Propuesta de modelo de sistema para la adquisición automática y masiva de datos del transporte público de viajeros por carretera: aplicaciones

  PROGRAMA DE DOCTORADO CIBERNÉTICA Y TELECOMUNICACIÓN TESIS DOCTORAL “Propuesta de modelo de sistema para la adquisición automática y masiva de datos del transporte público de viajeros por carretera. Aplicaciones” GABINO PADRÓN MORALES SEPTIEMBRE 2015                    Agradecimientos  QuieroagradeceramiscompañerosdetrabajoRubényPacolaperseveranciaquehan mostradopreguntándomedurantetantosañosporelestadodeestetrabajo.En especialaRubén,sinsuvisiónnohubieselogradodeterminareldestinofinal.   Dedicatoria  Quierodedicarestetrabajoamimujeramihijo,amispadres,amishermanas,yamis sobrinas,inclusoalaquevieneencamino.Enespecialquierodedicarestetrabajoa quiensiempremeharegaladosuapoyoincondicional,miPadre,yquejuntoami Madre,mehaenseñadoqueconesfuerzoyperseveranciatodoesposible,esperoser capazdetransmitirestemensajeentodasudimensiónamihijo.  4   Resumen.   Enlaactualidadexisteunamplioabanicodesistemasdeinformaciónimplantadosen empresasdetrasporteregulardeviajerosporcarretera,engeneral,elobjetivoquepersiguen muchosdeellosesayudaracumplirconloshorariosdepasoporparada,frecuenciasy disponibilidaddeplazascomprometidasconlosusuarios,alavezquetratandemaximizarel beneficioparalosoperadoresdelsistemayminimizarloscostesdecaraalusuarioyala sostenibilidadeconómicadelaactividaddeltransporte.Encualquiercaso,entodoslos sistemas,subyaceunmodelobasadoendatosobtenidospormediodemétodoscasisiempre basadosenestimacionesqueseajustanalarealidadenbuenamedida,dadoquesonel resultadodelaexperienciaacumuladatantoporlosoperadorescomoporlasautoridadesdel transporte. Sinembargo,aunquelosdatosempleadosenlosmodeloscorrespondientesseajustan demodorazonableaunplanteamientoglobaldelbinomiocalidad/beneficio,fallan considerablementealahoradesuministrarinformaciónadecuadasobreelcumplimientode loshorariosplanificadosyporlotanto,tambiénalahoradesuministrarinformacióndela mejorcalidadposiblealusuariodelsistemadetransportepúblico. Lanecesidaddemejorarlossistemasdeplanificación,controleinformaciónenloquea calidadrespecta,paratodoslosactoresdelsistema(usuariosdeltransporte,empresas operadorasyautoridades),justificalosesfuerzosquesedesarrollenparaencontrarnuevas solucionesoaproximacionesalassolucionesdeproblemasclásicosenestetipodesistemas. Elpresentetrabajodescribeunapropuestaconcretademodelodesistemayde metodologíaquepermitensustituirlasestimacionesusadashabitualmenteenmuchos sistemasdeasignaciónderutasydiseñodelasmismas,poraproximacionesmatemáticasque sonelresultadodeacumularestadísticamentelosvaloresobtenidosenlarealidaddeloque ocurreduranteeldesarrollodelosserviciosdetransporteeneldíaadíaoenélminutoa minutosiseprefiere.  5   Capítulo1:Introducción  1.1Motivación  Enelámbitodeltransportepúblicodeviajerosporcarretera,tantolasempresascomolas autoridadesdetransportepúblicodeviajeros,disponendeherramientasparacumplir,entre otrosobjetivos,conloshorariosdepasoporparada,lasfrecuenciasderecorridoestablecidas yladisponibilidaddeplazasnecesarias,comoformadegarantizarlacalidaddelservicio.Así, hoyendíaseconsideracomounserviciodecalidadaquelqueescapazdecubrirlademanda detransporteenunaltoporcentaje,medianteelempleodemediosadecuadosycumpliendo conloshorariosy/ofrecuenciasprevistas. Lasautoridadesdeltransportetratandedefiniryvelarporquesecumplanloshorarios, ylasfrecuencias,depasoporlasparadasylosrecorridosdefinidossobreunaredde transportedestinadaacubrirlasnecesidadesdelosusuariosdeltransportepúblicodeuna regiónconcreta.Losdistintosoperadoresdetransportequedesarrollanlaplanificación previstadeacuerdoconlosrequerimientosdelasautoridadesdetransporte,buscan maximizarlosbeneficiosdeexplotación.Ambosobjetivossuelenserantagónicosdemanera quemaximizarlosbeneficiosdelaoperadoradetransportenormalmentesuponedisminuir aspectosquesonimportantesparaelviajerocomoeselcasodelafrecuenciadelasrutas ofertadas. Alexaminarlastécnicasempleadasenlaactualidadparaevaluarloscostesdesdeel puntodevistadeloperadordetransporteyvalorarlacalidaddelosserviciosdesdeelpunto devistadelasautoridadesdeltransporte,nosencontramosconunavariadaofertade modelosdeoptimizacióndecostesyfuncionesobjetivo,todasellasbasadasenunconjuntode parámetrosqueenlamayoríadeloscasosseobtienendelaexperienciapreviaperonode manerasistemática. Estatesistratasobrelosdatosqueseempleanhabitualmenteparamedirlacalidaddel servicioolaoptimizacióndeloscostesdeexplotación,proponiendounmodelodesistema paraobtenerdemanerasistemáticayautomáticaestosdatosmanteniéndoloslomás ajustadosposiblealarealidad.  1.2Antecedentes  Paradeterminarloscostesdeoperadorasociadosalaprestacióndelosserviciosdetransporte públicodeviajerosporcarreteradefinidosporlasautoridadesdetransportesehan desarrolladomúltiplesydiversosmodelosbasadostodosellosenparámetroscomola duracióndelrecorrido,elniveldeocupacióndelalínea,etc.Losparámetrosempleadosson  6  losresponsablesdeatribuiruncostedeterminadoaunmododeoperaciónconcreto,ysin embargo,noseprofundizaenlamaneradeobtenerlosdatos,simplementesedefinenun conjuntodevaloresquesuelenprovenirdeunconocimientoheurísticoenmuchoscasosoen algunosotrosdeevaluacionespuntualesrealizadasmedianteencuestasalosusuarioso medianteextrapolacióndelosregistrosdedatosvinculadosapuntosespecíficosdelaredde transporte.  1.3Identificacióndelproblema.   Porloexpuestoenelpuntoanterior,surgeelproblemaconsistenteenqueseemplean parámetrosquerepresentanlamediaounaaproximaciónpuntualavaloresqueclaramente sondinámicosynecesariamentesonfuncionesquedependendevariosfactorescomolahora deldía,eltipodedíayeltipoderecorrido.Porejemplo,unparámetrotípicodecasitodoslos métodosdeestimacióndecosteesladuracióndelrecorrido,esevidente,queladuraciónde undeterminadorecorridodependerá,delascircunstanciasdeltráfico,nodurarálomismoen horapuntaqueenhoravalle,yasuvezdeltipodedía,nodurarálomismoenundíafestivo queenunlaboral,yademás,sielrecorridoesdetipourbano,influyensobresuduración factoresdetráficodiferentesalcasoenelqueelrecorridoseainterurbano.Lomismoocurre conotrodatofundamentalqueincideenlacalidaddelservicioyalafiabilidaddela informaciónproporcionadaalusuario,nosreferimosalahoradepasoporcadaunadelas paradasqueconfiguranunaruta.  1.4Hipótesis  Partiendodelosmodelosdeoptimización,delosmodelosdedatosydelosmodelosde sistemasparaeltransportepúblicodeviajerosporcarretera,asícomodelascapacidadesde lasinfraestructurasutilizadasactualmenteeneltransportepúblicodeviajeroporcarreteray enespecialsistemasembarcados,elobjetivodeestetrabajodetesisescontrastarlavalidez delasiguientehipótesis: “Esposible,medianteelusodelainfraestructuratecnológicaqueenlaactualidadse despliegaenlasredesdetransportepúblicodeviajerosporcarretera,elregistro sistemáticodelosdatosrelevantesquerepresentanlaactividadrealizadaporlos vehículosdetransportepúblico,obtenerymantenerlosdatosutilizadosporlos métodosdeoptimizacióndecostes,dedefinicióndelareddetransporteydela evaluacióndelacalidaddeserviciodeltransportepúblicoregulardeviajerospor carretera.Además,esposibledeterminarfuncionesquepermitandisponerdevalores dinámicosdeestosparámetrosajustadosalarealidaddinámicadelaexplotacióndel transporte.” Enelpresentetrabajosedemostrarálavalidezdelahipótesisplanteadaysepropone unmodelodesistemaquepermiteobtenerestosdatosdemaneraautomática.  7   Capítulo2:Estadodelarte   Enestecapítuloqueremoshacerunrecorridoportodoslosámbitosquehemosestudiadoy tenidoencuentadurantelarealizacióndeestetrabajo,conelfindepresentarunavisión ampliadetodoslosaspectosqueresultanrelevantesparalosobjetivosqueperseguimos. Alfinalizarestecapítulosedispondrádeunavisióndelosaspectosclavesquehan influidoenlapropuestadesoluciónqueseplantea,queson:delasarquitecturasempleadas porlosdiversossistemasdeinformaciónparaeltransporteregulardeviajeros,losdatos requeridosporestossistemas,laproblemáticaquesurgeenelmanejodeestosylosmodelos conceptualesquesehandesarrolladoparafacilitareldesarrollodesolucionesalproblema abordado.  2.1.ArquitecturasITS   EnesteapartadopretendemoshacerunbarridoporlasArquitecturasexistentesparalos SistemasdetransporteInteligentes(IntelligenceTransportSystems,ITSenadelante),el objetivoescomentarlastipologíasexistentesdesdeunaperspectivaevolutiva,esdecir,como sehanidodiseñandoycomosonenlaactualidad,asícomoquésepuedeesperaracortoplazo sobresuevolución. Deacuerdocon(MashrurA.Chowdhury,2003)lasarquitecturasITSdebencumplircon cincorequisitosbásicosqueson:lacompatibilidad,laexpansión,lainteroperabilidad,la integraciónylaestandarización.Perobásicamente,yparaestamismafuente,“LosITSse refierenaunagranvariedaddeherramientasyconceptosrelacionadosconlasáreasde ingeniería,software,hardwareytecnologíasdecomunicaciones,aplicadosdeformaintegrada alossistemasdetransporteparamejorarsueficienciayseguridad”.LosITSaplicantecnologías avanzadasparaencontrarsolucionesalosproblemasrelacionadosconlosdistintosmediosde transporte,buscanparalelamenteprotegerelmedioambienteygenerarsostenibilidad,ypor último,ycomomásimportantesefocalizanensalvaguardarlavidahumana(LinoFigueiredo, IsabelJesus,J.A.TenreiroMachado,JoseRuiFerreira,J.L.MartinsdeCarvalho,2001). LasArquitecturasITSsecaracterizanporproporcionarlosprocedimientosadecuados paraintroducir,implantarydesplegarlosITSenlaregiónparalaqueseproponen,todoello teniendoencuentalanecesariaflexibilidadparaenfrentarsealoscambiostecnológicos(por ejemplolaevolucióndelasinfraestructurasdecomunicacionesdedatosdesdeelGPRShasta elactual4G)sinperderdevistaquecomoyahemoscitadodebengarantizarlacompatibilidad, laexpansión,lainteroperabilidad,laintegraciónylaestandarización.  8  Endefinitiva,proponerunaArquitecturaITSsuponedefinirunaseriedeserviciospara losITS,quesustentanalaarquitecturaalavezqueprocurandarsoportealassoluciones disponiblesparaeltransporteensusdiversasmodalidades.Realizaremosunbarridoporlas propuestasdearquitecturasmásrelevantesdesarrolladasanivelmundialporlospaísesque máshanapostadoporestasarquitecturascomosoporteparaserviciosdevalorañadido, ademásdelsoportealosserviciosdiseñadospararesolverlosproblemasdeltransporte.  2.1.1ArquitecturaITSdeEEUU  EEUUfueelprimerpaísendesarrollarunaarquitecturaITSacomienzosde1990.Ensusinicios sepresentócomounalegislaciónconrespectoalosITS,concretamenteenelañode1991,y nocomounaarquitectura(MashrurA.Chowdhury,2003).Lamuestraunesquemadela propuestadearquitecturageneralrealizadaporlaoficinadecoordinacióndelainvestigación enSistemasInteligentesdetransportedelDepartamentodeTransportedeEEUU (Transportation,2008).  Deacuerdocon(HERRERAQUINTERO,2011),estaarquitecturaesunproductomaduro quereflejalascontribucionesdeunampliosectordelacomunidadITS(profesionalesdel transporte,ingenierosdesistemas,desarrolladoresdesistemas,especialistasentecnología, consultores,etc.).Laarquitecturadefine: Figura1.ArquitecturaGenéricadeITSenEstadosUnidosdeAmérica  9   LasfuncionesquesonrequeridasporlosITS(porejemplo,reunirinformaciónde tráficoopeticiónderuta)  Lasentidadesfísicasosubsistemasdonderesidenesasfunciones(porejemplo,el campooelvehículo)  Losflujosdeinformaciónyflujosdedatosqueconectanaestasfuncionesy subsistemasfísicosenunsistemaintegrado Enestesentido,laarquitecturarecogedichasdefinicionesenundiagramadeBloques (verFigura1)dondeseobservanloscuatroconjuntosprincipalesqueayudanasustentarlay son:viajeros,centrosdegestión,vehículosyporúltimoinfraestructuras,todos interconectadosentresímediantediversastecnologíasdecomunicaciones.Adicionalmenteel controlporpartedeunorganismofederalquevelaporeldesarrolloarmónicodelas implantacionesqueencadaregióndelpaíssellevanacabo,garantizadealgunamanerael aprovechamientodelasexperienciasydelassolucionesabordadasenelconjuntodelpaís. Paraelcasoquenosocupaennuestrotrabajo,queenparticulareseltransporte públicodeviajerosporcarretera,laArquitecturaITSdeEEUUdefineunconjuntodeservicios paraeltransportepúblicoengeneral(conindependenciadelamodalidad)quecontemplalos siguientesservicios:  GestióndelTransportePúblico  Informaciónsobretránsitoenlaruta  Tránsitopúblicopersonalizado  Seguridadenlosviajespúblicos  2.1.2ArquitecturasITSenJapón  Estemodelocomenzóagestarsearaízdeldesarrollodeunamplionúmerodeproyectosque buscabanaumentarlaseguridadparalosciudadanosyelfortalecimientodelaeconomíadel paísmediantelosrecursoseconómicosimplicados.Unodelosproyectosquemáscontribuyóa sudesarrollofueelsistemaVICS(VehicleInformationandCommunicationSystem)relacionado conelofrecimientodeinformaciónalvehículo(Tamura,Kaoru.Hirayama,Makoto,1993).Su finalizaciónfueenelañode1999yenlaactualidadseusaampliamente,alolargodelpaís,sus principalesobjetivosson:  ConstruccióneficientedeITS.  ITSadecuadasyexpandibles  Desarrollodeestándarestantonacionalescomointernacionales SimilarmentequesuhomólogaAmericana,puedeservistamedianteundiagramade bloques(verFigura2)queincluyevariosconjuntosderecursos,asociadosalossistemasde transporte,paraayudarasustentarla.Talesconjuntosson:humanos,vehículos,centros, elementosdelacarreterayelementosexternos,todosrelacionadosentresímediantediversos bloquesdecomunicaciones.  10  LaarquitecturapropuestaenJapónsediseñóparasostenerdosprincipios.Elprimero, suficientementeflexibilidadanteposiblescambiossocialesotecnológicosdeconsideracióny elsegundo,garantizarlainterconectividadeinteroperabilidadalolargodelainfraestructura detransporte.ComopuedeverseenlaFigura2,laarquitecturajaponesaincluyeunnuevo conjuntodeentidadesllamado“ElementosExternos”quelaArquitecturadeEEUUcontempla deunamaneramásimplícitayenelcasodeJapónteóricamenteincluyemásfuncionalidadesy mayoresservicios.  Paraelámbitodenuestrotrabajo,queenparticulareseltransportepúblicodeviajeros porcarretera,laArquitecturaITSdeJapóndefineunconjuntodeserviciosparaeltransporte públicoengeneralquecontemplalossiguientesservicios:  Provisióndeinformaciónsobretransportepúblico  Asistenciaparaoperacionesdetransportepúblicoygestióndeoperaciones Figura2.ArquitecturaITSdeJapón  11   2.1.3ArquitecturaITSenEuropa  Seencuentraendesarrolloyeselresultadodelesfuerzodediferentesproyectosde investigaciónoriginadosapartirdelosprogramasmarco.EsconocidacomoE‐FRAMEysebasa enelproyectoKAREN(KeystoneArchitecturerequiredforEuropeanNetworks).Enrealidad,E‐ FRAMEesunmarcodereferenciaparaquelospaísesEuropeospuedanconstruirsuspropias arquitecturasITSsegúnsusnecesidadesparticulares.Sinembargo,seleconsideracomouna ArquitecturaITSyaqueconsideralossiguientesaspectos:  Lasnecesidadesdelusuario,queseusan,paradefinirlosobjetivosperseguidosporlas partesinteresadaseneldesplieguedeITS.  Laarquitecturafuncional,quedefine,lafuncionalidadnecesariaparaquelosITS conozcanlasnecesidadesdelusuarioyporendesusservicios.  Laarquitecturafísica,quedescribecomodichasfuncionespuedenseragrupadaspara serimplementadas.  Laarquitecturadecomunicación,quedescribelosenlacesdecomunicaciónnecesarios paraapoyarelflujodedatosdelacapafísica. E‐FRAMEtienecomoobjetivofundamentalofrecerelapoyoparaeldesarrollodesistemas cooperativosescalableseinteroperables,además,seperfilacomounagranalternativaparala integracióndelosITS.Noobstante,aúnllevaretrasofrentealaspropuestasdeEEUUyJapón. Undiagramadelapropuestadearquitectura(verFigura3),seexpusoenlaUniversidadde PortmunddurantediversasactividadesrelacionadasconlosITS.  Figura3.PropuestadeArquitecturaITSparaEuropa  12  EnlaFigura3puedeobservarsecomoenEuropaseestánconsiderandolosprincipales factoresatenerencuentaparadisponerdeunmarcoadecuadoparalasITS,peroespreciso, especificarconmayordetallecómointegrarnuevassolucionestecnológicasqueayudena mitigarlosproblemasocasionadosenlapartereferidaalospuntosdevistafísicos,esdecir, comodesarrollarelinterfazentrelacapapuramentefísicaylosserviciosqueconellase prestandemaneraqueelimpactodelosfrecuentescambiostecnológicosseaelmenor posible. ComoresumensepuedeafirmarquelasarquitecturasITSsonaltamentecomplejasy ofrecenunagrancantidaddeserviciosITSparacadaunadelasáreasdelossistemasde transporte.  2.2.SistemasdeInformaciónymodelosdedatos   EnelsectordeltransportepúblicoEuropeo,desdeprincipiosdelosnoventahastala actualidad,losavancesentecnologíasyherramientastantohardwarecomosoftwarehansido constantesyprogresivos.Comosueleocurriramenudoeneluniversodelossistemasde información,losproductossoftwarededistintosproveedoressonincompatiblesodedifícil integración,dadoqueempleandistintasestructuras,modelosytiposdedatos. Paraevitarelproblemadelaintegracióndesistemas,losoperadoresdetransportese venobligadosobienarestringirlaeleccióndeherramientasaunrangolimitadodeproductos deundeterminadosuministrador,loquepuedagarantizarlaintegraciónapriori,perono siemprepuedeofrecerlafuncionalidadrequeridaporeloperadorodisponibleenelmercado, obien,aadquirirproductosdesuministradoresdiversosquefuncionanporseparado soportandounaclaraineficiencia,aldemandarelalmacenamientodemodelosdedatos similaresenbasesdedatosdiversasloquenopermitenalosoperadoressacartodoelpartido posibledelassinergiasdelaintegración. EnlaporentoncesconocidacomoComunidadEconómicaEuropea,yenelmarcodel proyectoconocidocomoEuroBus(1992–1994),diversosgruposinternacionalesdetrabajo compuestosporfabricantesdeautobuses,empresasdetransportepúblico,Autoridadesde TransporteyGobiernos,partiendodeexperienciaspreviasmásrudimentariascomopor ejemploelsistemaestándarnacionalAlemánconocidocomoCASIOPEA,losprincipales impulsoresdeestainiciativasonelconocidoejeFranco–Alemán,quemedianteelMinisterio deInvestigaciónyCienciaAlemán,encoordinaciónconlosMinisteriosdeTransportetantode FranciacomodeAlemania,incorporancolaboracionestécnicasdesdeelReinoUnido,Holanda, FranciayAlemania,enungrupointerdisciplinardeJuristas,Universidades,Empresas vinculadasdirectaoindirectamentealtrasportepúblico,eneldesarrollodeunsistemade referenciaparaunmodelodedatoseneltrasportepúblicocapazdecontemplartodoslos aspectosnecesariosdesdeelpuntodevistadelossistemasdeinformaciónquepermitanuna  13  operaciónygestióndeltrasportepúblico,asícomounaatractivayprecisainformaciónal viajero. ElresultadodeesteesfuerzosematerializoenloqueseconocecomoTransmodel (TRANSMODEL,2001)queesunmodelodedatosconceptualquepermite:  Desdeelpuntodevistadeloperador:Diseñarsussistemasdeinformaciónenbaseala particularizaciónquepuedanodeseenrealizardelmodeloconceptual.   Desdeelpuntodevistadesuministradoresdesoftware:trabajarconsusherramientas ymodelosdedatosenparticular,manteniendolacompatibilidadconelmodelo conceptual.  Éstapodríaserlasoluciónalproblematantodelaintegracióndeproductosde fabricantesdiversoscomoparaconseguirmaximizarlassinergiasderivadasdepoderexplotar basesdedatosqueponganencomúntodalabasedeinformacióndeloperador.Eseneste aspectodondeTransmodelresultaútil. PeroantesdellegaralosactualesesquemasderivadosdeTransmodel,queporotro ladopareceestardejandopasoanuevastendencias,convienerepasarotrasiniciativasque hansurgidoenlaevolucióndelosmodelosdesistemasdeinformaciónparaeltransportey quehanresultadoclavesalponerdemanifiestoalgunosaspectosatenerencuentaenel diseñodelossistemas. En(Tyrinopoulos,2004)sedescribenalgunasrevisionessobrelosmodelosquehan existidoyexisten,tantoparaeltransportepúblicodeviajeros,comoparaelsectordel transporteensentidoamplio(logística,distribución,discrecional,etc.).Comentaremospor considerarlosmásimportantesyconocidosalgunosmodelosacontinuación.  Modelodedicadoalasoperacionesdeltransportepúblico:ÖPNVDataModel (AsociacióndegarantíasdeltransportepúblicoAlemán1999),TRANSMODEL (Tyrinopoulos,2004)TCIP,ATCO‐CIF,TransXChange,andVESCOS.   Modelosdecoberturaampliadelsectordetransporte:DATEX,ArquitecturasITS(ocho entotal:EstadosUnidos,Europa(KAREN),Canadá,Japón,Austria,Corea,Chinay Taiwán)yStandardITS(desarrolladoporISO,CEN,NTCIP,etc.).  