Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Transporte / Ingeniero Civil Industrial / El objetivo de esta tesis es desarrollar y aplicar una metodología de corrección de la matriz origen-destino de viajes de Santiago, generada con datos pasivos de transacciones y del sistema de posicionamiento global instalado en los buses de transporte público, de forma que incorpore los efectos de la evasión de la tarifa, ya que estos viajes, de haber sido evadidos totalmente no aparecen en la matriz, y en el caso de tratarse de una evasión de parte de las etapas de viajes, distorsionan la estimación de viajes. Esta situación entorpece algunas de las aplicaciones que tiene esta potente herramienta de planificación. Para tal fin, se desarrolla una metodología que consta de dos pasos principales: una primera etapa corrige la evasión parcial de los viajes que utilizan metro. Se usa información proveniente de la encuesta origen-destino realizada por Metro S.A. para generar un factor de expansión que refleje la sobreestimación de los viajes que se inician en una estación de Metro, en desmedro de los que realizan una etapa en bus para llegar, pero sin pagarla. Esta corrección modifica la estructura de la matriz, ya que disminuye el peso de los viajes cuya primera transacción es en metro en desmedro de algunos de los que utilizan bus para acercarse al tren subterráneo. En forma posterior, un segundo módulo calibra un factor de expansión que incorpora la evasión dura, en la cual se evaden todas las etapas. Este se realiza mediante un método iterativo de punto fijo, en el cual la expansión de los viajes cubre un total de etapas evadidas calculadas desde mediciones exógenas de evasión en bus, a las cuales se les resta las que fueron explicadas por la corrección de la etapa anterior. El método se calibró experimentalmente con datos de la ciudad de Santiago, lo que arrojó una serie de recomendaciones para la captura y tratamiento de datos, que facilita la aplicación práctica de este trabajo. El análisis del comportamiento de la evasión en la aplicación experimental, arroja que se produce poca evasión blanda para acceder a metro en una distancia caminable a la estación, indicando que la gente al no tener carga prefiere caminar. Respecto a la evasión dura, se predice mayor tasa de viajes evadidos entre pares de comunas que no tienen opción de realizar un viaje de una sola etapa en Metro, lo que indica que frente a una mejor calidad de servicio, los usuarios prefieren pagar.

Ingeniero Civil / Con el inicio de Transantiago y la incorporación de tecnologías de información, se genera una base de datos masiva proveniente del uso de la tarjeta bip! como medio de pago y el registro del posicionamiento geográfico de los buses. Con el objetivo de que fuesen creadas herramientas innovadoras que permitiesen mejorar la planificación y operación del sistema, fue firmado un convenio de cooperación entre la Subsecretaría de Transportes y la Universidad de Chile, del cual surge una serie de proyectos de investigación, como la estimación de paraderos de bajada, que genera posteriormente matrices de viaje y estimación de actividades de usuarios. La metodología propuesta logra la estimación de paraderos de bajada para más de un 80% de las transacciones. Sin embargo, para aquellos usuarios que realizan sólo una transacción al día, los que usan un modo con tarifa no integrada y los que no pagan por el servicio, no es posible realizar tal estimación. Este trabajo de título consiste en comparar las estimaciones realizadas por el modelo con datos provenientes de encuestas Origen/Destino de viajes, para verificar la correcta estimación de paradero de bajada, y explorar los casos en que no fue posible determinarlos, identificando casos tipo. Además, se proponen criterios que permitan identificar endógenamente en la base de datos estimaciones incorrectas. Por otra parte, se analiza la elección de ruta de los usuarios en la red de metro mediante el cruce de la ruta declarada en las encuestas con la ruta estimada por el modelo usando un algoritmo de rutas mínimas. Complementariamente, para una muestra de voluntarios, se validó la estimación del modelo para cada una de las transacciones de su respectiva tarjeta. Esto se hizo mediante una entrevista personal en que el voluntario es confrontado con la información guardada por el modelo para las transacciones de su tarjeta, y es invitado(a) a confirmar o identifcar errores en la estimación. Como resultados globales de este trabajo de título, se tiene que para la validación usando encuestas origen destino de viajes, el modelo logró un 84.21% de estimaciones correctas, y para la validación con voluntarios, el 96.62% de las estimaciones resultaron correctas. Este trabajo de título permitió establecer diferentes criterios y aspectos que investigaciones futuras en el área debiesen considerar para lograr resultados consistentes que permitan una correcta validación de modelos de este tipo.

