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Una propuesta para la localización de áreas de servicio y descanso adaptadas al transporte de mercancías peligrosas mediante un modelo de optimización; aplicación al territorio español = A Proposal for the Location of Service Areas Adapted to the Transport of Dangerous Goods through an Optimization Model and its Application to the Spanish Territory

Authors:

Abstract

El presente trabajo analiza la importancia de contar con una red de estacionamientos adaptados a los vehículos que transportan mercancías peligrosas. Se estudia en primer lugar la cobertura actual de la demanda que ofrecen los estacionamientos existentes y se plantea en segundo lugar un modelo de localización de máxima cobertura para estudiar la ubicación de áreas que permitan una mayor satisfacción de la demanda de descanso de los conductores cumpliendo con la normativa legal y de seguridad. El modelo se aplica en el territorio español con la ayuda de sistemas de información geográfica (SIG). This paper analyzes the importance of having a network of stations adapted to vehicles carrying dangerous goods. In the first place, it is studied the current demand which is offered by the existing parking areas, and in the second place, it is explained a maximum coverage location model in order to study the location of areas that meet the drivers’ demand of rest to a greater extent complying with legal and safety regulations. The model is applied into Spanish territory with the help of geographic information systems (GIS).
REVISTA DE M ´
ETODOS CUANTITATIVOS PARA
LA ECONOM
´
IA Y LA EMPRESA (11). P´aginas 17–32.
Junio de 2011. ISSN: 1886-516X. D.L: SE-2927-06.
URL: http://www.upo.es/RevMetCuant/art.php?id=46
Una propuesta para la localizaci´on de ´areas
de servicio y descanso adaptadas
al transporte de mercanc´ıas peligrosas
mediante un modelo de optimizaci´on;
aplicaci´on al territorio espa˜nol
Caro Vela, Mar
´
ıa Dolores
Departamento de Econom´ıa, M´etodos Cuantitativos e Historia Econ´omica
Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla (Espa˜na)
Correo electr´onico: mdcarvel@upo.es
Paralera Morales, Concepci´
on
Departamento de Econom´ıa, M´etodos Cuantitativos e Historia Econ´omica
Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla (Espa˜na)
Correo electr´onico: cparmor@upo.es
RESUMEN
El presente trabajo analiza la importancia de contar con una red de esta-
cionamientos adaptados a los veh´ıculos que transportan mercanc´ıas peli-
grosas. Se estudia en primer lugar la cobertura actual de la demanda que
ofrecen los estacionamientos existentes y se plantea en segundo lugar un
modelo de localizaci´on de m´axima cobertura para estudiar la ubicaci´on de
´areas que permitan una mayor satisfacci´on de la demanda de descanso de los
conductores cumpliendo con la normativa legal y de seguridad. El modelo
se aplica en el territorio espa˜nol con la ayuda de sistemas de informaci´on
geogr´afica (SIG).
Palabras clave: modelo de localizaci´on de m´axima cobertura; transporte
de mercanc´ıas peligrosas; sistema de informaci´on geogr´afica.
Clasificaci´on JEL: C61.
MSC2010: 90B80; 90C10; 90C05.
Art´ıculo recibido el 15 de febrero de 2011 y aceptado el 15 de abril de 2011.
17
A Proposal for the Location of Service Areas
Adapted to the Transport of Dangerous Goods
through an Optimization Model
and its Application to the Spanish Territory
ABSTRACT
This paper analyzes the importance of having a network of stations adapted
to vehicles carrying dangerous goods. In the first place, it is studied the
current demand which is offered by the existing parking areas, and in the
second place, it is explained a maximum coverage location model in order
to study the location of areas that meet the drivers’ demand of rest to
a greater extent complying with legal and safety regulations. The model
is applied into Spanish territory with the help of geographic information
systems (GIS).
Keywords: maximal covering location model; transport of dangerous goods;
geographic information system.
JEL classification: C61.
MSC2010: 90B80; 90C10; 90C05.