Elanálisisdelosmodelostienelugarendosniveles: (1) segúnelenfoquequecentraelmodelo(funcional,dedatos,dinámicos,de interfaz)  (2) segúnlosprocesosdeltransportepúblicocubiertos. Segúnelenfoquecentraldelmodelo,lamayoríadelosesfuerzos(el52%,véasela Figura4)poneelénfasisenloselementosdedatosdelossistemasdeinformación,derivado delosmodelosdedatoscorrespondientes.Larazónprincipal,segúnlosdesarrolladores,es quelainformaciónnecesariaparaunoperadordetransportepúblicopermanecenestablealo  20  Además,elmodelofuncionalproporcionalosmodelosdedatoscorrespondientesalos necesariosfundamentosfuncionalesydenegocio,sinellosnopuedenexistirestosúltimos. Losdiagramasdedescomposiciónydeflujodedatossonlastécnicasdemodelado empleadasparaeldesarrollodelosmodelosfuncionalesdeMIDAS.Laprimeratécnica,sigue unaaproximacióndescendente,descomponiendolasáreasdenegociobajoconsideraciónen funcionesdebajonivel,mientraslasegundatécnica,permitealossistemasdeinformación mencionadosconanterioridadformarunareddeprocesosfuncionales,conectadosentresí porcanalesyalmacenesdedatoscomomuestralaFigura8  2.2.1.3.3ModelosDinámicos  Elmodelodinámicocompletaelmodelodegestióndelainformación.Estetipodemodelo añadeladimensióntemporalalmodelointegrado.Particularmente,unadescripciónintegrada delsistemadeinformaciónnecesitaeldesarrollodeunmodelodinámico,quemuestrecomo varíanpermanentementeloscomponentesdelsistemaenmarcostemporalesespecíficosyel efectodelosunossobrelosotros. Elcarácterdinámicodeunsistemadeinformacióndeltransportepúblicoimponeal desarrollounconjuntodemodelosdinámicos,especialmentedadoqueeláreadenegocio bajoconsideraciónimplicaprocesosqueextensivamenteincorporanladimensióntemporal. Estadimensiónafectanosoloalosprocesosdelsistemadeinformación,sinotambiénalos datosquelosprocesosdebenmanejar.Paramodelarestosdosaspectosdiferentes,sehan empleadodostécnicasdemodeladoqueson: • Diagramasdesecuencia,enfocadosalainteracciónentrelasfuncionesylasecuencia temporaldeintercambiodeflujosdeinformaciónentrefunciones(verFigura9) Figura8. DiagramadeFlujodeDatos  21  • Históricosdevidadeentidad,queexaminanlosefectosquelaocurrenciadeeventos suponeenelsistemadeinformaciónyenlasentidades(almacenesdedatos).La potenciadeestatécnicaesmuyapreciablecuandounaentidadcambiamuy frecuentementesuestado(verFigura10).    Figura9.Secuenciatemporaldeflujosdeinformación Figura10.Ciclodevidadelaentidadvehículo  22  LostrestiposdemodelosdeMIDASpresentadosseacompañandesucorrespondiente diccionariodedatos.EldiccionariodedatosdeMIDASproporcionaunalistaorganizadade todosloselementosdedatos(entidadesyflujosdeinformación)conunaconcisa,precisa,y rigurosadefinición,demodoquetantolosusuarioscomolosanalistasdelsistematenganun conocimientocomúndetodaslasentradas,salidasycomponentesdelosalmacenes. 2.2.1.3.4ElGradientedePotencialdelModelo  LaUniónEuropea,medianteprogramaseiniciativasdeinvestigaciónyeldesarrollo,poneun énfasisparticularenbasealoscomponentesdemodelosparaeldesarrollodesolucionesde tecnologíasdelainformaciónavanzadas.MIDASdireccionaeldominiodeltransportepúblico previendounaherramientarealizableparalaspartes–operadorespúblicosydesarrolladores desoftware.Ademásdelasdoscaracterísticasinnovadorasdelmodeloidentificadascon anterioridad,algunadelascaracterísticasmásimportantesquecontribuyensignificativamente aalcanzarelobjetivofinalqueseproponeMIDASsonlassiguientes: • Eldesarrollosebasaenunametodologíabienconocidayestable,laingeniería delainformación,quesigueunaaproximaciónorientadaalosprocesos. • Referenciavehículosynoespecíficamenteautobuses,vagones,etc.Porlo tantopuedeusarseporcualquieroperadordetransportepúblico,con independenciadelostiposdevehículosconlosqueopere.Cubriendoincluso eltransporteíntermodal. •  Elmodelofuncionalproporcionaunmodelointegralconladimensiónde negocionecesaria,incorporandolasreglasdelnegocio,necesidades,y restriccionesquegobiernanelsistemadetransportepúblico. • Esunmodelodearquitecturaabiertaquepermitelaextensiónparaalcanzarla satisfaccióndefuturasoperacionesonecesidadesdeinformación. • Lamodularidaddelmodelopermiteadoptarmodelosespecíficosparacubrir ensutotalidadlasnecesidadesespecíficasdeunnegocioenparticular.  2.2.1.3.5ConclusionessobreMIDAS  Losoperadoresdetransportepúblicoalolargodelmundoaúnexperimentanproblemas significativosenlagestiónyplanificacióndelosserviciosdetransporte.Entrelosproblemasse encuentranlosaltoscostesdeoperaciónymantenimientodelossistemasdeinformación proporcionadosporsuministradoresdistintos,ladiscontinuidaddelainformación,elbajonivel deinteroperatividad,lasmúltiplescoleccionesyarchivosdelosmismosdatosylosretardos enladisponibilidaddelainformación.Integracióneslaclaveparaalcanzarunaorganización efectiva,delaplanificaciónydelaexplotacióndelasactividadesdetransporte.Elprocesode integraciónesprioritarioparatodoslosoperadoresmodernosdetransportepúblico.La integraciónayudaaresolverproblemassignificativosydiscontinuidadesenlaexplotación, organizaciónyenlosnivelesdeinformaciónnecesariosydisponibles.  23  Lasmodernasteoríasdeltransporteyelconstanteincrementodenecesidadesdelos operadoresdeltransportepúblico,requieredeinfraestructurasdecomputaciónavanzadas, sistemasqueintegrendominiosfuncionalesdiferentes,yqueincorporenaspectostanto estáticoscomodinámicosdelosprocesosdenegocio.Enañosrecientes,sehapuestoel énfasiseneldesarrollodemodelosdeinformaciónqueguíenlaimplementacióndesoluciones detecnologíadelainformaciónavanzada.Estosmodelosjueganunpapeldecisivoenel desarrollodeinfraestructurasdetecnologíasdelainformación,haciendofactibleelconcepto deintegración. MIDAShasidodesarrolladoparadirigirlaausenciadeunmodelodegestióndela informacióncompletoqueintegredemaneraefectivalasoperacionestradicionalesdel transportetantodinámicascomoestáticas,asícomoparaincorporarlostreselementosdel sistema(funciones,datosytiempo).Laaproximaciónylasespecificacionespropuestaspor MIDASproporcionanunavancesignificativoenlossiguientesaspectos: • Desarrollodeunacolaboraciónefectivaentrelosdesarrolladoresdesistemasy operadoresdetransportepúblico. • Facilitandolasespecificacionesdeldesarrollodelosprocesosdelossistemas deinformaciónparaeltransportepúblico. • UnaMayoreficienciayefectividadenelcostedeldesarrollodesistemasde informaciónparalosprocesos. • Enlaidentificacióndelosprocesosdenegocioquepuedenmejorarseo reconociendonuevosprocesos. • Enlagestiónmáseficientedelosserviciosdetransporte. • Compatibilizandosistemasdeinformacióndedistintosdesarrolladores. • Haciendounusomásrazonabledelasinfraestructurasdetecnologíasdela informacióndelosoperadoresdetransportepúblico.   2.2.2.TRANSMODEL.  Comoyasehacomentado,enladécadadelos90delpasadosiglo,enlaporentonces ComunidadEconómicaEuropea,losesfuerzosparaavanzarenelsectordelTransporte requierendeunavanceenlosmodelosdegestiónycontroldeltransporteentodassus dimensionesdadoqueevidentementelarealidaddeunmercadoúnicosoloesalcanzable mediantelaimplementacióndesistemasdegestiónycontroldeltransportedetodotipoque facilitenlalibrecirculacióndepersonasymercancías,hechoqueestáclaramentedefinidoen elespírituconquefuecreadainicialmentelaComunidadEconómicaEuropea,unavanceenla integraciónpolíticasepretendemedianteeltratadodeLisboaylaimplantacióndelamoneda únicaadoptandoelnombredeUniónEuropea,quizástomadocomomodelootrospaísesque sehanorganizadoentornoalaunióndeestadossoberanosqueponenencomúnunaseriede cuestionesfundamentalesenlaorganizaciónpolíticaysocial,enelcortoperointensocamino recorridoporlaunióneuropea,elavancemássignificativohasidolaadopcióndelamoneda única,perotambiéneldesarrollodelaspolíticasvinculadasaltransportedepersonasy  24  mercancíasesunejefundamentalprevistoparaeldesarrollodeunaautenticaunión,sibien tradicionalmenteelsistemadetransportefluvial,aéreo,deferrocarrilesyrodadohacontado conunareglamentaciónEuropeaadoptadaporlosdistintosestadosmiembros,aúnquedan muchosfrentesporabarcaryentreotroseldelossistemasdeinformaciónparaeltransporte yenparticularelquenosincumbeenelpresentetrabajoelquedesplazaviajerosqueemplean elserviciopúblicoadiarioparallegarasuslugaresdetrabajo,residenciaoestudiodemanera habitual. Transmodelpermitealosoperadoresdefinirsupropiomodelodedatosenbaseasus propiasnecesidades,siguiendounametodologíaquegarantizaqueseabarcantodoslos parámetrosqueeloperadordeseatenerencuentayquesienelfuturodeseaincorporar nuevosaspectos,dispondrádeunreferentedesdeelquediseñarelnuevoaspectodeuna formaquepermitasuintegraciónenlasbasesdedatosexistentes. Desdeelpuntodevistadeloperadordetransportepúblicoquenecesitautilizarun sistemadeinformación,Transmodel,enlugardeserunaplantillaconlapropuestadesolución queeloperadordebelimitarseaimplementar,estáformadoporunconjuntode especificacionesquedebenadaptarseydepurarseparaconvertirseenunmodelo comprensibleporlaorganizaciónquedeseausarlocomoreferencia. Deigualmanera,desdeelpuntodevistadelsuministradordesolucionessoftwarepara elmundodelaindustriadeltransportequedeseadiseñar,desarrollarysuministrarsistemas deinformación,Transmodel,debeserdepuradoyadaptadoparaconvertirseenunmodelode datosadecuadoparaelproductoquesedeseacrear. Transmodelesunmodelocomplejoyextenso,quepermiteunaenormeflexibilidaden suaplicación,acambio,demandaciertashabilidadesyrecursosparapoderseraplicadode formaefectiva.Porello,enlamayoríadelascircunstancias,variasorganizacionesdeben cooperarparadesarrollarelmodelodedatosolaespecificacióndedeterminadosaspectos específicosdelsistemadeinformación,quizásunainterfazenparticular,comoporejemploel interfazentreunamáquinadebilletajeyunsistemadegestión,obiensobreloslímitesdeuna determinadaoperaciónenlainterconexiónentrevariosoperadores. Transmodelesparticularmenteadecuadopara • EspecificarlaArquitecturadelaInformacióndeunaOrganización. • EspecificarBasesdeDatos. • EspecificardeInterfazdeIntercambiodeInformación.  Estemodelodereferenciapuedesoportartantoeldesarrollodeaplicacionessoftware, comosuinteracciónocombinaciónenunsistemadeinformaciónintegral,comoconel sistemadegestiónyorganización,comoconlasreglastelemáticasdeusoexistentesenuna determinadacompañíaogrupodecompañíasquedispongandeaplicacionesquecubranlas diversasáreasfuncionalesimplicadaseneltransportepúblico. Transmodeldefinelosdatoselementalesnecesariosparaladescripcióndelaredde transporteylagestióndelasdiversasversionesdelared,queseránempleadasenlosdistintos dominiosfuncionales,nosoloparaentornosdeunúnicooperadorsinoparaentornos  25  multioperadorymultimodales.Transmodeldescribelasnecesidadesdeinformaciónparalos dominiosfuncionalesde: • Planificaciónestratégica(diseñodeturnos,planificacióndevehículosy conductores). • DistribucióndelPersonal. • ControlyMonitorizacióndeoperaciones. • Informaciónalviajero. • Recaudación. • Gestióndelainformaciónyestadísticas.  Talycomosepuedeencontrarenabundanteliteraturaycomentarios,sialgohalogrado Transmodelhasidoconseguirunadefiniciónadecuada,aceptadayúnicaparalamayoríade lostérminosempleadosenelmundodeltransporte,deestemodoesposiblefijaryconoceren cadamomentoconexactituddequeseestáhablando,dadoquediferenciassemánticasentre términoscomoservicio,expedición,línea,operación,suponenclaramenteuninconvenientea lahoradeabordarelestudiodesistemasdetodotipo. Así,porejemploTrans‐Xchange(UKD.f.,s.f.),esunaimplementacióndeTransmodel, desarrolladaporeldepartamentodetransportedelReinoUnido.Lacomentaremosa continuacióndemanerabreve. Trans‐Xchangefuedesarrolladoparadefinirunmodeloenelquepoderrepresentar básicamentelosserviciosdeguaguas,lapropuestapivotasobresieteconceptosbásicos: 1) Servicio. 2) Registro. 3) Operador. 4) Ruta. 5) Parada. 6) PatróndelTrayecto. 7) TrayectodelVehículo.  EnTrans‐Xchange,bajoelconceptoServicio,sereúnelainformaciónsobreRegistrosde serviciodelautobús,puedecontenerdostipologíasdeservicio:EstándaroFlexible,ouna mezcladeambastipologías.Laplanificaciónnormaldeunvehículosedescribe,obien medianteunServiciodetipoEstándaryunaRutacompletamentedefinida,obien,mediante unServicioFlexiblequesecaracterizapornotenerasignadaunaRutafija,sinoporel contrario,unáreadecaptaciónounpequeñoconjuntodeparadasvariablequenoprescriben unpatróndeuso.AmbastipologíasdeserviciopuedenserrealizadasporunOperador.Un Registro,especificalosdetallesaregistrardelservicio,esteesobligatorioenelesquemade registro. BajoelconceptoRuta,sedescribeelcaminofísicoseguidoporlosvehículoscomoun conjuntodeenlacesdeRuta.UnServicioEstándartieneunoomáselementosdepatrónde trayecto,quedescribenloscaminoslógicoscomunesatravésdelasParadasdelaRuta,como  26  unasecuenciadeenlacestemporizados,yunoomástrayectosdelvehículo,quedescriben trayectosplanificadossobrelaRutayelPatróndeTrayectoenunhorarioespecífico. UnPatróndeTrayectoysussubelementosdefinenunalistadeparadasdeacuerdocon elmodeloNAPTAN(UKD.o.,s.f.),quecomentaremosmásadelante,contiemposrelativos paracadaparada,unTrayectodeVehículodefinelamismalistadeparadasperoconel horariodepasoabsoluto. EnTransXchangeseusaelmodelodeparadasconocidocomoNapTan.NapTan proporcionaunúnicoidentificadorparacadapuntodeaccesoaltransportepúblicoenelReino Unido,juntoconuntextodescriptivoysignificativodelaparadaysulocalización.Elobjetivo deNapTanesproporcionartantoalossistemasdeinformacióndeltransporteautomáticos, comoalpúblicoengeneralencontraryreferenciardemaneranoambiguaunaparada. NAPTAN,cuyoesquemageneralpodemosverenlaFigura11,seempleaen TransXchangetantoparadefinirlasParadasyhorariosdepasodelasRutas,asícomopara asociarlasparadasaposicionestopográficasmedianteelconocidocomoNationalPublic TransportGazetteer(UKN.,s.f.),asuvezNPTGesunaBasedeDatostopográficode localidadesenelReinoUnidodestinadaadarsoportegeorreferenciadoaltransportepúblicoy susaplicaciones.  EnTransXchange,unaParadaessolounareferenciamedianteuncódigodeparadaa unadefiniciónpreviamenteexistenteenelmodeloNapTan,estetipodereferenciasserealizan como“Puntosdereferenciaaparada”noobstanteenTransXchangesedefineunmodelopara lasparadas,sobretodoparapermitirladefinicióndenuevasparadasaunqueposteriormente Figura 11.EsquemaGeneraldeNAPTAN  27  estasseanconsolidadasenlabasegeneraldeNapTan.Deestamanera,lasparadassedefinen enbaseatrescaracterísticasprincipales: • PuntodeParadaosimplementeParada,quedescribeunaparada,contieneun descripciónsignificativadellugarempleadaparaasociarlaparadaconuna localidad,laslocalidadesestándefinidasenelmodeloNapTan(derivadasdela basededatosNationalPublicTransportGazetteer)yestánabiertasparaquela autoridaddeltransportecorrespondientelasedite.LasParadaspuedenserde unnúmerodeterminadodetiposysubtipos,cadaunoconcaracterísticas diferentes:  Paradasenlacalle:quepuedenestarseñalizadasono,odellamada (bajodemanda),detránsitoosimplementedepasoodezonaflexible.  Paradasfueradelacalle:Enandenesfijosovariables,normalmenteen estaciones,intercambiadoresyotrasinfraestructurassimilares. • ÁreasdeParada:usadasparaagruparparadas,enestecasodebendescribirsetambién conunainstanciadelmodeloTrasXchange,resultandeinterésparaespecificar zonasdeagrupamientodenumerosasparadas,típicamentevinculadasa estaciones,intercambiadoreseinfraestructurassimilares. • Localidad:Usadapararepresentartopográficamenteunalocalidadenlaregióntal comounaciudad,puebloovilladeacuerdoconelNationalPublicTransport Gazetteer.  Paraaquellasubicacionesenlasquelasparadaspuedenvariaralolargodeltiempo, TransXchangesoportaelconceptodeparadavariable,enestoscasos,elpatrónderuta referenciaunadársenavariableenunaestaciónyademásespecificanunaplanificaciónde dársenasindividualesparauncalendariodeterminado.Unejemplodeparadavariablelo podemosverenlaFigura12.   2.2.3.GOOGLETRANSIT  Figura 12.EsquemaGeneraldeNTPG  28  GoogleTransitesunodelosinnovadoresserviciosdeGoogle,queenriquecenlas funcionalidadesdisponiblesparalosusuarioslibresenelquebasasumodelodenegocio Google.Enelveranode2006,GoogleTransitpublicóunnuevoformatodeintercambiode datosllamado“GoogleTransitDataFeedSpecification(GTFS)”,medianteelcual,las autoridadesdeltransportepuedenhacer“visibles”susdatosmedianteelGoogleTransitsite (google,2015). Además,laespecificaciónhaidomejorandoenlassucesivasversiones,estaha alcanzadoun“momentum”claveconladisponibilidaddemuchosconjuntosdedatosde EstadosUnidosdeAméricaydemuchospaísessobretodoelgiganteasiáticoChina,además haengrosadosucuerpoconherramientasdevalidación.ElfocooriginaldeGoogleTransiteran lasáreasconredesmetropolitanasdetransporte,basadasprincipalmenteenAutobús,Metro yFerrys.Losferrocarrilesoautobusesinterurbanosestándisponiblesenpocospaísescomo Suiza,AustriayJapón.LaFigura13muestraunejemplodelaspectodeunabúsquedaen GooglebasadaenelmodeloGoogleTransit.  DesdeunsistemadeinformaciónconstruidodeacuerdoconlafilosofíaTransmodela aportarinformacióndeltransportesobrelaregiónconcretaalmodelopropuestoporGoogle, deberíaentodosloscasosresultarsencillo,dadoqueprácticamentesoloconsisteenderivar losdatosnecesariosparaGTFSdesdelaparticularizacióndeTransmodeldequesetrateensu caso.EnelejemplodelaFigura13setratadeunabúsquedaentredospuntosdelaciudadde LasPalmasdeGranCanariaparaloqueGoogleTransitnoestásugiriendoparalahoraactual 18:07pmusarlalíneaNº12quedisponedeunafrecuenciade12minutosentrelosdos puntoselegidosparaelrecorrido.LaempresadetransportesGuaguasMunicipalesS.A.que realizaelserviciodetransporteurbanoenlaciudaddeLasPalmasdeGranCanarialleva operandoconmodelosdedatosysistemasdeinformacióndesdeprincipiosdeladécadade los90porloquesuevoluciónhacialastendenciasactualesestágarantizadaalhaberseguido Figura13. EjemplodebúsquedaenGoogleTransit  29  modelosdedatosysistemasconvencionalesfácilmentetransportablesalasnecesidadesde interconexióndelossistemasactuales. Enhttp://maps.google.com/help/maps/transit/partners/participate.html,sedescribeel procesoparaquelasautoridadesdetransportequeasílodeseenpuedansubiraGoogleMaps Transitsusdatos.Elprocesoconsisteenlossiguientespasos: 1. Prepararunconjuntodedatosaentregardeacuerdoconlasespecificacionesde GTFSyelDocumentosobrebuenasprácticasdisponibleenlawebambos. 2. Validarelconjuntodedatosusandoelvalidadordisponibleenlawebdel proyectoqueverificalavalidezdelosdatosproporcionadosdeacuerdoconel modeloGTFS. 3. Inspeccionarlosdatosdelresultadodelaexportaciónconelvisualizadordela planificación. 4. Comprimirlosarchivosenformatozip,enunarchivodenominado google_transit.zip. 5. MantenerlosdatosdisponiblesenunservidorwebdondeGooglelospueda buscar. 6. FirmarunacuerdodecolaboraciónconelequipodeGoogleTransit. 7. Googledesarrollaráunáreaprivadadeprevisualizacióndestinadaaquela autoridadcompetentevisualiceyensucasodéelvistobuenoantesdelanzar losdatosdemanerapública. 8. LaAutoridadprobarálosdatosenlazonadeprevisualizaciónhastaqueel resultadoseasatisfactorio. 9. Selanzapúblicamenteelconjuntodedatos.  ElpasodesdeTransmodelaGoogleTransitresultasimple,dadoqueunavezrealizadala implementacióndeTransmodel,eldesarrollodeunesquemaXMLenelquesepuedan generarelconjuntovalidodedatosnecesariosparaponerenGooglelainformaciónnecesaria paralosusuariosdelservicioescuasiinmediato.LoimportantedeestaaportacióndeGoogle eslauniversalidaddedispositivosysistemasenlosquelainformaciónpasaaestardisponible demaneraprácticamenteinstantánea. Cadavezesmásymásuniversallapresenciacasi“ubicua”dedispositivosconaccesoa Internetquefacilitaninformaciónsobreellugarenelquenosencontramosyenelcasoque nosincumbesobrecomodesplazarsedesdelaubicaciónactualhastaotrolugarocomo diseñarunitinerariodeacuerdoconnuestrasnecesidadeslaboralesodeocio. Losúltimosdispositivosdetelefoníamóvildecualquieradelosfabricantesdehardware osuministradoresdesoftwarecomoAndroid,MicrosoftoAppledisponendeherramientasy facilidadesquepermitenalusuarioconocerprácticamentesinhacerningunaindicacióncomo llegarasucasaoasutrabajodesdesuubicaciónactualmedianteelempleodelosmapas,los sensoresdelocalizaciónylasbasesdedatosdisponibles. Sindudabuenapartedelainformaciónempleadaenlaactualidadenlagestióny explotacióndelossistemasdetransportetienesufuturoenaplicacionessimilaresala propuestaporelmodelodeGoogle.  