Ingeniera Civil / El presente trabajo busca explicar y modelar la decisión de los usuarios del sistema de transporte Transantiago en cuanto a la estructura de viajes por día, a través del uso de datos pre-procesados de transacciones y georreferenciación de buses. En primer lugar, se exploran cuatro cortes temporales semanales entre 2011 y 2013, analizando la permanencia de usuarios, comportamiento temporal y preferencia modal entre bus y metro. Se caracteriza a los usuarios según quintil de ingreso estimado a través del ingreso comunal con la estimación de zona de residencia de Amaya (2013), y tipo de tarjeta: adultos y estudiantes de enseñanza básica, media y superior. Para modelar el comportamiento de los usuarios se utiliza dos cortes temporales semanales de abril y septiembre de 2013, usando una muestra aleatoria de tarjetas filtradas para obtener datos consistentes y representativos, para luego calibrar modelos Logit Multinomial por cada quintil y tipo de tarjeta, considerando como variable a explicar el cambio de comportamiento medido como la fuga del usuario en el siguiente corte o la disminución del cuociente viajes/día dejando cierta holgura por sobre el cuociente inicial. Se utiliza variables de calidad de servicio, como tiempo de viaje y espera, transbordos incluyendo o no cambios en líneas de metro, índices de cumplimiento de oferta, tasa de motorización comunal, índices de calidad en ruta y dummies de rangos de tiempos de viajes máximos observados para cada usuario y de los tres tipos de estudiante. Se obtiene modelos razonables en todos los casos, excepto en adultos y estudiantes del menor quintil de la muestra, debido a la poca varianza de sus variables explicativas. Los índices de calidad de servicio y/o cumplimiento de la oferta, resultan relevantes al explicar el cambio de comportamiento en usuarios adultos de todos los ingresos, y en la mayoría de los estudiantes. Se observa efectos de la estructura de viajes; en viajes muy largos o muy cortos, tienden a aumentar la propensión al cambio en la mayoría de los casos. También resultan relevantes el uso relativo de bus y metro, encontrándose que aquellos usuarios que utilizan más el bus, tienen una menor propensión a cambiar. La tasa de motorización aumenta la propensión a cambiar pero sólo se observa en los adultos de los quintiles más altos de ingreso y un tipo de estudiantes. Otro de los efectos incorporados es la localización, encontrándose diferencias de comportamiento para las comunas periféricas.

