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Trabajo presentado en: R-Evolucionando el transporte, XIV Congreso de Ingeniería del Transporte (CIT 2021), realizado en modalidad online los días 6, 7 y 8 de julio de 2021, organizado por la Universidad de Burgos, Este trabajo propone una metodología flexible para mejorar la caracterización de cada uno de los servicios ofrecidos por un sistema de transporte público, utilizando eventos de llegada de autobuses a nivel de parada y de embarque de pasajeros procedentes de sus sistemas automatizados de localización de vehículos y de cobro de billetes, así como la información del subsistema de planificación si está disponible. Se aplican diferentes técnicas para estructurar, corregir y completar los datos disponibles, con el objetivo de minimizar las distorsiones que aparecen debido a la naturaleza de estas fuentes. El procedimiento descrito en este trabajo pretende ser adecuado en situaciones con diferente disponibilidad, integridad y fiabilidad de la información. En particular, los inicios de los servicios programados pueden ser conocidos o no, incluyendo opcionalmente qué vehículo había sido asignado inicialmente a la tarea. La información procedente de los diferentes subsistemas que integran un sistema de ayuda a la explotación se combina para crear una caracterización mejor y más útil de los servicios que han tenido lugar en un sistema de transporte. Los datos del ejemplo de aplicación provienen de los eventos del sistema de ayuda a la explotación en la ciudad de Santander (España) durante un año. Los resultados se discuten con capturas de una herramienta de visualización web interactiva que se ha desarrollado para este trabajo.

Trabajo presentado en: R-Evolucionando el transporte, XIV Congreso de Ingeniería del Transporte (CIT 2021), realizado en modalidad online los días 6, 7 y 8 de julio de 2021, organizado por la Universidad de Burgos, La introducción de vehículos autónomos (VA) en los próximos años implicará un cambio disruptivo que no sólo va a afectar a la movilidad, sino que podría tener un considerable impacto en las ciudades y el conjunto del territorio. Los principales efectos esperados se derivan de las oportunidades de regeneración de zonas urbanas previamente asignadas al tráfico y aparcamiento, y su potencial para aumentar la dispersión urbana debido a la mejora de la accesibilidad. En el momento actual estamos en un periodo crítico de transición en el que, para garantizar que su implantación tenga los efectos deseados en las ciudades/territorios, es necesario desarrollar nuevos enfoques de planificación que permitan a las administraciones identificar con suficiente antelación las políticas clave para encajar los nuevos sistemas de transporte y formas de movilidad con la visión que tenemos de las ciudades del futuro. El objetivo de este artículo es revisar el estado actual de los cambios tecnológicos ligados a los VA, las investigaciones sobre sus implicaciones para el transporte y el desarrollo urbano y, más detalladamente, las recientes aproximaciones de planificación backcasting presentes en la literatura en el marco de los diversos esquemas de construcción de escenarios. La revisión de estudios que emplean este tipo de planificación, basada en la creación de escenarios ideales y la identificación de medidas y políticas necesarias para alcanzar el futuro deseado, se realiza de manera sistemática mediante una búsqueda de palabras clave en las principales bases de datos internacionales (WoS, Scopus y Google Scholar), complementada con técnicas de bola de nieve hacia adelante y hacia atrás. Frente a otros métodos de planificación, la metodología backcasting aplicada a estudios de VA es más novedosa y está comenzando a emplearse con fuerza, si bien solo desde muy recientemente y enfocada sobre todo a su primera fase, consistente en establecer la visión del futuro. Asimismo, los estudios realizados hasta ahora resaltan su carácter más proactivo y más adecuado ante cambios significativos que requieren políticas distintas de las usuales para lograr el escenario de futuro deseado a largo plazo., La presente investigación se ha desarrollado dentro del proyecto “Formas innovadoras de planificación urbana y del transporte ante los nuevos sistemas de movilidad basados en la conducción autónoma” - AUTONOMOUS, 2020-2023, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) / ERDF (EU) en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 (referencia PID2019-110355RB-I00); así como del proyecto “Movilidad compartida autónoma para las ciudades habitables del mañana” - MOVI-CITY, 2019-2020, desarrollado en el marco de la Convocatoria de la Universidad de Cantabria financiada por la Consejería de Universidades e Investigación, Medio Ambiente y Política Social del Gobierno de Cantabria.

La figura de Juan José Arenas destaca de manera imponente en el mundo de la Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos. Repasar su biografía es disfrutar de una trayectoria sólida, sin puntos de inflexión y abalada por una multitud de premios y reconocimientos a nivel internacional. Pero más allá de sus obras hay un enorme legado que abarca otros aspectos, como aquellos relacionados con su actividad en la Escuela de Caminos de Santander. Como actual director de la misma pretendo reflexionar sobre el legado y lecciones que podemos aprender de Juan José y su trayectoria en relación tres puntos. El primero relativo a la necesidad de transmitir a la sociedad cuál es nuestra labor y misión como Ingenieros de Caminos, y trabajar para seguir agrandando el nombre de todos aquellos que como Juan José han dedicado su vida a nuestra profesión dejándonos una herencia de un valor incalculable. El segundo aspecto está relacionado con el nuevo escenario definido por el Espacio Europeo de Educación Superior y el conocido Proceso de Bolonia y en particular a la acreditación de profesorado, defendiendo la potenciación de criterios que valoren la destacada actividad profesional y que no dejen fuera del sistema a perfiles como el de Juan José Arenas. Por último, hacer mención transferencia tecnológica bidireccional entre universidad-empresa-universidad, un aspecto muy valorado en el actual sistema universitario y en el que Juan José Arenas con su manifiesto carácter emprendedor desarrolló de forma notoria. Si algo recodamos todos en la Escuela de Caminos de Santander y que a su vez define toda la obra y vida de Juan José, es el rigor y sensibilidad que deberíamos tener como ingenieros. Juan Jose Arenas stands out in an impressive way in the world of the Civil Engineering. To review his biography is to enjoy a so/id trajectory, without inlection points and overcome by a multitude of awards and recognitions at an international level. But beyond his works and projects there is an enormous legacy that covers other aspects, such as those related to his activity in the School of Civil Engineering of Santander. As current director of the same intend to relect on the legacy and lessons we can learn from Juan José and his career in relation to three points. The irst one related to the need to transmit to society what our work and mission is as Civil Engineers, and work to continue enlarging the name of all those who, like Juan José, have dedicated their lives to our profession, leaving us a heritage of incalculable value. The second aspect is related to the new scenario deined by the European Higher Education Area and the well-known Bologna Process and in particular to the accreditation of teaching staff, defending the strengthening of criteria that value the outstanding professional activity and that do not leave outside the system to proiles like Juan José Arenas. Finally, mention should be made of the bidirectional technology transfer between university- company-university, an aspec highly valued in the current university system and in which Juan José Arenas, with his manifest entrepreneurial character, developed in a notorious manner. If we remember something in the School of Civil Engineering of Santander and that deines all the work and life of Juan José, it is the rigor and sensitivity that we should have as engineers..