36   2.3.Modelosdeoptimizacióndecosteslareddetransporte  Definirlaplanificaciónparaunsistemadetrasportepúblicoregulardeviajerosporcarretera, implicadeterminar,aserposibledemaneraóptima,unplanderecorridos,frecuencias, horarios,asignacióndepersonalyflotaconcreto.Esteprocesosepuededescomponeren5 etapasdeacuerdocon(IsraeliY,CederA,1993): 1era.Diseñodelasrutas,determinandoelnúmerodelíneasyeltrazadodesus respectivosrecorridos. 2da.Determinacióndelasfrecuenciasdepasoparacadalínea,eventualmentevariable eneltiempo,considerandoaspectosnecesariosparacubrirlademandano consideradosenlaprimeraetapa. 3era.Determinacióndehorariosysincronizacióndedespachosentreaquellaslíneas quecompartenpuntosdetransferencia. 4ta.Asignacióndeflotaenbasealosvehículosdisponiblespararealizarlosviajes. 5ta.Asignacióndepersonalyrecursosdisponiblesalosviajesprogramadosporlínea. Esposibleplantearunprocesointeractivocondiferentesetapasquerequerirála reiteracióndealgunasdeellashastaconseguirunaplanificaciónteóricayprácticaviable. LaoptimizacióndeunsistemadeTrasportePúblicodeViajeros,nosplantea básicamentedosobjetivosquesonantagonistaspordefinición,estoson: • maximizarlacalidaddelservicio(minimizartiemposdeviajeyespera) • maximizarelbeneficiodelasempresastransportistas.  Lasoluciónglobalalproblemadependedelasolucióndecadaunadelasetapasdel procesoplanteadopor(IsraeliY,CederA,1993),adicionalmentealoqueyahemos comentado,esrazonablepensarquelassolucionesfactiblesdelastresúltimasetapasdel procesodeplanificación,estánfuertementecondicionadasporlassolucionesobtenidasenlas dosprimeras.Enotraspalabras,determinarlosrecorridosyfrecuenciascondicionalos horariosdesalidadelosvehículos,asícomolosrecursosmaterialesyhumanosaempleary porlotantolamaximizacióndelbeneficiodelaempresaodelacalidaddelservicio. Losproblemasrelativosalaasignaciónóptimadeflotaypersonalhansidoobjetode variadosymúltiplesestudiosdesdediversasdisciplinas.Básicamenteelenfoquesereducea modelarunproblemaclásicodeoptimizacióncombinatoria,programaciónlinealentera,yen muchasocasioneslasoluciónqueseobtieneestámuycercadelasoluciónexacta.  37  Elproblemadeldiseñoyoptimizaciónderutasyfrecuenciashasidomenosestudiadoy esunproblemadelosdenominadosNPCompleto.Entreotrassesuelenenumerardeacuerdo con(IsraeliY,CederA,1993)lassiguientesdificultades: 1. Definirlasvariablesdedecisión(enparticularlaeleccióndelíneaporpartedelque viaja)ylafunciónobjetivo. 2. Nolinealidadynoconvexidaddelproblema. 3. Naturalezacombinatoriadelproblema,convariablesdiscretas. 4. Múltiplesobjetivos,existeuncompromiso,principalmenteentrelosobjetivosdelos usuariosdelsistema,ylosoperadores,loquehacequepuedanoexistirunaúnica soluciónóptima,sinovariassolucionesnodominadas. 5. Disposiciónespacialdelasrutas,formalizacióndeunabuenadisposicióndeellas.  Lasprimerasherramientasdediseñoóptimoderutasyfrecuenciassurgenenladécada delos70,basadosenideasintuitivas,sinunaformulacióndelmodeloysufunciónobjetivo,en algunoscasos,sinexploracióndelespaciodesoluciones.Enladécadadelos80seformulan algunasfuncionesobjetivo,yseincorporannuevosparámetrostalescomoelcubrimientodela demanda,factordecarga(proporcióndepasajerosdepie,respectoalacantidaddeasientos disponibles)ytransferenciasdelosbuses.Enladécadadelos90aparecenotrosenfoques, comolautilizacióndesolucionesheurísticasymeta‐heurísticas,ylaexploracióndelespaciode soluciones. Lafacilidaddeintegrarmódulosexistentesydeincorporarsuinterfazgráfica,estimula eldesarrollodenuevosmétodos,quesediferenciaránporsu: a) Adaptabilidad:respectodelosdatosdisponibles,principalmenteaquellosrelativosala topologíadelareddetránsitoyalademandadeviajes(matricesorigen‐destino) b) Interactividad:conelusuario,enelmododepermitirlaincorporaciónde conocimientohumano(técnicohumano)enelprocesodetomadedecisiones c) Eficiencia:calidadenlosresultadosytiemposdeprocesamientorazonables d) Flexibilidad:encuantoalhorizontedelaplanificaciónacortoymedianoplazo.  Elprincipalcomponentequecaracterizaacadaunodelosmodelosessuformulación. Enparticularlafunciónobjetivoreflejarátantolosinteresesdelosusuarioscomolosdelos operadores.Losmodelospresentadosenestepunto,engeneral,buscanmaximizarelnivelde servicio,minimizandoelusodelosrecursos,segúndeterminadasrestricciones.Estosobjetivos songeneralmenteantagónicos,esdecir,unamejoraenuno,implicaundetrimentoenelotro, casidemaneranecesaria.Laimportanciarelativadeloscomponentesdelafunciónobjetivoes unadecisiónpolítica,portanto,serádefinidaporlasentidadesreguladorasdelsistema, conocidascomoAutoridadesdelTrasporte. Acontinuaciónvamosacomentarcadaunodelosmodelospropuestoshaciendoénfasis enanalizarlosdatosqueutilizalafunciónobjetivo,esdecir,enquedatocentralosesfuerzos paraoptimizarysidisponemosonodisponemosdeellosenelmodelodesistemapropuesto ennuestrotrabajo.  38   2.3.1 BAAJYMAHMASSANI Enestemodelo(Baaj,M.H.yMahmassani,H.S.,1991),seplanteaminimizartantolostiempos totalesdetransferenciadepasajeros,comoeltamañodelaflotarequerido,elmodelopermite fijarrestriccionesdefrecuencia,factordecargaytamañodeflota.Laformulacióndelmodelo ysusparámetrosseindicanenelcuadroModelo1.Estemodelosirvedebaseparaotros modelospropuestosporvariosautoresquemencionaremosposteriormente.Elmodelotiene explícitamenteencuentalosprincipalesaspectosdelproblema,asícomounavariedadde parámetrosyrestriccionessobrelosmismos.  Esflexible,yaquepermitelaincorporacióndelconocimientopreviodelosusuariosdel modelo,porejemplo,sepuedeagregarconfacilidadunarestricciónparalamínimaproporción dedemandacubiertaenbaseaviajessintransferenciasoconalmenosunatransferencia.Los componentesdelafunciónobjetivoseexpresanendistintasunidades,obligandoautilizar coeficientesdeconversión.                    Modelo1 BAAJYMAHMASSANI  39   2.3.2 ISRAELIYCEDER Enestemodelo(IsraeliY,CederA,1993),queessimilaralanterior,salvoporqueseformula comounproblemadeoptimizaciónmultiobjetivo,enestecasocondosobjetivos.La descripcióndelmodeloysusparámetrosestánenelcuadroModelo2.  2.3.3 NGAMCHAIYLOVELL Estemodelo(Ngamchai,S.,yLovell,D.J,2000),conunaformulaciónsimilaralapropuestapor losdosmodelosprecedentes,permitecalcularfrecuenciasderutas,aunquerequieredeluso decoeficientesdeconversióndetodosloscomponentesdelafunciónobjetivo.Elmodeloy susparámetrosestánenelcuadroModelo3.         Modelo2 ISRAELIyCEDER      :cantidaddenodosdelared :cantidadderutasparaunasolucióndada :costoporhoradeoperacióndelosvehículos :velocidaddelosbusesenlared :largodelarutak :demandaentrelosnodosiyj(cantidaddeviajesporhora) :largodelarutamascortaseleccionadaporlospasajerosviajandodeiaj :silarutakutilizaelarco(i,j),aijk=1,delocontrarioaijk=0 coeficientesquereflejanelvalorsubjetivodelostiemposdeviajeyespera :es p aciamientotem p oraldelservicioenlarutak ( inversodelafrecuencia )  Modelo3 NGAMCHAIYLOVELL  40    2.3.4 GRUTTNER,PINNINGHOFF,TUDELAYDÍAZ Estemodelo(Gruttner,Pinninghoff,TudelayDíaz,2002)difieredetodoslosanterioresenla especificacióndeloscomponentesdelsistema.Proponeunmodelodeasignaciónalternativo, queusaelmétodobasadoenelmodeloeconométricoLogit(propuestoen1944)quepermite enestecasoestimarelrendimientoútildecadalíneaparacadaposibleorigen‐destino(i,j)de lared.Nosecontemplanaspectostalescomoladeterminacióndefrecuenciasy dimensionamientodeflota.Requierelautilizacióndecoeficientesdeconversiónydevalores subjetivosdetiempos.ElmodeloylosparámetrospropuestossepuedenverenModelo4.  2.3.5 Resumendelosparámetrosmanejadosporcadamodelo Acontinuación,enlaTabla1mostramosunresumenqueparacadamodelo(primeracolumna delaTabla1)indicalosdatosnecesariosparasuaplicación(terceracolumnadelaTabla1), juntoconunbrevecomentarioacercadelobjetivoperseguidoporelmodelo(segunda columnadelaTabla1). Queremosindicarquecadamodelo,talycomoseapreciaenlacolumnaresumen (segundacolumnadelaTabla1),persigueoptimizarunafuncióndecostedeterminada,en algunoscasosaplicandorestriccionesdemáximosomínimosdadoquecomoyaseha     :cantidaddenodosdelared :cantidadderutasparaunasolucióndada :coeficientesquereflejanlaimportanciarelativadecadaobjetivo :Afluenciatotaldeviajesqueatraelarutak :Tarifacobradaenlarutak :Ingresooperadordelarutak,  :largodelarutak :Costounitariodeoperaciónporkilómetrodelarutak :Costooperadordelarutak,  :Tiempodeaccesoalarutak,deviajeydeespera,respectivamente :Valorsubjetivodeltiempoparacadaarco(i,j)correspondientealarutak :Númerodeviajessobrecadaarco(i,j)correspondientealarutak Modelo4GRUTTNER,PINNINGHOFF,TUDELAYDÍAZ  41  comentado,losobjetivosperseguidosdecalidaddeservicioymáximobeneficiodeloperador suelenserantagónicospornaturaleza. Tabla1.ResumendeModelosdeEstimacióndeCostesysusParámetros ModeloDescripciónDatosnecesarios BAAJYMAHMASSANI Minimizarlostiempos totalesdetransferencia depasajerosyel tamañodelaflota requerido,sujetoa restriccionesde frecuencia,factorde cargaytamañodeflota               ISRAELIYCEDER Minimizarlostiempos totalesdetransferencia depasajerosyel tamañodelaflota requerido,sin especificarrestricciones conenfoque multiobjetivo      NGAMCHAIYLOVELL Minimizarlostiempos totalesdetransferencia depasajerosyel tamañodelaflota requerido,restricciones sobreelfactordecarga conenfoquedetallado :cantidaddenodosdelared :cantidadderutasparaunasolucióndada :costoporhoradeoperacióndelosvehículos :velocidaddelosbusesenlared :largodelarutak :demandaentrelosnodosiyj(cantidaddeviajesporhora) :largodelarutamascortaseleccionadaporlospasajerosviajandodeiaj :silarutakutilizaelarco(i,j),aijk=1,delocontrarioaijk=0 coeficientesquereflejanelvalorsubjetivodelostiemposdeviajeyespera :espaciamientotemporaldelserviciooperanteenlarutak(inversodelafrecuencia) GRUTTNER,PINNINGHOFF,TUDELAY DÍAZ Máximobeneficiode operadorymínimos costesdeusuario, sujetoarestricciones dedistanciadeorigena destinoconunmodelo alternativode asignaciónbasadoenel métodoeconométrico Logit :cantidaddenodosdelared :cantidadderutasparaunasolucióndada :coeficientesquereflejanlaimportanciarelativadecadaobjetivo :Afluenciatotaldeviajesqueatraelarutak :Tarifacobradaenlarutak :Ingresooperadordelarutak,  :largodelarutak :Costounitariodeoperaciónporkilómetrodelarutak :Costooperadordelarutak,  :Tiempodeaccesoalarutak,deviajeydeespera,respectivamente :Valorsubjetivodeltiempoparacadaarco(i,j)correspondientealarutak :Númerodeviajessobrecadaarco(i,j)correspondientealarutak :Pesosrelativosdelostiemposdeaccesoydeesperaconrespectoaltiempode viaje  42  Profundizandoenlosobjetivosperseguidosporlosmétodosdeoptimización comentados,podemosindicarquelacalidaddelservicioseconsideracomounideal inalcanzableenelquelafrecuenciadepasoporlasparadasesmáximademaneraqueel tiempodeesperadelusuarioesnulo,esdecir,elmáximodelacalidaddeserviciosealcanza medianteelempleodeunaespeciedecintatrasportadoracontinuaporlaqueelusuario nuncatienequeesperaryquesemueveavelocidadinfinitadejándoloeneldestinoentiempo 0,obien,cuandoelusuarionoinvierteningúntiempoenelrecorridoyaqueseencuentraen eldestinofinalsiempre.Porelcontrario,sisedetallaenalgunosmétodosloqueseconsidera comotamañodelaflotarequerido,esdecir,elnúmerodevehículosquedebencircularporla redenunmomentodadoparacumplirconlasfrecuenciasdefinidasenlaplanificaciónpara cumplirconlosantesmencionadoscriteriosdecalidaddelservicio. Resultaevidentelanecesidaddedeterminarbajoquécriteriossealcanzaelóptimoen cuantoatiempoderecorrido,tiempodeespera,frecuenciadepaso,etc.etc.yaqueelideal matemáticoseencuentraalejadodelarealidadalcanzable. 2.3.6 Análisisdelosdatosempleadosporlosmodelosdeestimacióndecostes Enlosmodelosdeestimacióndecostescomentadosconanterioridad,seempleanunaseriede parámetroscomunesatodosellos,queproponemosdenominarcomoparámetrosestáticos comoporejemplo:  Lacantidaddenodosdelared.  Elconjuntoderutasdelaplanificación(denominadascomorutasparaunasolución dada).  Eltamañodelaflotadeguaguasdisponible. Losparámetrosqueproponemosdenominarcomoparámetrosestáticos,se caracterizanporquenocambiansignificativamenteyencasodecambiarlohacendemanera predecible.Lasredesdetransporte,apesardeserdinámicassuelenconservarsutopografía durantelargosperíodosdetiempo,yésta,soloseveafectadaporobrasocondicionesde tráficoespeciales(accidentes),encuyocasosepuedevermodificadoelnúmerodenodosde laredosuubicaciónduranteunperiododetiempodeterminado.Conrespectoalasrutas planificadas,éstassediseñanparaperíodosdetiempodeterminadoscomo:Horariode Invierno,HorariodeVerano,ÉpocaEscolar,SemanaSanta,etc.etc.Enelcasodeltamañodela flota,sesueledisponerdevehículosdenominadosderetenconlosquesesuelensuplir sustitucionesdevehículosdeserviciosquepuedansernecesariasporaccidentes,averías, revisionesnoplanificadasuotrascontingenciasqueafectenladisponibilidaddelosvehículos. Ensegundolugarexistenparámetrosqueproponemosdenominarcomoparámetrosde coste/beneficio,comoporejemplo:  Demandadeviajesentrenodosdelared.  Númerodepasajeros/horaentredosnodosdelared.  Factordecargadelaruta.  CosteporhoradeoperacióndevehículosoCostedeoperadorparalaruta.  IngresosOperadordelaruta.   43  Estosparámetrosqueproponemosdenominarcomoparámetroscoste/beneficioson losquesuponenunmayorpesoalahoradeaplicarunafuncióndeminimizacióncostesy/o maximizacióndebeneficios,quefundamentalmenteeselobjetivoquepersiguelaaplicación delosmétodospropuestosconanterioridad.  Elprimerodelosparámetrosdeésteconjunto,demandadeviajesentrenodosdelared, sepuedeestimarmediantealgúntipodetécnicadeencuestaodehistóricoderegistrode viajes,comoseproponeporejemploen(SCHALLER,2005),ocon(Friedrich,2004),dadoque noresultasimpleconocerlaintencióndelosviajerosquedemandanlosrecorridosentredos nodosdelared,sesuelenemplearmétodosdemuydiversanaturalezaparaestimarlocomo porejemplo:conrespectoaláreaenlaqueseubicanlosnodos,totaldepoblacióndelárea, númerodepuestosdetrabajodelárea,serviciossanitariosoadministrativosubicadosenel áreajuntoconunaestimacióndelosusuariosdetalesservicios.  Habitualmentesoloseplantearecalcularlademandadeviajerosentredosnodosdela redcuandosuvaloralcanzavaloreslímite,esdecir,losvehículosdejanalosusuariosenlas paradasdelrecorridoporquevanllenosdeviajerosrecogidosenparadasprevias,oporel contrarioelniveldeocupaciónesmuybajoencuyocasosesuelensuprimirfrecuenciaso recorridosalconsiderarlademandamuybaja.Eneltrasportepúblicoespañolnoseemplean técnicasde“estimulo”delademandatanhabitualesporejemploenelsectorcomercial privado,demaneraquepormediodelestudiodelascaracterísticasdelapoblaciónsediseñan campañaspublicitariasdestinadasafomentarlademandadedeterminadosbienesyservicios, técnicasconunlargorodajeyquepermitenacomercialeseindustriaengeneralmantener acotadalademandaenalmenoscifrasmacroeconómicas.  RespectoalNúmerodepasajeros/horaentredosnodosdelared,elfactordecargadela ruta,elcostedeoperaciónporhoraocostedeoperacióndelarutaylosIngresosdeoperador porlaruta,adiferenciadelademandadeviajerosentredosnodosdelared,sonparámetros quesepuedencalculardemaneraprecisayefectivaentodassusdimensiones,medianteel registroadecuadodelainformacióngeneradaenlosvehículosysuposteriortratamientoque permitamanteneractualizadosuvalormedianteaproximacionesestadísticas,talycomo demostraremosenéstetrabajoyporlotantosepuedenaplicarlosmétodosde estimación/optimizacióndecostesdeseadosnoenbaseaestimacionesdevaloressinoen baseavaloresderivadosdeaproximacionesestadísticas.  Deacuerdodenuevocon(Friedrich,2004)losmétodosbasadosenlasencuestassiguen siendolaprincipalfuentedeinformaciónsobreelcomportamientorealduranteelviajedelas personas.Enlasencuestaselessuelerequeriralviajeroqueindiqueelpropósito,destino, modoydemáscaracterísticasdelviajequerealiza,peroestametodologíatienevarias limitaciones,lafundamentalesquesolocubreunamuestradelapoblacióntotaldebidoasus altoscostes.Lacombinacióndelasencuestasconotrastécnicasdeapoyocomoporejemplola encuestaasistidaporordenadoroelregistromediantedispositivosGPS(querequierela participacióndevoluntarios).Losdatosdeubicacióngeográficaquepuedenserregistrados empleandolosequiposembarcadosjuntoconlosregistradosporlosmodernosteléfonos móvilestantodotadosdeGPScomoregistrandolascélulasderedenlasquelosusuarios  44  registransusmóvilesenlaredGSM,serevelancadavezmás,comounanuevafuentecapazde avanzarenunseguimientoexhaustivoycontinuodelosviajesyviajeros.Laconfluenciadelos métodosdeanálisisdemapasyregistrodeinformacióndevehículosypersonaspermitirá reconstruirloselementosbásicosdelaruta,loquefacilitará:  Registrarcontinuamentelostiemposdeviajecomoindicadorprincipaldelacalidaddel servicio.  Generarhorariosdeviajeportipoyhoradeldíamásajustadosalarealidadyporlo tantodemayorcalidad.  Eltrabajoqueaquípresentamostratadeincidirfundamentalmenteenunodesus aspectosdeaplicaciónprácticaenestosfactores,yaquedeterminará,pormediodeuna aproximaciónestadística,unafunciónquepermitaconocerladuracióndeundeterminado recorridoplanificadoteniendoencuentatodassusdimensiones,esdecir,eltipodedíayla horadeldíaenlaqueserealice.  Porúltimopodemoshablardeparámetrosqueproponemosdenominarcomo parámetrosdecalidad,estossonlosencargadosdemedirlacalidaddelservicioprestadode maneradirectaoindirecta,entendiendoporcalidad,elcumplimientodeuncompromisoenlo querespectaaunmáximotiempodeesperayaunmínimotiempodeviaje,todoello vinculadoalasfrecuenciasmáximasymínimaspermitidasparalasdiferentesrutas,estos parámetrosqueestánpropuestosenlosmodeloscomentadosconanterioridadson:  Tiempototaldeviaje,entendiendocomotaleltiempoenelvehículo,enesperayen trasferencia.  Frecuenciadevehículosenlaruta.  Podemosagruparenestosdosepígrafesalosparámetrosdelosmodelosquepersiguen medirlacalidaddelosserviciosdecaraalviajero,teniendoencuentaquelacalidadesta siemprevinculadaalasostenibilidaddeloscostesdeexplotaciónparalasempresasyporlo tantoalarecaudaciónqueelsistemaescapazdegenerarconlastarifasaplicablesencada momento. Existenmodelosparacalculartiemposdeviajetantoenvehículo,comoenesperay comoentransferencia,inclusodiscerniendoentreviajesurbanoseinterurbanoscomopor ejemplo(Furth,P.G;Muller,Th.H.J;Strathman,J.G.;Hemily,B.,2003).Respectoalafrecuencia deautobusesenlaruta,nuestrapropuestasedesarrollaentodasuamplitudenestafaceta,es decir,encomomediantelametodologíapropuesta,basadaenunaaproximaciónestadística quepartedelregistrodelainformaciónabordodelosvehículos,esposiblecalcularparacada rutaestablecidalafrecuenciadepasoporcadaunodelosnodosquelacomponen, categorizándolaporperfildeplanificacióntipoverano/inviernooportipodedíadelasemana, laboral/festivooporhoradetráficohorapunta/horavalle,ocomocualquiercombinaciónde todosestosfactores. Desdeelpuntodevistadecómosedisponedelosparámetrosnecesariosparaaplicar losdistintosmodelosdeoptimizacióndecostesproponemoslassiguientescategorías:  45  • Disponiblesenlaplanificación. • Aserestimadosmediantealgúnprocesoomodelo. • Calculadosmediantelaaplicacióndenuestrapropuesta.  