18
19
1. INTRODUCCIÓN
Los niveles de bienestar y desarrollo de la sociedad actual dependen, en gran medida, de una
serie de productos que genera y produce la industria; en muchos casos, son sustancias peligrosas
que es necesario distribuir y transportar de un lugar a otro y que, sin ninguna duda, añaden un
riesgo suplementario al propio tráfico. En concreto, las mercancías peligrosas se pueden definir
como materiales o productos que presentan un peligro para las personas o el medio ambiente en
contacto con ellos (Gorys, 1990). Con esta definición, aproximadamente el 4,4% de las
mercancías transportadas por carretera en 2008 en la Unión Europea son sustancias peligrosas,
aunque en países como España esta tasa se eleva a más del 5%.1 El riesgo que suponen los
vehículos que transportan materias peligrosas ha incrementado la toma de conciencia, por parte
de las administraciones públicas, para establecer criterios y normas con objeto de prevenir el
peligro que pueda producirse en el transporte de dichas mercancías. El desarrollo de la
legislación básica europea en esta materia se regula en el “Acuerdo europeo relativo al
transporte internacional de mercancías peligrosas por carretera” (ADR), realizado conforme a
las recomendaciones de la Organización de las Naciones (UNECE, 2008). Además de la
mayoría de los países europeos, también han suscrito este acuerdo países asiáticos y del norte de
África. Además del ADR, la legislación de mercancías peligrosas está sometida a diversas
normativas nacionales y locales. En España, por ejemplo, rige también el R.D. 551/2006, de 5
de mayo, por el que se regulan las operaciones de transporte de mercancías peligrosas por
carretera en territorio español y diversas ordenanzas municipales que prohíben el tránsito de
vehículos que transportan mercancías peligrosas en los términos municipales. Estas normativas
son aplicables a los vehículos tanto si se encuentran en circulación como si están detenidos. En
este segundo caso, el ADR establece medidas adicionales de seguridad, relativas a la vigilancia
de los vehículos. Esta normativa prioriza, para el estacionamiento de los vehículos, un
aparcamiento vigilado por un encargado que deberá haber sido informado de la naturaleza de la
carga y del lugar en que se encuentre el conductor; a falta del mismo, señala el estacionamiento
en un aparcamiento público o privado en el que el vehículo no pueda correr riesgo de ser dañado
por otros vehículos. En caso de que no existan estos estacionamientos, se necesita un espacio
libre apropiado apartado de las carreteras públicas importantes y de lugares habitados, que no
sea lugar de paso o de reunión frecuentado por el público (UNECE, 2008).
Los conductores de vehículos pesados que transportan mercancías peligrosas soportan
una gran responsabilidad y, por eso y porque es obligado por ley, necesitan realizar paradas de
descanso en ruta durante sus trayectos, por lo que necesitan espacios adecuados. Como hemos
comentado anteriormente, las necesidades y características de estos espacios requieren
condiciones especiales de vigilancia y seguridad respecto a las condiciones de un área de
1 Datos basados en estadísticas de Eurostat (2010).
20
servicio genérica. Las características variarán dependiendo de si los descansos son prolongados,
porque el conductor pernocta o realiza descansos largos, lo que llamaremos estacionamientos “a
término” o si el vehículo estaciona por poco tiempo para realizar la interrupción reglamentaria,
llenar el depósito, comer el conductor, etc.; en este caso los denominaremos estacionamientos “a
tránsito”. El Gobierno de España (Ministerio de Fomento, 2006) recomienda, para ambos tipos
de estacionamientos, áreas de descanso que dispongan de vigilancia las 24 horas del día por
personal debidamente formado sobre las mercancías peligrosas, así como otras consideraciones
relacionadas con la seguridad, como la separación entre los vehículos que transportan
mercancías peligrosas y los demás vehículos y el disponer de otras dotaciones complementarias.
En España, se han encontrado carencias tanto en cantidad como en la valoración sobre
seguridad que ofrecen estas áreas (RACC, 2010; Ministerio de Fomento, 2006). Son
especialmente deficitarios los estacionamientos “a tránsito”, puesto que los “a término”, si bien
son escasos,2 se están proyectando algunos en las principales zonas de carga y descarga de las
mercancías,3 donde el conductor prefiere realizar el periodo largo de descanso antes de la carga
y descarga del vehículo. En este trabajo nos vamos a centrar, consiguientemente, en las
estaciones “en tránsito”, donde existe la necesidad de crear una red de áreas con objeto de
satisfacer la demanda de descanso de los conductores cumpliendo con la normativa legal y
prevenir el peligro social y medioambiental.
Existe la necesidad de una herramienta que le permita a las instituciones encargadas del
planeamiento y la administración de estas zonas seleccionar una red de áreas de servicio que
puedan adaptarse a las necesidades de descanso “en tránsito” de los conductores que transportan
mercancías peligrosas bajo unos criterios objetivos, de manera que las inversiones realizadas
tengan mayor impacto en la comunidad. En el proceso de ubicación de dichas áreas, vamos a
tener en cuenta como criterio fundamental la máxima cobertura de las mismas, es decir, que se
pueda dar servicio al mayor número de vehículos que transporten mercancías peligrosas. Por
tanto, el problema al que nos estaríamos enfrentando sería un problema de localización de
cobertura máxima, un Maximal Coverage Location Problem (MCLP).
El trabajo lo estructuraremos como sigue. En la segunda sección presentamos las
características que deben tener las áreas que proponemos, así como los criterios para la
selección de las mismas. En la tercera exponemos los antecedentes del problema que vamos a
tratar. En la cuarta incluimos la situación actual de la red de estacionamiento y en la quinta se
plantea la formulación del modelo y se aplica a la red de carreteras de España, utilizando
Sistemas de Información Geográfica (SIG) y mostrando los principales resultados obtenidos.
Finalmente, cerramos el trabajo con las conclusiones.
2 Según IRU (2009), en España solo existen cuatro centros con estas características.
3 Ejemplos son los de la Ciudad del Transporte de Pamplona o los del Área de Majarabique de Sevilla.
21
2. LA RED DE ÁREAS DE SERVICIO ESPECIALMENTE ADAPTADAS PARA
VEHÍCULOS QUE TRANSPORTAN MERCANCÍAS PELIGROSAS.
