José Maria d'Ortuzar i de Garate és Enginyer de Camins, Canals i Ports i Cap de la Secció de Planejament de Carreteres al Departament d'Infraestructures i Desenvolupament Territorial de la Diputació Foral de Biscaia. Parlem-ne per conèixer un cas exemplar d'utilització d'eines de simulació de transport.
- Què suposa per a un Departament d'Infraestructures Viàries utilitzar models de simulació de transport?
Els models de simulació de transport són, avui dia, eines fonamentals per a les activitats desenvolupades en un Departament d'Infraestructures viàries com són la planificació, el projecte i la fase d'obres d'infraestructures, per citar-ne algunes, així com la d'operació de xarxa de carreteres existents per detectar nous problemes i les possibles causes. Es pot dir que la principal resposta a què contesten els models de trànsit és a la de: Què passa si…?. Per a un Departament d'Infraestructures, contestar aquesta pregunta és clau per prendre decisions.
Podem dividir els models de simulació de forma orientativa en dos grans grups, per una banda, hi ha els models macroscòpics o “macro” i els microscòpics o “micro”. Els primers modelitzen àmbits territorials extensos davant dels més reduïts dels micro. Els valors d'intensitat de trànsit en hora punta de matí i tarda o valors de trànsit diari passats a valors horaris obtinguts en models macro serveixen per alimentar el model micro. Els resultats del micro es fan servir molt per dimensionar enllaços, que sempre són punts conflictius ja que pot aparèixer congestió, qüestió sempre problemàtica i més greu encara en cas d'enllaços en entrades i sortides en túnels per motius de seguretat. La modelització pot assolir més precisió si es fa amb caràcter dinàmic.
Tant la planificació com el projecte fan ús d'ambdós tipus de model, si bé en la planificació els “macro” són més habituals, encara que es facin servir “micro” per a zones que requereixin una anàlisi més detallada, com poden ser zones congestionades. I per a fases d'execució o construcció són molt útils sobretot els micro.
Atesa l'exigència creixent de qualitat de plans, projectes i processos constructius és necessari el maneig de multitud de dades que permetin tenir en consideració adequadament tots els factors intervinents en l'anàlisi i estudiar molts escenaris diferents. Això no seria possible sense les potents eines de simulació actuals. A més, amb els resultats dels estudis de trànsit i una valoració econòmica de les solucions es poden elaborar estudis cost benefici que permeten seleccionar juntament amb altres criteris la solució òptima.
Tot això exposat posa en relleu la importància de les eines de simulació per a un Departament d'Infraestructures viàries.
- Vostè desenvolupa la seva activitat al Departament d'Infraestructures de la Diputació Foral de Biscaia, pot exposar com es concreta l'ús dels models de simulació? En particular, actualment està en fase avançada de redacció el projecte de la connexió per carretera entre marges de la Ria de Bilbao mitjançant el túnel Subfluvial de Lamiako, en què vostè hi participa; podria donar-nos algunes idees generals de l'ús dels models de simulació en aquest projecte?
La Diputació Foral de Biscaia exerceix competències en matèria de Planificació, Projecte, Construcció i Operació de carreteres, entre d'altres, per la qual cosa l'ús d'eines de simulació de trànsit és necessari per al desenvolupament adequat de les matèries esmentades. Tot i això, la Diputació no disposa d'un model de simulació de trànsit de la seva propietat per a les seves anàlisis de trànsit, però dona resposta adequada a les seves necessitats en aquest aspecte mitjançant col·laboració amb empreses d'Enginyeria i Consultoria. Entre aquestes empreses col·laboradores, n'hi ha tant d'especialistes en matèria de trànsit com de caràcter més generalista.
Respecte del projecte de connexió entre marges de la Ria de Bilbao mitjançant el Túnel Subfluvial de Lamiako, promogut per la Diputació Foral de Biscaia i les obres del qual assoliran un pressupost de 450 milions d'euros, l'ús de models de simulació ha estat i és imprescindible, atesa la complexitat del projecte, actualment en fase avançada de redacció. L'obra s'insereix a l'àrea Metropolitana de Bilbao i aporta una nova connexió, creuant la barrera física de la Ria, que augmenta el mallat intern d'aquesta àrea, la qual està sotmesa a reptes importants com és una intensitat elevada de trànsit, la congestió recurrent diària, la vulnerabilitat davant d'incidents i els sobrerecorreguts, entre d'altres. Per analitzar el trànsit del projecte en una àrea tan complexa, ha calgut fer ús de models macroscòpics (com és el denominat Model Macroscòpic de Biscaia) i microscòpics. El model macroscòpic permet l'anàlisi de tota l'àrea sobre la qual el subfluvial tindrà impacte de trànsit, i els models microscòpics se centren en els extrems del túnel subfluvial: concretament l'entorn dels enllaços viaris a executar en aquests extrems.
