Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. UNIVERSIDAD DE CANTABRIA OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN DE LA LÍNEA 4 DEL METRO DE BILBAO OPERATING OPTIMIZATION OF LINE 4 METRO SYSTEM. MASTER Trabajo realizado por: Evaristo Fernández Peña Dirigido: Borja Alonso Oreña Titulación: Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos Santander, Julio de 2020 TRABAJO FIN DE ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS – SANTANDER OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN DE LA LÍNEA 4 DEL METRO DE BILBAO ÍNDICE 0. RESUMEN .................................................................................................................... 8 1. INTRODUCCIÓN. ......................................................................................................... 11 1.1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ..................................................................................... 11 1.2. FERROCARRILES METROPOLITANOS. .......................................................................... 12 1.3. LA IMPORTANCIA DE LA PLANIFIACIÓN EN UNA LÍNEA DE METRO. ........................... 13 2. EL METRO EN BILBAO ................................................................................................. 16 2.1. SITUACIÓN DE LA RED DE METRO ............................................................................... 16 2.2. LÍNEA 4 DEL METRO DE BILBAO .................................................................................. 18 2.3. DATOS DE DEMANDA. ................................................................................................. 21 3. METODOLOGÍA .......................................................................................................... 27 3.1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 27 3.2. FUNCIÓN DE COSTES ................................................................................................... 27 3.1.1. COSTES DEL SISTEMA PROPIOS DE LA LÍNEA DE METRO .................................... 28 3.1.2. COSTE DEL USUARIO DEL TRANSPORTE PÚBLICO ............................................... 29 3.3. ESTIMACIÓN DE MATRICES MEDIANTE EL MÉTODO DE FURNESS ............................. 31 4. ESTIMACIÓN DE TIEMPOS DE OPERACIÓN................................................................... 33 4.1. DINÁMICA LONGITUDINAL DEL TREN. ........................................................................ 33 4.1.1. ESFUERZOS Y RESISTENCIAS ................................................................................ 33 4.2. MODELIZACIÓN TIEMPO DE VIAJE .............................................................................. 37 4.2.1. SECCIÓN DE ACELERACIÓN.................................................................................. 37 4.2.2. SECCIÓN DE MOVIMIENTO CONSTANTE. ............................................................ 38 4.2.3. SECCIÓN DE DESACELERACIÓN ........................................................................... 39 4.3. MATERIAL MÓVIL ........................................................................................................ 39 4.4. CÁLCULO DE TIEMPOS DE RECORRIDO Y TIEMPO DE CICLO ....................................... 42 4.4.1. TIEMPO INTERESTACIONES ................................................................................. 42 4.4.2. TIEMPO EN LAS ESTACIONES (DP)........................................................................ 43 FRANJA 1 ......................................................................................................................... 46 EVARISTO FERNANDEZ PEÑA 1 ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS – SANTANDER OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN DE LA LÍNEA 4 DEL METRO DE BILBAO FRANJA 2 ......................................................................................................................... 46 FRANJA 3 ......................................................................................................................... 47 FRANJA 4 ......................................................................................................................... 48 4.4.3. TIEMPOS EN INVERTIR MARCHA. ........................................................................ 48 5. DISEÑO DE LA EXPLOTACIÓN DE LA LÍNEA Y SUS ELEMENTOS. ..................................... 50 5.1. INTERVALOS ÓPTIMOS. ............................................................................................... 50 5.1.1. COSTES DEL SISTEMA PROPIOS DE LA LÍNEA DE METRO .................................... 50 5.1.2. COSTES PARA EL USUARIO .................................................................................. 51 5.1.3. FRECUENCIAS Y HORARIOS ................................................................................. 51 5.2. COSTES DE EXPLOTACIÓN. .......................................................................................... 62 5.3. SEÑALIZACIÓN ............................................................................................................. 66 5.4. ESTACIONES ................................................................................................................. 68 5.4.1. METODOLOGÍA .................................................................................................... 68 5.4.2. DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENOS FUNCIONALES .................................. 70 ANDENES Y ZONAS DE PASILLOS ..................................................................................... 71 ESCALERAS ....................................................................................................................... 72 TORNOS ........................................................................................................................... 73 PUERTAS DE ANDENES. ................................................................................................... 73 5.4.3. COMPROBACIÓN DE LOS ELEMENTOS A EVACUACIÓN. .................................... 73 5.4.4. DIMENSIONES TOTALES. ..................................................................................... 75 5.4.5. CAPACIDAD .......................................................................................................... 75 6. CONCLUSIONES. ......................................................................................................... 81 7. REFERENCIAS ............................................................................................................. 85 ANEXO 1: CÁLCULO DE TIEMPO INTERESTACIONES ............................................................. 87 Tramo Rekalde – Irala. .................................................................................................... 88 Tramo Irala-Zabalburu ............................................................................................................. 90 Tramo Zabálburu – Moyúa ...................................................................................................... 92 Tramo Moyúa - Parque ........................................................................................................... 94 Tramo Parque-Deusto ............................................................................................................. 96 Tramo Deusto-Matiko ............................................................................................................. 98 EVARISTO FERNANDEZ PEÑA 2 ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS – SANTANDER OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN DE LA LÍNEA 4 DEL METRO DE BILBAO TIEMPO INTERESTACIONES A LO LARGO DE LA LÍNEA .......................................................... 100 ANEXO 2: DIAGRAMAS DE MARCHA DE CADA SENTIDO .................................................... 101 EVARISTO FERNANDEZ PEÑA 3 ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS – SANTANDER OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN DE LA LÍNEA 4 DEL METRO DE BILBAO INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Estado del tráfico Bilbao........................................................................................ 12 Ilustración 2: Esquema de Red de metro de Bilbao. ................................................................... 16 Ilustración 3: Esquema Red de Metro de Bilbao ......................................................................... 17 Ilustración 4: Trazado ferroviario de la Gran Bilbao ................................................................... 17 Ilustración 5: Esquema de la futura red de transporte ferroviario de Bilbao ............................. 17 Ilustración 6: Trazado y situación de las estaciones de la LÍnea 4 [2] ........................................ 18 Ilustración 7:Perfil longitudinal de la línea 4. .............................................................................. 19 Ilustración 8:Uso de suelo pormenorizado PGOU Bilbao ........................................................... 24 Ilustración 9: Perfil horario de una estación situada en una zona universitaria. ........................ 25 Ilustración 10:Perfil horario de una estación situada en una zona residencial. ......................... 25 Ilustración 11: Perfil horario de una estación situada en una zona mixta .................................. 26 Ilustración 12: Flujo de arcos entre estaciones. .......................................................................... 29 Ilustración 13:Fuerzas en curva ..................................................................................................