CARACTERÍSTICAS Y CRITERIOS DE SELECCIÓN
La red de áreas de descanso existente debería ser suficiente para que el mayor número de
conductores de vehículos que transporten mercancías peligrosas pueda realizar el
estacionamiento regulado en las normativas de conducción y descanso en una de las áreas que
integren esta red. Para identificar tanto las características de estas áreas como los criterios a
considerar para la formulación del problema de máxima cobertura, se realizaron sesiones de
trabajo con personal experto de la Confederación de Transportes de Mercancías (CETM) y
consejeros de seguridad para el transporte por carretera de mercancías peligrosas. Asimismo, se
realizaron consultas a la Comisión para la Coordinación del Transporte de Mercancías
Peligrosas, órgano consultivo dependiente del Ministerio de Fomento. También se examinaron
la Red de Itinerarios de Mercancías Peligrosas (RIMP) y artículos y trabajos relacionados.
2.1. Características de las áreas
Respecto a las características de las áreas, se concluyó que deberían ser las de un área de
servicio y descanso con ciertos aspectos o requisitos para que estuvieran adaptadas al
estacionamiento de mercancías peligrosas. En este sentido, “Son áreas de servicio las zonas
colindantes con las carreteras, diseñadas expresamente para albergar instalaciones y servicios
destinados a la cobertura de las necesidades de la circulación, pudiendo incluir estaciones de
suministro de carburantes, hoteles, restaurantes, talleres de reparación y otros servicios análogos
destinados a facilitar la seguridad y comodidad de los usuarios de la carretera.” (R.D. 1812/1994
de 2 de septiembre). En el caso que nos ocupa, de especificidad para mercancías peligrosas, el
Ministerio de Fomento recomienda disponer de las siguientes características o servicios:
Vigilancia. La zona de aparcamiento de vehículos de mercancías peligrosas se vigilará
24 horas al día por personal debidamente formado. Esta vigilancia puede realizarse
mediante cámaras que se visualicen en el área de servicio, cafetería, etc.
Iluminación. Esta zona de estacionamiento estará bien iluminada y, siempre que esto
sea posible, dispondrá de un sistema de recogida de eventuales fugas o derrames,
independiente del alcantarillado general, así como de un sistema de protección contra
incendios.
Localización y señalización. La zona de aparcamiento de vehículos de mercancías
peligrosas se encontrará separada de la del resto de vehículos y debidamente señalizada,
en la zona más alejada de las dotaciones de servicios de uso público, estableciéndose
una distancia mínima a estas zonas más transitadas de 100 metros.
22
Plan de autoprotección. Se dispondrá de un plan de autoprotección, entendiendo por
tal un sistema de control y gestión de la seguridad.
La superficie mínima de la zona de aparcamiento conjunto para poder disponer de plazas
para vehículos de mercancías peligrosas se estima en 2000 m2, entendiendo como superficie
necesaria por cada plaza de estacionamiento de vehículo pesado (incluidos espacios de
maniobras) entre 150 y 250 m2, según los servicios que se quieran prestar e instalaciones que se
deba disponer. Se establece también una distancia mínima de seguridad de 30 m a la carretera
(Ministerio de Fomento, 2006).
2.2 Criterios para la formulación del problema
Los criterios para determinar la cobertura de la demanda de estacionamientos se definieron
respecto a la cobertura de la red viaria, cobertura de la demanda de transportistas y
accesibilidad. Por un lado, es necesario considerar que en España los vehículos que transportan
mercancías peligrosas deben transitar por la RIMP. Dicha red está constituida por una serie de
tramos de vía de la Red General de Carreteras del Estado Español y de la red de carreteras
autonómicas que publica anualmente el Ministerio del Interior a través de la correspondiente
Resolución de la Dirección General de Tráfico (Resolución de 25 de enero de 2010, de la DGT).
En la Figura 1 se detallan los tramos de la última RIMP publicada. De forma adicional, las
Comunidades Autónomas del País Vasco y Cataluña publican su propia RIMP.
Figura 1. RIMP de 2010.
23
Por otro lado, los conductores dedicados al transporte por carretera de mercancías y
viajeros están obligados a respetar unos tiempos de pausa y descanso mínimos durante el
ejercicio de conducción. Estos tiempos están reglamentados, estableciéndose que: “Tras un
período de conducción de cuatro horas y media, el conductor hará una pausa ininterrumpida de
al menos 45 minutos, a menos que tome un período de descanso. Puede sustituirse dicha pausa,
por una pausa de al menos 15 minutos seguida de una pausa de al menos 30 minutos,
intercaladas en el período de conducción, de forma que se respeten las disposiciones anteriores”
(Reglamento CE nº 561/2006).
Teniendo en cuenta que la velocidad máxima permitida para los vehículos que
transportan mercancías peligrosas es de 80 km/h en autopistas y autovías, 70 km/h en vías
rápidas y carreteras convencionales y 60 km/hora para el resto de vías, estimamos la ubicación
de un área de descanso cada 150 km de la RIMP para que los conductores realicen las pausas
reglamentarias durante el ejercicio de su actividad. La demanda potencial de estos servicios será
el número de vehículos/día de mercancías peligrosas que necesiten realizar una parada o
descanso durante la realización del servicio.