Zona de transición de una línea ferroviaria situada entre una vía en balasto y una vía en placa de hormigón, que comprende: - un conjunto de traviesas de hormigón de longitud superior a las traviesas de las vías en placa de hormigón y en balasto, agrupadas en secciones de traviesas de la misma longitud, con longitud creciente desde la vía en balasto a la vía en placa de hormigón, - una lámina de amortiguación de la vibración situada en sentido transversal a la vía en placa de hormigón que se extiende al menos entre la capa de balasto de la zona de transición y la capa de hormigón de la vía en placa de hormigón, - almohadillas de apoyo bajo carril con una rigidez igual o creciente desde la vía en placa de hormigón hacia la vía en balasto, - sendos carriles adicionales internos y - sendos carriles adicionales externos. Solicitud: 201730552 (31.03.2017) Nº Pub. de Solicitud: ES2684429A1 (02.10.2018) Nº de Patente: ES2684429B1 (09.07.2019)

El presente artículo propone una metodología con base participativa para la extracción de datos de movilidad y su posterior modelización en un ámbito urbano. Se ha diseñado una encuesta domiciliaria origen-destino incluyendo por primera vez preguntas para analizar a posteriori la problemática existente en los diferentes sistemas de aparcamientos de la ciudad. En primer lugar, la realización de un proceso de participación ciudadana ha permitido la obtención de variables específicas y la validación de las variables de la bibliografía para el caso de estudio de la ciudad de Santander, generando una base sobre la que efectuar el diseño de la encuesta. Esta investigación y el desarrollo de la futura investigación son posibles gracias a la financiación por parte del Ministerio de Economía y Competitividad del proyecto de referencia TRA2013-48116-R. Igualmente, para el desarrollo de esta investigación son de gran importancia los datos obtenidos en el proyecto financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad cofinanciado con fondos del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) para el cuya referencia es TRA2012-37659.

En este artículo se presentan dos casos de estudio en los cuales se proponen modelos matemáticos de optimización-simulación para planificar y diseñar sistemas de transporte urbano. El primero de ellos aborda el problema de determinar la ubicación y espaciamiento óptimo de paradas de bus. Para ello se propone un modelo que minimiza el coste social de todo el sistema de transporte, teniendo en cuenta los posibles cambios en la demanda debidos a las diferentes localizaciones de las paradas, interacción con el tráfico privado, congestión en el sistema de transporte público y características socio-demográficas de cada zona del área de estudio. Asimismo se consideran restricciones operacionales como el tamaño de flota, frecuencias máximas o mínimas, ganancia o pérdida de viajeros como consecuencia de los cambios propuestos, etc. El segundo caso de estudio consiste en el diseño óptimo de sistemas de transporte de mercancías para abastecer puntos de demanda en área urbana y que generan un elevado volumen de carga a transportar utilizando vehículos de gran dimensión. Este tipo de transporte presenta unas especiales características que generan importantes impactos medioambientales: incremento de la congestión de tráfico y polución atmosférica. Por lo tanto, el objetivo del modelo es minimizar estos efectos negativos sobre el medio ambiente y en los usuarios de la red viaria. Para la resolución de ambos casos de estudio se plantea un modelo matemático de optimización binivel, compuesto de un nivel superior que minimiza una función de costes tanto del usuario como del operador, y un nivel inferior en el que se incluye un modelo de partición modal-asignación teniendo en cuenta la influencia del tráfico privado y la congestión en los vehículos de transporte público. En el segundo caso se consideran adicionalmente restricciones medioambientales. Finalmente, ambos modelos se aplican a casos reales en la ciudad de Santander (norte de España) obteniendo una serie de conclusiones a partir del correspondiente análisis de sensibilidad. The article presents two study cases proposing mathematical optimization-simulation models to plan and design urban transport systems. The first of these tackles the problem of establishing the optimum location and separation of bus stops. To this end, a model has been proposed that minimizes the public cost of the entire transport system, when giving due consideration to potential changes in demand due to the different positioning of the bus stops, the interaction with private traffic, congestion on the public transport system and the social-demographic characteristics of each zone of the study area. The model also considers operational restrictions such as the size of the fleet, maximum or minimum frequencies, the gain or loss of passengers as a result of the proposed changes, etc. The second study case consists of the optimum design of goods transport systems to supply demand points in an urban area and generating a high volume of cargo to be transported using large vehicles. This type of transport has special characteristics and generates considerable environmental impacts, increased traffic congestion and atmospheric pollution. The object of the model is then to minimize these negative effects on the environment and on users of the road network. In order to resolve both these study cases, recourse was made to a bi-level optimization mathematical model, composed of a higher level that minimizes a cost function with respect to both users and the operator, and a lower level including a modal-assignment partition model that takes into account the influence of private traffic and the congestion of public transport vehicles. In the second case it was also necessary to consider environmental restrictions. Both of these models were then applied to real cases in the city of Santander (northern Spain) and a series of conclusions were obtained from the corresponding sensitivity analysis.

En este artículo se presenta una metodología para diseñar encuestas de preferencias declaradas orientadas a definir el comportamiento del usuario en la elección de la tipología de aparcamiento y se estiman modelos de elección discreta para estudiar dicho comportamiento. El diseño de la encuesta se lleva a cabo usando la técnica del D-error y se estiman modelos logit considerando variaciones sistemáticas y aleatorias en los gustos de los usuarios. Los modelos evidencian la heterogeneidad en la percepción de la tarifa, así como, la alta influencia de otras variables como la edad del vehículo o la posesión de tarjeta de residencia. This paper describes a methodology to design stated preference surveys focus to define users´ behaviour when choosing a parking place and we estimate discrete choice models to study that behaviour. To create the survey questionnaire, we used an efficient design minimising the D-error and we estimated logit models which consider systematic and random change in users´ taste. Models shows heterogeneity in the perception of the cost of parking, and also, the highest influence of other variable like age of car and possession of residential card.

RESUMEN. Frecuentemente la ejecución de grandes obras infraestructurales, generan impactos significativos sobre el medio provocados por el transporte de importantes cantidades de material requeridas. Esto se agudiza aun más si la ubicación es en ámbito urbano, provocando serios problemas de congestión de trafico, emisión de contaminantes, polvo y ruido. En este artículo se presenta un modelo de simulación-optimización para la planificación de dicho sistema de transporte de abastecimiento, aplicándolo al caso de la construcción del nuevo puerto de Laredo (España), donde se calcula el reparto modal de carga entre camiones y barcazas con el objetivo de minimizar costes totales del sistema, desde un punto de vista económico, social y medioambiental. El coste total del sistema, se compone de los costes de operación de los camiones, el coste de operación de las barcazas y un coste de tipo social que representa el coste sobre los usuarios de transporte privado por el incremento de la congestión provocada por el flujo de los camiones en la red vial. Todo ello sujeto a restricciones medioambientales, asegurando que los flujos compuestos de vehículos privados y camiones no sobrepasan los limites de emisión de contaminantes y de ruido. Finalmente, consecuencia del análisis de los resultados junto con el pertinente análisis de sensibilidad se presentan una serie de interesantes conclusiones para una correcta gestión del sistema de transporte analizado. ABSTRACT. The construction of large infrastructural works frequently causes considerable environmental impact as a result of the transport of large quantities of materials. This impact is further heightened when the work is located in an urban environment and tends to lead to serious traffic congestion problems together with pollution, dust and noise. This article presents a simulation-optimization model for the planning of site supply transport, applied to the construction of the new Laredo harbour (Spain), which calculates the modal distribution of loads between lorries and barges in order to minimize the total costs of the system from an economic, social and environmental point of view. The total cost of the system is composed of the operational costs of lorries and barges and a public related cost which represents the costs affecting private transport users as a result of traffic jams caused by the increased number of lorries on the roads. This is also subject to environmental restrictions in order to ensure that the combined flow of private vehicles and lorries does not exceed contamination and noise pollution limits. From the analysis of the results and on the basis of the pertinent sensitivity study, a number of interesting conclusions may be reached regarding the correct management of the transport system under study.

