Solving the traffic assignment problem using real data for a segment of Medellin’s transportation network

Abstract

RESUMEN: Este artículo está basado en datos obtenidos en los más recientes estudios de transporte que se han realizado en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá. (Medellín y otros 9 municipios). Estos estudios fueron la Encuesta Origen Destino (2005), análisis de las rutas de buses (2005) y el Plan Maestro de Movilidad (2006). En el artículo se explica el proceso utilizado para el desarrollo de una aplicación informática para resolver el problema determinístico de equilibrio de usuario en la red vial de Medellín. El código fue construido usando Visual Basic.NET ® y Microsoft Excel ® para la ejecución de algunas operaciones en un segmento de la red vial de Medellín. La distribución del flujo del equilibrio de usuario fue encontrada usando el algoritmo de Frank-Wolfe y fueron analizados algunos aspectos tales como número de iteraciones, patrones de convergencia, tiempo de respuesta y cambios en la demanda de viajes en la red. Los modelos de asignación del tránsito fueron analizados para las horas pico de la tarde. Se compararon los resultados de la asignación del tránsito del algoritmo desarrollado en este trabajo con los resultados de TransCAD ® para los datos del 2005 y fue encontrado que el software es un poco más rápido que el algoritmo, pero sin embargo éste último puede ser una buena herramienta para profesionales y estudiantes para la modelación de redes pequeñas.

ABSTRACT: This paper is based on data obtained from most recent transportation studies done in the Metropolitan Area of Valle de Aburrá, city of Medellín and other 9 municipalities. The studies were based on an Origin/Destination Survey (2005), Analysis of bus routes (2006), and Mobility Master Plan (2006). This paper explains the process of writing a software application for a given network (Network of Medellin) that solves the deterministic user equilibrium problem. The software code was implemented in Visual Basic .NET®, supported by some operations using Microsoft Excel®, and hardcoded for a segment of the Medellin network. The user equilibrium distribution of flow was found by using the Frank-Wolfe algorithm. The applied algorithm was analyzed in some aspects such as number of iterations, convergence patterns, response time, as well as changes in network demand. The traffic assignment models were analyzed by using the algorithm during the P.M. peak hour (hour of highest traffic congestion). The analysis was compared with the results from the traffic assignment procedure using TransCAD® (well-known and used transportation demand software) for the 2005 database and it was found that the software is somewhat faster than the algorithm, but the latter could be a good tool for practitioners and students for modeling small networks.