Con respecto a la accesibilidad las áreas de servicio, por la propia definición de las
mismas que ofrece el Reglamento General de Carreteras, deben situarse contiguas a la carretera,
en nuestro caso a la RIMP. Atendiendo a las recomendaciones del Gabinete para la Ordenación
y Coordinación del Transporte de Mercancías Peligrosas, del Ministerio de Fomento, se
adoptarán unas distancias mínimas de seguridad de 30 m a la carretera, y una distancia mínima
de 100 m a las zonas más transitadas (estación de servicio, cafetería, etc.).
3. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
La problemática a la que nos enfrentamos la podemos encuadrar dentro de los problemas de
localización. La Teoría de Localización estudia la mejor ubicación de unos centros de servicio
para alcanzar unos determinados objetivos. Existe una gran diversidad de problemas en los que
se abordan los problemas de localización de distintas formas. Estos variarán dependiendo del
espacio en el que se ubican los centros, si son discretos o continuos, de los objetivos que se
pretendan conseguir (maximizar o minimizar los beneficios, costes, demanda, rechazo social
generado por la población afectada, etc.), la forma de proporcionar servicio y otros factores.
Debido a la amplia variedad de estos problemas, son muy diversas las metodologías empleadas
para resolverlos. Así, dependiendo si el problema es discreto o continuo, se aplicarán distintas
técnicas del campo de la Investigación Operativa. Una amplia revisión de los modelos de
localización se hacen en los trabajos de ReVelle et al. (2007), ReVelle y Eliselt (2004) y Owen
y Daskin (1998) donde se efectúa un extenso estudio de modelos de localización discretos y
continuos.
24
Los problemas de localización discretos se plantean cuando existe un conjunto finito de
clientes que requieren un servicio, de los que se conoce su ubicación y demanda, y se desea
localizar un conjunto finito de centros que deben proporcionarle servicio. La característica
fundamental de los problemas discretos de localización es que el conjunto de ubicaciones
potenciales para dichos centros se conoce a priori y es discreto. En Mirchandani y Francis
(1990) se hace una recopilación de problemas discretos. Los problemas de localización de
instalaciones se aplican en una amplia variedad de situaciones y, por ello, son estudiados
ampliamente en el campo de la Investigación Operativa. Ejemplos de este tipo de problemas los
encontramos en la localización de servicios públicos como, por ejemplo, hospitales, escuelas,
ambulancias, estaciones de bomberos, gaseoductos, almacenes, etc. En la literatura existen
muchos trabajos relacionados con la localización de plantas y entre ellos se encuentran aquellos
en los que se tratan el problema de la p-mediana, del p-centro y de máxima cobertura (Murray et
al., 2010). El MCLP restringe el número de plantas a instalar a un número finito de
localizaciones maximizando la cantidad de demanda cubierta. Entre las primeras
investigaciones que se hicieron en el campo de la localización de cobertura máxima, el trabajo
de Church y ReVelle (1974) muestra la formulación del problema y, posteriormente, se han
realizado muchas aplicaciones del mismo en distintos campos, como por ejemplo, en la
localización de centros de emergencia (Current y O’Kelly, 1992).
Actualmente, con los SIG y el desarrollo de computadores más potentes, se puede trabajar
los problemas de localización con mayor cantidad de datos y modelos de análisis espacial.
Algunos estudios han integrado SIG para estudiar distintos problemas de localización como
cobertura máxima, cobertura máxima con restricciones de capacidad, p-mediana, etc. Al
respecto, véanse los trabajos de Murray y Tong (2007), Liu et al. (2006), Li y Yeh (2005), Aertz
y Heuvelink (2002) y Yeh y Cow (1996). Concretamente, los trabajos de Murray (2005) y
Alexadris y Giannikos (2010) presentan modelos de máxima cobertura usando las distintas
funciones de los SIG.
4. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL
Nuestro objetivo va a ser medir la cobertura máxima de la demanda potencial de los
transportistas que ofrece el conjunto de áreas existentes y proponer en su caso la ubicación de
nuevas áreas. Para estudiar la cobertura actual de la demanda que ofrecen las áreas existentes, se
han utilizado dos fuentes documentales para seleccionar las áreas existentes. Por una parte, se
han recogido aquellas áreas seleccionadas por el Ministerio de Fomento, que cumplen las
características mencionadas en el apartado anterior para ser consideradas adecuadas para el
estacionamiento de mercancías peligrosas (Ministerio de Fomento, 2006). Por otra parte, se han
seleccionado las áreas españolas que permiten el estacionamiento de mercancías peligrosas
25
recogidas por la International Road Union (IRU, 2009) y que cumplen también con las
características mencionadas anteriormente. En total son 10 áreas de estacionamiento cuyas
ubicaciones aparecen en el mapa que se muestra en la Figura 2.
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IA
IA
IA
IA
IA
IA
IA
IA
IA
Figura 2. Ubicación de las 10 áreas existentes.