- Quina és l'estructura del Model Macroscòpic de Biscaia i en quin tipus de programari es recolza?
Sovint, les empreses consultores especialistes en estudis de trànsit disposen de models regionals, i cada model és propietat de l'empresa que l'ha creat i opera.
El Model Macroscòpic de Biscaia, que és un model de tipus regional, és una de les eines utilitzades en els estudis de trànsit del Subfluvial de Lamiako i ha estat elaborat al llarg de diversos anys per l'empresa SyT (Sostenibilitat i Transport), radicada a Leioa (Biscaia) especialitzada en matèria de transport i trànsit, i habitual col·laboradora de la Diputació. El model, desenvolupat sobre la base del conegut i potent programari de modelització de trànsit i transport VISUM de la companyia alemanya PTV, és propietat de l'empresa SyT, i és utilitzat per a treballs d'aquesta empresa. SyT ha participat en matèria de trànsit a la redacció del projecte de la connexió subfluvial a Lamiako, promogut per la Diputació de Biscaia, col·laborant amb la UTE adjudicatària del contracte del projecte (UTE SENER-EUSKONTROL-IDOM).
Es tracta d'un model macroscòpic i multimodal, ja que incorpora l'oferta i la demanda d'altres serveis i modes de transport, a més dels de carreteres, com són els ferroviaris, metro i autobusos. El model s'actualitza i calibra en base a les característiques i els resultats de la xarxa de transport de Biscaia, enquestes de trànsit i variables econòmiques. De fet, SyT va realitzar una actualització molt completa del Model Macroscòpic de Biscaia per als treballs del Subfluvial.
El Model Macroscòpic de Biscaia és, per tant, un model multimodal de viatges de passatgers interns a Biscaia l'estructura del qual es compon de les quatre etapes clàssiques de la modelització de transport, a saber:
• Etapa 1. Generació-Atracció de Desplaçaments. Es calculen els vectors de viatges generats i atrets a cadascuna de les zones en què s'ha dividit l'àmbit d'estudi.
• Etapa 2 i 3. Distribució Espacial i modal dels Desplaçaments. En aquesta etapa es distribueixen els vectors de viatges calculats a l'etapa anterior en cadascun dels segments de demanda cap a les diferents zones de destinació i segons les diferents maneres.
• Etapa 4. Assignació. S'obtenen els recorreguts que fan per les respectives xarxes els desplaçaments fets en cada mode de transport, ja sigui transport públic combinant serveis i modes, com a transport privat.
- Com exporten elements d'oferta i de demanda del model macro al model micro?
Els models micro són com una lupa d'una àrea específica de l'àmbit macro on es genera una representació detallada de la realitat viària. És com treballar amb capes.
Els escenaris Macro que se simulen als diferents escenaris d'oferta i demanda, i als horitzons temporals futurs plantejats, proporcionen la demanda global que es produeix a tot l'àmbit d'estudi.
Això permet fer una "retallada" a mode de Subxarxa ("subnetwork") que representi en propi àmbit d'estudi del model micro. En aquesta subxarxa s'emmagatzema la informació principal lligada a la demanda. Aquesta demanda generada al model macro i exportada per a l'extensió concreta del model micro és el principal input per generar els trànsits que cal estudiar a nivell de detall amb el model de microsimulació.
Aquesta demanda es pot representar de diferents formes i nivells de detall, ja que pot:
• Classificar-se segons diferents tipus de vehicles (lleugers, pesants, motos, …).
• Definir-se a nivell de vehicles que entren a la xarxa des de les diferents zones del model micro o fins i tot emmagatzemar els camins o rutes (paths) que s'obtenen de la pròpia assignació macroscòpica.
• Es pot definir per a diferents períodes horaris (hores punta de matí o tarda, hores vall, …).
Els models de microsimulació han avançat de manera important en els processos d'elecció de rutes. De fet, en el cas del Subfluvial de Lamiako, els inputs inicials del model micro procedents del model macro han estat tant els trànsits que entren / surten a la xarxa (Matriu OD de la subxarxa) ho assegura la consistència quant a demanda simulada entre tots dos models.
