaneación de rutasAgentes estaciónPáez, J. (2017). Planeación dinámica e inteligente de rutas para sistemas de transporte BRT (Tesis de maestría), Universidad Pontificia Javeriana, Bogotá, Colombia.Tlig Mohamed,Bhouri Neila.(2011). A multi-agent system for urban traffic and buses regularity control. Volumen 20. En Procedia social and behavioral sciences (896-905). online: elsevier.comRojas Sergio, Rodríguez Camilo. (2014). A discrete model of Transmilenio station occupation representation and algorithms (Artículo), Universidad Distrital Francisco José Caldas, Bogotá, Colombia.Plata,F. Ramírez,C.(2018). Análisis, modelado y simulación de tráfico vehicular mediante sistemas multiagentes. (Tesis pregrado), Centro universitario UAEM Valle de México, Atizapan de Zaragoza,México[5]. Peña,C. Velasco,K. Cardona,P.(2018). A delay at bus stopsof Metrolínea transport system, based on parameters measured”in situ”. Case study Bucaramanga-Colombia. En Sciencedirect, transportation research procedia 33 (227-234) online: Elsevier.comPalencia, N Merchán, J. (2019). Estudiantes Universidad Autónoma de Bucaramanga. Programa de Ingeniería Mecatrónica. Bucaramanga: UNAB.Inteligencia Colectiva y Sistemas de Recomendación Máster Propio en Data Science y Big Data [en línea]. En: Sistemas multi-agente.II Edición: 2017-2018. Disponible en ninternet: file:///C:/Users/Asus/Downloads/3%20Sistemas%20Multiagente.pdfW. Wang, J. Liu and X. Jiang. (2009). A Multi-agent Model for Optimizing Train Formation Plan. En Second International Conference on Information and Computing Science (256-259). Manchester,López,S.Mesa,J. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE TRÁNSITO DEL CORREDOR DE LA AUTOPISTA DESDE LA PUERTA DEL SOL HASTA QUEBRADA SECA UTILIZANDO EL PROGRAMA VISSIM (Tesis pregrado), Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga, Colombia.Herrera,O.(2012).Estudio de variables operacionales actuales ruta troncal lagos Quebradaseca del STM. 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