El radio de cobertura lo fijamos en 150 (es decir, en un entorno de 150 km como
máximo). Esta es la distancia máxima estimada a la que deben estar localizadas las áreas de
estacionamiento de los puntos de demanda, para que los conductores cumplan con las
normativas de conducción y descanso. No ha sido posible contar con la matriz de origen-destino
de las operaciones de transporte de mercancías peligrosas. Es por ello por lo que, para
determinar el conjunto de todos los puntos de demanda, hemos utilizado la intensidad media
diaria de los vehículos de mercancías peligrosas (IMDMP), que transitan por los tramos de
carretera de la red viaria española recogida en el Mapa de Tráfico (Ministerio de Fomento,
2009). La utilización de los flujos de vehículos como medida de demanda es usada por
Goodchild y Noronha (1987) para estudiar la localización de gasolineras, debido a que es difícil
encontrar las matrices de origen-destino de los vehículos de transporte en la práctica (Lin et al.,
2008; Averbakh y Berman, 1996).
Hay un total de 3.638 tramos de carretera con datos de IMDMP. Los tramos de carretera
en que se realizan los aforos de los vehículos tienen una longitud variable. La Tabla 1 recoge las
principales estadísticas descriptivas tanto de la longitud de los tramos, como de la IMDMP.
26
Longitud de los tramos (km) IMDMP (nº de vehículos)
Mínimo 0,08 1
Máximo 47,02 1497
Media 6,34 67,34
Desviación típica 5,66 101,08
Tabla 1. Estadísticos descriptivos de longitud e IMDMP.
Para la selección y asignación de los nodos de demanda a las localizaciones, hemos
utilizado las funcionalidades del programa ArcGIS. Para utilizar los datos en el programa
ARCGIS 9.3 (ESRI, 2008), se necesitaron las bases de datos georreferenciadas de las áreas de
servicio existentes, la intensidad media diaria de los vehículos que transportan mercancías
peligrosas y la RIMP. Los datos se obtuvieron previa solicitud al Ministerio de Fomento y por la
descarga de bases de datos publicadas por ese mismo organismo. Se distinguieron, sobre la capa
de información de puntos kilométricos de las carreteras de España, las 10 áreas de servicio
existentes para vehículos que transportan mercancías peligrosas. A continuación se
seleccionaron aquellos tramos de carretera que se situaban a una distancia inferior a 150 km (el
radio de cobertura) de estas 10 áreas de servicio. Estos tramos constituyen la demanda potencial
cubierta por estas áreas y en ellos se midió la IMDMP. La máxima demanda cubierta por las
mismas es del 60,89%. En el siguiente mapa se representa la distribución geográfica de la
demanda que queda cubierta por dichas áreas.
Cobertura de 10 áreas existentes
Intensidad Media Diaria MM.PP.
IMDPTOTAL
0 - 40
41 - 122
123 - 253
254 - 546
547 - 1497
Figura 3. Demanda cubierta por las 10 áreas existentes.
27
Queda una amplia zona de demanda sin cubrir, que representa el 39,10%;
fundamentalmente, Galicia-Asturias, parte de Salamanca, Cáceres y Huesca y gran parte del
Arco Mediterráneo, exceptuando Cataluña. Con el fin de mejorar la cobertura actual que ofrecen
las áreas de estacionamiento, proponemos el planteamiento de un modelo de máxima cobertura.
En total son 1.502 tramos de carretera por los que transitan vehículos de mercancías peligrosas y
que no tienen un área a menos de 150 km.
5. PLANEAMIENTO Y APLICACIÓN DEL MODELO
El MCLP guarda relación con otros problemas de localización. En muchas situaciones, para
poder cubrir la demanda de todos los usuarios, es necesario considerar un elevado número de
instalaciones, lo que conlleva un elevado coste económico. En estos casos se opta por utilizar el
modelo de máxima cobertura, donde el objetivo es cubrir la mayor demanda posible con un
número prefijado de instalaciones. Se considera un número finito de puntos de demanda, que en
nuestro caso vienen determinados por la IMDMP. También se considera un número finito de
instalaciones, representadas para nosotros como áreas de descanso/estacionamiento para
vehículos que transporten mercancías peligrosas. El objetivo es determinar, para un número
concreto de áreas de descanso, la máxima demanda que se puede cubrir con ellas. El modelo
puede ser formulado de la siguiente manera:
Notación:
Índice:
i es el índice para las ubicaciones candidatas;
j es el índice para los puntos de demanda.
Conjuntos:
I es el conjunto de ubicaciones potenciales para las áreas de estacionamiento;
J es el conjunto de todos los puntos de demanda.
Parámetros:
j
hes la demanda del punto j;
p
es el número de instalaciones a localizar;
.0
;1
casootroen
iubicaciónladecoberturaderadiodeldentroestájdemandadepuntoelsi
cij
Es decir, en el caso en que el nodo de demanda esté a menos de 150 km de la ubicación
del área de servicio se considerará que 1
ij
c; en caso contrario valdrá 0.
