on 03-Jul-2019 (Wed)

Para justificar la importancia de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y el papel que estos juegan hoy en día, es habitual en libros como este citar el hecho de que aproximadamente un 70% de la información que manejamos en cualquier tipo de disciplina está georreferenciada. Es decir, que se trata de información a la cual puede asignarse una posición geográfica, y es por tanto información que viene acompañada de otra información adicional relativa a su localización. Si bien es probable que este porcentaje no haya variado desde que comenzó a mencionarse en los libros sobre SIG, la situación es en la actualidad más favorable que nunca para el desarrollo de herramientas que permitan la utilización de toda esa información al tiempo que se consideran los datos relativos a su posición en el espacio. Esto es así no solo porque trabajamos con gran cantidad de información referenciada geográficamente, sino porque somos cada día más conscientes de la importancia que esa componente geográfica tiene. La geografía ha pasado de ser un ámbito particular con cierta relación con otros campos a ser un elemento fundamental incorporado a la mayor parte de las disciplinas

Uno de los pilares más sólidos de los SIG en la actualidad es su capacidad de mostrar que existe una componente espacial susceptible de ser gestionada con la ayuda de un SIG en la práctica totalidad de contextos posibles.

Partiendo del ejemplo anterior, podemos dar una definición más precisa y formal de lo que realmente es un SIG. Básicamente, un SIG ha de permitir la realización las siguientes operaciones: Lectura, edición, almacenamiento y, en términos generales, gestión de datos espaciales. Análisis de dichos datos. Esto puede incluir desde consultas sencillas a la elaboración de complejos modelos, y puede llevarse a cabo tanto sobre la componente espacial de los datos (la localización de cada valor o elemento) como sobre la componente temática (el valor o el elemento en sí). Generación de resultados tales como mapas, informes, gráficos, etc

Con lo anterior, una definición más precisa es decir que un SIG es un sistema que integra tecnología informática, personas e información geográfica[ 3 ], y cuya principal función es capturar, analizar, almacenar, editar y representar datos georreferenciados

Información de tipo sociológico como la tasa de analfabetismo e información de carácter físico o biológico como puede ser la acidez del suelo, no parecen sencillas de combinar para la realización de algún análisis común. De existir alguna relación entre ellas (o de no existir, y pretender demostrar que son variables independientes), es necesario buscar un punto de enlace entre ambas informaciones para poder estudiar esta. Un nexo que las une es el hecho de que están asociadas a una localización en el espacio, ya que una serie de datos de tasa de analfabetismo corresponderán a una serie de lugares, del mismo modo que lo harán los valores de acidez del suelo. El hecho de que ambas informaciones tienen a su vez carácter geográfico va a permitir combinarlas y obtener resultados a partir de un análisis común. Puesto que, tal y como se mencionó al inicio de este capítulo, aproximadamente un 70% de toda la información está georreferenciada, esa georreferencia va a representar en una gran mayoría de los casos un punto común para enmarcar el análisis.

SIG como integrador de tecnologías Puede pensarse que los SIG son meramente herramientas informáticas y que la única tecnología que reside tras ellas es la propia tecnología informática. Sin embargo, el papel integrador de los SIG hace que sean la herramienta elegida para la gestión de resultados y elementos producidos por otras tecnologías, muchas de las cuales se encuentran actualmente en pleno desarrollo. La popularización de los SIG y su mayor presencia en una buena parte de los ámbitos de trabajo actuales han traído como consecuencia una mayor conciencia acerca de la importancia de la componente espacial de la información, así como sobre las posibilidades que la utilización de esta ofrece. Por ello, una gran parte de las tecnologías que han surgido en los últimos años (y seguramente de las que surjan en los próximos) se centran en el aprovechamiento de la información espacial, y están conectadas en mayor o menor medida a un SIG para ampliar su alcance y sus capacidades. Por su posición central en el conjunto de todas las tecnologías, los SIG cumplen además un papel de unión entre ellas, conectándolas y permitiendo una relación fluida alrededor de las funcionalidades y elementos base de un Sistema de Información Geográfica

Con la aparición de los SIG, todos los profesionales dentro de esa cadena que va desde el creación del dato hasta las operaciones finales que se realizan sobre estos tienen una herramienta común de trabajo, pues un SIG puede utilizarse para desarrollar parcial o totalmente las tareas correspondientes a cada uno de ellos. El SIG es empleado para crear cartografía, para almacenar, gestionar y consultar esta, así como para realizar análisis más complejos en base a ella y crear resultados