RESUMEN. En este artículo se revisan y se comparan dos modelos de distribución de viajes, analizando los puntos fuertes y débiles de cada uno de ellos, fundamentando dicho análisis en una aplicación practica con datos reales de la ciudad chilena de Concepción. Los dos modelos a analizar son: un Modelo de Maximización de Entropía, utilizando el método de Hyman en el cual los balanceos entre filas y columnas son proporcionados por la metodología de Furness, y un Modelo Triproporcional. Para un adecuado análisis, estos modelos se han programado, resultando una aplicación informática que permite evaluar ambos modelos con distintos valores en sus parámetros y obtener diferentes matrices de Distribución de Viajes. A partir de los datos provenientes de una Encuesta Origen Destino (EOD) en la Ciudad de Concepción y de la información sobre los niveles de servicio promedio interzonales para cada modo de transporte se presentan conclusiones. ABSTRACT. In this paper, two models of distribution of trips are revised and compared, analyzing the strong and weak points of each one of them, basing this analysis in an application practices with real data of City of Concepción (Chile). The two models to analyze are: a Model of Maximization of Entropy, using the method of Hyman in which the swingings between lines and columns are provided by the methodology of Furness, and a Model Triproportional. For an appropriate analysis, these models have been programmed, generating a software application that allows to evaluate both models with different values in their parameters and to obtain different matrix of Distribution of Trips. Starting from the data coming from a Survey Origin Destination (EOD) in City of Concepción and with the information on the levels of service average for each mode of transport, conclusions they are presented.

RESUMEN: Esta tesis doctoral, propone modelos matemáticos flexibles y multicriterio que puedan ser usados como herramientas de planificación estratégica de plazas de estacionamiento en vía en áreas urbanas, considerando la competencia entre usuarios de vehículo de carga y pasajeros. Primeramente, se identificaron y compararon los principales factores que tienen influencia en el comportamiento de los estacionamientos en vía para cada uno de los usuarios. Luego, se proponen dos enfoques de planificación: maximización del nivel de servicio y maximización del bienestar social. Ambos enfoques, fueron analizados con datos simulados en un caso de estudio inspirado en la ciudad de Cartagena, Colombia. Los resultados muestran la importancia de considerar por separado las necesidades de espacio de los diferentes tipos de usuarios. Además, se muestra el efecto que tiene la asignación de estacionamiento, según el enfoque de planificación seleccionado, sobre ambos tipos de usuarios, el proveedor del servicio de estacionamiento y las externalidades del sistema. ABSTRACT: This doctoral thesis proposes flexible and multi-criteria mathematical models that can be used as strategic planning tools for on-street parking spaces in urban areas, considering freight and passenger vehicles competition. First, the main factors that influence the behavior of on-street parking for each of the users were identified and compared. Then, two planning approaches are proposed: level of service maximization and social welfare maximization. Both approaches were analyzed with simulated data in a case study inspired by the city of Cartagena, Colombia. The results show the importance of considering separately the space needs of the different types of users. In addition, the effect that parking allocation has, according to the selected planning approach, on both types of users, the parking service provider and the externalities of the system, is shown. A la gobernación de Bolívar por la financiación de mis estudios dentro del programa “Bolívar gana con ciencia”, la fundación CEIBA, la Universidad del Norte y a la Universidad de Cantabria por su apoyo administrativo durante toda esta etapa académica.

Grado en Ingeniería Civil con Mención en Construcciones Civiles (Plan 2020)

Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (Plan 2020)

RESUMEN: Este documento aborda algunos de los problemas más comunes que surgen del uso de los datos del sistema de apoyo a las operaciones de un operador de transporte público, especialmente cuando se combina la información de diferentes subsistemas. Se presenta una metodología flexible para mejorar las definiciones de los recorridos de los autobuses y los eventos de embarque, mejorando las distorsiones que se derivan del uso simultáneo de los datos de los subsistemas de localización automática de vehículos, control automático de tarifas y programación. A continuación, empleando un modelo de cadenas de viajes, se infieren los viajes que realizaron y qué trayecto se eligió para materializarlos. Este modelo incorpora varias mejoras presentes en el estado del arte, y hace uso de las correcciones de las validaciones de los pasajeros y de los movimientos de los vehículos obtenidas previamente. ABSTRACT: This thesis deals with some of the most common problems that arise from the use of the data from the operations support system of a public transport operator, especially when combining information from different subsystems. It presents a flexible methodology to improve the definitions of bus runs and boarding events, ameliorating the distortions that stem from the simultaneous use of data from the automated vehicle location, automated fare control, and scheduling subsystems. Then, for the quite common case of a system that only registers the access of the passengers to the buses, the trips they carried out and which ride did they choose to materialize them are inferred. To this end, a trip chaining model is defined, in- corporating several enhancements from the available literature, and making use of the previously obtained enhanced accounts of passengers’ validations and vehicles movements. Provided by the University of Cantabria, the SETA project (EU H2020 grant id: 688082) the Science and Innovation Ministry (TRA2017-85853-C2-1-R), and Santander City Council (MOBIDATA-SDR)