Talycomoyahemoscomentado,lamayoríadelosmodelossesuelenaplicarmediante elusodeparámetrosqueprovienenobiendeestimacionesobiendeconocimientos heurístico/empíricosodelasimpletradiciónocostumbre,demodoqueelrendimientodela aplicacióndelmodelodeoptimizaciónensímismo,nosolotienelaslimitacionespropiasdel modelosinoqueseleañadenlaslimitacionespropiasdelosparámetrosconlosquese trabaja. Adicionalmente,enlamayoríadeloscasos,losmodelostrabajanconlosvaloresdelos parámetrosempleadosdurantelaplanificación,quemuyamenudodifierendelvalorreal obtenidoenlaexplotación,lainfluenciadeestadiferencia,puedesuponerunporcentaje importantecomoveremosenalgunosdeloscasosprácticosplanteadosenestetrabajo,por ejemplo,lavelocidaddelvehículoenlarutasueleestarvinculadaalahoradeldíaenlaquese efectúaelrecorrido,esporlotantounafunciónquedependealmenosdeltipodedía(laboral, findesemanaofestivo)ydelahoradeldía,unparámetroportantocomomínimo bidimensionalquesesuelesimplificarhabitualmenteporunvalorúnicoalahoradeaplicarun modelo,elvalorempleadosueleserelpromediodelafunciónquerepresentayqueen determinadoscasosdondelavariabilidadespequeñapuedenosersignificativaladiferencia entreelusodelvalorpromedioyelusodelafunciónquelomodela,noobstante,lafidelidad delresultadoobtenidoserámuchomayorcuantomásseaproximealarealidaddela explotaciónelparámetroempleado. AmododeresumenpresentamosenlaTabla2laclasificaciónqueproponemosparalos parámetrosempleadosenlasfuncionesdeoptimización/estimacióndecoste. TipodeparámetroParámetroFuente ESTÁTICOS Cantidaddenodosdelared Conjuntoderutasdelaplanificación Tamañodelaflotadevehículos Datosdela planificación COSTE/BENEFICIO Demandadeviajesentrelosnodosdelared Cantidaddepasajeros/horaentredosnodos delared Factordecargadelaruta Costedeoperadorparalaruta IngresoOperadordelaruta Modelosde estimacióny cálculode coste/demanda CALIDAD Tiempo total de viaje (vehículo, espera y trasferencia) Frecuenciadeguaguasenlaruta Estimación Tabla2.TiposdeParámetros Estetrabajosecentraencómoobtenerdemaneraautomática,continuaday fundamentalmentemedianteaproximacionesestadísticas,losvaloresdelosparámetros necesariosparamanteneractualizadoslosmodelosdeoptimizacióndecostesylos parámetrosdecalidaduobligacióndeserviciopúblicoparaeltransporteregulardeviajeros porcarretera.  52  3.3Modelodesistema  Acontinuaciónsedescribeunmodelodesistemadeinformaciónparaeltransporteregularde viajerosporcarretera.Elobjetivodelmodelopropuestoesproporcionarmarcoenelque diseñar,construirydesplegarserviciosavanzadosdeinformaciónparaeltransportepúblicode viajerosporcarretera.Porserviciosavanzadosseentiendeserviciosbasadosensistemas inteligentesquesoncapacesderealizarsucometidodemaneraautónomaprocesandoel contextoenelqueseejecutan.Estemodelosehadiseñadoutilizandolosmodelosde arquitecturasITSyprincipiosdeComputaciónUbicua.LosITStienenporfinalidad proporcionarsistemasquemejorenlaseguridaddelosviajeros,aumentarsusnivelesde movilidad,mejorarsueficienciaydisminuirelimpactomedioambientaldelusodelossistemas detransporte.Paraalcanzarestosobjetivossehandesarrolladoungrannúmerodesistemas basadosenunamplioabanicodetecnologías.Elobjetivoprincipaldelmodelodesistema propuestoeselproporcionarunmarcoquepermitaeldesarrollosistemáticodeservicios inteligentesenelcontextodelasredesdetransportepúblicodeviajerosporcarretera. Desarrollosistemáticosignificaqueseconstruyenmedianteunasespecificacionescomunesy basadasenestándaresinternacionalesconlafinalidaddeconseguirunaltogradode:  Integración.Losserviciosdebendesplegarsedeunamaneranotraumáticaenlas infraestructurasdetransporteyaexistentesyenlamedidadeloposiblehaciendouso deloselementosdeestasinfraestructuras.  Interoperabilidad.Losserviciosdebenejecutarsehaciendousodeinfraestructuras tecnológicasdiferentesydistintostiposdecompañíasdetransportedeviajerospor carretera,porejemplo:urbanoeinterurbano,grandescompañíasypequeñas compañías,etc.  Escalabilidad.Losserviciosyloselementosenlosquesebasandebenserfácilmente expandiblesconelobjetodeaumentarelnúmerodeusuariosquelosutilizanylos lugaresdelareddetransportedondeseejecutan.  Además,conelfindefacilitarlausabilidad,losserviciosqueseejecutanenelsistema propuestodebenserautónomos,capacesdeprocesarelcontextoeinteractuardemanera naturalconelusuario.Portalmotivo,sehaasumidoelparadigmadelaComputaciónUbicua comounodelosfundamentosenlosquesebasalaarquitectura.Específicamente,elusode esteparadigmapermiteafrontardosretostecnológicos]:  Elusoefectivodelosespaciosinteligentes.Unespaciosecorrespondeconunárea cerradaoabierta,enlareddetransporte,queintegrasensores,controladoresyel softwareubicuoqueacompañaalusuarioyqueescapazdeadaptarsealentornoenel queseencuentra,lainteligenciadebeademásextendersealosobjetosalmargende queseencuentrenonoenunespaciointeligente.  LocalizaciónEscalable.Amedidaquelosespaciosinteligentescrecenensofisticación, lainteracciónentreelentornocomputacionaldelusuarioyloquelerodeaaumenta. Estotieneunarepercusiónimportanteenelanchodebandaylaenergíanecesaria. Esteaspectoadquiereimportanciacapitalenpuntosdetránsitomasivodeviajeros.   53  Unodelosobjetivosperseguidostantoporlascompañíasdetransporteregularde viajerosporcarreteracomoporlasautoridadescompetentesenestamateriaesgarantizarla calidaddelservicioprestado,loquepasaporalcanzarelmáximogradodecumplimientodela planificaciónestablecidaparalosserviciosdetransporte,lograrestecumplimientoexige disponerdeinformaciónadecuadaenelmomentoadecuadoyencantidadadecuada.Para ellosedebeproporcionarinformaciónactualizadaalusuario(gestoresdeltransporte,técnicos, viajeros,etc.),significaquelascompañíasdebendisponerdelacapacidaddedarrespuestasa lasincidenciasquecontotalseguridadsepresentaranduranteeldesarrollodelaplanificación prevista,loqueasuvezsuponequelascompañíastenganlacapacidaddeemplearsus recursos(fundamentalmenteconductoresyvehículos)donderesultenmásadecuadosparasus objetivos.Paraevaluarelgradodecumplimientoseránecesarioidentificarlosfactoresque afectanalasoperacionesdeservicio,ademáslosdatosvinculadosatalesfactoresdeben poderserobtenidosyrepresentados,yporúltimoestainformacióndebeserprocesadade maneraadecuadaparapoderobtenerlosparámetrosnecesariosparaelcontrol,lasupervisión yplanificacióndetodalaactividaddelaflota.Encuantoalaidentificacióndelainformación necesaria,ésta,estáenfuncióndelgradodeautomatizacióndelquesedisponga,entodocaso seránecesariodeterminar: 1. Lainformaciónrequeridaporysobrecadaelementodelaproducción. 2. Enquémomentoesnecesariodisponerdelainformación. 3. Lacantidaddeinformaciónrequerida. Deacuerdoconestosprincipiosseproponentrescategoríasdeinformación,enfunción delgradodeautomatizaciónquepresentelatareadeproducciónalaquepertenecen:  Informaciónbásica:Constituidaporlosdatosnecesariosparaalcanzarunnivel mínimodeautomatizaciónenlaproducción,estosdatosestánvinculadosaaspectos estáticosdelaactividaddeltransporte(paradas,rutas,tarifas,etc.)yalregistrodel pagodelosviajerosrealizadoporlosconductores.Empresasdetransporteconun bajoniveldedesarrollotecnológicooperanmanejandosóloesteniveldeinformación.  Informacióndenivelintermedio:Constituidaporlosdatosnecesariosparaconseguir elcontroldelosrecursos(conductoresyvehículos)delasoperaciones.Estosdatos estánfundamentalmenteasociadosalcontroldelasoperacionesplanificadasypara ellosedebenutilizarrecursosdeltipoinformaciónbásica,datosquedescribencada eventodelaproducciónrelevantegeorreferenciándolosenelespacioyeneltiempoe infraestructurasdecomunicaciónquepermitanelflujodedatosentiemporeal  Informacióndealtonivel:Constituidaporlosdatosnecesariosparaconseguir funcionalidadesavanzadasrelacionadasconlamejoradelservicio,talescomo, informaciónentiemporealparalosviajeros,respuestasóptimasalasincidenciasque seproduzcandurantelaproducciónyparalamejoradelaproducciónmediantela optimizacióndelaplanificación.Estainformaciónseobtienemedianteelusodedatos, normalmenteengrandescantidades,pertenecientesalosnivelesanterioresyeluso detécnicasavanzadasdeprocesamientodedatos,comoporejemplo:métodosde optimizaciónderutasyasignaciónderecursosymineríadedatos.    54  LaFigura18ilustraestapropuestadeestructuracióndelainformación.  Elmodelodesistemadiseñadopersiguecomoobjetivoprincipal,automatizartodoslos flujosdedatosrelativosatodaslasactividadesproductivasdelaempresadetransporte, actividadestalescomo:Sistemasdepagoyregistrodepagos,ControldeOperaciones, InformaciónalospasajerosyGestiónyPlanificación. Estaautomatizaciónesinteligente,entendiendoporinteligentequesuacciónserealiza deformaautónoma,sinintervenciónhumanayafectandolomenosposiblealaactividaddel transporteylosprocesosasociadosalmismo.Paraconseguirestegradodeautonomíaes necesarioqueelsistemaseacapazdeprocesarlosdistintoscontextosdeoperaciónenlosque sepuededesplegar(vehículos,paradas,estaciones,etc.).Paraello,losdatosseregistrande formaautomáticaporlossistemasembarcados,acontinuaciónsetransfierendeforma automáticaparasuposteriorprocesamientoyvalidación,permitiendoobtenerlosestadísticos correspondientes(aproximacionesestadísticascomoveremosmásadelante)paraconellos, realimentarlosprocesosproductivosymantenerlosparámetrosactualizados. Paralograresteprocesamientointeligentehemosidentificadolascapacidadesdelas quelossistemasdebendisponer,queson:  Sistemasqueoperandoenmovilidaddispongandelacapacidadsuficientepara adquirir,almacenaryprocesartodoslosdatosrelevantes,quesonnecesariospara representarlaactividaddelvehículo,enelinstanteadecuadoyenlugarque ocurrieron,esdecircuandoresultandeutilidady/oseannecesarios.  Sistemasqueoperandoenmovilidaddebentenerlacapacidaddeidentificarsu contextodeoperación,estoes,lacapacidaddeconocerentodomomentoenqué Figura18.Datosnecesariosyniveldeautomatización  55  puntodelareddetransporteseencuentranyenfuncióndesulocalizaciónydeloque deberealizarsegúnloplanificadodecidirquécorrespondehacer.  Capacidadparacontrolarlasactuacionesnecesariasencasodeincidenciasenel desarrollonormaldelaoperatoriaprevista.  Capacidaddeevaluarelgradodecumplimientodelaplanificaciónyconstruirposibles variantesdelaplanificación.  Capacidadderealimentarlosdatosprocedentesdelasplataformasmóvilesenlos centrosdecontrol,gestióneinformaciónalpasajero.  Talycomosehadescrito,elmodelodesistemaplanteadoutilizacomopuntosde partidalasrecomendacionesdearquitecturasestándaresdeITS,conelobjetodegarantizarla integración,interoperabilidadyescalabilidaddelosserviciosadesarrollar,ydela ComputaciónUbicuaparaqueestosserviciosseancapacesdeadaptarsedemaneraautónoma adistintosambientesyalasnecesidadesdelosusuarios.También,elmodelodesistema planteado,haceusodelmodelodeArquitecturaOrientadaaServicio(SOA),conelobjetode poderutilizaraquelloselementosdelainfraestructuraquenosonestándares,aislandosus especificidadesdelrestodeloselementosdelaarquitectura.LaFigura19ilustraelmodelode sistemapropuestoquesehaestructuraenlossiguientestresmódulosprincipalesque describimosacontinuación. MódulodeInfraestructuradeTransporte(TIM).Éste,estáformado,portodosloselementos hardwareydecomunicaciónqueformanpartedelainfraestructuradetransporte.Está constituidoasuvezpor:elmódulodesistemasdecomunicacionesyporelmódulode sensoresyactuadoresusadosenlainfraestructuradetransporte,ambossedescribena continuacióndemaneraconcreta:  MódulodeSistemadecomunicaciones.Estáformadoportodaslastecnologíasde comunicaciónutilizadaenlaactividaddeltransportequepermitenla comunicaciónentrelosvehículosylasinfraestructuras(V2I,I2V),entrelos vehículos(V2V)yentrelasdistintasredesdelasinfraestructuras(I2I),lo constituyenbásicamentetecnologíasyprotocolostalescomo: o Comunicacioneslocales:RS‐232,RS‐485,IR,Bluetooth(IEEE802.15.1), ZigBee(IEEE802.15.4),WIFI(IEEE802.11),etc. o Comunicacionesdelargadistancia:RedesdeFibraoCobre,GSM,GPRS, 3G,4G,WIMAX(IEEE802.16),LTE,iBurst. Lainfraestructuradecomunicaciones,esuncomponentehorizontaldelmodelo, dadoqueprestasusserviciosatodosloselementosdelmodelo.Asuvez,está organizadoenunaestructuradecapascompuestapordosSubsistemas: o Subsistemadetransacciones:Eselresponsabledequeelflujoautomático necesarioentrelossistemas,tantomóviles,comodelainfraestructura,se llevaacaboconplenasgarantíasdeintegridad,noduplicidadyfiabilidad. o Subsistemadered:Eselresponsabledehabilitarelrecursomaterialde comunicacionesenlosmódulosconlasdistintastecnologíascomentadas.   56   Módulodesensoresyactuadores.Estáformadoportodalatecnologíade sensoresquesedespliegatantoenlugaresdelareddetransporte(estaciones, paradas,cocheras,etc.)comoenlosvehículos.Concretamentelointegran: o Sensoreseninfraestructura:sistemasdecámaras,redesad‐hoc inalámbricasdesensores(WSN),etc. o Sensoresenvehículos:redesdesensoresmóvilesmedianteredesde comunicacionesad‐hocparavehículos(VANET),sensoresdeusointerno enlosvehículos,etc.  MódulodeServiciosCorporativo(CSM).Estáformadoportodosaquellosprocesosyservicios relacionadosconlaactividaddeltransporte.Portantoestemóduloesresponsabilidaddelos operadoresdetransportey/odelasautoridadesdetransporte.Ésteasuvezestácompuesto pordosmódulos:elmódulodemonitorizacióndelainfraestructurayactividaddeltransporte yelmódulodeserviciososistemas.Específicamente,paraeltransportepúblicodeviajerospor carretera:  Módulodemonitorizacióndelainfraestructurayactividaddeltransporte,que contienetodoslosdatosproporcionadosporlossistemasdesupervisióndelas infraestructurasenlasparadasylasestaciones,yelsistemadealarmasyexcepciones delosvehículos.  MódulodeserviciosoSistemas,quecontieneaquellossistemasqueproporcionan datosoriginadosenlasdistintasactividadesasociadasalaactividadesdeltransporte: o Controldeoperaciones. o Pago. o Planificacióndeoperaciones. o Informaciónalviajero.  Paraqueestosserviciosseproporcionenconaltadisponibilidadentodomomentoy lugar,enestemóduloseintegranrecursosbasadosennuevosparadigmasdecomputación comoeselcasodelacomputaciónenlanube. Módulodeserviciosdeusuario(USM).Enestemódulosedesplieganlosserviciosinteligentes deusuario,talescomo,asistentesenruta,sistemasdepago,sistemasdeavisosde emergencia,sistemasdeguíaparadiscapacitados,etc.Losserviciosinteligentesdeeste móduloseconstruyenutilizandolosrecursossuministradoporlosmódulosanteriores.Los dispositivosmóvilesinteligentesdelosusuariosjueganunpapelimportanteparahacerposible elaccesoaestosservicios. ElmodeloSOAseutilizaparaconstruirlainterfazentrelosmódulosCSMyUSM.Este modelosehautilizadoparaalcanzarunaltogradodeintegración,interoperabilidad, escalabilidadycompatibilidaddelosserviciosdeusuariocomomarcanlasarquitecturasITS comentadaspreviamente.ElelementocentraldelainterfazSOAeselsistemaderegistroy descubrimientodeservicios,medianteelsistemaderegistro,losdatosobtenidosporlos sensoressonrecogidosporlossistemasdemonitorización,estosdatossonaccedidosporlos  57  serviciosCSMquelospublicanparaquepuedanserdescubiertosporlosserviciosinteligentes deusuario.Todoservicioposeeelsiguienteesquemadefuncionamiento:  Paso1.Inicializacióndelservicio.Antesdeproporcionardatos,todoserviciodebe inicializarsusdatoseinicializarlaejecucióndelosrecursosquerequiereparasu ejecución.  Paso2.Publicacióndelservicio.Unavezrealizadoconéxitolainicialización,todo serviciopublicasudisponibilidadalospotencialesconsumidoresdesusdatos.  Paso3.Ejecucióndelservicio.Enestepuntoseejecutalalógicadelservicioasumiendo quetodoslosrecursosrequeridosestándisponibleseinicializados.  LaFigura19representaunavisióngeneraldelaarquitecturadelsistemadiseñado.Apartir delaarquitecturapropuestapodemoscomentarlosmódulosdelosservicioscorporativos (CSM)destacandosusprincipalesaportaciones.  PlataformasMóviles:Disponendelatecnologíaadecuadapararegistrar,monitorizar, controlarycomunicartodaslasoperacionesejecutadasenlosvehículos. Particularmentedebendisponerdesensoresquelesfacilitenregistrarelconsumode carburante,lascondicionesdetemperaturayenergía,registrarimágenesconla finalidaddegarantizarlaseguridad,GPSparalocalizarelvehículoentodomomentoy mantenerlasincronizacióndelasoperacionesdetodalaflota.Elmodelousadoparael Figura19.EsquemaGeneraldelaArquitecturaPropuesta  58  controldelvehículoestambiénmuyrelevante,enestecaso,seoptóporunmodelo basadoenexcepcionesqueavisadedesvíosdelaplanificaciónsoloantesituaciones quesealejandeloprevistoyapartirdeunumbraldefinibleoautoajustable,deesta manera,seoptimizaelanchodebandanecesarioparalascomunicaciones,elumbral quesedefina,oseautoajustedependerádeltamañodelaflotaydeloestrictodel controlquesobreellasequieraejercer.   MódulodecontroldeFlota:Controlalasoperacionesdelaflotayeselresponsablede garantizarelmáximoajusteposibleentrelasoperacionesplanificadasylasrealizadas. Loseventosquepuedenafectaralaplanificaciónsepuedenclasificarentiposdistintos deacuerdoconsunaturaleza,porejemplo,alarmastécnicas,incumplimientode horarioestablecido,incumplimientodeoperaciónplanificada,etc.Todosloseventos debenserregistradoenlasplataformasmóvilescorrespondientesyenlaBasede DatosCentral.   MódulodeRegistro:Estemóduloesresponsablederegistrar,todaslasoperacionesde serviciorealizadasabordodelosvehículoscomoporejemplolospagosrealizadospor losviajeros,loscomienzosyfinalesdeexpedicionesdelínea,etc.describiremos específicamentemásadelanteenunapartado,detalladamenteestemódulo,porsu importanciaespecíficamenteeneldesarrollodeestetrabajoyporsupuestoenla realidaddelagestióndeltransporte.   MódulodeInformaciónalViajero:Eselresponsabledesuministrarinformaciónalos viajerossobrelosservicios.Lainformaciónsepuedeclasificarendostiposlaquese suelellamarestáticaqueconsisteenloshorarioscorrespondientesalosservicios planificadosparalahoraenconcretodequesetrateylaquesesuelellamardinámica vinculadaalasposiblesexcepcionesquepuedanafectaralainformaciónestáticade manerasignificativayquesonrecibidasenestemódulodesdelossistemasmóviles y/odesdeelcontroldeoperaciones.   MódulodePlanificación:Seencargadedefinirelplandeoperacionesdelaflota, especificandolosrecursosrequeridos(fundamentalmenteconductoresyvehículos)y lostiemposenlosquedeberealizarseunaoperación.Elobjetivoprincipaldeeste móduloesoptimizarlacoberturadelademandadelosusuariosconlamejorcalidad posible(entendiendoporcalidadbásicamenteelcumplimientodelplanestablecido) conelusodelosrecursosdisponiblesdelaformamásóptimaposible,comoyahemos comentadoambosobjetivos(calidadyrendimiento)suelenserantagonistas.   MódulodeMantenimiento:Esteelementosoportatodaslastareasvinculadasal mantenimientoyadministracióndetodosloselementosqueintegranlaplataforma corporativa,esdecir,lossistemascentrales,lossistemasmóviles,lospuntosde informaciónalviajero,etc.yensucasolainfraestructuradetransporte,como paradas,marquesinas,panelesdeinformación,etc.Elobjetivodeestesistemaes facilitarelnecesariomantenimientodetodoelequipamiento,mejorareltiempode respuestaantealarmasdetipotécnicoyoptimizarelcostedemantenimiento,todo ellodemaneracoordinadaconlaplanificaciónyconlarealidaddelserviciode transporte.   59  TodoslosprocesosinvolucradosenlosserviciosqueprestaelMódulodeServicios Corporativos(CSM)puedenclasificarsecomoprocesosde:  Adquisición:sonlosresponsablesdelaadquisicióndecualquierdatoquerepresente algúnaspectorelevanteparalaproducción,tantofísico,comoporejemplo,la posiciónolavelocidad,comológico,losestadosdelvehículo,lademandadeclientes, etc.Estosprocesosestánvinculadosalasplataformasmóvilesyalosdispositivos disponiblesenlainfraestructuradetransportecomocámaras,sensores,panelesde información,etc.   Monitorización:sonlosprocesosresponsablesdeverificarycuantificarelnivelde ajustealaplanificación.Soncapacesdedetectareventosquepuedenafectarala planificaciónytransmitirlosalmódulodecontrol.Estosprocesossonejecutadosen lasplataformasmóvilessudiseñotomacomobaselaadministraciónderedesylos modelosdeComputaciónUbicua,paraconseguirunaltogradodeescalabilidad,inter operatividadyflexibilidaddeacuerdoconlafilosofíadelasArquitecturasITS.   Control:elobjetivodeestemóduloesproporcionarsolucionesaloseventosde operaciónqueseproduzcan,talescomo:alarmastécnicas,incumplimientosdela planificaciónoeventosnoplanificados.Desdeelpuntodevistadelaempresade transporte,setratadeestablecercriteriosuniformesdeactuaciónenlaspropuestas desolucióndelosdistintoseventosdeproducciónquepermitangarantizarla idoneidaddelassolucionespropuestas.   Optimización:aquíseencuentrantodoslosprocesosquepuedenmodificarla planificaciónparaconseguirmejorarla,paraello,adquiereninformaciónporunlado delmódulodecontrol,centrándoseenlabúsquedadeexcepcionessistemáticasala planificaciónactual,yporotroladodelmódulodeestadísticaparaobtener parámetrosrelevantesdelaproduccióncomo:tiempodeduracióndelasrutas, representacióngeográficadelasrutas,velocidaddelosvehículos,ocupacióndelas rutas,horariosdepasoporparadas,etc.   