Desde un punto de vista muy simple, podemos entender un SIG como la unión de dos ciencias: la geografía y la informática. Visto así, un SIG es una herramienta informática para ayudar al trabajo en el ámbito geográfico. Esta concepción tan simple dista, no obstante, mucho del concepto real de un SIG, pues este incorpora elementos de muchas ciencias distintas como pueden ser las siguientes:

Disciplinas relacionadas con la tecnología y el manejo de información. Se incluyen aquí las ciencias de la información, la informática, el diseño de bases de datos o el tratamiento digital de imágenes, entre otras. Muchas de estas, a su vez, derivan de otras o toman importantes elementos de ellas. La estadística o la matemática son algunas de esas ciencias fundamentales.

Disciplinas dedicadas al estudio de la Tierra desde un punto de vista físico. La geología, la geografía, la oceanografía, la ecología, así como todo el conjunto de ciencias medioambientales, forman parte de este grupo.

Disciplinas dedicadas al estudio de la Tierra desde un punto de vista social y humano. En este grupo se incluyen la antropología, la geografía o la sociología, entre otras. Las ciencias de este grupo, así como las del anterior, son todas ellas potenciales usuarias de los SIG.

Disciplinas dedicadas al estudio del entendimiento humano, en particular en lo concerniente a la interacción con máquinas. Las ciencias del conocimiento, la psicología en general o las ramas que estudian y desarrollan la Inteligencia Artificial también juegan su papel en el contexto actual de los SIG.

Disciplinas que tradicionalmente han realizando una integración de conocimientos de otros ámbitos distintos. La geografía como tal es la principal representante de este grupo.

En el contexto presente, podemos entender la Ciencia de la Información Geográfica como todo el conjunto de disciplinas y conocimientos que residen tras los SIG, tanto en su desarrollo y creación como en su utilización y aspectos prácticos. Esta ciencia se enmarcaría a su vez dentro de ese último grupo de disciplinas integradoras, llevando más allá la idea de la geografía como área de conocimiento que engloba elementos de muchos otros ámbitos. El término geomática, formado a partir de los vocablos geografía e informática, se emplea con frecuencia para hacer mención a todo ese grupo de ciencias relacionadas con los SIG. No obstante, y como ya se ha comentado, no se refiere exclusivamente a esas dos disciplinas, sino que simplemente toma nombre de los dos bloques princi- pales de conocimiento a partir de los cuales se ha desarrollado la ciencia de los SIG. Si los SIG deben ser entendidos a día de hoy como un sistema, la ciencia que los define y en la que se fundamentan debe no solo describir y servir de soporte a su elementos, sino también atender a una de las características fundamentales de todo sistema: las interrelaciones existentes entre dichos elementos. Por esta razón, disciplinas tales como las ciencias del conocimiento juegan un papel importante en el ámbito de los SIG, pues son fundamentales para estudiar las relaciones entre dos de sus componentes como son la tecnología y el factor organizativo.

El primer Sistema de Información Geográfica formalmente desarrollado aparece en Canadá, al auspicio del Departamento Federal de Energía y Recursos. Este sistema, denominado CGIS (Canadian Geographical Information Systems), fue desarrollado a principios de los 60 por Roger Tomlinson

Si la década de los sesenta es la de los pioneros y las primeras implementaciones, la de los setenta es la de la investigación y el desarrollo

Esquema temporal de la evolución de los SIG

La utilización del término «geográfico» para denominar a estos sistemas de manejo de información ha hecho que tradicionalmente, y a falta de una parcela de conocimiento propia bien delimitada, haya recaído en la geografía la tarea docente e investigadora relacionada con los SIG. No obstante, y dada la multidisciplinaridad del ámbito y su uso por grupos muy distintos hoy en día, no es necesariamente este el mejor enfoque [ 12 ]. En general, el conjunto de ciencias del medio y ciencias sociales han sabido todas ellas hacer uso de los SIG y aportar a estos los elementos propios de su ámbito