Variables de decisión:
;0
;1
casootroen
cubiertaestájpuntoelendemandalasi
xj
28
.0
;1
casootroen
iubicaciónlaenlocalizadaesserviciodeáreaelsi
yi
El modelo. Usando la notación del epígrafe anterior, la función objetivo y las restricciones
quedan como sigue:
La restricción (1) nos indica que si la demanda de un determinado tramo queda cubierta
por una de las áreas de servicio, es debido a que se encuentra en el radio de cobertura de la
misma. Es decir, a una distancia menor de 150 km del área de servicio la demanda de ese tramo
queda cubierta por dicha área. La restricción (2) nos indica el número de áreas de
estacionamiento que se van a abrir. A la hora de resolver el modelo, p es un valor prefijado de
antemano. Por último, las restricciones (3) y (4) representan el carácter binario de las variables.
A la hora de aplicar el modelo, contamos con un conjunto de puntos de demanda (J),
formado por 1502 tramos de la RIMP en los que no está cubierta la demanda. Además,
consideramos un conjunto de ubicaciones potenciales (I) que asciende a 89. Son las áreas4 de
servicio existentes que cumplen las condiciones mencionadas en el R.D. 1812/1994, de 2 de
septiembre. La adecuación de estas áreas para el estacionamiento de vehículos de mercancías
peligrosas, solo requeriría cumplir con las condiciones de vigilancia, iluminación, señalización
y plan de autoprotección, siendo su adaptación menos costosa que en otras áreas. En la Figura 4
mostramos los tramos de carreteras cuya demanda no queda cubierta por las 10 áreas existentes
y las 89 áreas de servicio que se han especificado anteriormente.
Para la resolución del MCLP, se ha utilizado el software LINGO 9.0, que nos permite
resolver este problema lineal con un gran número de variables y restricciones. Después de
aplicar el modelo con distintas opciones en el número de localizaciones a considerar (p),
obtenemos los resultados que mostramos en la Tabla 2. En concreto, se muestran el porcentaje
sobre el total de la demanda no cubierta y las localizaciones que maximizan dicha cobertura
para distintos valores de p.
4 Los datos correspondientes a las ubicaciones de las 89 áreas situadas en la RIMP han sido
proporcionadas por el Ministerio de Fomento.
)4(}1,0{
)3(}1,0{
)2(
)1(..
Iiy
Jjx
py
Jjxycas
xhMax
i
j
Ii i
ji
Ii ij
j
Jj j
29
Demanda no cubierta y
89 posibles ubicaciones
Intensidad Media Diaria MM.PP.
IMDPTOTAL
0 - 38
39 - 119
120 - 253
254 - 549
550 - 1497
Æü
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Figura 4. Demanda no cubierta y 89 posibles ubicaciones para cubrirla.
Nº de áreas Porcentaje Áreas abiertas
1 38,96% 81
2 58,05% 81-82
3 75,94% 41-81-82
4 83,75% 4-41-81-82
5 88,99% 5-36-41-82-89
6 93,81% 5-21-36-41-82-89
7 95,76% 5-21-36-41-59-80-89
8 95,87% 4-8-21-36-41-59-82-89
9 95,90% 8-11-21-29-36-41-53-59-80
10 95,90% 8-11-21-29-36-41-52-59-61-79
Tabla 2: Resultados del MCLP.
A la vista de los resultados, podemos determinar que con nueve áreas de servicio se cubre
una demanda del 95,90%, ya que en el caso de que se decidiera localizar 10, el porcentaje no
aumentaría. En la situación actual, con las 10 áreas existentes cubríamos un total del 60,89% de
la demanda y con las 9 que proponemos llegamos a conseguir un 98,39% de la demanda total.
La Figura 5 representa la distribución geográfica de la demanda cubierta con las 19 áreas.
30
Cobertura de la demanda
Intensidad Media Diaria MM.PP.
IMDPTOTAL
0 - 39
40 - 120
121 - 256
257 - 549
550 - 1497
Figura 5. Cobertura total de la demanda con las 10 áreas existentes y la adaptación de 9 más.
En cualquier caso, hay un pequeño porcentaje de la demanda que no se llegaría a cubrir
con las áreas existentes. En la zona correspondiente al norte de Cáceres y Salamanca (parte de la
Ruta de la Plata), no existe ningún área de servicio que esté en la RIMP, por lo que nos lleva a
pensar que podría ser interesante contemplar la posibilidad de proponer la apertura de una nueva
área que diera cobertura a esa demanda. Una vez se considerara dicha posibilidad, habría que
resolver de nuevo el problema para ver si la cobertura total mejora con la incorporación de dicha
área.
6. CONCLUSIONES
El objetivo del estudio es analizar la necesidad de una red de áreas especialmente adaptadas al
estacionamiento de mercancías peligrosas para cumplir con la legislación vigente por motivos
de seguridad. La normativa europea sobre transportes obliga a los conductores a la realización
de descansos en ruta, priorizando un aparcamiento con características especiales de vigilancia
para el estacionamientos de vehículos de mercancías peligrosas. Es importante, por eso, contar
con una red de estacionamientos de mercancías peligrosas que permita la máxima cobertura del
territorio para satisfacer la demanda de descanso de los conductores cumpliendo con la
normativa legal y así prevenir el peligro social y medioambiental que pudiera derivarse de un
accidente de estos vehículos.