RESUMEN: El transporte de mercancías es un elemento esencial en la actividad socioeconómica de las ciudades, pero también produce un impacto importante en las mismas, ya que contribuyen de manera significativa en la congestión, en la contaminación y en la ocupación del espacio público que escasea en el centro de las ciudades. Por este motivo, existen numerosas investigaciones orientadas a mejorar el impacto que el transporte urbano de mercancías produce. Dichas investigaciones han sido revisadas con el objetivo de conocer los estudios desarrollados en el área del transporte urbano de mercancías para así presentar nuevas aportaciones al estado del conocimiento. En la presente tesis se presentan modelos que tienen como objetivo proponer mejoras al transporte urbano de mercancías. En primer lugar, se desarrollan modelos para optimizar el espacio utilizado para realizar operaciones de carga y descarga. Una metodología de análisis del uso de las zonas de carga y descarga se ha llevado a cabo con un doble objetivo: conocer las características de las zonas de carga y descarga y el uso que se hace de las mismas, por un lado. Y, por otro lado, determinar cuantitativamente la influencia del uso ilegal de las zonas de carga y descarga en el uso eficiente del espacio público. Para ello se determina el número de bahías de carga, así como el espacio público (m2) que está siendo usado incorrectamente. Otro de los modelos, es el modelo de optimización del número de bahías de carga y descarga. Se trata de un modelo de dos etapas, en la que en la primera etapa se realiza una primera estimación del número óptimo de bahías de carga y descarga haciendo uso de la teoría de colas, y en la segunda etapa se realiza una simulación de los vehículos de mercancías para así obtener de una manera más realista el número óptimo de zonas de carga y descarga necesarias. El último de los modelos desarrollados para optimizar el espacio utilizado para realizar operaciones de carga y descarga es el modelo de uso compartido de las paradas de autobús urbano. El objetivo de este modelo es analizar y evaluar el uso real de las paradas de autobús para así diseñar un espacio que sea de uso compartido entre autobuses y vehículos de mercancías. Estos espacios se denominan paradas de autobús de uso compartido y tienen un uso preferencial por autobuses urbanos, sin embargo, los vehículos de mercancías pueden usarlos cuando no estén siendo usadas. Para ello los vehículos de mercancías disponen de la información real de llegada de los autobuses a la parada. Por último, se ha desarrollado un modelo de optimización de vehículos de mercancías de gran dimensión. Los vehículos de mercancías de gran dimensión no son habituales en las ciudades, sin embargo, en ocasiones es necesario transportar grandes cantidades de mercancía/material a puntos específicos del centro de las ciudades. Por ese motivo este modelo tiene como objetivo minimizar el impacto de este tipo de transportes desde el punto de vista económico, social y medioambiental. Se trata de un modelo de optimización basado en una programación matemática bi-nivel que minimiza los costes totales del sistema. En el nivel inferior se obtienen los datos del modelo de red de la ciudad de aplicación, como son flujo de vehículos, tiempos de viaje etc. Estos datos son utilizados en el nivel superior para calcular los costes del sistema. La aplicación del modelo define el tamaño y tipología de flota de vehículos de gran dimensión, así como las rutas a seguir para crear el menor impacto sobre la ciudad. Los modelos presentados han sido aplicados en la ciudad de Santander (España). Esto ha permitido simular los modelos en un caso real y demostrar que es posible mejorar el impacto que el transporte de mercancías tiene sobre las ciudades. Desde el impacto que produce en el uso del suelo público urbano, hasta el impacto en la congestión y contaminación de las ciudades. Me gustaría también reconocer mi agradecimiento al Ministerio de Economía, Industria y Competitividad por la financiación en los proyectos de investigación: TRA2012-39466-C02-02 y TRA2013-48116-R y TRA2015-69903-R, los cuales han permitido financiar mi carrera investigadora en el Grupo de Investigación.

Grado en Ingeniería Civil

Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

Torrelavega es una ciudad que se encuentra en un continuado proceso de pérdida de habitantes, que se prolonga ya una década. En el año 2017, con una nueva caída, se contabilizaron un total de 52.000 habitantes y se teme que en un periodo corto de tiempo 2020-2025 pueda encontrarse por debajo de los 50.000 habitantes. Esto tendría unas consecuencias muy negativas para esta población y sin duda cuantiosas pérdidas económicas. Por ello propondremos modificaciones urbanísticas en un área de actuación, donde sustituyendo el uso del suelo actualmente industrial, por otros nuevos, destinados a potenciar el ocio, el entretenimiento, el emprendimiento empresarial, el comercio y la cultura en la ciudad de Torrelavega y los municipios cercanos a la misma. Partiendo de la base de la red actual de transporte en vehículo público y privado de Torrelavega y su área circundante, analizaremos la situación y propondremos una serie de medidas que intenten mejorar la circulación en la red y potenciar también las principales fortalezas que posee la ciudad. Con diferentes modificaciones, entre las que se encuentran la construcción de una nueva carretera, implementación de nuevas líneas de transporte público y conexiones peatonales entre la ciudad y la zona de actuación, realizaremos simulaciones con softwares especializado, las cuales nos permitirán obtener diferentes variables, con las que estudiaremos y analizaremos las variaciones que dichas modificaciones introducen en nuestra red. Las variables que se han seleccionado para analizar son el flujo, la densidad, el tiempo de parada y de demora, la cola media y la velocidad. Con todo ello obtendremos unas conclusiones sobre la situación de la red, con los nuevos usos propuestos para dar al suelo. Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

RESUMEN: El transporte urbano constituye uno de los indicadores mas importantes de una población. Si ese transporte urbano funciona correctamente eso se traduce en menos congestiones en la ciudad, mejor calidad de aire y mayor atracción a la ciudad. Por ello, con este Trabajo Fin de Master se pretende proponer un diseño operación y funcional de la estación intermodal ubicada en Torrelavega, Cantabria. Para lograrlo se ha hecho un estudio de demanda de pasajeros de cada modo de transporte que va a operar en la estación intermodal. Con los datos de demanda obtenidos se ha procedido a diseñar la nueva estación teniendo en cuenta el espacio disponible, las condiciones de la ubicación y las exigencias establecidas. Seguidamente se han diseñado nuevos viales de acceso a la estación y se han modificado algunos existentes para dar mayor capacidad a la mismas para satisfacer la nueva demanda de vehículos de todo tipo. Una vez establecida la nueva red, la misma se ha trasladado al programa informático AimSun para su posterior simulación. Con los resultados obtenidos se han modificado las zonas que peores resultados daban hasta conseguir una red estable. A través de esa simulación se ha llegado a la conclusión de que el diseño y dimensionamiento de la estación son correctos y permiten el desplazamiento tanto de autobuses como de pasajeros de forma cómoda y segura. Por ultimo se han dibujado diferentes planos en AutoCAD con el fin de dar una mayor visión al lector sobre el diseño de la nueva estación intermodal en Torrelavega. ABSTRACT: Urban transport is one of the most important indicators of a city. If this urban transport works correctly, this translates into less congestion in the city, better air quality and greater attraction to the city. For this reason, this Master's Project aims to propose an operational and functional design of the intermodal station located in Torrelavega, Cantabria. To achieve this, a passenger demand study of each mode of transport that will operate in the intermodal station has been calculated. With the demand data obtained, the new station has been designed considering the available space, the conditions of the location and the established requirements. Next, new vials to access the station have been designed and some existing ones have been modified to give it more capacity to satisfy the new demand for vehicles of all types. Once the new network is established, it has been transferred to the AimSun computer program for further simulation. With the results obtained, the areas with the worst results were modified until a stable network was obtained. Through this simulation it has been concluded that the design and sizing of the station are correct and allow the displacement of buses and passengers in a comfortable and safe manner. Finally, different plans have been drawn in AutoCAD in order to give a better vision to reader about the design of the new intermodal station in Torrelavega. Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