Estadísticas:constituidaportodoslosprocesosquepuedenobtenerparámetros relevantespormediodelaaplicacióndemétodosestadísticos.Estosparámetrosson dediferentestipos,comoporejemplo:tiempodelasrutas,demandadeorigen destinodelosclientes,niveldeocupacióndelosvehículos,etc.   Visualización:todoslosprocesosquepresentaninformaciónalosusuariosdelsistema demanerafácilpertenecenaestacategoría.Elprincipalrequisitoquedebencumplir estosprocesoseseldepresentarlainformacióndemaneraindependienteal dispositivoqueseuse(teléfonomóvil,ConsoladelConductor,PuestodeControlde flota,paneldeinformaciónenparada,etc.).  Unaspectocríticodelsistemaeslaarquitecturadelsistemadegestióndela información,dadoelgranvolumenylaaltacomplejidaddelosdatosquesetratan.Porello,la BasedeDatosusadaesunrecursocríticodelsistema,enestecasoestáconstruidasobreun modelodecuatrocapasoniveles:  60   CapadeNivel0:Datosgeográficos,enellaserepresentantodaslasentidadesdela producciónmediantesuubicacióngeográfica.   CapadeNivel1:Reddetransporte,enellasecombinanloselementosdelacapade nivel0paraconstruirentidadescomo:paradas,líneas,tiemposderuta,expediciones, horarios,etc.   CapadeNivel2:Excepciones,enellaserepresentanmediantelacombinacióndelas capasdenivel0ydenivel1todoslosincidentesregistrablesañadiendolainformación disponiblecomotipodeincidente,horaenlaquetienelugar,duración,etc.   CapadeNivel3:Planificación,enellaseespecificaenbasealascapasdenivel0yde nivel1todaslasoperacionesqueconfiguranlaplanificación,particularmentecontiene eltipodeoperación,ellugardondedebeocurrir,lahoraoduraciónquedebetener, etc.   CapadeNivel4:Resultadosdelaproducción,enellaseregistrantodoslosdatos generadosporlaproduccióncomolospagosrealizadosporlosclientes,lademanda declientes,elmomentoexactodeloseventosprevistosenlaplanificación,etc.  3.4Implementacióndelmodelodesistema  Sepresentaenestasecciónlaimplementacióndelmodelodesistemapropuesto,alamparode lacualsehandesarrolladolosaspectosprácticosdeestetrabajo,elmodeloesunmodeloreal queseimplementóparaeltransportepúblicoregulardeviajerosporcarreteraenlaIslade GranCanaria.Deacuerdocon(GabinoPadrón,CarmeloR.García,AlexisQuesada,Francisco AlayónandRicardoPérez,2014)losdatossuministradosporelsistemadesarrolladoporlas autoridadesreguladorasdeltransportepúblicopuedencontrolar,verificarymejorarlos recorridosquerealizanlosvehículos,pudiendoademássuministrarnuevosdatosparamejorar larepresentacióndelareddetransporteysuministrarnuevosserviciosencontextosdeáreas metropolitanasinteligentes.Laimplementaciónrealizada,sebasaenunmóduloque básicamenteesunsistemaqueseejecutademaneraautomáticayautónomaabordodelos vehículosyquetransfierelosdatosregistradosdeformamasivaarepositoriosremotospara suposteriorprocesamiento.Comoyasehaexpresado,tantolascompañíasdetransporte comolasautoridadesreguladorasestáninteresadasendisponerdelosdatosnecesariospara verificarqueelserviciodetransporteserealizadelamaneraplanificada,paraoptimizarsus operacionesyparamejorarlacalidaddelservicioqueprestan.Según(Furth,P.G.andT.H.J. Muller,2006),estainformaciónseobtieneacudiendoacuatrofuentesdedatos:lasencuestas alosviajeros,losregistrosdeoperacionesdeexplotaciónobtenidosenlosvehículos,los sistemasautomáticosdeconteodepasajeros(APC)ylossistemasautomáticosdelocalización devehículos(AVL).ElsistemaqueseproponeesunsistemahíbridoentrelossistemasAPCy AVL.  61  Elsistemaobtienelosdatosdemaneraautónomaylostransfieredemanera automáticasininterferirenlaoperatoriadelosdemássistemasinstaladosenelvehículo.Enla Figura20semuestraunavisióngeneraldelsistema.   3.4.1Funcionalidades  Entrelasdistintasresponsabilidadesdelasagenciasreguladorasyempresasdeltransporte públicoseencuentran:elcontrolylaverificacióndelaactividaddelasempresasdetransporte público,lamejoradelareddetransporteylamejoradelosservicios.Portanto,considerando loexpuestoconanterioridadyresumidoenlaFigura18,setratadeinformacióndenivel intermedioyavanzado.Parallevaracaboestoscometidos,lasautoridadestradicionalmente solicitaninformaciónalosoperadorestransporte,nosiendofácilelsuministrodeesta informacióndebidoaqueenocasionesimplicaelmanejodeungranvolumendedatosy tambiénporqueenocasioneslasempresasnodisponendelatecnologíaadecuadapara satisfacerestaspeticionesempleandoenmuchoscasosprocesosmanualesopoco automatizadosquepuedenproducirerroresenlosdatos,talycomoyasehaexpuesto (Tyrinopoulos,2004).Elsistemadesarrolladoestáconcebidoparaproporcionarestosdatos, datosquesonobtenidosabordodelosvehículosdeunaflotadetransportepúblicopor carretera. Cuándoelproblemaaresolverimplicaelmanejodegrandesvolúmenesdedatos, entoncesserequierentécnicasparalatransmisiónyelprocesamientoautomáticodeestos datos.Porello,otrodelosretossuperadoporelsistemaconsisteenelmanejointeligentede grandesvolúmenesdedatosutilizandolasinfraestructurasdecomunicacióndisponiblesy Figura 20.VisiónGeneraldelSistema  68   Campo3:Longitud(CampoC3delmensajeLNM,tipofloat,4bytes).  Campo4:Altura(CampoC4delmensajeLNM,tipofloat,4bytes).  Campo5:Velocidadvertical(CampoC5delmensajeLNM,tipofloat,4bytes).  Campo6:Velocidadhorizontal(CampoC6delmensajeLNM,tipofloat,4bytes).  Campo7:Fuentedelamedida(CampoC12delmensajeLNM,tipochar,1byte).  Campo8:Edaddelamedida(CampoC13delmensajeLNM,tipochar,1byte).  Campo9:Vehículo(tipoentero,2bytes). TodoslosregistrosdeRGTsealmacenanenunabasededatosdelOBC.  3.4.2.3Sistemadecomunicaciones   ElOBCseintegraenlainfraestructuradelvehículomedianteunacomunicaciónasíncronabasa enlainterfaceindustrialRS485.LacomunicaciónserieRS485esapropiadaparaentornosque requieranrobustezfrenteacondicioneseléctricasadversascomopuedeserelcasodeun autobúsdetransportepúblico,dadoquecadalíneadeTransmisión/Recepciónesbipolary disponedeunareferenciadetensiónpositivaynegativademodoqueelposibleruido ambientedetipoeléctricoafectaráporigualaambospolosdelalínea,ycomoendestinolo quesemideesladiferencia,estaserásiemprelasimilartantosisehaproducidoafectación porruidocomosinosehaproducidoafectaciónporruido.LacomunicaciónentreelOBCyla infraestructuradelvehículoserealizamedianteunprotocologobernadoporlaunelemento deinfraestructuradelvehículo,normalmentelaconsoladelconductor,queasumeelpapelde nodomaestro(MN)delbusenlascomunicacionesRS485,siendoelOBCunodelosnodos esclavos(SN)deestacomunicación.Elformatogeneraldelospaquetesdedatos intercambiadosentrelosnodosyelsignificadodeloscampossemuestraenlaTabla3. Elcontroldeflujodepaquetesdedatosdelprotocoloessimple.Cuandoelnodo maestro(MN)delainfraestructuraenvíaunpaquetededatos,entoncesésteesperadurante untiempomáximode200milisegundoslarespuestadelnodoesclavo(SN)correspondiente.  Siseconsumeesteintervalodetiemposillegarlarespuesta,entoncesserepiteelenvío duranteunnúmeromáximodeintentos(NT).SisealcanzaelvalorNT,entoncesla infraestructuraasumeunfalloenelsistemayseproduceelregistroynotificacióndedicha incidencia.   69   SiserecibeunarespuestadeSN,entoncessielcampoSTATUSdelpaqueterecibidoposee unvalorde6yelcampoSEC‐NUMcoincideconelpaqueteenviado,entoncessignificaque elpaqueteseharecibidocorrectamenteporpartedeSN.Encasocontrario,sielpaquete recibidocontieneenelcampoSTATUSelvalor7,entoncesindicaqueelpaquetecon númerodesecuenciaigualalvalordelcampoSEC‐NUMseharecibidoconerrores, procediendoMNalreenvíodelpaquete.  ConelobjetodellevaracabotrasferenciasdedatosentreelOBCylainfraestructura (V2IyI2V),elOBCposeeunainterfaceWIFI.LainfraestructuraWIFI,quepermitealos vehículostransferirdatosdemaneraautónoma,secomponedeunconjuntodepuntosde accesoubicadosendiferentespuntosdelareddetransporteporlosquepasan frecuentementelosvehículosyenlosqueademás,losvehículospermanecendetenidos duranteperiodosdetiempodeduraciónsignificativa(mayoraladuracióndeunaparada normaldelrecorrido).FundamentalmentelospuntosdeaccesoalainfraestructuraWIFIse encuentranenEstaciones,ParadasPreferentes,Paradasinicialesderecorridos,Cocherasy Talleres. CampoLongitudDescripción STX1byteComienzodepaquetededatosOxFF SRC‐ADD1byteIdentificadordelnodoorigen: 0:Nodomaster. 1:OBC. DST‐ADD1byteIdentificadordelnododestino: 0:Nodomaestro(MN). N<>0:NodoesclavoN(SN). SEC‐NUM1byteNúmerodesecuenciadelpaquete:0‐255 STATUS1byteEstadodeinfraestructura/operacióndelvehículo: 0:Infraestructurafueradeservicio. 1:Errorenlainfraestructura. 2:Vehículofueradeservicio. 3:Estadoenserviciodelínea. 4:Finaldeserviciodelínea. 5:Finalizaciónforzadadecomunicaciónconlainfraestructura. 6:Paqueterecibidocorrectamente. 7:Paquetededatoserróneo. DATA‐LEN1byteNúmerodebytesdelcampodedatos. DATAValorde DATA_LEN Campodedatoscuyaestructuradependedelestado(campo STATUS). CHK1byteBytedeChecksumparaelcontroldeerroresenelpaquete Tabla3.DescripcióndelosCamposdelaTramadeDatos    70  3.4.2.4Procesamientodecontexto:adquisiciónytransferenciainteligentededatos  Enestepuntoseexplicarácómoelsistemaescapazdeprocesarelcontextoparafuncionarde formaautónoma.Concretamentesedescribirácomoescapazdellevaracabolaadquisición selectivadedatosycomoescapazdellevaracabolatransmisióndelosdatosalrepositorio corporativoparasuincorporaciónalabasededatoscorporativa. Elprocesodeadquisiciónselectivadedatosporpartedelossistemasembarcados consisteenadquirirlosdatosdeposicionamientodemaneraautónoma,esdecirsin intervenciónhumana,cuandoelvehículoestéenservicio.Paraelloseutilizandatos proporcionadosporelsistemadecontroldeoperacionesdelvehículo,estesistemaindicaen quéestadodelaexplotaciónseencuentraelvehículoentodomomentoyestainformaciónse reflejaenelpaquetededatosymásconcretamentealcampoStatus,verTabla3,quees comunicadoporlainfraestructuraalOBC.Cuándoelestadodeoperaciónindicaqueel vehículoseencuentraenestadode“Serviciodelínea”,entonceslosdatosdeposicionamiento delvehículo,proporcionadosdemaneraperiódica,cadasegundo,porelreceptorGPSdel vehículo(latitud,longitud,altura,velocidadycalidaddelamedida)sonregistradosenelOBC. Cuandoelestadodeoperacióndelvehículocambia,entoncesesteregistrosedetiene. ElprocesodetransmisiónautomáticadelosdatosentreelOBCyelrepositoriodedatos corporativo(infraestructura),consisteentransferirestosdatosdemaneraautónoma,esdecir sinintervenciónhumana.Esteprocesoseiniciacuandoelvehículoseencuentreenunpunto detransferenciaautomáticadedatos.EstospuntossonlugaresconcoberturaWIFI,demanera quecuandoelvehículoestáaunadistanciainferiora100metrosdelpuntodetransferencia,y elvehículoestádetenido,osea,poseevelocidadcero,yestáplanificadoqueestédetenido duranteunperiododetiempossuficienteparallevaracabolatransferenciadelosarchivosde datos,entoncesseestablecelacomunicaciónentreelordenadorembarcadoyla infraestructuraparaintercambiarlosdatosentreelOBCyelrepositoriodedatoscorporativo. Estoserealizautilizandolosdatosdeposicionamientodelvehículo,proporcionadosde maneraperiódica,cadasegundo,porelreceptorGPSdelvehículo.Estosdatosson:latitud, longitud,alturayvelocidadycalidaddelamedida.Cuándolacalidaddelamedidaindicaque setratadeunaposiciónfiable,entoncessecompruebasilaposicióndelvehículoseencuentra aunadistanciainferiora100metrosdelaposicióndepróximopuntodetransferenciaporel quedebepasarelvehículo.Laposicióndelpuntodetransferenciaesproporcionadaporel sistemadelocalizacióndelvehículoyladistanciaseobtienecalculandoladistanciaEuclídea entrelosdospuntos.Siladistanciaobtenidaesinferiora100metros,entonceselsistema infierequeseestáenunáreadecoberturaWIFIparalatransferenciadedatos.Antesde establecerlacomunicaciónobtieneelintervalodetiempoenelqueelvehículodebe permanecerdetenidoenelpuntodetransferencia,siendoproporcionadoestedatoporel sistemadecontroldeoperacionesdelvehículo.EnlaFigura22semuestraelflujodecontrol deesteproceso:  71  Figura22. DiagramadeFlujodetransferenciaautomática OBC<‐>BBDDCentral   72   Estesistemasehautilizadoparatransmitirlosdatosrelacionadosconlaproducciónyel controldeoperacionesdelosvehículosdelaEmpresadeTransporteGlobalSALCAI‐UTINSA, responsabledeltransporteinterurbanodelaIsladeGranCanaria.Estaempresaposeeuna flotade250vehículosytransportaalañomásde30.000.000depasajeros.Estosdatossonlos utilizadospor:lossistemasdepagodisponiblesenlosvehículos(pagodirecto,pagomediante tarjeta),elregistrodeoperacionesdeproducciónrealizadas(anotaciones),elcontroldel cumplimientodelasoperacionesplanificadas(horariosdepaso)yvistaparcialdelabasede datosgeográficadelarededetransporte(paradasyrecorridos).Lastasadetransacciones erróneasdedatosdefinidascomoelporcentajedetransaccionescorrectasfrentealas incorrectasmotivadasporlaautonomíademovimientodelosprocesosqueseejecutanenlos vehículos(másadelanteseexplicaráquesetratadeunmodelodeagentes),generando conexionesydesconexionesdecarácteraleatorio.Enestecasoelresultadomuestracomola autonomíademovimientosimpredecibledelossistemasmóvilesafectaalaintegridad,loque hasupuestomenosdel8%delastransaccionesrealizadas.EnlasfigurasFigura23yFigura24 seilustraelcomportamientodelsistemadetransmisióndedatos,comprobándosequeeste sistemaescapazderealizardemaneraautónomacientosdemilesdetransaccionesdedatos demaneraautónomasinrestringirlamovilidaddelossistemasimplicadosyconunatasade errordel10%.            Figura23.Transaccionesduranteunmes(Octubre)  73    Finalmente,conrespectoalostiemposdeactualización,lossistemasmóvilesnose encuentranconectadosdemanerapermanentealsistemadondeseencuentraelrepositorio global,estaconexiónserealizademaneraautónomayespontáneacuandounagenteabordo delvehículodetectalaexistenciadeunpuntodesincronización,usandolainfraestructura WIFI.Losresultadosobtenidosmuestranqueeltiemponecesarioparaactualizarlatotalidad delosdatosnecesariosenlosdispositivosmóvilesabordodelosautobusescuandoserealizan modificacionesenelrepositoriocentralvaríaentremenosdeundíapara66vehículos(20% delaflota),entreunoydosdíaspara182vehículos(56%delaflota),entredosoydiezdías (10%delaflota)ymásde10díasparaelresto(45vehículos14%delaflota).  Figura24.Tasadeerrorenlastransmisiones Figura25.Tiemponecesarioparaactualizarlosdatosdelaflota  74   3.4.3GestióndelosDatos  Seguidamentesedescribelagestióndedatosrealizadaporelsistema.Estábasadaenun modelodegestióndedatosparalaprovisióndeserviciosavanzadosdeinformaciónenel contextodeltransportepúblicodeviajerosporcarretera.Noesunmodelodesarrollado específicamenteparaestetrabajodetesis,setratadeunapropuestageneralparaeste contextodeoperación,queresuelvelosretostecnológicosde:caráctermasivodelosdatos, carácterheterogéneodeestos;tantodesdeelpuntodevistaconceptualcomodela representaciónconcretadeldatoyaltoriesgodeinconsistenciaenlasrepresentacionesdelos datosdebidoalcaráctermóvildeloselementosdealmacenamientoytransmisión.Ademásde aplicarelmodelodegestióndedatospropuestoenestetrabajodetesis,elmodelohasido utilizadoporlaEmpresadeTransporteGlobalSALCAI‐UTINSAS.A.ylaAutoridadÚnicadel TransportedeGranCanaria. Considerandoqueelsistemaalmacenacadasegundolaposicióndelvehículoysu velocidad,desdeelpuntodevistadelmanejodedatos,elsistemapropuestorepresentaun casodesistemamóvildemanejodedatosmasivos.Paragarantizarlaintegridaddelosdatos, elsistemautilizalosprincipiosdelmanejodedatosenentornosubicuos.Según(Perich,F., Joshi,A.;Finin,T.;Yesha,Y.,2004)estetipodesistemassecaracterizanporcuatro propiedades. I. Sucapacidaddeoperarenentornosdóndeelnúmerodeespaciosdedatosy aplicacionesqueaccedenaestosespaciosdedatosesdinámico. II. Sucapacidaddeoperarcondistintoscatálogosyesquemasdedatos. III. Mecanismosqueresuelvanelaltoriesgodeinconsistenciasdelosambientesubicuos motivadasfundamentalmenteporelcarácterasíncronodelasconexionesy desconexionesdelasaplicacionesqueaccedenaellos. IV. Mecanismosdecolaboraciónentrelasaplicacionesconobjetodefacilitarelaccesoa losdatosdelasmismas.  Ennuestrocaso,estosretosseresuelvenmedianteunmodelocolaborativodeagentes queobtienenlosdatosproporcionadosporlosdistintossistemasanteriormentemencionados. Estemodelo(CarmeloR.García,GabinoPadrón,PedroGil,AlexisQuesasda‐Arencibia, FranciscoAlayón,RicardoPérez,2012)sedescribiráacontinuaciónypartedeunmodelo conceptualysuimplementaciónenformadebasededatosquetambiénseexpondráeneste trabajo. Básicamente,todoeventorelevantequeseproduceenelvehículoserepresenta medianteunconjuntodedatosproducidospordispositivos(sensores,consoladelconductor, lectoresdetarjetas,etc.).Elnúmerodedatosyestructuradeesteconjuntodedatoses variableydependedeltipodeeventorepresentando.Paragarantizarlainteroperabilidadde losdatosseutilizaunaontologíaqueseimplementamedianteuncatálogoyesquemade datosbasadoenelmodeloTRANSMODEL(TRANSMODEL,2001)profundizaremosenestoa continuaciónempezandoporunasoluciónbasadaenlosprincipiosdelosSistemasUbicuos paracontinuardescribiendoelmodelodesistemaempleado.  75  ElmodelodegestióndedatoseneltransportedeViajerosporcarreterapropuestoen (CarmeloR.García,GabinoPadrón,PedroGil,AlexisQuesasda‐Arencibia,FranciscoAlayón, RicardoPérez,2012)estáinspiradoenlagestióndelosdatosdelossistemasubicuos,comoya sehacitadoconanterioridad,deacuerdocon(Perich,F.,Joshi,A.;Finin,T.;Yesha,Y.,2004) lossistemasubicuossecaracterizanfundamentalmenteporser:  Autónomos.Poseenunaltogradodeautonomíadadalainexistenciadeuncontrol centralizadodelosdatosmanejadosporlasaplicacionesubicuas.  Distribuidos.Losdatosquegestionanestándistribuidos,porloque,seestán estructuradosendispositivosdiferentes,demodoqueexistendiferentesréplicasde losdatos.  Heterogéneos.DadoquelosdatosrepresentanheterogéneasOntologías.  Móviles.Intrínsecamentetodaaplicacióndeunsistemaubicuoloes,dadoqueel sistemaqueejecutalaaplicacióncambiasulocalizacióndemodoquelas infraestructurasdecomunicacionestambiéncambian,razónporlaquenosiempre estádisponibleelmismoconjuntodedatosenelsistema.  Comoyahemoscomentadoconanterioridadydeacuerdoconlosautorescitados,este tipodesistemas,ademássecaracterizaporsucapacidadde:  Operarenentornosdondeelnúmeroaplicacionesyespaciosdedatoses dinámico.  Operarcondistintoscatálogosyesquemasdedatos.  Operarsingarantíadereconexiónapesardelaltoriesgodegenerar inconsistenciasenlosdatos.  Proporcionarunaplataformadecolaboracióncontrolada. Elmodelodesistemaubicuodegestióndedatosdesarrolladoesunapropuestageneral, orientadaalaprovisióndeserviciosavanzadosdeinformaciónenelcontextodeltransporte públicodeviajerosporcarretera.Enestecontexto,estetipodesistemapuedeemplearse,por ejemplo,enlosasistentesparalosviajerosenrutadetransportepúblicooenelcontrolde operacionesqueseejecutanencadavehículodelaflotadeltransportepúblico.Ambos ejemplossecaracterizanpormanejarunagrancantidaddedatosdadoquenecesitanla representacióndelareddetransporte,esdecir,todaslasparadasyestacionesdevehículos incluidoslosdatosdegeolocalización,además,serequierendatosquerepresentenlas diferentesrutascubiertasporlosvehículosylaplanificaciónprevistaparalasoperacionescon suhorarioalolargodelosdiversospuntosdelareddetransporte. Porúltimo,otrapropiedadesquerequierendatosdinámicos,esdecir,representaciones deentidadesquevaríaneneltiempo,porejemplo:niveldeocupacióndelosvehículos, tiemposestimadosdellegadaalosdestinos,etc.,losejemploscitadosrequierencatálogosy esquemasdedatosdiferentesdebidofundamentalmentealamovilidaddelossistemas involucrados(dispositivosmóvilesparalasguíasdepasajerosysistemasembarcadosenlos vehículosparaelcontroldeoperaciones),porloqueocurrirán,conexionesydesconexiones(al entrarosalirdecobertura)espontaneasdelossistemasconlaconsiguienteposibilidadde queseproduzcaninconsistenciasenlosconjuntosdedatosempleados.  76  LaFigura26muestraelEsquemaGeneraldelsistemaylaestructuradenaturaleza distribuidadelmismo,describiremosacontinuaciónlosprincipalesaspectosdediseñoe implementacióndesdeelpuntodevistadelagestióndelosdatos.Laarquitecturadelsistema diseñadosebasafundamentalmenteentresparadigmas,laComputaciónUbicua,la orientaciónaagentesylaorientaciónaservicios.Teniendoencuentalaimportanciadelas comunicacionesmóvilesenlossistemasubicuos,noscentraremosencomogestionanlos datoslasaplicacionesylainfraestructuraycomolascomunicacionesafectanadichagestión.  