Ingeniero Civil Matemático / Actualmente el sistema de transporte público Transantiago presenta un alto índice de evasión que se resume en que uno de cada tres chilenos no paga su pasaje. Una parte esencial para estudiar la evasión es estimar correctamente los flujos de evasores que viajan a través de un par Origen-Destino. En esta memoria precisamente se enfoca en el problema de calcular los flujos de evasores basándose de la matriz de validaciones, el cual contiene datos de los flujos de pasajeros no evasores del Transantiago. El enfoque utilizado consiste en resolver un problema de escalamiento de matrices, el cual consiste básicamente en expandir la matriz de validaciones con el fin de que las sumas por filas y columnas de la matriz resultante coincidan con números previamente calculados O y D, que representan la cantidad de viajes totales por origen y destino. Como la evasión es un fenómeno que varía según la hora del día, es necesario también incorporar el efecto horario en la forma de calcular de los O y D, analizando los casos para el día completo, para la mañana y la tarde. Hay varios métodos que permiten encontrar una solución al problema del escalamiento de matrices: algoritmo de flujo, optimización convexa y algoritmo de Furness, todos detallados en extenso en este trabajo. Finalmente, se presenta una aplicación relacionada con los flujos de evasión, el cual consiste en identificar los mejores paraderos del Transantiago donde ubicar fiscalizadores para así combatir la evasión. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por FONDEF IT 16I10010 "Desarrollo de tecnologías para el control de la evasión en el transporte público"

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Transporte / Ingeniero Civil / El sistema de transporte público de Santiago (Transantiago) posee como único medio de pago una tarjeta electrónica (Bip!) y además en cada uno de los 6.000 buses del sistema hay aparatos GPS que registran su posición cada 30 segundos. Estas fuentes de información pasiva, que son extensivas y de bajo costo, permiten obtener información útil para la modelación de la demanda y el monitoreo de la operación del sistema. En el presente trabajo se calculan indicadores de calidad de servicio con las matrices OD generadas por a partir del seguimiento de las tarjetas Bip! y las emisiones GPS. Antes de realizar el cálculo de indicadores, se realizan mejoras a la información de los viajes, orientadas específicamente a errores u omisiones que podrían sesgar el cálculo de ellos. En primer lugar se realizan correcciones que caracterizan de mejora forma los viajes: por un lado se corrige las etapas en metro mediante la incorporación de información exógena como el tiempo de caminata de acceso y egreso en las estaciones, además de los tiempos de transbordo internos en las estaciones. Por otro lado, se desarrolla mejoras metodológicas en los cálculos del tiempo de viaje en vehículo, espera y caminata para corregir comportamientos que no se condicen con la realidad. En segundo lugar, se desarrollan criterios para eliminar viajes considerados anómalos. Éstos logran eliminar el 6,96% de los viajes, lo que muestra la relevancia de esta tarea para obtener indicadores creíbles. Una vez que los viajes son corregidos y filtrados, se miden indicadores con distintos niveles de desagregación temporal y espacial. Los indicadores medidos son: tiempo de viaje, número de etapas por viaje, distancia euclidiana de viaje, velocidad de viaje de los usuarios, razón distancia en ruta / distancia euclidiana, velocidad bus v/s auto y transbordos críticos, los cuales permiten realizar diagnósticos focalizados del servicio ofrecido a los usuarios. Se concluye que en promedio, los viajes más largos, más demorosos y con mayor número de etapas son aquellos que se inician entre 5:00 y 5:30, lo que se relaciona con los pares O-D de los viajes realizados en ese período (usualmente desde poniente y el sur al sector oriente de la capital). Finalmente, se realizan comparaciones de distintos indicadores de regularidad. Se comparan tres indicadores de regularidad basados en los definidos por los contratos de Transantiago con el indicador TE95/h, definido como la razón entre le percentil 95 del tiempo de espera y el intervalo programado del servicio, y que se utilizará como referencia de la percepción de regularidad de los usuarios. Se concluye que el indicador actualmente utilizado por Transantiago es aquel que tiene un comportamiento más parecido a TE95/h.

Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Matemático / El problema de la evasión del pago del pasaje en el transporte público es transversal a distintos sistemas de transporte a lo largo del mundo, causando pérdidas a las empresas operadoras y al Estado. Ya que la instalación de barreras físicas y torniquetes no siempre es posible o deseable, diversos sistemas recurren al control del pago del pasaje a bordo. En esta tesis se modela el fenómeno de la evasión como un juego de Stackelberg sobre un grafo dirigido en el que interactúan dos jugadores: un inspector (el líder) y un evasor (el seguidor). Para controlar la evasión, el líder se ubica aleatoriamente sobre a lo más un arco de la red. Para ello, su estrategia consiste en fijar una distribución de probabilidad de inspección sobre los arcos del grafo. El seguidor, quien desea viajar entre dos nodos fijos sin pagar el pasaje, reacciona escogiendo como estrategia un camino, y lo recorre de manera que si atraviesa el arco donde se encuentra el inspector, deberá pagar una multa antes de continuar su viaje. Dependiendo de su comportamiento después de pagar la multa, se hace la distinción entre un seguidor no adaptativo, que continúa su viaje por el camino escogido previamente sin modificar su ruta, y uno adaptativo, que continúa su trayecto a través de un camino mínimo con respecto a las distancias. Dada una distribución de probabilidad de inspección, los tiempos de viaje y el valor de la multa, el objetivo del seguidor es encontrar un camino de costo esperado mínimo. Mientras que para el seguidor no adaptativo este problema se reduce a encontrar un camino mínimo con respecto a una versión modificada de las distancias, la pregunta por la complejidad del problema del seguidor adaptativo queda abierta. En esta tesis se diseñan algoritmos pseudopolinomiales para este último problema en grafos acíclicos y en grafos generales, además de un algoritmo fuertemente polinomial en grafos generales para el caso en que la distribución de inspección es uniforme sobre los arcos. Por último, se presenta un esquema de aproximación a tiempo totalmente polinomial (FPTAS) en grafos generales, y se amplía un resultado previo de Correa et al., donde se muestra que el cuociente entre los valores óptimos de los problemas no adaptativo y adaptativo es a lo más 4/3, mostrando un ejemplo donde la cota es ajustada. El líder, por su parte, es modelado de acuerdo a dos variantes. En la primera de ellas, su objetivo es maximizar el costo esperado del seguidor. Se prueba que cuando el seguidor es no adaptativo, este problema se puede resolver en tiempo polinomial, mientras que para el seguidor adaptativo se diseña un FPTAS. En la segunda variante, el líder busca maximizar el valor esperado de la multa recolectada. En el caso del seguidor no adaptativo, se demuestra que el problema de decisión asociado es NP-completo, mientras que para el seguidor adaptativo la pregunta por la complejidad se deja abierta.

Ingeniera Civil Industrial / El diseño del Transantiago, el sistema de transporte público de la capital, no consideró la comodidad de ir sentado en el viaje debido, en parte, a que su cuantificación objetiva no es trivial. Si bien existe evidencia internacional contundente sobre, por ejemplo, la importancia de poder viajar sentado, ésta está basada principalmente en datos sobre preferencias declaradas, lo que puede hacer cuestionables sus resultados a causa de varios tipos de sesgo. El objetivo de esta memoria es colaborar en el cierre de esta brecha al proponer y validar una metodología para medir la disposición a esperar por un asiento desde el inicio de un viaje en bus, usando datos de preferencias reveladas. De esta forma, se pretende dar cuenta, a través de una metodología cuantitativa, de la importancia que la comodidad en el viaje debe tener en futuras políticas públicas de transporte. En este trabajo se utiliza el comportamiento natural de los usuarios del paradero PC37, quienes hacen dos filas: una para quienes están dispuestos a esperar más con el fin de asegurar un asiento en el viaje hacia su destino y otra para los que prefieren ir de pie en el primer bus que llegue. Tras la realización de un experimento piloto, se termina definiendo el experimento de preferencias reveladas propuesto. El experimento consiste en medir el tiempo de espera de los usuarios de cada fila mediante el uso de tarjetas foliadas que se entregan cuando el usuario se incorpora a la fila y se retiran cuando éste sube al bus. Asimismo, se registran una serie de