31
En este sentido, se analiza la cobertura que proporcionan las áreas de servicio existentes
y, además, se formula y aplica un modelo de localización de máxima cobertura implementado
en el territorio español con ayuda de un SIG. En particular, el problema se resolvió con LINGO
9.0, utilizando ArcGis para la selección y asignación de los nodos de demanda a las
localizaciones y para la visualización de los resultados. Analizando los datos obtenidos,
observamos que en el caso de contar con las diez áreas ya existentes, se cubre un 60,89% de la
demanda de los transportistas. Sin embargo, si además intentamos dar solución a la demanda
restante considerando nuevas áreas, conseguimos cubrir un 95,90% de ella: con un total de 19
áreas de servicio podemos cubrir hasta un 98,39% de toda la demanda en el territorio español.
Tan solo queda un pequeño porcentaje de demanda que no se cubre por ninguna de las áreas
existentes, lo que nos lleva a plantear la posibilidad de la apertura de una nueva instalación en la
zona de Cáceres-Zamora.
REFERENCIAS
Aertz, J.C.J.H. y Heuvelink, G.B.M. (2002). Using simulated annealing for resource allocation.
International Journal of Geographical Information Science 16 (6), pp.571–587.
Alexandris, G y Giannikos, I. (2010). A new model for maximal coverage exploiting GIS
capabilities. European Journal of Operational Research 202, pp.328–338.
Averbakh, I. y Berman, O. (1996). Locating flow-capturing units on a network with multi-
counting and diminishing returns to scale. European Journal of Operational Research 91, 3,
pp.495–506.
Church, R. y ReVelle, C. (1974). The Maximal Covering Location Problem. Papers of the
Regional Science Association 32, pp.101–118.
Current, J., Min, H. y Schiling, D. (1990). Multiobjective Analysis of Facility Location
Decisions. European Journal of Operational Research 49, 3, pp.295–307.
Current, I. y O’Kelly, M. (1992). Locating emergency warning sirens. Decisions Sciences 23,
pp.221–234.
ESRI (2008). What’s New in ArcGIS 9.3. ESRI, New York, USA, 2008.
EUROSTAT (2010). Data Base: http://www.eurostat.org. Consultado el 21 de octubre de 2010.
Goodchild, M.F. y Noronha, V.T. (1987). Location–Allocation and Impulsive Shopping the
Case of Gasoline Retailing. Spatial Analysis and Location–Allocation Models. Van
Nostrand Reinhold, New York, pp.121–136.
Gorys, J. (1990). Transportation of Dangerous Goods in the Province of Ontario. Transportation
Research Record 1264. Transportation Research Board, National Research Council,
Washington.
IRU (2009). Truck Parking Areas. International Road Union. Recurso web disponible en:
http://www.internationaltransportforum.org/Pub/pdf/09parking.pdf
Li, X. y Yeh, A.G. (2005). Integration of genetic algorithms and GIS for optimal location
search. International Journal of Geographical Information Science 19, 5, pp.581–601.
32
Lin, Z., Ogden, J., Fan, Y. y Chen, C.W. (2008). The fuel-travel-back approach to Hydrogen
station siting. International Journal of Hydrogen Energy 33, 12, pp.3096–3101.
Liu, N., Huang, B. y Chandramouli, M. (2006). Optimal siting of fire stations using GIS and ant
algorithm. Journal of Computing in Civil Engineering 20, 5, pp.361–369.
Ministerio de Fomento (2006). Coordinación del Transporte de Mercancías Peligrosas.
Estacionamientos para vehículos de mercancías peligrosas: http://www.fomento.es/MFOM/
LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/ORGANOS_COLEGIADOS/CCTMP/ListadoE
studio.htm. Consultado el 21 de octubre de 2010.
Ministerio de Fomento. D.G. Carreteras (2009). Mapa de Tráfico 2008.
Mirchandani, P.B. y Francis, R.L. Eds. (1990). Discrete Location Theory. Wiley, Chichester.
Murray, A. (2005). Geography in coverage modeling: Exploiting spatial structure to address
complementary partial service areas. Annals of the Association of American Geographers
95/4, pp.761–772.
Murray, A.T. y Tong, D. (2007). Coverage optimization in continuous space facility siting.
International Journal of Geographical Information Science 21, 7, pp.757–776.
Murray, A.T., Tong, D. y Kim, K. (2010). Enhancing Classic Coverage Location Models.
International Regional Science Review 33, 2, pp.115–133.
Owen, S.H. y Daskin, M.S. (1998). Strategic Facility Location: A Review. European Journal of
Operational Research 111, pp.423–447.
RACC (2010). Proyecto LABEL: European Truck Parking Areas. http://w3.racc.es/index.php?
mod=fundacion&mem=EPTodos&relmenu=31. Consultado el 21 de septiembre de 2010.
Reglamento (CE) nº 561/2006 del Parlamento Europeo y del Consejo de 15 de marzo de 2006
relativo a la armonización de determinadas disposiciones en materia social en el sector de
los transportes por carretera.