Enestesistema,cadadispositivodecomputación,delainfraestructuraodelusuario, puedeejecutarunaovariasaplicacionesubicuas,conceptualmentecadaparejaformadapor undispositivoyunaaplicaciónubicualadenominamosAgente.CadaAgenteinteractúacon autonomíaydemaneraespontáneaconsuentorno.Elentornoestárepresentadoporun espaciodedatosdistribuidoquesepuedeusarporunAgenteparaobtenerogenerardatos. Esteespaciodedatosdistribuidoseestructuraendiferentessubconjuntosdedatosque denominamoscontextoslógicos,cadacontextológicoestáasociadoconunáreafuncionaldel sistemaubicuo:Informaciónalviajero,Controldeoperaciones,Producción,etc. LosserviciosdeinformaciónlosproporcionanAgentesquedenominadosAgentes proveedoresdeinformación,estosAgentes,sontantomóvilescomonomóvilesyseejecutan enlainfraestructuradetransporteparaproducirlosdatosrequeridosporlosquellamaremos Agentesconsumidoresdeinformación,estosdatosrequeridospuedenperteneceraunaúnica áreaoadiversasáreasocontextosdeltransporte.Losdatosseencuentranalmacenadosen repositoriosdistribuidosqueselocalizanenelementosdiferentesdelainfraestructurade transportecomoseveenlaFigura26. Figura26.EsquemaGeneraldelSistemaquemuestralaestructuradedatosdistribuida  77  Específicamenteenelsistemadiseñado,existeunrepositoriocentraldedatosque contienetodoslosdatosrequeridosporlosdiferentessistemasdeinformaciónquese encuentrandistribuidosportodalareddetransporte,ademásexisteunrepositoriolocalen cadavehículoquecontienetodoslosdatosnecesariospararealizarelservicioofrecidoporel vehículoyademás,silosserviciossonaccesiblesporlosdispositivosmóvilesdelosusuarios, repositorioslocalesencadaterminalmóvilparacadaserviciodeinformaciónaccesibledesde elterminal.Todoslosdatosrequeridosporlosserviciosdeinformaciónestánbasadosenun modeloconceptualcomúnyladeclaraciónsobreladisponibilidaddelosserviciosde informaciónsellevaacaboporlosAgentesproveedoresmedianteunservicioderegistro. Debidoalanaturalezaheterogéneadelosambientesubicuos,elservicioderegistrose empleatambiénparadeclararlasespecificacionesbásicasparaaccederalservicio. Básicamente,elmensajeusadoenelregistrodelservicioincluyeladireccióndereddel dispositivodondeelAgenteproveedordeinformaciónseestáejecutando(address),el identificadordelservicio(service),elidentificadordelmapadedatos(map),yeltiempode caducidaddelmensajederegistro(timetolive).    Porejemplo,encasodeunserviciodeinformaciónalviajero,elAgenteproveedorde servicioesunAgentemóvilqueseencuentraabordodelvehículoynounAgentemóvil ejecutándoseenunpuntorelevantedelareddetransporte,comoporejemplounaestación. Enlosvehículos,elAgenteproveedordeinformaciónsobrelarutadelvehículoquesuministra informaciónbasadaenlosdatosdinámicamentealmacenadosenelrepositoriolocal,dispone deunaccesoquesepuedeobtenermedianteelcampomapdelmensajederegistroR.El Agenteproveedordeinformacióndeestetipo,nomóvil,suministrainformaciónestáticasobre lareddetransporteynuevasversionesdedatosparalosAgentesconsumidoresde información;losdatosrequeridosparasuministrarlainformaciónestáticasealmacenantanto enunrepositoriolocalcomoenlosrepositoriosremotos. LosAgentesconsumidoresdeinformación,seprogramanparaserejecutadosenlos dispositivosmóvilesdelosusuarios.Lainformaciónqueconsumenestosagentessebasaen datosdecontextosdiversos,ysegeneraademandaporlosagentesproveedoresde información.Enelcasodeunsistemadeguíayasistenciaalviajero,unagenteconsumidorde informaciónseejecutaenelteléfonomóvildelviajeroquedebetenerlacapacidadde encontrarunagenteproveedordeesteservicio,locualseconsiguemedianteelanálisisdelos mensajesderegistrodeservicioqueenvíanlosagentesproveedoresdeinformación, especialmentemedianteloscampossymdelregistroylasnecesidadesespecificadasporel viajero. Acontinuacióndescribiremoslosprincipiosdefuncionamientodelsistema,queestán basadosfundamentalmenteenlaspropiedadesespecíficasdelossistemasubicuos, autonomía,heterogeneidad,distribuciónylainexistenciadecatálogosyesquemasdedatos.  84  infraestructuratecnológica,enprimerlugar,ydeloperadordetransporteensegundolugar. Finalmente,eneldominiodelconsumidordeinformación,elprimernivelestáformadopor diferentesaplicacionesclientes,laprincipalinfraestructuratecnológicarequeridapara ejecutarlasaplicacionesclientessedefineenunsegundonivel,losrequerimientosde informaciónsobreeltransporteconfiguranelsiguientenivelyfinalmente,lasfuncionalidades requeridas,bajoelpuntodevistadelaaccesibilidad,usabilidadyfiabilidaddelasaplicaciones clientes,selocalizanenelúltimoniveljerárquicodeestesubdominio. Servicios de Información para el transporte público Sistema de Información terrestre Sistema de Información marítimo Sistema de Información Aereo Sistema de Información del auto bus Sistema de Información del tren Sistema de Información del Operador A Sistema de Información del Operator B Objeto del Sistema Objeto Operación de la Planificación Objeto Evento Objeto del Sistema Objeto Evento Objeto Operación de la Planifiación Aplicación del consumidor Objeto Accessibilidad Objeto Usabilidad  Figura29.ExtractodelaOntologíadeContexto ModelodeContexto Nuestropropósitoesmodelartodalainformacióndeltransportepúblico,permitiendolainter operatividaddelossistemasdeinformaciónubicuos.Porejemplo,unserviciodeinformación ubicuo,comoeldeasistenciaalviajero,puederealizarunaconsultasobreunitinerario,de acuerdoconlaspreferenciasdelviajero,querequierainformaciónsobrelaposicióndeciertos elementosdelareddetransporte,porejemplo,vehículosoestaciones,quedebeser proporcionadaenunintervaloconcretodetiempo,independientementedelmodode transporte,eloperadordetransporte,latecnologíadeposicionamientoylainfraestructurade comunicaciones. Elmodelodefinelostresprincipalestiposdeobjetos:ObjetosdeOperaciones Planificadas,ObjetosdeEventosyObjetosdeSistema.ElobjetodeOperacionesPlanificadas seusapararepresentarlaactividadplanificadaporlosoperadoresdetransportepúblico;las entidadesquepertenecenaestacategoríadecontextosonlaplanificacióndiariadeservicios, expediciones,paradasoperacionales,etc.ElobjetoEventoseusapararepresentarcualquier eventorelevantequeseproduzcaduranteelserviciodetransporte,porejemplo,lasentidades quepertenecenaestacategoríason:retrasos,adelantos,alarmastécnicas,etc.Elobjeto Sistemaseusapararepresentarlosrecursosrequeridosparaproporcionarlosserviciosde  85  transportepúblico(informacióndelserviciopúblicodetransporteoinformaciónsobreel transportepúblico).Conductores,autobuses,trenes,estaciones,sistemasembarcados,etc. soncasosdeentidadespertenecientesaestacategoríadecontexto. Cadaentidaddelcontextopertenecienteacualquieradelostrestiposprincipalesse representaporalmenosdosentidadesdedatos,queson:elactorresponsabledelaentidady lalocalizacióngeográficadelaentidad.Adicionalmente,silaentidadesunaOperación PlanificadaounEvento,undatosobreelinstanteexactoseañadepararepresentarel contextodelaentidad;paralaOperaciónPlanificada,eltiemporepresentacuandodebe empezarycuandodebeterminar,mientrasqueenelcasodeunEventolainformaciónde tiemporepresentaelinstanteenqueocurrió.Conestemodelodecontextotodoslosservicios detransporteylosdatosestánoperacionalmente,geográficamenteytemporalmente referenciados.  Desdeelpuntodevistadelagestióndelosdatos,elmodelodecontextoesta implementadoenunaBasedeDatosdistribuida,enella,todaslasentidadessonestructuras entresniveles:enelprimernivel,denominadoNiveldelNúcleodeDatos,yenélse representaelmodeloconceptualdedatoscompletodelareddetransportepúblico,enel segundonivel,denominadoNivelIntermedio,esproporcionadoporlosactoresdeltransporte público(autoridadesdeltransporteyoperadoresdetransporte)yfinalmente,eltercernivel eseldenominadoNiveldeInteroperatividaddeDatosqueestáformadoporloscomponentes cuyopropósitoesconciliarlarepresentacióndedatosdelasentidadesdedatos proporcionadasporlosoperadoresyautoridadesdetransporte.LaFigura30muestrauna visióndeconjuntodeestaorganización. Figura30.ExtractodelContextoOntológico  86  Elmodelodedatosquerepresentalaontologíadelsistemajuegaunimportantepapel enlainteroperabilidaddelsistema.Cadaoperadorrepresentalosdominiosconceptualesque hemosdescritoconanterioridad.LaBasedeDatosdeInteroperabilidadseusapara compatibilizarlarepresentacióndefinidaporlosdistintosoperadores.EstaBasedeDatosestá estructuradaentresniveles.Enelprimernivel,lasentidadesqueparticipanenelservicioson definidasporcadaserviciodeinformacióninteroperable.Estadefiniciónsecomponedeun descriptordelaentidadyunadescripción.Loscamposdelaentidadsedescribenenel segundonivel.Estarepresentaciónusatrescomponentes:elidentificadordelatributo,su nombreyelformatodedatosquerepresentaelatributo.Finalmente,eneltercernivellas entidadesserepresentanmediantelosatributosdescritosenelnivelprevio.Esta representaciónestáorganizadaendossubconjuntosdeatributos:elprimersubconjuntoesel formadoporlosatributosdetodoslosactores(operadoresdetransporteyautoridadesde transporte)quepuedenserusadosenlarepresentacióndelasentidades.Laestructuradeun registroderepresentacióndeunaentidadtieneunatributoidentificador,suposiciónenel registroysuvalorcomomuestralaFigura31.  ElmodelodecontextodescritosehaaplicadoporlaAutoridaddelTransportedeGran Canaria,quetalycomosehaespecificadoeslaresponsabledelagestióndeltransporte públicodeviajerosporcarreteraenlaIsla.LareddetransportepúblicodeGranCanaria integrasietecompañíasdetransporte,algunascompañíastrabajanenelámbitodeltransporte urbanoymetropolitanoyunacompañíaeslaconcesionariadeltransporteinterurbano.Las Figura31.EsquemaGeneraldeRepresentaciónenlaBasedeDatosdelasEntidadesdeContexto  87  dimensionesdelosoperadoressondiversas,algunascuentanconpequeñasflotasdeunos15 vehículosquetransportanentornoalos100.000viajerosalañoydosdelasoperadorasson detamañomedianoconflotasdemásde150vehículosquetransportanmásde20.000.000de pasajerosporaño.Estadiversidadsereflejainclusoenlainfraestructuratecnológica,por ejemplo,algunascompañíassóloposeíansistemasdepagomanuales(abonosymediante pagodirecto),mientrasqueenotras,proporcionabansistemasdepagoautomáticoscomolas tarjetassincontacto. Elmodelodecontextodescritoesunodeloscomponentesdeunmarcoparael desarrollodelossistemasdeinformacióneneltransporte.Actualmente,usandoestemodelo decontexto,laautoridaddeltransportehadesplegadotrescasosdesistemasdeinformación ubicua.Elprimeroesunmétododepagobasadoentarjetasinteligentesensoportesin contacto,medianteesteservicioelusuariopuedepagarsusviajesmedianteelusodeuna tarjetapersonalenlosvehículosdetransportepúblico,latarjetafuncionacomounmonedero electrónico,dondesealmacenaelsaldodisponibleparaviajar.Estosignificaquela informaciónrequeridaparaefectuarelpagoseobtienedirectamentedelainfraestructuradel vehículo,lacantidadquesedescuentadelmonederodelatarjetadependedeladistancia recorridaporelviajero.Elsegundosistemadeinformacióndesarrolladoconsisteenun serviciodeinformacióndeltransporteparalospasajerosentránsito.Esteservicioestá desplegadoenlareddetransportepúblicodeGranCanaria(enconcretoenestaciones, paradasyvehículos);medianteelusodeesteservicio,elviajeropuedeobtenerinformaciónen tiemporealsobreeltransporte(horarios,retrasos,incidencias,etc.)LasFigurasFigura32y Figura33muestranrespectivamenteelmodeloentidadrelacióndeunpuntocualquieradela reddetransporteylaestructuracompletadesarrolladaeimplementadaparalaredde transporteenGranCanaria.Finalmente,eltercerserviciodeinformaciónaltransporte desarrolladoempleandoelmodelodecontextodescritoesunserviciodeinformaciónweb sobreaspectosgeneralesdeltransportepúblicodeGranCanaria(horario,asistenciapara planesdeviaje,tarifas,noticias,etc.);losusuariospuedenaccederaesteserviciosvíainternet mediantecualquierdispositivo,lasFigurasFigura34yFigura35muestranelmodeloentidad relaciónparaunaOperacióndelcuadrodeservicioyelmodeloentidadrelaciónparalas distintasTipologíasdedíasqueseempleanenelmodelo,estasúltimasseránempleadasde manerapreponderanteenlaparteprácticadeestetrabajo. Figura32.Modeloentidad‐ relaciónpara unpuntodelareddetransporte  88        Figura33.Modeloentidad‐ relacióndelaReddeTransporte Figura34.Modeloentidad‐ relaciónparaunaOperacióndelcuadrodeservicio  89   Amododeresumen,elmodelocontextualdescritoesuncomponentebásicoenun marcoparaeldesarrollodelosserviciosdeinformaciónubicuosparaeltransportepúblico, permiteimplementarlainteroperatividaddelosserviciosdeinformaciónubicuosdetodoslos actoresdeltransportepúblico(viajeros,operadoresdetransporteyautoridadesde transporte)proporcionandotodosloscomponentesnecesarios(ontología,datosyesquemas dedatosparalarepresentacióndelcontexto)paraeldesarrollodeserviciosdeinformación integradoseinteroperables.Unserviciointegradosignificaqueseencuentradisponiblecon independenciadelmododetransporteydeloperadordetransporteencualquierlugardela redyencualquierinstante.UnservicioInteroperablesignificaqueesaccesibleyusablecon independenciadelatecnologíausadaporelactordeltransportepúblico.EnGranCanaria medianteelusodelmodelodecontextodescritosehandesarrolladotresserviciosde informaciónintegrados:unsistemadepagoentarjetasinteligentessincontacto,unsistema deinformaciónalviajeroentránsitoyunportalwebqueproporcionaninformaciónaccesible desdeinternetsobreaspectosgeneralesdeltransportepúblicoenGranCanaria(tarifas, horarios,quejasysugerencias,etc.).    Figura 35.ModeloentidadrelaciónparalasTipologías dedíasdelcalendario  90   Capítulo4:Aplicacióndelmodelo  Enestecapítulosedescribenlaaplicacióndemodelodesistemaplanteadoparalaobtención dedatosrelacionadosconlaactividaddeexplotaciónrealizadaporlosvehículosdelaflotade transportepúblicodeviajerosconelobjetodemejorardichaexplotación.Lostrescasosde aplicaciónquesepresentantienenencomúnlanecesidaddeunmanejarunagrancantidadde datos,esdecirunmanejomasivodedatos,parasurealización.Lostrescasosdeuso propuestosincidendemaneradirectaenlamejoradelosparámetrosempleadosparala determinacióndecoste/beneficioycalidaddelosserviciosdetransportepúblicopor carretera. Lasaplicacionesquetrataremosenestecapítuloson: i. Determinarlaubicacióndepuntosrelevantesdelareddetransporte.Enestecasose tratadeobtenerdemaneraautomáticalospuntosenlosqueelvehículosedetienede manerasistemáticadurantesuservicio.Estasparadaspuedenserdebidoaquese correspondeconunaparadaprogramadaenlosrecorridos,obiensetratadepuntos enlosqueporcondicionesdetráficoodelavíaporelquecirculaelvehículo,éstese detienedemanerasistemática.Estecasodeusoesdeespecialinterésparalas autoridadesreguladoras,yaquedebensupervisarquelascompañíasoperadorasde transportecumplenconlopactado.Tambiénesdeinterésestecasoyaqueposibilita elenriquecimientodelmodelodedatosutilizadospararepresentarlaredde transportemediantelaincorporacióndeestasentidadescorrespondientesapuntosen losquelosvehículosdedetienendemanerasistemáticadurantesusrecorridos,no siendoparadasdelínea.  ii. Cálculodeladuracióndelrecorridoenfuncióndeltipodedíaydelahoradeldía.La duracióndelasexpedicionesesundatofundamentalalahoradeestablecerla planificacióndelosserviciosquehanderealizarlosconductores.Estecasodeuso consisteenunmétodoparaestimarladuracióndelosrecorridosconsiderando variablestalescomofranjahorariadeldía,díadelasemanaotipodedía(laboralo festivo).Elmétodoplanteadopermiterealizarunaestimaciónajustada,considerando unregistrohistóricodedatosmasivo.  iii. Cálculodelhorariodepasoporunaparadadeterminadaenfuncióndelahoradeldíay deltipodedía.Elcumplimientodelhorariodepasoanunciadoalviajeroporpartede lacompañíaoperadoraenunamedidadecalidaddeservicio.Enestetercercasode usodelsistema,conelregistrohistóricodelostiemposdepasodelosvehículospor lasparadas,seproponeunmétodoparalaestimacióndelhorariodepasoporlas distintasparadasdeunarutaconsiderandovariablesanálogasalasdelcasoanterior: horadeldía,díadelasemanaytipodedía.  91   Enresumen,graciasalmodelodesistemaplanteadosepuedenobtenerdatosde calidadquepermitenconocerlarealidaddelaexplotaciónyportantoacometerunamejora enlaplanificaciónyenlainformaciónsuministradaalviajero.Parademostrarestaafirmación sepresentanlostrescaosdeuso.Elprimercasopermitelaidentificacióndeubicacionesenla reddetransporteenlasquelosvehículosrealizanparadasconalgunasistemáticayqueno suelenserincluidasenlosmodelosclásicosderedesdetransporte.Enelsegundocasodeuso, seplanteaunmétodoquepermiterealizarunrefinamientodeunparámetrocomúnen cualquierfuncióndeestimacióndecostescomoeseltiempoderecorrido,peroenlugarde tratarlocomounvalorestático,seproponeladefinicióndeunafunciónqueproporcionaunos muchomásajustadoasuvalorreal.Enelúltimocasodeusopermitemejorarlacalidaddela informacióndisponibleparalosusuarios,lasautoridadesyparalospropiosoperadores,al facilitarladisponibilidaddefuncionessimplesquepermitendeterminarelhorariodepasode unvehículoporunpuntodeterminadodelared.  92    4.1Identificacióndepuntosrelevantesenlareddetransporte.  Enunaaproximaciónestadísticacomolaqueseproponeenestetrabajo,garantizarlacalidad enlosdatosesunrequisitonecesarioparagarantizarlafiabilidadenlosresultadosysobre todoelajustedelosresultadosalarealidad;cuantomásexactosyprecisosseanlosdatos empleadosenunaaproximaciónestadística,lasdesviacionesseránmenossignificativasypor lotantoelajustealarealidadmayor.Así,tenemoslanecesidaddeplantearnosunmétodo capazdeclasificartodoslospuntosregistradosdemaneracorrectaquesejustificaenla necesidaddequelosresultadosobtenidospormediodelasaproximacionesestadísticasque planteamosseanfiablesyajustadosalarealidad.  4.1.1Descripcióndelproblemadelaidentificacióndepuntosenlareddetransporte  Paraabordarcorrectamentelaaproximaciónalasolucionesdelosdosproblemasplanteados enlosdoscasossegundoytercerodescritosanteriormente:laduracióndelrecorridoyel horariodepasoporparada,sedisponedeunconjuntodedatossuficiente,aunquepara garantizarquelosdatossonmásexactosyprecisos,proponemosemplearunmétodoquenos permitedemaneraautomáticayenaproximacionesinteractivassucesivas,vincularla ubicacióndondeseharegistradoundeterminadoeventoabordodelvehículoconelpunto máscercanodelared. Paramejorarlaclasificacióndelosdatos,sepuedenempleardiversosmétodos,aquí proponemosunmétodoaplicadoenproblemasdenaturalezamuyvariadaenlosquese requiereunaclasificación.Elmétodo,conocidocomoalgoritmoK‐means,nospermitirá clasificarlospuntosenagrupaciones(“clusters”)oconjuntoshomogéneos.Estemétodo disponedeimplementacionesdiversas,deacuerdoconlosparámetrosdisponiblesparasu aplicación. Enelcasodenuestrapropuesta,dadoquelasparadasteóricasdelvehículoson conocidas,ycoincidenconlasparadasprevistasenlaplanificaciónparalaexpediciónobjeto deestudio,sepuedeusarcomoprimeraaproximaciónalasoluciónbuscadaelconjuntode paradasdelrecorrido,enparticularlaFigura36muestraelresultadodeaplicarelalgoritmoK‐ meansparaunconjuntoinicialde28paradasenlalíneatomadacomoejemplo;recorrido identificadoporlacompañíaquelaexplotaconelcódigo210.  93   ElalgoritmoK‐meansnosdarácomoresultadounaagrupacióndelasRGTdevelocidad0 enlaquesepuedendistinguirclaramente3tiposdeagrupamientos. 1. Clústerconunaúnicaparadadelalínea,cuyocentroideestámuypróximoalaparada delalínea.  2. Clústersinparadasdelalínea. Figura36.AlgoritmoK‐meanscon28paradasdelínea  100  EnlaprimeraejecucióndelalgoritmoK‐meansobtenemoscomocentrodelos8896 puntoselquefiguraenlaimagenconlaetiquetaNL14,alreiterarlaejecucióndelalgoritmoK‐ meansestavezsobrelos8896puntosydandocomocentroidesdeaproximacióniniciallas paradasdelared175031,175041ylascoordenadasdelcentroidedelaprimeraiteración representadasporNL14seobtienenloscentroidesNL3con6028puntosyNL2con2868 puntos,amboscondistanciasinferioresa25metrosporloquesepuedenconsiderarcomo definitivoseliminandoelprimercentroideobtenido(NL14) Elpuntodepartidaparallegaralresultadodescritoenesteejemploseapreciaenla Figura44,apreciamoslaaltadensidaddepuntosdelosqueestamoshablandoycomohan quedadocondensadosendospuntosdelgrafodelared.  