variables socioeconómicas y demográficas de los viajeros, así como también, el contexto de elección. Finalmente, para validar la metodología propuesta se modela la elección de fila usando un modelo Logit, para lo cual fue necesario imputar los atributos de la alternativa no elegida por el usuario. En esta aplicación preliminar se encuentra que la utilidad del tiempo de viaje de pie es 31% más negativa que la utilidad del tiempo de viaje sentado. Estos resultados son comparables a los reportados en estudios previos que utilizan otras metodologías y fueron aplicados en otros países. El valor obtenido sugiere que sería socialmente conveniente aumentar la capacidad de asientos en el sistema de transporte público del país y, por ende, es un atributo a ser considerado en las futuras políticas públicas y/o licitaciones del Transantiago. / El presente trabajo de memoria se enmarca en el desarrollo del proyecto FONDECYT 1150590, adjudicado por el profesor Ángelo Guevara, perteneciente a la Universidad de Chile, el cual tiene como título: "Modelando comportamiento de elección en contextos complejos"

Ingeniero Civil Industrial / El sistema de Transantiago integra a siete operadores privados de buses con Metro, una sociedad anónima de propiedad estatal. Cubre el área conocida como Gran Santiago, abarcando una población estimada de 6,35 millones de personas. El año 2017 debiera realizarse un nuevo proceso de licitación de los buses de Transantiago, para lo cual se ha creado una secretaría técnica dependiente del Directorio de Transporte Público Metropolitano, responsable de generar una propuesta de rediseño en las regulaciones de las empresas privadas. En este marco, surge el presente trabajo de título consistente en realizar recomendaciones de formas de regulación y estructura de Transantiago que permitan mejorar el sistema del punto de vista de su eficiencia, bienestar social y de su aporte a la equidad y sustentabilidad. Para esto, se realizó una comparación de distintos sistemas de transporte público del mundo, seleccionando las ciudades de Madrid, Londres, Berlín, Bogotá, Sao Paulo, Medellín y Santiago. Primero se hizo una revisión de la literatura en temas relacionados con el trasporte público. Luego se recolectó información de estos sistemas y se sintetizó en tablas comparativas que permiten una visualización rápida de las distintas características presentes, para luego identificar las diferencias que presenta Transantiago con los demás sistemas y sobre todo con aquellos mejor evaluados. Las diferencias encontradas fueron analizadas para obtener 13 recomendaciones, que son la creación de una entidad metropolitana de la cual DTPM sea dependiente; aumentar las atribuciones de DTPM en planificación y mantención de infraestructura vial y gestión del tráfico; estudiar la forma en que se fija la tarifa y si es correcto que sea realizada por un panel externo a DTPM; estudiar cuál es el subsidio óptimo del sistema y si los costos actuales son eficientes o no; aumentar las atribuciones de DTPM para integrar operacionalmente a Metro, mantener la correcta integración tarifaria los modos y evaluar la creación de un abono transporte y la inclusión de las bicicletas dentro del sistema; mantener la correcta disponibilidad de información que se presenta actualmente; estudiar el tamaño óptimo de las empresas en Santiago; considerar la posibilidad de reducir el tamaño de la concesión; acortar duración de la concesión; estudiar disminuir la complejidad de los índices de desempeño actuales, siempre y cuando se adopten otras medidas que actúen como incentivos a la calidad, y aumentar el monto máximo de multas.; incluir la renovación automática de contratos según desempeño; ampliar las atribuciones de DTPM para regular la mantención de paraderos; y finalmente realizar adquisición de terminales por parte de DTPM o algún ente privado.