RESUMEN: Los procesos de evacuación en túneles son complejos. Conocer la dinámica de la confluencia de flujos de pasajeros (cantidad de personas que pasan por un punto dado en un periodo de tiempo determinado) durante la evacuación, puede tener implicaciones importantes para la seguridad en el interior de los túneles ferroviarios. Por lo tanto, este documento explora la interdependencia entre el flujo procedente del pasillo lateral del túnel y el flujo que sale del tren cuando confluyen. La primera parte del trabajo explica, por un lado, los experimentos desarrollados para la toma de datos analizando ocho configuraciones diferentes de salida de tren. Se empleó una maqueta de una salida de un coche de tren y una pasarela lateral y estuvieron involucrados 77 participantes (edad promedio: 48 años, desviación estándar: 15 años, rango: 18-74 años). Para el análisis de los datos recopilados se propusieron nuevas mediciones y métodos de procesamiento de datos que permiten realizar análisis estadísticos. Por otro lado, se realizaron simulaciones para analizar la manera en que los modelos computacionales desarrollan este tipo de experimentos. En una segunda parte del trabajo se muestran los resultados. Se encontraron evidencias cuantitativas de las preferencias entre flujos. Con la altura de la salida del tren a 0 m, hubo una ligera preferencia a favor de la pasarela, se encontró un pequeño dominio del flujo de la pasarela cuando la salida del tren es de 0.8 m de altura y, por último, resultó que cuando la diferencia de altura con la salida del tren es de 1.2 m el flujo de la pasarela tuvo una clara prioridad. Esto tuvo lugar a pesar de los comportamientos de deferencia observados entre los participantes. Por último, en el desarrollo de las simulaciones, se encontraron limitaciones en el modelo computacional para la representación de los experimentos. Este trabajo tiene como primer objetivo proporcionar un nuevo método para el desarrollo y validación de herramientas nuevas y actuales de modelado de evacuación. Como segundo objetivo, se espera una mejora en la comprensión del proceso de confluencia entre flujos durante la evacuación en túneles ferroviarios. ABSTRACT: Evacuations in tunnels are complex processes. Understanding the dynamics of the merging flows of passengers (number of people crossing a given point in a given period of time) during the evacuation, can have important implications for safety inside the railway tunnels. Therefore, this document explores the interdependence between the flow from the lateral walkway of the tunnel and the flow from the train exit when they merge. The first part of the document is divided into two sections. On the one hand, the document explains the experiments developed for data collection with the analysis of eight different train exit configurations. A mock-up of a train exit and a lateral walkway was built and 77 participants were involved (average age: 48 years, standard deviation: 15 years, range: 18-74 years). New measurements and data processing methods were proposed for the analysis of the data collection that allow statistical analysis. On the other hand, simulations were carried out to analyze the way of computer models develop this type of experiments. The second part of the work shows the results. Quantitative evidence of preferences between flows was found. With a train exit height of 0 m there was a slight priority of the walkway, a small preference of the walkway appeared when the train is 0.8 m in height and there was a clear priority of the walkway when the height difference with the train exit is 1.2 m. This took place despite the deference behaviors observed among participants. Finally, limitations of the computational model were found for the representation of the experiments during the development of the simulations. The main objective of this work is to provide a new method for the development and validation of new and current evacuation modeling tools. As a second objective, an improvement in the understanding of the merge process of flows during the evacuation in railway tunnels is expected. Máster en Investigación en Ingeniería civil

Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

La necesidad cotidiana de los ciudadanos de desplazarse para realizar diferentes actividades, sea cual fuere su naturaleza, se ha visto afectada en gran medida por los cambios producidos. Las ventajas generadas por la inclusión de la bicicleta como modo de transporte y la proliferación de su uso entre la ciudadanía son innumerables y se extienden tanto en el ámbito de la movilidad urbana como del desarrollo sostenible. En la actualidad, hay multitud de programas para la implantación, fomento o aumento de la participación ciudadana relacionado con la bicicleta en las ciudades. Pero en definitiva, todos y cada uno de estas iniciativas tienen la misma finalidad, crear una malla de vías cicladles eficaz y útil. Capaces de permitir el uso de la bicicleta en vías preferentes con unas garantías de seguridad altas, incorporando la bicicleta en el modelo de intermodalidad del transporte urbano. Con la progresiva implantación del carril bici, muchas personas han empezado a utilizarlas para moverse por la ciudad. Pero todo lo nuevo necesita un periodo de adaptación. Y, la realidad es que la red de viales destinados para estos vehículos está repleta de obstáculos para el ciclista. La actual situación ha llevado a cuestionar qué cantidad de kilómetros de carriles bici son necesarios para abastecer la demanda existente de este modo de transporte y, si las obras ejecutadas y proyectadas son las correctas y suficientes. En este trabajo se presenta una herramienta, basada en un modelo de programación matemática, para el diseño óptimo de una red destinada a los ciclistas. En concreto, el sistema determina una infraestructura para la bicicleta adaptada a las características de la red de carreteras existentes, con base en criterios de teoría de grafos ponderados. Como una aplicación del modelo propuesto, se ofrece el resultado de estos experimentos, obteniéndose un número de conclusiones útiles para la planificación y el diseño de redes de carriles bici desde una perspectiva social. Se realiza una aplicación de la metodología desarrollada para el caso real del municipio de Málaga (España). Por último se produce la validación del modelo de optimización presentado y la repercusión que tiene éste sobre el resultado final y la importancia o el peso del total de variables capaces de condicionar el resultado final de la red ciclista. Se obtiene, por tanto, una herramienta destinada a la mejora de la planificación, diseño y gestión de las diferentes infraestructuras para la bicicleta, con capacidad de interactuar con el modelo de red vial actual y con el resto de los modos de transportes existentes en el entramado urbano de las ciudades., The daily need for citizens to move for different activities, whatever its nature, has been greatly affected by the changes. The benefits generated by the bicycle’s inclusion as mode of transport and the proliferation of its use among citizens are innumerable and extend both in the field of urban mobility and sustainable development. Currently, there are many programs for implementation, promotion or increase public participation related to cycling in cities. But ultimately, each and every one of these initiatives have the same goal, to create a mesh effective and useful cycling trails. Able to allow the use of bicycles in preferred routes with a high safety garant˜Aias incorporating bicycle on the model of intermodal urban transport. With the gradual implementation of bike lanes, many people have begun to use them to get around the city. But everything again needs a period of adaptation. And the reality is that the road network intended for these vehicles is full of obstacles to the rider. The current situation has led to question how much kilometers of bike lanes are needed to supply the demand of this mode of transport and, if the works executed and planned are correct and sufficient. In this work a tool based on a mathematical programming model for the optimal design of a network for cyclists is presented. Specifically, the system determines a bicycle infrastructure adapted to the characteristics of the existing road network, based on criteria weighted graph theory. As an application of the proposed model, is offered the result of these experiments, obtaining a number of useful conclusions for planning and network design cycle paths from a social perspective. An application of the methodology developed for the real case of the municipality of Malaga (Spain) is performed. Finally, validation optimization model presented and the impact it has on the final result and the importance or weight of all variables able to determine the final result of the cycling network occurs. Is obtained therefore a tool for improving the planning, design and management of different infrastructures for bicycle’s mobility, with ability to interact with the current model of road network and other existing modes of transport in the urban network of cities.