Porúltimo,comentarquepuedenexistirRGTconunregistrodebuenacalidadenla medidaperoenubicacionesabsurdasomuyalejadasdelfocodeatención,estosedebeal efectodedisponibilidadselectivadelGPS,encasodeemplearsistemasGPSdiferencialeseste efectodesaparecería,sinosedisponedeGPSdiferencial,esnecesarioemplearcriteriosde podaespecíficosparaeliminarestetipodemedidas,estadísticamentesonrelativamente fácilesdedescartardadoqueaumentanladispersióndelconjuntodepuntosdelclústerde maneraimportante,sonmuypocaslasmedidasyaplicandométodosdeminimizaciónes posibleeliminarlosdelconjuntoparaquenodesplaceninadecuadamenteelcentroidedel grupo.Otraposibleformadeeliminarladisponibilidadselectivaydadoquesetrabajaenun áreageográficareducida(laisladeGranCanaria)esdeterminarmediantelaestadísticaenun puntoconcretodelaredenquémomentoocurreladisponibilidadselectiva,porejemplo, porquelaubicaciónexperimentaunavariaciónsignificativa(másde100metros)respectoala registradaconstantementeyutilizaresosinstantesdetiempocomocriterioparapodar medidasqueaumentansignificativamenteladispersióndelosclúster. Esmencionablequeaefectosdecálculodetiempoesirrelevantesuubicaciónpor absurdaquepudieraserdadoquealetiquetarunpuntocomomiembrodeunclúster,se puedeconsiderarqueelvehículoestáenlaparadacorrespondiente(oseñaldetráfico)ala Figura44.ConjuntoOriginaldepuntosconcentroideNL14  101  horaindicadaporlamedidayconelloseconsiguedeterminaraquéhoraestáenelsiguiente puntodelrecorridoyaquenoesnecesariocalculardistanciasyvelocidadesparacalcularel tiempo. Nuevamentequeremosindicarlaconvenienciadeincluirlospuntosdeseñalesdetráfico enelmodelo,yaquetantolossemáforos,loscedaelpaso,losstop,lospasosdepeatones,los girosestrechos,suponenubicacionesenlasquelosvehículosexperimentancambiosenla velocidadparecidosalosqueocurrenenlasparadas. Enesencia,unavezdefinidosmediantelasiteracionesnecesariasloscentroidesdetodos lospuntosalmacenados,paraunrangodetiempodeterminado,sepuedeestablecereltiempo enparadayeltiempoenrecorridoempleadoporelvehículo,posteriormentecatalogarlopor tipodedía(Laboral,findesemana,festivo)horadeldía(mañana,tarde,noche)tipodehora (puntaovalle)paraplantearlaaplicacióndealgúnmodelodeoptimizaciónenbaseal comportamientodelparámetro,enlugardecomosehacetradicionalmenteenbaseala experienciaoalaestimaciónteórica.   4.2Estimacióndeladuracióndelosrecorridos.  Comohemoscomentado,enlaprácticatotalidaddemodelosdeoptimizacióndecostesse encuentra,unparámetrodelosquehemospropuestoclasificarenestetrabajodentrodel grupodelosdenominadosparámetrosdecalidad(verTabla4página103deeste documento),elparámetroalquenosreferimosesladuracióndelrecorrido,quesesuele considerarasuvezcompuestoporeltiempodeesperaenlaparada,eltiempodeviajeylos tiemposdetransferenciaenelcasodeviajesdemúltiplesetapas.Noscentraremosenlos viajesdetrayectosimpledondeladuracióndelrecorridoseráeltiemponecesarioparaqueun viajerorealiceelrecorridodesdeelorigenhastaeldestino.  4.2.1Descripcióndelproblemadelaestimacióndeladuracióndelasexpedicionesdeuna ruta  TalycomoseindicaenlaTabla4unacaracterísticacomúndetodoslosparámetrosde calidad,esqueseempleanestimacionesmuypróximasalvalorreal;enestetrabajo,nos proponemosplantearelusodevalorescalculadosmedianteaproximaciónestadísticaobtenida delregistrosistemáticodeinformacióngeneradaabordodelosvehículosqueconvergehacia elvalorrealpermitiendoasuvezelmantenimientoautomáticodelosvaloresusadospara representarunparámetrodecalidad,así,ladiferenciaentreelvalorrealdelparámetroyel empleado,serácadavezmenorysobretodo,elvalorusadomediantelapropuestaque hacemosenestetrabajosemantendrámásfielalasposiblesvariacionesquepuedasufrirde acuerdoconlahoradeldíaylatipologíadedía.  102  Losoperadoresdetransportedesarrollansuactividaddeacuerdoconunaplanificación desarrolladasiguiendoloscriteriosdealgúnmodeloyespecificadaconundeterminadogrado dedetalle,enlaquecomomínimo,sedisponedeunconjuntoderutasarealizarcumpliendo conunconjuntodeterminadoderestriccionesorequerimientos,enalgunoscasos,las restriccionesnosonnecesariamenteimpuestasniporloscriteriosdeoptimizacióndecalidado decoste/beneficio(normalmenteantagonistas),niporlasdenominadasobligacionesde servicio,queimponenunmínimodefrecuenciasorecorridosparagarantizarelservicioalos usuariosdeunazonadeterminada,definidaporlaautoridadcompetenteenmateriade transporteregulardeviajeros.Laplanificaciónsueleestardescritamedianteloquesesuele denominarcomocuadrodeservicio,quepuedepresentarunaperiodicidaddiaria,semanal, quincenal,mensual,trimestral,semestraloinclusopuedeobedeceralascondiciones climatológicasoalaexistenciaoausenciadecircunstanciasdiversas,enlamayoríadelos casoslaplanificaciónincluyefundamentalmentelaasignacióndevehículosyconductores designadosalefecto.  LaTabla4representaunahojadeservicioconcretadelcuadrodeserviciodeunodelos operadoresdetransporte,enconcretoeloperadorInterurbanodelaIsladeGranCanaria,la empresaGlobalSALCAIUTINSAS.A.L.acontinuacióndescribimoselcontenidodelahojade servicioindicandoelsignificadodecadaunodesuscamposycomentandoaquellosaspectos significativosquequeremosdestacarporsuimplicacióneneltrabajoquenosocupa.  LahojadeserviciorepresentadaenlaTabla4estáasociadaaunconductoridentificado porsunúmerodeidentificación,queeseldesignadoparaejecutarlasaccionesprevistasenla hojadeservicioconelvehículo1310duranteelTurnodeTarde.ElcampoTipologíaindicaque sedeberealizartodoslosdíasdelasemanadeLunesaViernes(excluyendolosdíasfestivos quepertenecenaotratipologíanormalmentedenominadacomofinesdesemanayfestivos), laFechadeentradaenvigordeésteservicio,enestecaso18/07/2014acontinuaciónaparece elGrupoqueindicalaubicacióndelosrecursosmaterialesyhumanosresponsablesderealizar esteservicio,elSectordadoqueenundeterminadoGrupoderecursospuedenubicarsevarios sectores,acontinuaciónelDescansoqueenestecasocorrespondealosSábadosyDomingos, aquétiporecursohumanolecorrespondelaejecucióndeesteservicioenelcampoTipoque enestecasoesaunConductorPerceptor,laduracióntotaldelaJornadadeTrabajoqueen estecasoesde7horasy50minutos(setratadeunaestimación)delTotaldelajornada(8:55) 1hora50minutossondenominadoscomoEstructuraldadoqueporobligaciónlegalopor conveniocolectivodetrabajadoresesobligatoriodisponerdeciertosperíodosdedescanso cadaciertotiempocontinuadodeconducción,adicionalmentefiguran1horay50minutos comoHorasNocturnasdadoqueestashorasdetrabajoseretribuyendeunaformadistinta quelasdiurnasyporlotantohayquetenerlasencuentaparaevaluarloscostes,porúltimoen lacabecerafiguraelcampoConceptoconelvalorDietaquenosindicaenestecasoenlos emu8numentosdelconductorcómoseránreflejadaslashorasadicionales,nocturnasoen generalconcostesdiferentesalosdelashorasdeJornadanormal.  103    HojadeServicio Id:230155Guagua:1310Turno:TardeTipología:LunesaViernesFecha:18/07/2014 Grupo:ArucasSector:ArucasDescanso:SábadosyDomingosTipo:ConductorPerceptor Jornada:07:50:00TOTAL08:55Estructurales:1:50HorasNocturnas:01:50Concepto:Dieta DeAOperaciónNodo Expedición Línea ItinerarioTiempo 14:1014:10I.SEstaciónArucas(5)  00:00 14:1014:46S.LLasPalmas45I/210VArucas‐Cardones‐Las Palmas 00:36 14:4614:47T.GEstacióndeSanTelmo(8) 00:01 14:4715:10P.OEstacióndeSanTelmo(8) 00:22 15:1015:43S.LArucas502/210ILasPalmas‐Cardones‐ Arucas 00:33 15:4315:44T.GEstaciónArucas(5) 00:01 15:4416:10P.OEstaciónArucas(5) 00:25 16:1016:46S.LLasPalmas49I/210VArucas‐Cardones‐Las Palmas 00:36 16:4616:47T.GEstacióndeSanTelmo(8) 00:01 16:4717:10P.OEstacióndeSanTelmo(8) 00:22 17:1017:43S.LArucas542/210ILasPalmas‐Cardones‐ Arucas 00:33 17:4317:44T.GEstaciónArucas(5) 00:01 17:4418:10P.OEstaciónArucas(5) 00:25 18:1018:46S.LLasPalmas53I/210VArucas‐Cardones‐Las Palmas 00:36 18:4618:47T.GEstacióndeSanTelmo(8) 00:01 18:4719:10P.OEstacióndeSanTelmo(8) 00:22 19:1019:43S.LArucas582/210ILasPalmas‐Cardones‐ Arucas 00:33 19:4319:44T.GEstaciónArucas(5) 00:01 19:4421:30P.OEstaciónArucas(5) 01:45 21:3022:06S.LLasPalmas65I/210VArucas‐Cardones‐Las Palmas 00:36 22:0622:07T.GEstacióndeSanTelmo(8) 00:01 22:0722:15P.OEstacióndeSanTelmo(8) 00:07 22:1522:48S.LArucas302/210ILasPalmas‐Cardones‐ Arucas 00:33 22:4823:05CArucas 00:16 23:0523:05F.SArucas 00:00 LeyendaI.SIniciodeServicioT.GTrasladodeGuaguaenvacíoCComplemento S.LServiciodeLíneaP.OParadaOperativaF.SFindeServicio Tabla4.HojadeServicio Continuaremosconladescripcióndelahojadeserviciocomentandocadaunadelas columnasquelacomponenparadefinircadaoperaciónreflejadaenlasfilasdelahojade servicio.Lasdosprimerascolumnas(DeyA)fijanlahoradecomienzoylahoradefindela operaciónrepresentadaenlafila,laterceracolumna(Operación)defineeltipodeoperación dequesetrata,lacolumnadenominadaNodoidentificaellugardelareddetransporteenel quelaoperacióntienelugaroencasodeunserviciodelíneaelnodofinaldelamisma,la columnaexpediciónesunnúmeroqueidentificademaneraúnicaunrecorridodeuna determinadalíneaenunahoraconcreta,Lalíneaeslaidentificaciónqueseledaaun recorridoporunconjuntodeparadasespecíficasenunordendeterminadoporlasquepasará elvehículoalrealizarlaexpedición,Itinerarioeselresumendeparadasdelrecorridoque sueleidentificardemaneraclaraparaelusuariodequevariantedelrecorridoentreelorigeny  104  eldestinosetrata,yporúltimoeltiempo,valorqueseleadjudicaaladuracióndela operaciónyqueentodosloscasosesunaestimaciónrealizadaporlaempresa.  AlanalizarlaTabla4,vemoscomolahojadeservicioidentificaencadaunadesusfilas unaoperaciónconcretayprevistaporlaempresaparaelnormaldesarrollodelaplanificación. Porejemplolasiguientefila:   14:1014:10I.SEstaciónArucas(5)  00:00   NosdescribelaoperaciónI.S(Iniciodeservicio)que,deacuerdoconelplanprevisto, deberíatenerlugarenelnododelaredidentificadocomoEstacióndeArucasandén5alas 14:10porelconductor230155enlaguagua1310,estaoperaciónseleadjudicaunaduración nulayaqueenrealidadconsisteenqueelconductorespecifiquealamáquinaexpendedora queutilizarápararegistrartodoslosmovimientosdelservicio(operacionesdefinidasenlahoja deservicioasícomoventadebilletesdepagodirectoabordoycancelacionesdetítulos)los datosnecesariospararegistrareliniciodelasoperaciones.  Continuandoconelanálisisdescriptivodelahojadeservicioquehemospuestocomo ejemplo,podemosobservarlasiguientefilaquecitamosacontinuación:   14:1014:46S.LLasPalmas45I/210VArucas‐Cardones‐Las Palmas 00:36   EnestecasolaoperaciónS.LnosindicaunServiciodeLínea,enconcretoeldesentidoiday conelnúmero210asignadoquerealizaunrecorridoentreloslugaresconocidoscomoArucas yLasPalmaspasandoporCardones,estaexpedición,lanúmero45,tienelugarcadadíade LunesaViernesentrelas14:10ylas14:46paralaquesesuponeporlotantounaduraciónde 36minutos,talycomonosindicalaúltimacolumnadeestafila.Essobreelvalordeesta últimacolumnasobreelquenosproponemosprofundizaryestudiarlasimplicacionesque nuestrapropuestapuedetenerbásicamenteentresaspectosconcretos:  1. Determinarelgradodecumplimientodelosserviciosplanificados.  2. Optimizarelusodelosrecursosdestinadosalosservicios.  3. Mejorarlacalidaddelainformaciónproporcionadaalviajero.  Sisomoscapacesdeidentificarconexactitudenquémomentoseiniciaundeterminado serviciodelínea,yenquémomentosealcanzaelextremofinaldesurecorrido,essimple calcularladuraciónexactadelserviciodelíneaytambiénresultarásimplerealizaruna estadísticaacumulativadeestevalorparaagruparloportipologíadedía,franjahorariao cualquierotrocriterioquesedemande.   105  Otraconsecuenciadirectadepoderdeterminarconexactitudlaubicacióndelvehículoen unmomentodadoesquepodremosconoceraquéhoraexactapasaporcadaunadelas paradasdelrecorridoyaplicarlosvaloresobtenidosdelarealidadenlugardelaestimación, denuevopodemoscategorizarelvalorportipologíadedíayhoradeldíaalaqueserealizael recorridomejorandolaprecisióndelainformaciónsobreelhorariodepasoporlaparada suministradaalviajeroloquederivaraenunaumentodelacalidaddelservicio.  RetomandoladescripcióndelahojadeserviciodelaTabla4enlatercerafilaque presentamosacontinuación:   14:4614:47T.GEstacióndeSanTelmo(8) 00:01   Sedescribeunaoperacióndeduración1minutonombradacomoT.G(Trasladoenvacío) queconsisteentrasladarelvehículodesdelazonadelaEstaciónenlaquelosúltimosviajeros debenbajarse,hastaellugardelaEstaciónenelquetendrálugarlasiguienteoperacióndela hojadeservicio,enestecaso,setratadelAndén8delaEstacióndeSanTelmoenLasPalmas deGranCanaria.  LasiguientefiladelaTabla4:   14:4715:10P.OEstacióndeSanTelmo(8) 00:22   NosindicaloqueseconocecomounaParadaOperativa(P.O)estaoperacióncontempla entreotrascosas,larevisiónqueelconductordeberealizardelvehículoparaasegurarsede queelinteriordelvehículoseencuentraencondicionesadecuadaspararealizarelsiguiente viaje(tantohigiénicas,comodeseguridad,comotécnicasyfuncionales)asícomorecogerlos posiblesobjetosquelosusuarioshayanpodidodejarolvidadosabordodelvehículopara entregarlosenobjetosperdidosdelaestación,ademásestesueleserunperíodoenelqueel conductorrealizaundescansoquelepermitecumplirentreotrasconlascondicioneslegales fijadasparaeltiempomáximodeconducciónsindescanso.  LasiguienteoperacióndelahojadeservicioqueencontramosenlaTabla4es:   15:1015:43S.LArucas502/210ILasPalmas‐Cardones‐ Arucas 00:33   Enestecasodenuevosetratadeunserviciodelíneaidentificadoporlaexpedición número50quetienelugarentrelas15:10ylas15:43paralalínea210querealizaráel recorridoentreLasPalmasdeGranCanariayArucaspasandoporellugarconocidocomo Cardones,enestecasoladuraciónprevistaparaestaexpediciónesde33minutos(3minutos menosqueelmismorecorridoensentidocontrario)ysetratadenuevodeunaestimación.   106  Elesquemadeoperacionesprácticamenteserepiteenrecorridosdesdeelnúcleourbano deArucasalnúcleourbanodeLasPalmasconunaduraciónteóricaestimadade36minutosy deLasPalmasaArucasconunaduraciónteóricaestimadadeunos33minutos.Enmediose hacenlostrasladosenvacíonecesarios,asícomolasparadasoperativascorrespondientes. ResumimosenunesquemaelcicloalquehacemosreferenciaFigura45.     Cabedestacarcomoelcicloderecorridodeidayvueltacoincidenenunaduracióntotal de59minutosportrayectoincluyendolostrasladosenvacíoylasparadasoperativas,el tiempodeviajesediferenciaen3minutossegúnhablemosdelrecorridodeidaovuelta.Sin embargo,laduraciónteóricaestimadaparalaexpedición50quetienelugarentrelas15:10y las15:43esde33minutosyestambién33minutosparalaexpedición58quetienelugar entrelas19:10ylas19:43cuandolascircunstanciasdeltráficoentrelospuntosdeorigeny finalizacióndelaexpediciónnosonlasmismasalas15:10quealas19:10,resultandoextraño queeldesplazamientoentredospuntostengalamismaduraciónconindependenciadela horaenqueserealizaeinclusodeltipodedíaenelquetengalugar(laboralofestivo).Como yahemoscomentadopararealizarlaplanificacióndelaquesederivanlashojasdeserviciosy finalmentelasoperacionesarealizarseutilizanestimacionesteóricasquereflejanunarealidad promedioenelmejordeloscasos.  4.2.2Propuestademétodoparalaobtencióndeladuracióndelasexpedicionesdeunaruta.   Nuestrahipótesisdetrabajoqueyahemosenunciadoconanterioridadeslasiguiente:  “Esposibledeterminarunafunciónquedefinaladuracióndelrecorridodeunservicio delíneapartiendodelosdatosgeorreferenciadosacumuladosparaundeterminado recorrido”  Parademostrarlahipótesisplanteada,partiremosdelainformaciónregistradaporlos sistemasembarcadosquerecordamos,básicamente,consisteenlaposiciónenlaquese encuentraelvehículoenunmomentoconcretoyelmomentoexactoenqueseregistrauna operacióndecualquiertipoenelvehículo. Figura45.Ciclodeduracióndelrecorrido  107   Acontinuacióndescribimoslasecuenciadepasosqueproponemosrealizarparaobtener unafunciónquemodeleladuracióndelrecorridoenfuncióndeltipodedía(laboralofestivo) yenfuncióndelahoradeldía.  1. Enprimerlugaraplicaremoselmétodointeractivobasadoensucesivasaplicaciones delalgoritmok‐means,usaremosparaelloelconjuntodeparadasdelalíneaobjetode estudioyaplicandoelmétodoparaelhorarioenelqueseharegistradoqueel vehículoestárealizandoelserviciodelíneaobjetodeestudio.Elresultadoseráquelos puntospertenecientesalhorarioderealizacióndelserviciodelíneaseránvinculados unívocamenteacadaunadelasparadasprevistasenelrecorrido.Deentretodoslos puntos,seleccionaremoscomoresultadoparaestepasosoloaquellosregistrosque pertenecenalclústerdelorigenoalclústerdedestinodelrecorrido. 2. Ensegundolugarordenáremoscronológicamentelosregistrosobtenidosenelprimer paso,así,tendremosenordentemporallosregistrosregistradostantoenelpuntode comienzodelserviciodelíneacomoenelpuntodefinaldelserviciodelínea,así, tendremosparejasderegistros(origen,destino).Filtraremoslasparejasderegistros usandolainformacióndelregistrodeoperacionesabordodelvehículo,enconcreto losregistrosdecomienzoyfinaldelserviciodelínea,acotandoasíelnúmerode parejasautilizar. 3. Entercerlugarconlasparejasdepuntos(origen,destino)realizaremosunprocesode tipoestadísticoparacalcularladuracióndelasexpediciones,teniendoencuentalos parámetrosestadísticosobtenidos,fijaremosunafuncióndeinterpolaciónquenos permitiráespecificardeunamaneranoestimadasinoajustadaaladistribución específicadequesetrateencadaserviciodelínea,laduracióndelaexpediciónen funcióntantodelahoradeldíacomodeltipodedíadequesetrate.  4.2.3Resultadosobtenidosalaplicarelmétododeestimacióndeladuracióndelas expedicionesdeunaruta  Acontinuaciónpresentamosalgunosresultadosobtenidos.Losdatospertenecenalrecorrido delserviciodelíneadetipointerurbanoqueatraviesatantozonasurbanascomozonas interurbanasenconcretosedesarrollaenlaIsladeGranCanariaentrelasciudadesdeLas PalmasdeGranCanariayArucas(partedeestosserviciosdelíneasecubrenconlahojade ServiciocomentadaenlaTabla4). Parapoderrealizarelestudioqueaquípresentamossehanobtenido,mediante procesosderegistroencargadosdealmacenarlainformaciónqueyahemoscomentadocon anterioridad(RGTyOST)demodoquetodoslosregistrosllevanunaclavedeidentificación queeslahorauniversalsuministradaporelGPSinstaladoenelvehículoyquenospermite relacionarconfacilidadlageoreferenciaconlasoperacionesdelservicio. SehausadocomosoporteunaBasedeDatos,queennuestrocaso,empleaherramientas delentornoMySql(enconcretoMySqlWorkbench),ysobreellapodemosestablecerun conjuntodeconsultasSQLestándarquenospermitenseleccionardetodoslospuntos  108  Figura46.DuraciónPromedio,Planificada,MínimayMáximadelRecorridodeIdaendíasLaborables registradosaquellosquesonnecesariospararealizarloscálculosquesepresentandemanera resumidaenlastablasderesultadosquepresentamosacontinuación. Elestudiorealizadosehasegmentadoentrestipologías: 1. Laboralesquecontienenlainformaciónregistradadurantelosdíasdelasemanade LunesaViernes(excluyendolosfestivos) 2. LaquetienelugarelSábado 3. LaquetienelugarlosDomingosy/oFestivos.  PresentamosenlaTabla5,elresultadodecalcularlostiemposderecorridoacumulando lostiemposregistradosparaunodelosserviciosdelíneaenconcretoeldesentidoIDA.  IDA Lunes a Viernes HoraDuración teórica Duración Mínima Duración Máxima Duración PromedioMinutossegundosDesviaciónMinutossegundos 62400184525722162,5 36 2196,71365316 82400191826882273,37037 37 53 193,026532313 102400232631332471,206897 41 11 254,539132414 122400201330562509,851852 41 49 243,53023943 142400205425812305,384615 38 25 154,782965234 162400202527462445,12 40 45 206,236781326 182400208128642477,888889 41 17 219,129505339 202400189125652187,565217 36 27 192,113562312 Tabla5.DuracióndelRecorridodeIdalosdíasLaborables  La Figura46representagráficamentelosdatosdelaTabla5,deacuerdoconlaleyendaseaprecia larecta(roja)querepresentaladuraciónteóricaestimadaparaelrecorridoylascurvasen  109  burdeos,azulyverdequerepresentaladuraciónmínima,máximaypromediada, respectivamente. Sehatrabajadosobreunconjuntodedatosquehasidoobtenidomedianteelregistro sistemáticodetodoslosserviciosrealizadosduranteunañocompleto,enelquesehan almacenadotantolosrecorridosrealizadoscomolasoperacionesdeserviciorealizadasporun vehículo,lasfilasdelaTabla5representancadaunadeellas,unahoradeterminadadeldíaen laqueserealizaelserviciodelíneaqueseestudia,enlacolumna2sepresentaladuración teóricaestimadaporlaempresa(laquesehaconsignadoenelcuadrodeservicioexpuestoen laTabla4),enlacolumna3,serepresentaladuraciónmínimaregistradademanera acumulada,esdecir,laduraciónmínimadelrecorridoparalahoraquecorrespondealafila registradadurantetodoelaño,enlacolumna4laduraciónmáximaregistrada,esdecir,la duraciónmáximaregistradaparaelrecorridoalahoraquecorrespondealafiladurantetodo elaño,enlacolumna5sepresentaladuraciónpromedio,comoelresultadodesumartodas lasmedidasobtenidasparaelrecorridoalahoraquerepresentalafiladurantetodoelaño, divididoporelnúmerodemedidas,estoes,elpromedioacumuladodetodaslasmedidas realizadasensegundosyacontinuaciónenlascolumnas6y7porcomodidadyclaridadse representalaconversiónaminutosysegundosdeltiempopromedio,enlacolumna8se representaladesviacióntípicadelasmedidasrespectoalpromedioensegundosyenlas columnas9y10denuevoporclaridadycomodidadladesviaciónenminutosysegundos.   