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Transporte. Ingeniero Civil / ¿En qué modo de transporte viajo hoy al trabajo? Por muy cotidiana que parezca esta pregunta, su respuesta no es para nada trivial. Esta está influenciada por factores propios de los modos de transporte y por factores externos de la situación de cada individuo y su entorno. En particular para el transporte público, se cree que el nivel de servicio que este le entregue a sus usuarios afecta su decisión de continuar viajando en él. Esta tesis plantea como hipótesis que existen factores del transporte público que tienen un impacto directo en el comportamiento de sus usuarios. Al verse estos modificados, la satisfacción percibida por los usuarios varía, lo que repercute en la frecuencia con que estos viajan en el sistema. Mediante el uso de datos pasivos del transporte público en Santiago, Chile y Gatineau, Canadá esta investigación analiza la incidencia de los principales atributos del sistema en la frecuencia de uso de este por parte de sus usuarios. Esta tesis esta estructurada en cinco secciones. La primera contiene una revisión de la literatura relacionada con el uso de datos pasivos en el transporte público y la migración de usuarios. La siguiente sección está dedicada al análisis de los datos. Primero se definen criterios para identificar y eliminar observaciones erróneas o atípicas. Luego se lleva a cabo un análisis gráfico que permite observar los patrones temporales y espaciales de los usuarios. Gracias a este análisis se identifican los puntos críticos de la red, las diferencias en la demanda por zonas, la varianza en la cantidad de transacciones en el sistema, el impacto de la incorporación de un nuevo corredor de buses rápidos y otros aspectos propios de cada sistema. En la sección siguiente se modela la frecuencia con que un usuario viaja en transporte público según su experiencia pasada con el sistema. Dos cortes temporales son necesarios. El primero periodo explica la experiencia de viaje de cada usuario mediante atributos tales como el tiempo de viaje, espera y caminata, el modo de transporte preferido, la estimación de residencia, entre otros. El segundo periodo muestra con que frecuencia los usuarios viajan en transporte público. Dependiendo la cantidad de días y transacciones realizadas estos son clasificados en frecuentes, semi frecuentes, no frecuentes y ausentes. Construidas estas categorías, un modelo logit ordinal es utilizado para identificar los atributos que poseen un impacto significativo en el comportamiento de los usuarios. En la penúltima sección se replica la metodología propuesta en la ciudad de Gatineau, Canadá. Este nuevo escenario prueba la capacidad de reproducir la metodología con un sistema de transporte público diferente y permite encontrar factores comunes que afecten el comportamiento de los usuarios. Finalmente, en la última sección se discuten las contribuciones, limitaciones y trabajos futuros de la metodología propuesta, comparando los resultados de cada escenario y del global de la tesis.

Magíster en Ingeniería de Negocios con Tecnologías de la Información. Ingeniero Civil Industrial / El transporte público permite la movilidad de millones de personas diariamente, siendo fundamental en una ciudad densamente poblada y compleja como Santiago. Un diseño óptimo de un sistema de este tipo no es trivial, debido al alto número de factores que se deben considerar: tiempos de viaje objetivo, costos de operación, tecnologías de apoyo, ubicación de paraderos, entre muchos otros. Esta tesis propone una arquitectura de procesos para un sistema de transporte, basándose en un análisis crítico de lo observado en Transantiago. Este diseño se basa en los patrones de procesos desarrollados por el Dr. Óscar Barros, y contempla además una propuesta concreta en una etapa vital en el desarrollo de un sistema de transporte público, correspondiente al diseño de la red de servicios y definición de frecuencias. Dicha propuesta se fundamenta en un procedimiento planteado para una ciudad con características similares a Santiago. Se realizan también proposiciones en los procesos de desarrollo de nuevas capacidades para el sistema y la cadena de valor tanto de la autoridad como de los operadores de buses. De la profundización en los procesos de gestión en tiempo real de las flota de buses por parte de la autoridad de transporte, surge la necesidad de contar con una aplicación que permita, centralizadamente, percatarse de los problemas más graves que existan en la ciudad, tales como atrasos en el despacho de los buses o fallas en la regularidad. Se decide por lo tanto el desarrollo de un prototipo de esta aplicación, lo que permite a la autoridad centralizar sus esfuerzos de fiscalización donde realmente se requiere. Este prototipo, presentado por el Ministro Cortázar en noviembre de 2009, aún se encuentra en uso en el Centro de Monitoreo de Buses del Ministerio. Finalmente, la arquitectura desarrollada corresponde a un correcto diseño de procesos, siendo útil como punto de partida no sólo a Transantiago, sino que para cualquier nuevo proyecto de transporte público en el mundo, al no existir actualmente literatura especializada en este tema.