RESUMEN: Llevar a cabo un uso racional de los recursos en los últimos 30 años se ha convertido en el objetivo tanto de empresas como instituciones gubernamentales de cualquier ámbito. El campo del transporte no ha sido una excepción a esta tendencia y acompañado del auge de las nuevas tecnologías se ha logrado avanzar de una manera muy exitosa en el campo de la optimización de los sistemas de transporte. Para resolver los problemas de optimización de los servicios de transporte han aparecido numerosas herramientas de simulación tanto en los ámbitos de la macrosimulación como de la microsimulación. Estas herramientas no solo permiten al planificador tomar decisiones con una base mucho más fundada, sino también le permite analizar un mayor número de escenarios posibles de una manera rápida y sencilla. Todo esto hace que aparezcan nuevas posibilidades en la manera de afrontar las decisiones de actuación y planificación sobre los sistemas de transporte urbanos. El trabajo que se presenta a continuación reúne un conjunto de modelos, herramientas y algoritmos que basándose en las herramientas de simulación que nos brindan las nuevas tecnologías, llevan a cabo una racionalización tanto de aspectos operativos, como son las frecuencias y el tamaño de la flota del sistema, como de aspectos de la red como es la localización de las paradas y su topología. En todos los trabajos se ha usado como modelo de estudio la Ciudad de Santander, esta es una ciudad de tamaño medio situada en el norte de España y que desde el punto de vista de su topología urbana hace que el sistema de transporte tenga una característica bastante lineal siendo proclive al uso de corredores de transporte. A lo largo del trabajo se usarán un conjunto de algoritmos heurísticos más usados en el mundo de la optimización matemática pero que han sido aplicados de una manera muy exitosa para la resolución de los problemas planteados en esta Tesis Doctoral. Los resultados obtenidos en cada uno de los trabajos presentados en esta Tesis refrendan altos beneficios, no solo para el usuario del transporte sino para el organismo que explota el sistema. De esta manera se verá que con los métodos aquí presentados se puede actuar de una manera positiva sobre diferentes parámetros que sirven de indicativo de la correcta racionalización del sistema de transporte como son el aumento de las demandas, descenso de tiempos de viaje, ajustes de los costes de operación y de los costes de usuario Hay que resaltar que esta investigación se basa en la compilación de cuatro artículos revisados por pares y publicados en revistas indexadas (JCR), lo cual respalda los resultados obtenidos en la misma. ABSTRACT: Over the last 30 years the rational use of resources has become the goal of both private companies and governments of all persuasions. The field of transport has not been an exception to this trend and, accompanied by the rise of new technologies, many successful advances have been made in the optimisation of transport systems. Many of both macro simulation and micro simulation tools have appeared for solving the problems associated with optimising transport services. These tools not only allow the planner to take decisions on a much firmer base, but also they allow them to analyse a much greater number of possible scenarios, quickly and simply. All of which means new possibilities appear for facing up to policy and planning decisions for the future of urban transport systems. The work presented below brings together a group of models, tools and algorithms which, based on the simulation tools made possible through new technologies, rationalise both the operational aspects like frequencies and fleet size as well as network factors like the location and topology of the stops. The study model for all the work has been the city of Santander, a medium sized city located in the north of Spain with a particular urban topology which makes the transport system have such a linear nature that the use of transport corridors is the norm. The more common heuristic algorithms found in the field of mathematical optimisation will be used throughout the work and successfully applied for the solution of the problems addressed in this Doctoral Thesis. The works presented in this Thesis achieve results which provide benefits not only for the transport users but also for the organisations running the systems. It will be shown that by applying the methods presented here it is possible to positively act on the different parameters indicating the proper rationalisation of the transport system, parameters like increased demand, reduced journey times, leaner operating costs and user costs. Mi agradecimiento también al Ministerio de Ciencia e Innovación por la financiación de los proyectos TRA2006-14663/MODAL TRA2006-14663, PT-2006-027-06IAPP, INTERCOR, que han hecho posible en gran medida la investigación de la cual ha surgido esta tesis.

La fase de transición se define como el proceso de cambiar de un plan de semaforización o de tiempos de semáforos a otro. Este proceso puede conducir a graves interrupciones en el flujo de tráfico provocando congestión y costos asociados con el tiempo adicional de viaje, el consumo de combustible y las emisiones de gases contaminantes a la atmosfera. Esta investigación propone el diseño de un modelo matemático no lineal para mejorar el rendimiento de la transición entre los planes de frecuencia de la señal en las intersecciones coordinadas. El modelo comprende la minimización de una función de costos sociales, que incluye una reducción en la demora, las emisiones de gases y el consumo de combustible, considerando múltiples objetivos que adoptan más medidas de efectividad. Para resolver el modelo matemático se diseña un algoritmo de colonia de hormigas que permite encontrar los parámetros óptimos de coordinación durante la fase de transición. Además la evaluación de la eficacia del nuevo modelo, su validez y utilidad se han comprobado mediante su aplicación en dos casos de estudios y un caso real para un corredor en la ciudad de Santander. Esta evaluación se realizó sobre la base de la capacidad del modelo para reducir al mínimo los retardos, las emisiones de contaminación del aire y el consumo de combustible. El modelo es eficiente en tanto que permite reducir los costos sociales asociados con el período de transición., The transition phase is defined as the process of changing from one traffic-timing plan to another. This process may lead to serious disruptions in traffic flow causing congestion and extra costs associated with additional travel time, fuel consumption and emissions of polluting gases into the atmosphere. This research proposes the design of a nonlinear mathematical model to improve the performance of the transition between signal frequency plans in coordinated intersections. The model includes the minimization of a social cost function that incorporates a reduction in delay, gas emissions and fuel consumption, considering multiple objectives that adopt more effectiveness measures. To solve the mathematical model, an ant colony algorithm is designed to find the optimal coordination parameters during the transition phase. In addition, the new model effectiveness, its validity and usefulness have been proven through its application in two case studies and a real case of a traffic corridor in the city of Santander. This assessment was made based on the model's ability to minimize delays, emissions of air pollution and fuel consumption and its effectiveness in reducing the social costs associated with the transition period.