ProfundizandoenlaFigura46cabeaproximarsemás,porejemploaladuración promediodeltrayecto,paraellopresentamoslaFigura47. Comoprimerfoconosgustaríadestacar,comoresultaapreciablementedistinto,el tiempopromedioderecorridoenfuncióndelahoradeldía,locualacompañael planteamientodequeladuracióndelrecorridovariaráconlascircunstanciasdetráficoalo Figura47.FuncióndeCálculodelaDuraciónPromediodelRecorridodeIdaendíasLaborables  116  4.3Estimacióndeloshorariosdepasoporparadas  Enestecasopretendemosaplicarlosresultadosdelosestudiosrealizadosenestetrabajo, parapresentarunaposibleformademejorarlainformaciónrelativaalhorariodepasopor parada,empleadatantoenlosmétodosdeoptimizacióncomoenlainformaciónsuministrada tantoausuarioscomoaautoridadescompetentescomoalospropiosoperadoresde transporte.  4.3.1Descripcióndelproblemadelaestimacióndeloshorariosdepasoporlasparadasde unaruta  Parailustrarenquéconsisteelproblemaabordado,asícomosurelevancia,tomaremos comoejemplounaparadaconcreta.Laparadaseleccionadaeslaidentificadaconelcódigo 175‐031delaLínea210LasPalmasdeGranCanaria–Cardones–Arucas.Estalíneatienetanto tramosdetipourbanocomotramosdetipointerurbano,inclusodentrodelostramosurbanos loshayquepodríamosdenominardecentrodeciudadmediana/grandeyurbanosde pequeñaslocalidadesozonasdemenordensidaddetráfico,enlosdetipointerurbanohay paradasenlasqueprácticamentesolosebajanlosviajerosyotrasenlasqueéstossolosuben alvehículo.Realizaremoselestudiosobrelaparadadetipologíaurbana175‐031quepodemos caracterizarcomounaparadadecentrodeciudadmediana/grandeenlaqueprácticamente solosubenviajeros. Figura 54. ParadaUrbana175‐031  117   EnlaFigura54observamoslaparadaurbana175‐031laempresasuministrauna informaciónsobreelhorariodepasopresenteenunodelospanelesestáticosquesepueden observarenelbáculodelaparadaconelsiguientecontenidoparalalínea210.    LatablaconlainformaciónpresentadaporlaempresaseencuentraenEspañol,Inglésy Alemán,paralafranjahorariacomprendidaentrelas7:00ylas20:00enlosdíaslaborables muestraunafrecuenciade30minutosyparalosSábadosyfestivosunafrecuenciade60 minutosenlafranjahorariade8:00a20:00.Todoslosdías,conindependenciadesutipología existendosexpedicionesdecierrededíaunaalas21:40yotraalas22:25,ademásparalos díaslaborablesexiste1expedicióndecomienzoalas6:40horasdelamañana,tantolasde comienzocomolasdefinalestándestinadasatrasportarusuariosquecomienzanoterminan suturnoescolarolaboralsobredelas7odespuésdelas20:30horas.  118   4.3.2Propuestademétodoparalaobtencióndeloshorariosdepasoporlasparadasdeuna ruta  Nuestrahipótesisdetrabajoserálasiguiente: “Esposibledeterminarmedianteelregistrosistemáticodelaposicióndelvehículoydelas operacionesdeservicioquerealizaunafunciónquepermitadeterminarelhorariodepasode unvehículoporunaparadaconcretadeundeterminadoserviciodelínea” Ladinámicaaseguirdeacuerdoconnuestrapropuesta,paracomprobarlavalidezdela hipótesiseslasiguiente: 1. Seleccionarlosregistrosdevelocidad0deentretodoslosdisponiblesvinculados geográficamentealaparadaenestudio.Estoes,todoslosqueresultendeaplicarel algoritmoK‐meansenelcentroidecorrespondiente.  2. Filtrarlosregistrosseleccionadosenelpaso1paraconsiderarsoloaquellosque correspondanalalíneaobjetodeestudio.Paraellovolveremosaemplearinformación sobreoperacionesdeserviciodemaneraqueconlasparejasderegistros(origen, destino)ordenadascronológicamentepodemosdeterminarqueregistroscoincideno noconelserviciodelíneaqueseestudia.  3. Agruparlosregistrosresultantesdelpaso2paracadahoradepasodelalínea correspondiente.  4. Realizarelcálculoacumulativodelmáximo,mínimoypromedioparacadahoray estimarmediantelafuncióndeajustequeseconsideremásconvenienteelhorariode paso. Aplicandolasecuenciadepasosdescritosobtendremosunafunciónquepermiteestimar elhorariodepasoparaunaparadaconcretadelrecurridoenfuncióndeltipodedíaydela horadeldíadelaquesetrate.  119  4.3.3Resultadosdelmétodopropuestoparalaobtencióndeloshorariosdepasoporlas paradasdeunaruta  EnlaFigura55observamoselresultadodeaplicarelmétodok‐meansalosregistrosde posiciónconvelocidad0próximosalazonadondeseencuentralaparada175‐031,de acuerdoconloindicadoenelpaso1)denuestrapropuesta,enrealidadaquíencontraremos4 centroidesquedeberemosirprocesandoensucesivasiteracionesdelalgoritmok‐meanshasta convergeralasoluciónfinal.  EnlaFigura55podemosseñalarvariasdelascaracterísticasclásicasdeunaparadaurbana: 1. Lapresenciadeedificiosdealturaconsiderablequedificultalarecepcióndelaposición GPSexactaydaorigenaunamayordispersióndelospuntosregistradosconocido comoefectocañónenterminologíademedidasGPS.  2. Lapresenciadeseñalesdetráficotiposemáforos,pasosdepeatones,cedaelpasoy engenerallugaresenlosquelaguaguanotienelaprioridaddepaso.  3. Laproximidaddevariasparadas,eshabitualqueenlosrecorridosurbanospor avenidasycallesdedoblesentidolasparadasseencuentreaunadistanciamás próximaqueenelcasodeparadasinterurbanas.  Aplicandoelmétodoexplicadoenestetrabajoparavincularlospuntosaunaparada, obtenemoselresultadoquesemuestraenlaFigura56paralaparadaurbana175‐031.   Figura55.Grupoinicialparaunaparadaurbana  120     HORADEPASO PREVISTA MEDIAen segundos MinutosSegundosDesviaciónestándar ensegundos MinutosSegundos 8:20374.494614 243.624 43 10:20406.711646 211.494 331 12:20417.613657 189.401 39 14:20485.6858 5 167.882 247 16:20492.600812 161.682 241 18:20449.885729 161.773 241 20:20481.8388 1 157.791 237 Tabla11.DatosEstadísticosdelHorariodePaso   Figura56.Seleccionarpuntosdeparadaurbana  121  Deacuerdoconloqueproponemoscomosegundopasodenuestrapropuesta, filtraremoslasmedidasparaseleccionarsoloaquellasquesecorrespondanconlalíneaobjeto deestudio,yvinculadosalaparada175‐031oclústerNL3,talycomosemuestraenlaFigura 56sobretalesregistrosydeacuerdoconelpaso3)seagrupamoslosregistrosobtenidosen gruposalrededordelashorasprevistasdepaso,esdecir,enestecaso:8:20,10:20,12:20, 14:20,18:20,20:20.LaTabla11muestrauncasodelosdatosestadísticosquesehanobtenido comoresultado,sobrecadagrupodehorarioprevistohemoscalculamosdemanera acumulativamáximos,mínimos,promediosydesviacionestípicas,conesosvalorespodemos obtenerlafunciónqueseapreciaenlaFigura57,enestecaso,sehaempleadounafunción sencilla,unpolinomiodegrado3queseajustaalahorapromediodepasoobtenidade acuerdoconlaevaluaciónacumuladadelosdiversoshorariosdepasoyquenospermitirá conocerlahoradepasoparacadaesta.   Lafunciónobtenidaenestecasoes:  DondeXseríalahorateóricadepasoeYseríalahoraestadísticamentevaloradade acuerdoconnuestrapropuesta.Enesencia,estamoshablandodecalcular4coeficientes numéricosquesepuedenrecalculardemaneraconstantetantoenlacentralcomoabordode losvehículos,comoenlasparadasdelarutaquedispongandeelementosdecómputo,como enterminalesdeusuarioquepudiesendescargarlainformaciónnecesariaparaprocesaresta función.Demaneraqueseríamásdinámicayexactalainformaciónobtenida. Figura57.FuncióndeCálculodelHorariodePaso  122   Capítulo5:Conclusiones.  Enlaactualidadexisteunamplioabanicodesistemasdeinformaciónimplantadosen empresasdetrasporteregulardeviajerosporcarretera.Engeneral,sonherramientasque tienenporobjetivomejorarlaactividaddeltransportedesdedistintasvertientes:cumplircon loshorariosdepasoporparada,frecuenciasydisponibilidaddeplazascomprometidasconlos usuarios,alavezquetratandemaximizarelbeneficioparalosoperadoresdelsistemay minimizarloscostesdecaraalusuarioyalasostenibilidadeconómicadelsistema.En cualquiercaso,entodoslossistemas,subyaceunmodelobasadoenlainformaciónobtenida pormediodemétodoscasisiemprebasadosenestimacionesqueseajustanalarealidaden buenamedida,dadoquesonelresultadodelaexperienciaacumuladatantoporlos operadorescomoporlasautoridadesdeltransporte.Peroexistenmúltiplesfactoresque afectanalaactividaddeltransporte,comoporejemplo:condicionesdeltráfico,condiciones climáticas,periodosdecalendario,franjashorarias,etc.portantosehacenecesariodisponer desistemasquedeformaautomáticaproporcionendatosquereflejenentodomomentoel estadodeestaactividadqueposeeunaltogradodedinamismo. Lanecesidaddemejorarlossistemasdeplanificación,controleinformaciónenloquea calidadrespecta,tantoparalosusuarioscomoparalosactoresdelsistema,justificael esfuerzorealizadoenestetrabajodetesisparapoderencontrarnuevassolucioneso aproximacionesalassolucionesdeproblemasclásicosenestetipodesistemas.Porotrolado, aunquelosparámetrosempleadosenlosmodeloscorrespondientesseajustandemodo razonableaunplanteamientoglobaldelbinomiocalidad/beneficio,fallanconsiderablemente alahoradesuministrarinformaciónadecuadasobreelcumplimientodeloshorarios planificadosyporlotanto,tambiénalahoradesuministrarinformacióndelamejorcalidad posiblealusuariodelsistemadetransportepúblico.Parapoderalcanzarestosobjetivosse requierensistemasqueseancapacesdemanejarencontextosdemovilidadlosgrandes volúmenesdedatosutilizadosenlaactividaddeltransportepúblico. Considerandolasmotivacionesqueoriginaronestetrabajodetesisyfijándonosenlos retosquedebenresolverlaspropuestasactualesdesistemasdeinformaciónquerequieren grandesvolúmenesdedatosencontextosdemovilidad,especialmenteenentornosenlosque interactúanunagrancantidaddeusuarios,seconcluyequeestosretosseoriginanporelalto gradodeespontaneidadyheterogeneidaddelasaplicacionesoserviciosqueintervienen.Por otrolado,sehaconstatadoqueelparadigmadelacomputaciónubicuaposeetécnicasy modeloscaracterísticosqueresuelvendemanerasatisfactoriaestosretos.Latesispropuesta sehainspiradoenestosprincipiosdemanejodedatosparaproponerunsistemademanejo inteligentedelosdatosqueintervienenenlaactividaddeltransportepúblicoporcarretera. Lasoluciónplanteadaconsisteenunsistemabasadoenprocesosagentes,quehaciendouso derecursoshoydíamuycomunesenlasinfraestructurasdetransporte(sistemasde localización,comunicacionesmóvilesysensores),llevaacabounmanejointeligentedelos grandesvolúmenesdedatosrequeridosparaplanificaryevaluarlaactividad.  123  Enelcontextodeestetrabajo,pormanejointeligenteseentiendelagestiónautomática delflujodedatosutilizadoenestetipodetransportemedianteunusosostenibledelos recursostecnológicosutilizados.Porusososteniblederecursosseentienderecursosqueestán disponiblescomúnmenteenlasinfraestructurasdelareddetransporte,sininterferirde manerasignificativaenlosprocesoshabitualesasociadosaestaactividad(planificación, explotacióneinformaciónalosgruposdeinterés)ysininfluirenlaactividadesrealizadaspor losagentesresponsablesdeestosprocesos(conductores,personaldesupervisión,personal técnicoyviajeros).Paralograrestemanejointeligentedelosdatossehantenidoencuentalas propuestasdearquitecturasITSymodelosdedatosauspiciadospororganizaciones internacionesyelparadigmadelaComputaciónUbicua.LasarquitecturasITShanservidode inspiraciónparaconseguirunaltogradodeescalabilidad,integracióneinteroperabilidadenel modelodesistemapropuesto,tratándosedeunmodelodesistemaorientadoalaprestación deserviciosdeinformacióndevalorañadido.Aspectosclavesenelparadigmadela ComputaciónUbicua,concretamentelastécnicasparaelprocesamientodecontextoydel diseñodeMiddlewaresehanutilizadoparaladefiniciónyconstruccióndelsistemapropuesto. Elmodelodesistemapropuestosehaimplementadoysehanpuestoenfuncionamiento encondicionesrealesdeoperación.Comoconsecuenciadeello,tantolaAutoridadreguladora deltransportepúblicodeviajerosenlaIsladeGranCanaria(AUTGC),comolaEmpresade TransportedeViajerosGLOBALSALCAI‐UTINSAS.A.sehanbeneficiadodelasaportacionesdel sistema.ConcretamentelaAutoridadreguladorahaasumidosumodelodedatosygraciasa estemodelohadesarrolladosubasededatosdeltransportepúblicoregulardeviajeros,que integraatodoslasempresasdetransporteregulardeviajerosdelaIslayeselcomponente básicodedistintosserviciosdeinformación,talescomo:SistemadeInformaciónenParadasy EstacionesysuPortalWeb.Porotrolado,laempresamencionadahaasumidosusistemade transferenciainteligentededatosmasivos,graciasaestesistematodoslosdatosmasivos relacionadosconsuexplotación(tarifas,planificacióndeoperaciones,controldeoperacionesy gestióndeincidenciasyexcepcionesdelaexplotación)sontransferidosdemaneraautomática einteligenteentrelosrepositorioscorporativosylosvehículosdesuflota. Graciasalosdatosproporcionadosporelsistemasehanpodidodesarrollartrescasosde usoquetienenporobjetivomejorarelserviciodeltransportepúblico.Estosconsistenentres metodologíasqueutilizandodatosmasivosproporcionadosautomáticamenteporelsistema permitensustituirlasestimacionesusadashabitualmenteenmuchossistemasdeasignación derutasydiseñodelasmismas,poraproximacionesestadísticasquesonelresultadodel registrosistemáticodedatosrelevantesobtenidosduranteeldesarrollodelosserviciosde transporte,conunagranularidadtemporallofinaqueserequiera:eneldíaadía,oenél minutoaminuto,oinclusocadasegundosifueranecesario. Lastresmetodologíasdesarrolladasenloscasosdeusoposeenunnúcleometodológico común.Estenúcleocomúnconsistebásicamenteenregistrarlainformaciónsobreubicación físicadelvehículoyelinstanteexactoenelqueelvehículoseencontrabaendichaubicación, juntoconlasoperacioneshabitualesdelserviciodetransporteyelinstanteenelqueha tenidolugarsucomienzo.Elcrucedeambasfuentesdedatos,esdecir,laubicaciónprecisay lasoperacioneshabitualesdelservicio,usandocomoclavecomúnelinstanteenelquehan sidoregistradas,nospermitetenerconstanciadelaubicaciónexactadecadavehículolaflota  124  encadainstantesignificativodelservicioqueserealiza.Deestamanera,apoyándonosen técnicasestándardeanálisisdeclústersepuededeterminarenquéinstanteseencuentrael vehículoenunaparadaconcretadelrecorridoprevisto,permitiendodiscriminarentrelos distintoslugaresenlosquesedetieneunvehículodemaneraprecisayclara,pudiendo concluircuandosetratadeunaparadaydequétipoeslamisma,urbana,interurbanaoseñal detráficodondeelvehículonotienelaprioridaddepaso. LosdatosprocesadosmedianteelalgoritmodeanálisisdeclústerconocidocomoK‐ means,noshapermitidodesarrollarunmétododecálculodelafunciónquedefineelhorario realdepasoporparadadelosvehículos.Conestafunción,quepuedesertansimplecomouna interpolaciónpolinómica,sepuedecalcular,demaneradinámicaabordodelvehículoel horariorealdepasoynotificarlo,víalacentraldecontrolodirectamentealainfraestructura disponible(otrosvehículosparaeltrasbordo,panelesdeinformaciónalusuario,terminales móvilesdeusuario,etc.).Así,sepuedeproporcionarinformaciónmásajustadaalarealidad quelaqueproporcionanlashabitualestécnicasdeestimación,yloqueesmásdeseable, obtenerinformaciónmedianteelusodeunafunciónajustadaalatipologíayhoraexactadel díadelquesetrate(laborable/festivo).Medianteestatécnicasehaobtenidounafunciónde estimacióndeladuracióndelasexpedicionesdeunaruta.Laduracióndelasexpedicioneses undatoqueseutilizaendistintosámbitos;todaslastécnicasdeoptimizaciónderutasy tambiénseutilizaenlaconstruccióndelasplanificacionesdeserviciosquehandellevara cabolosconductoresyvehículos. Enestetrabajotambiénseproponeunaclasificacióndelosparámetrosusados habitualmenteenlosmodelosdeestimacióndecostedelossistemasdetransportequelos categorizaentresgrupos.Unodeestosgruposesperfectamenteautomatizablemedianteel empleodemétodosytécnicassimilaresalaspropuestasenestetrabajo,esdecir,amedida queelrestodeparámetrosevolucionenhaciamagnitudesrelacionadasconlasdelgrupoque hemosdenominadocomoparámetrosdecalidad,seráposible,básicamentemedianteel empleodeaproximacionesestadísticasylainterpolacióndeterminarelvalordelosmismos paracadainstanteytipodetiempoquesedesee. Decaraacontinuarestetrabajodetesisseplanteantreslíneasdeactuación.Laprimera líneatienequeverconmejorasenlosaspectostecnológicosdelsistemaplanteado,lasegunda coneldesarrollodenuevosserviciosbasadosenelmodelodesistemadesarrolladoylatercera conlamejoradeldiseñodelareddetransporteydelasoperacionesarealizarmedianteeluso delosdatosproporcionadosporelsistema. Encuantoalaprimeralíneadetrabajofuturoseproponelaincorporacióndenuevas tecnologíasdecomunicacionesmóviles,comoporejemploelusodelatecnología802.15.4 (ZigBee)paralascomunicacionesdecortadistanciaconelfindeprestarserviciosabordode losvehículos.Decaraamejorarlacalidaddeservicioenlascomunicacionesmasivasdedatos tambiénseproponeelusodelatecnologíaIEEE802.16(WIMAXmóvil),ademásconesta tecnologíasepodríanproporcionarserviciosintensivosenanchodebandacomoaquellosque utilizanseñalesdevideo.Tambiényconelobjetodepoderdesarrollarnuevosservicios orientadosalaseguridadyaccesibilidaddeltransporte,seproponelaincorporacióndenuevos dispositivossensores,comoporejemplosensoresdeimagen.  125  Encuantoaldesarrollodenuevosserviciosseproponeutilizarelsistemacomo plataformaparadesplegaraplicaciones,especialmenteaquellasrelacionadosconlaseguridad yaccesibilidaddeltransporte.Comoyaseapuntóenelpárrafoanterior,seproponeel desarrollodesistemasinteligentesdevigilanciaquepermitanmonitorizarlaseguridadenlos vehículosyelaccesoaestos.Tambiénenestalíneaseproponeeldesarrollodeasistentesen rutaquemejoranlaaccesibilidadyseguridaddeviajeros,especialmenteaquelloscon necesidadesespeciales.Comoejemplodeestasaplicacionespodemoscitaralgunostrabajos actualmenteenmarchaquesehanmaterializadoenalgunosproyectosimplementadosenla actualidadyquehangeneradoalgunapublicacióncomo(GabinoPadrón,CarmeloR.García, AlexisQuesada‐Arencibia,FranciscoAlayón,andRicardoPérez,Dic,2013),enestapublicación seabordalaaplicacióndelosmodelosyconceptoscomentadosenelpresentetrabajopara construirunsistemacapazdegenerardemaneraautomática,uninformeconlainformación visualdetodoelprocesoderemolquedeunvehículopormediodeunagrúa,deformaque existaconstanciadelasdistintasfasesdelprocesoyconlafinalidaddedarlasgarantías suficientesalaadministraciónpública(responsabledelagrúa)yalciudadano. Porúltimo,enloqueserefierealasactuacionesquetienenporobjetivolamejoradela reddetransporteydelaplanificacióndeoperaciones,seplantea:  Laaplicacióndelosmodelosytécnicasdesarrolladasenestetrabajoparacompletarel catálogodeparámetrosdisponiblesenlaaplicacióndelosmodelosdeoptimizaciónde costescomo:Lademandadeviajesentrelosnodosdelared,lacantidadde pasajeros/horaentredosnodosdelared,elfactordecargadelaruta,elcostede operadorparalaruta,ingresosdeloperadordelaruta,tiempototaldeviajetantoen elvehículocomoenlaesperacomoenlatrasferencia,frecuenciadeguaguasenla ruta.  Elestudiodediversasfuncionesdeajusteparamodelarladuracióndelosrecorridos, aplicándolasadiversastipologías.  Elusodeherramientasdesimulación,queutilizandolosdatosproporcionadosporel sistema,permitaestudiarelcomportamientodefuncionesdecoste/beneficiofrentea variacionesenelhorariodepaso.  Mejorarelmodelodedatosidentificandoeincluyendonuevasentidades.Porejemplo, seproponeprofundizarenlaaplicacióndelosmétodosdeclasificacióndepuntospara incluirnosololosdevelocidadcerosinoaquellosenlosquelavelocidaddelaruta difierasignificativamentedelaprevistaenlaplanificación.  Mejorarelconocimientodelosaspectosqueincidenenlademandadelosviajeros mediantetécnicasdeMineríadeDatosqueutilizandolosdatosobtenidosporel sistemaylosproporcionadosporagentesexternos,permitandesarrollarunmodelode demanda.  Desarrollarherramientasquepermitancuantificarelcostedelasdesviacionesdela planificación.