Donada l'extensió dels àmbits de microsimulació, i les condicions de circulació són properes a saturació als escenaris sense Projecte, es van utilitzar algorismes de cerca dinàmica de rutes pròpia del programari de microsimulació VISSIM, prenent com a llavor inicial els “paths” o rutes obtingudes de l'assignació macroscòpica.
Això permet, mantenint la compatibilitat o consistència en la demanda entre el model macro i el model micro (Matrius OD) representar de forma més realista les condicions i els comportaments dels conductors en l'àmbit d'estudi en l'ús de la xarxa viària disponible.
El programari de microsimulació utilitzat (VISSIM), igual que el VISUM esmentat de macrosimulació, és també un producte de la firma alemanya PTV.
- Què els va permetre identificar en aquest cas la microsimulació?
L'execució del Subfluvial de Lamiako modificarà la mobilitat als seus extrems, la qual cosa ha obligat a remodelar el viari existent en aquests mitjançant enllaços.
Per dissenyar aquesta remodelació, s'han elaborat dos models de microsimulació: un per a cada enllaç i el seu entorn proper, per estudiar els avantatges d'una alternativa de disseny de l'enllaç davant d'una altra, a través d'indicadors.
La microsimulació permet estimar una sèrie d'indicadors, com són la intensitat de vehicles i el nivell de servei en un tram de carretera donat, la demora i les cues mitges i màximes en una intersecció, velocitats i densitat de circulació, etc. Recolzant-se en els valors dels indicadors per a cada alternativa s'ha seleccionat l'òptima de les analitzades.
En particular, les microsimulacions han estat elements clau per dimensionar i dissenyar els enllaços. A través de les microsimulacions s'han dissenyat estructures complementàries inicialment no previstes o s'han millorat les previstes, de manera que permeten eliminar la congestió als diferents escenaris temporals en algunes zones dels enllaços i en les seves connexions amb l'entramat viari existent.
En síntesi, la microsimulació ha estat en aquest cas una eina imprescindible per poder valorar i comparar les alternatives de solució, i arribar a la més adequada des de la perspectiva del trànsit.
S'està fent servir també per al disseny de les fases d'obra dels enllaços que resulten molt complexes en existir un volum molt elevat de trànsit i ser una zona molt urbana.
- Quines actuacions s'han pogut fer o s'esperen dur a terme després d'aquests estudis?
Els estudis de trànsit, realitzats sobre la base de les eines de simulació, han permès, en el cas del projecte del subfluvial de Lamiako, assolir diversos resultats, a saber:
a. fer una prognosi de la captació d'usuaris al túnel i en enllaços d'extrems (valors diaris i d'hores punta de matí i de tarda) i de les descàrregues de trànsit a vials congestionats a l'àrea metropolitana de Bilbao, estimar la necessitat d'oferta viària, en termes de, per exemple, el nombre de carrils necessaris, i valorar l'impacte positiu de l'obra.
b. analitzar i comparar les alternatives de configuració d'enllaços als extrems, i triar l'alternativa satisfactòria.
c. també ha estat possible, gràcies a les simulacions, estimar beneficis socials i ambientals, com són estalvis de temps i de distàncies recorregudes (veh-km), i mitjançant correlacions, la reducció d'emissions de contaminants, de gasos d'efecte hivernacle, consum de carburants i lubricants entre d'altres.
d. S'ha analitzat l'opció de compartir el túnel de carretera amb una connexió de tipus ferroviari que uneixi les línies de metro existents a les dues ribes del Ria de Bilbao.
Hi ha altres aspectes que estan actualment en fase avançada d'estudi al projecte, per als quals les eines de simulació són necessàries, com són entre altres l'anàlisi i la comparació d'alternatives per a desviaments i rutes alternatives a l'estudi de fases d'obra. I quan es comencin les obres, les eines de simulació seran previsiblement necessàries per a altres actuacions, com ara el suport per a la presa de decisions per a modificació d'accions de desviament de trànsit, tall de carrils o altres anàlogues.
Fora del que és el projecte del subfluvial, i si ens fixem en l'activitat de projectes, les actuacions a dur a terme amb posterioritat seran a priori aquelles compreses al segon Pla Territorial Sectorial de Carreteres de Biscaia, en fase avançada d'aprovació administrativa . S'hi portaran a terme estudis anàlegs als realitzats per al projecte del Subfluvial, descrits més amunt, amb més o menys profunditat en funció de l'envergadura de l'actuació considerada.