RESUMEN: El transporte ferroviario de mercancías se encuentra en la actualidad en una situación de declive, la cual es más acusada en España que en otros países de la Unión Europea. Tras un período de esplendor, el ferrocarril perdió cuota de mercado con respecto a otros modos de transporte a finales del siglo XX y se agudizó esta situación con el inicio de la crisis económica. Esta situación ha durado hasta la actualidad. Es necesario que el ferrocarril de mercancías sea sometido a una revitalización para recuperar el esplendor de tiempos pasados. Los objetivos del presente trabajo fin de grado serán por tanto: -Analizar la situación del transporte ferroviario de mercancías tanto a nivel nacional como internacional. -Identificar las causas que han llevado a la situación de declive actual. -Identificar los problemas que sufren los ferrocarriles de mercancías europeos y, en particular, los españoles. -Abordar las estrategias a adoptar para la mejora de la situación y señalar las oportunidades futuras del transporte ferroviario de mercancías. La metodología utilizada será la discusión con la exposición de los problemas del ferrocarril de mercancías y de las diferentes estrategias que se deben abordar en un futuro. Para la realización de este trabajo será muy importante el apoyo de diferentes fuentes bibliográficas. El ferrocarril tiene numerosas ventajas sobre otros medios de transporte para el tránsito de mercancías: tiene menores costes de transporte, es un medio sostenible y puede llevar cargas más pesadas. Pero en la actualidad tiene numerosos problemas. Si quiere recuperar la cuota de mercado perdida, se debe favorecer la interoperabilidad creando un mercado común europeo para el transporte de mercancías mejorando aspectos que, a día de hoy, suponen una barrera tal como el ancho de vía, los sistemas de seguridad,etc. Por otro lado, se debe fomentar la intermodalidad y dentro de ella el ferrocarril juega un papel fundamental. ABSTRACT: Rail freight is currently in a situation of downturn, which is more pronounced in Spain than in other countries of the European Union. After a period of splendor, the railways lost market share with respect to other modes of transport at the end of the twentieth century and worsened this situation with the start of the economic crisis. It is necessary that the freight trains are subjected to a revitalisation to recover the splendour of past times. The objectives of this project will be: -Analyse the situation of rail freight both nationally and internationally. -Identify the causes that have led to the situation of current decline. -Identify the problems faced by Europe's railways for goods and, in particular, the Spanish. -Address the strategies to adopt for the improvement of the situation and indicate the future opportunities of rail freight transport. The methodology used will be the discussion with the statement of the problems of the freight train and the different strategies that must be addressed in a future. For the realization of this project, the support of different bibliographic sources will be very important. The railroad has numerous advantages over other means of transport for the transit of goods: has lower costs of transport, it is a sustainable means and can carry heavier loads. But today, it has many problems. If you want to regain the lost market share, it should promote interoperability by creating a common European market for freight improving aspects that today are a barrier as the gauge, safety systems, etc. On the other hand, it should be encouraged and within intermodal rail plays a key role. Grado en Ingeniería civil

El propósito del trabajo es la de diseñar un modelo que permita sugerir nuevas propuestas de planificación de rutas para el transporte escolar de viajeros, de tal forma que se consiga la mayor eficiencia y eficacia operacional, para ello se plantea la modificación de los horarios en la entrada de los colegios. Se trata de un problema de optimización multiobjetivo que incluye la minimización del coste del servicio de transporte escolar, dicho de otro modo, el número de autobuses, y minimiza el tiempo total de viaje de todos los estudiantes. El fundamento del modelo es la planificación de los recorridos realizados por los autobuses, de modo que debido a los cambios en los horarios de entrada de los colegios, los autobuses sean capaces de realizar rutas de más de un colegio, así un autobús pueda realizar la ruta de un colegio y posteriormente desplazarse hasta la cabecera de otro colegio diferente y así servir al mismo. La metodología se basa en el problema de ruteo SBRP (School Bus Routing Problem), que es una variación del problema VRP (Vehicle Routing Problem). Este tipo de problemas se resuelven mediante Programación Lineal Entera Mixta y se caracterizan por tener más de un objetivo a minimizar. En este caso, los objetivos son tiempo y coste del servicio, variables muy significativas en transporte escolar. Además se plantea un segundo problema, el problema de planificación de vehículos. En él se trata de planificar el transporte escolar, de manera que se conecten rutas de diferentes colegios dentro de unas ventanas temporales dadas, y que cumpliendo las restricciones del problema, se minimicen los costes del sistema teniendo en cuenta los tiempos de viaje de los escolares. Al tratarse de un problema multiobjetivo, existirán varias soluciones posibles, en función del peso que se le asigne a cada una de las variables implicadas. El modelo ha sido aplicado para el caso de transporte escolar de 3 colegios situados en una zona situada al noroeste de Torrelavega (Cantabria), obteniendo como resultado 13 opciones posibles que minimizan los costes de transporte escolar entre un 20,2% y un 33,7% respecto a las rutas de transporte escolar actuales sin cambios en las horas de entrada y salida de los colegios. La diferencia entre dichas opciones radica en variables temporales, como son la duración media de las rutas y las ventanas temporales necesarias para que dicha opción sea posible. ABSTRACT: The purpose of this essay is to design a model that allows to suggest new planning proposals on school transport, so that greater efficiency and operational efficiency will be achieved, for this it is proposed some changes in the school starting time. It is a multi-objective optimization problem including the minimization of the cost of busing, to put it another way, the number of buses, and minimizes the total travel time of all students. The foundation of the model is the planning routes made by bus, so due to changes in the starting time in schools, the buses are able to perform more than one route, so a bus can perform the route of a school and later move to the header route of a different school and thus attend this school. The methodology is based on the routing problem SBRP (School Bus Routing Problem), which is a variation of the problem VRP (Vehicle Routing Problem). Such problems are solved by Mixed Integer Linear Programming and are characterized by having more than one objective to minimize. In this case, the goals are time and cost of the service, very significant variables in school transportation. Moreover, a second problem arises, the problem of planning vehicles. This problem deals with school transportation planning so that routes from different schools within a given time windows are connected, and within the restrictions of the problem, the system costs are minimized considering travel times of students. That is a multi-objective problem, there will be several possible solutions, depending on the weight to be assigned to each of the variables involved. The model has been applied in the case of school transport of 3 schools located in an area northwest of Torrelavega (Cantabria), resulting in 13 possible options that minimize the cost of school transport between 20.2% and 33, 7% regarding to the current routes of school transport , unchanged the schools starting and ending times. The difference between these options is in time variables, such as the average length of the routes and the time window necessary for make that option possible. Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