Resolución de 25 de enero de 2010, de la Dirección General de Tráfico, por la que se establecen
medidas especiales de regulación del tráfico durante el año 2010. BOE número 40 de
15/02/2010, p.13.538.
ReVelle, C.S. y Eiselt, H.A. (2004). Location Analysis: A Synthesis and Survey. European
Journal of Operational Research 165, pp.1–19.
ReVelle, C.S., Eiselt, H.A. y Daskin, M.S. (2007). A bibliography for some fundamental
problem categories in discrete location science. European Journal of Operational Research
184, pp.817–848.
UNECE (2008). European agreement concerning the international carriage of dangerous goods
by road (ADR). United Nations Economics Commission for Europe (aplicable desde el 1 de
enero de 2009).
Yeh, A.G. y Cow, M.H. (1996). An integrated GIS and location-allocation approach to public
facilities planning. An example of open space planning. Computers, Environment and
Urban Systems 20 (4/5), pp.339–350.
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In this paper, we report on the application of set covering and maximal covering location models to the problem of locating emergency warning sirens in a midwestern city. Two siren types are available, each having different costs and covering radii. Using a modified version of the set covering location model, we analyze the cost implications of several policy options being considered by the city's planners. Results of the study indicate that location covering models can be powerful and efficient tools in the design of such systems, and their use can lead to significant cost savings. In addition, such models provide decision makers the flexibility to examine the inherent costs associated with various policy options.
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Safety and emergency response are being given greater importance while planning infrastructure and transportation projects. This is particularly so, when transporting hazardous materials HAZMAT within a heavily urbanized area such as Singapore. The number and location of fire stations significantly influence the efficiency of emergency response during fire accidents. This paper presents an approach to suitably situating new fire stations, considering multiple objectives, using geographic information systems GIS and ANT, a novel Ant algorithm. The efficiency of the current fire station locations in covering HAZMAT transport routes is studied using a GIS. The ANT algorithm is implemented within a GIS environment to locate the additional fire stations so as to reduce the response time to an accident occurring on HAZMAT transport routes from 8 to 5 min. Other considerations include incorporating proper distance among fire stations and maximizing the area that can be served by these fire stations in 6 min. Computational experiments reveal that the proposed algorithm performs stably under different parameter settings and outperforms the conventional genetic algorithm. Furthermore, the integration of GIS with ANT offers enhanced spatial analytical capabilities, and our approach can be employed to solve further intricate optimization problems in transportation and infrastructure.
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An important area of regional science has long been location analysis and modeling. Its significance continues, now more formally known as location science, and has evolved because of the need to address complex facility siting problems and issues. This article focuses on classic coverage location problems, and how advances along theoretical and methodological fronts have enabled such problems to be viewed in new ways. Specifically, notions of implicit and explicit coverage, along with geographic information systems (GIS), provide the capacity to reconceptualize as well as better model intended planning goals and objectives. This article reviews covering problems and presents a comparative framework for both linkage and assessment. This research is significant because evolving models enable issues of frame independence, and the modifiable area unit problem, to be addressed, making planning and analysis more reliable and valuable.
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We develop a Lagrangean heuristic for the maximal covering location problem. Upper bounds are given by a vertex addition and substitution heuristic and lower bounds are produced through a subgradient optimization algorithm. The procedure was tested in networks of up to 150 vertices. A duality gap was generally present at the end of the heuristic for the larger problems. The test problems were run in an IBM 3090-600J ‘super-computer’; the maximum computing time was kept below three minutes of CPU.
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Public facilities planning normally applies a planning standard, such as how many hectares of open space are required for a certain number of people in a district. But planning standards only specify the area required and seldom specify where the public facility should be located. A location-allocation model that attempts to find the best sites for facilities is a more useful tool for public facilities planning. Although its application has been limited by the availability of data, even this has changed with the availability of land information systems in many cities. Accordingly, this paper discusses the integration of GIS and a location-allocation model for public facilities planning, using open space planning in Hong Kong as an example. It demonstrates how such a spatial decision support system can provide a set of solution spaces on which decision makers can focus their discussions and make collective choices. It can also enable decision makers to have a better view of the problem and to test different scenarios by varying the objectives, constraints, and parameters of the models.
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The assessment of, and planning for, service coverage has been a fundamental aspect of geographic research. In particular, facility placement and associated coverage are central concerns in emergency services, transit route design, cartographic simplification, natural resource management, and weather monitoring, among others. In this article the widely applied set-covering problem is discussed, focusing on its use in geographic analysis. Problematic aspects of set-coverage modeling across space are identified. In particular, geographic information systems (GIS) and enhanced spatial information have accentuated abstraction/spatial representation issues in need of greater consideration in modeling service coverage. To address representational problems with existing approaches, a new set-covering model is introduced for dealing with spatial objects (points, lines, polygons, arcs, curves, etc.). The developed approach accounts for complementary coverage of objects. In doing this, the model decreases modifiable areal unit problem impacts known to be an issue in the geographic application of the set-covering problem. Empirical results are presented to support the usefulness and validity of this new approach.