RESUMEN: Las ciudades experimentan un aumento de la movilidad ciclista y, en consecuencia, es necesario estudiar la evolución de esta demanda para rediseñar los sistemas de bicicletas públicas con el fin de satisfacer las necesidades de la sociedad. Además, las particularidades de la movilidad en bicicleta requieren de nuevas metodologías para modelar su demanda así como se hace necesario considerar que dicha demanda puede ser tanto derivada de cualquier otra actividad, o una actividad de ocio en sí misma, lo que implica un comportamiento diferente. Esta tesis tiene como objetivo hacer frente a las cuestiones anteriores, y propone una completa metodología para evaluar la calidad y la demanda de bicicletas de préstamo. Dicha metodología se dirige particularmente a determinar cómo se percibe la calidad del servicio, cómo se utiliza el sistema y el impacto del clima y variables temporales en su demanda. Los resultados y las conclusiones extraídas de la aplicación esta propuesta metodológica proporcionan los conocimientos necesarios para diseñar políticas estratégicas, tácticas y operativas eficientes y sostenibles. Los modelos y procesos producen diversos indicadores para el diseño de incentivos destinados a controlar el desempeño del operador y la calidad de la oferta, así como para promover la cultura pro-bicicleta. En consecuencia, el enfoque es beneficioso para el operador y para los organismos decisores, pero eventualmente, toda la sociedad se verá beneficiada tras la aplicación de esta metodología y como resultado de la optimización de los recursos dedicados al sistema de reparto de bicicletas. ABSTRACT: Cities experience increasing cycling rates and it is necessary to study the evolution of this demand to redesign the bike-sharing schemes in order to meet the society's requirements. Furthermore, the particularities of cycling mobility claim for new methods to model this demand. It should also be considered that cycling may be either derived from any other activity, or a leisure activity itself, implying a different behaviour. This thesis aims to tackle the previous issues by proposing a thorough methodology to assess the quality and demand for bikeshare. Derived from this main objective, such a methodology is particularly intended to determine how the quality of the service is perceived, how the system is actually used and how its demand is influenced by the weather and also time-based variables. The results and conclusions drawn from the application of the proposed methodology provide the knowledge to design efficient and sustainable strategic, tactical and operational policies. The models and processes yield several indicators that are valuable to develop incentives to control the operator's performance and quality standards as well as to promote the pro-bike culture. Therefore, the approach is beneficial to the operator and to decision makers, but eventually, it is the entire society that would benefit from this tool as a result of the optimisation of the resources dedicated to the bike-sharing scheme. I would also like to thank the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness for funding the grant BES-2013-066347 within the project TRA2012-39466-C02-02, that permitted to develop this thesis, as well as for funding my predoctoral stay in the Ponti cia Universidad Cat olica de Chile (EEBB-I-15-10418).

Grado en Ingeniería civil

RESUMEN: En esta tesis se presentan una serie de modelos de optimización orientados a la planificación y gestión de sistemas de bicicleta pública. Los modelos desarrollados se fundamentan en la consecución de dos objetivos: la maximización del número de usuarios de la bicicleta pública y la minimización de los costes totales del sistema (coste de operación y coste del usuario, para todos los modos de transporte considerados). Para lograr este objetivo se ha recurrido a la utilización de programación matemática multinivel. En concreto, se ha planteado un problema binivel, el cual incluye un nivel inferior donde se ocupa un modelo de simulación del comportamiento de los usuarios de los distintos modos de transporte considerados (además de la bici pública). Este nivel inferior reporta resultados (flujos, tiempos de acceso, tiempos de espera, tiempos de viaje, etc.) que serán datos input para la cuantificación del coste de los usuarios que forma parte de la función de coste total del nivel superior. Esta estructura multinivel, considerando varios modos de transporte, y distintas componentes de coste, permite optimizar el diseño del sistema, desde un punto de vista lo más eficiente y sostenible posible, tanto económica como socialmente. La metodología presentada ha sido aplicada al caso real de la ciudad de Santander (España), siendo posible, por un lado, validar los modelos de comportamiento de los usuarios, contrastando datos simulados con datos reales del actual sistema y por otro lado reflejando la importancia de contar con herramientas de optimización para diseñar un sistema de puntos de préstamo bien dimensionado y localizado correctamente, así como para gestionar eficientemente sistemas de redistribución de bicicletas. ABSTRACT: This thesis presents a series of optimization models for the planning and management of bicycle sharing systems. These models have been developed with two objectives in mind: maximization of bicycle users, and minimization of total system costs (operating costs and user costs for all transport modes considered). To achieve these goals, multilevel mathematical programming has been used. In particular, a bi‐level problem was implemented, its lower level composed by user behaviour models for each transport mode (aside from public bicycle), yielding results (flows, access times, waiting times, travel times, etc.) that are the input data needed to quantify the user costs that are part of the total system cost of the upper level. This multi‐level structure, taking into account several modes of transport and different cost function parameters, can be used to optimize the design of a transport system as efficient and sustainable as possible, both economically and socially. The methodology presented in this thesis has been applied to the real scenario of Santander city (Spain), which has allowed for the validation of the user behavior models, comparing simulated and real data; and has also made apparent the importance of the availability of optimization tools to design a public bicycle system with the right dimension and docking stations location, and to efficiently manage bike repositioning systems.

RESUMEN: En esta tesis se aborda el problema de localización de paradas de trasporte público. Para ello se ha propuesto un modelo de localización de paradas de bus mediante la aplicación secuencial de dos enfoques: un primer enfoque estratégico en el que se localizan las paradas de bus en todo el sistema de transporte público a escala macroscópica y un segundo enfoque táctico a escala microscópica donde, a partir de la solución macroscópica obtenida, se afina la ubicación de paradas en ejes específicos de una ciudad. El Modelo Macroscópico propuesto se basa en un modelo de optimización bi-nivel, compuesto de un nivel superior que minimiza una función de costes totales del sistema (Coste Social) y un nivel inferior en el que se incluye un modelo de partición modal-asignación. Además tiene en cuenta la influencia del tráfico privado, la operativa de la red vial y la congestión en los viales, vehículos de transporte público y paradas de bus. Por su parte, el Modelo Microscópico propuesto se apoya en el modelo previo macroscópico y permite obtener la localización óptima de las paradas de autobús dentro de un corredor urbano atendiendo a maximizar la velocidad comercial del transporte público en dicho eje. La validez y utilidad de los modelos propuestos se han comprobado mediante la aplicación a un caso real: la ciudad de Santander, donde se ha conseguido optimizar el sistema existente consiguiendo una mejora del servicio de transporte público con menos recursos, aumentando la velocidad comercial en un 10% y reduciendo la flota necesaria en un 3%. Además se ha realizado un profundo análisis de sensibilidad, analizando el comportamiento y la relación entre las diferentes variables del problema. ABSTRACT: This thesis deals with the problem of locating stops on public transport systems from two sequentially applied perspectives. The first strategic perspective locates all the bus stops throughout the public transport system at a macroscopic scale and the second tactical perspective uses the macroscopic solution obtained beforehand to finely adjust the location of stops on a microscopic scale at specific points throughout the city. The proposed Macroscopic Model is based on a bi-level optimization model made up of an upper level minimizing a function of the overall system costs (Social Cost) and a lower level which includes a modal split assignment model. The model also takes into account the influence of bus stop location, private traffic, road operation and transit vehicle congestion. In turn, the proposed Microscopic Model is supported by the previous macroscopic model and allows the optimal location for bus stops to be found along an urban corridor whilst trying to maximise the commercial speed of the transit vehicles along this axis. The validity and usefulness of the proposed models have been checked with their application to a real case: the city of Santander, where the existing system has been optimised by improving the public transport service using fewer resources, increasing the commercial speed by 10% and reducing the fleet needed to do it by 3%. An in-depth sensitivity analysis has also been performed, analysing the behaviour and the relationship between the different variables of the problem. Mi agradecimiento al CEDEX del Ministerio de Fomento y al Ministerio de Educación y Ciencia por la financiación de los proyectos TRA2006-14663/MODAL y PT-2006-027-06IAPP los cuales han posibilitado la realización de esta tesis.