En 1978, la recientemente creada empresa ERDAS adapta para el PC un software de análisis de imágenes denominado IMGGRID, y comienza a distribuir este junto con un hardware relativamente asequible para uso personal. El ERDAS 400 System se convierte así en el primero de su clase con esas características. Paralelamente, ArcInfo, de la compañía ESRI, se convierte en 1981 en el pri- mer SIG que alcanza el ámbito de los ordenadores personales. Será también un producto de esta compañía, ArcView, el que en 1991 pase a popularizar el SIG como herramienta de escritorio. A mitad de los 80, ArcInfo y ERDAS comienzan a distribuirse de forma con- junta en un producto comercial que integra el análisis vectorial con el tratamiento de imágenes dentro del entorno de un PC

En 2005 aparece Google Maps[ 13 ], que además de ofrecer servicios de carto- grafía permite desarrollar nuevas aplicaciones sobre dichos servicios a través de una interfaz de programación abierta y documentada. Los conceptos de la Web 2.0 se adaptan así al ámbito de los SIG. El número de ideas y funcionalidades ba- sados en Google Maps crece exponencialmente desde prácticamente su nacimiento, extendiendo la tecnología SIG a campos casi insospechados y muy distintos de los que originalmente constituían el ámbito de uso de los SIG

El 1980 se funda SPOT, la primera compañía mundial en ofrecer con carácter comercial imágenes procedentes de satélite para toda la superficie terrestre. A este hecho le seguiría el lanzamiento de un buen número de nuevos satélites con o sin fines comerciales. Los productos de la teledetección pasan a constituir una fuente de negocio, al tiempo que se incorporan como elementos básicos del análisis geográfico. Las tecnologías de posicionamiento y localización son otra fuente de datos de primer orden. En 1981, el sistema GPS pasa a ser plenamente operativo, y en 2000 se amplía la precisión de este para uso civil. Este último hecho aumenta la penetración de la tecnología, pudiendo ya ser empleado el sistema para el desarrollo de elementos como navegadores GPS u otros productos derivados, hoy en día de uso común

Al igual que las aplicaciones, los distintos tipos de datos geográficos digitales se van asentando y popularizando, recibiendo progresivamente más atención y me- dios. El Servicio Geográfico Estadounidense (USGS) publica en 1976 los primeros Modelos Digitales de Elevaciones (MDE), en respuesta a la gran importancia que este tipo de dato tiene dentro del nuevo contexto del análisis geográfico

Antes de McHarg, ya se habían empezado a realizar análisis cartográficos, arrancando la línea que llega hasta los procedimientos que actualmente empleamos en un SIG. Más de cien años antes, John Snow (1813–1858) realizó la que puede considerarse como una de las primeras experiencias cartográficas analíticas, al utilizar mapas de puntos para efectuar sus deducciones y localizar en Inglaterra la fuente de un brote de cólera

Antes de que aparecieran los primeros SIG, los trabajos de algunos pioneros establecen bases que más tarde serán de gran importancia para otros avances. Junto con el ya citado Elements of Cartography de John K.Wright, los trabajos de Ian McHarg anticipan una forma de operar con los datos geográficos que más adelante va a convertirse en una constante del trabajo con estos dentro de un SIG. En su libro Design with Nature (1969), McHarg define los elementos básicos de la superposición y combinación de mapas, que, como veremos más adelante, son los que se aplican tanto en el análisis como en la visualización de las distintas capas de datos geográficos en un SIG

Otro hecho importante es la aparición de los primeros programa de diseño

asistido por ordenador (CAD) , que coincide con la de los SIG, allá por el final de los años sesenta. Originalmente pensados para el diseño industrial, pronto pasan a ser utilizados para el diseño arquitectónico y la delineación de elementos geográficos

y sus conceptos son incorporados paulatinamente a los SIG. Hoy en día, y cada vez con más frecuencia, los SIG incorporan capacidades similares a los sistemas CAD, que permiten tanto la digitalización de cartografía con las herramientas propias del CAD como la creación de nuevos elementos geográficos. Asimismo, los formatos habituales de las aplicaciones CAD son soportados por gran número de SIG, existiendo una cierta interoperabilidad, no obstante muy mejorable. Firmas como Autodesk tienen presencia en el mercado tanto del SIG como del CAD, compaginando ambas y compartiendo parcialmente soluciones y elementos

A la hora de definir la forma y dimensiones de la Tierra, la geodesia plantea modelos que puedan recoger la complejidad natural de la superficie terrestre y expresarla de una forma más simple y fácil de manejar. Con estos modelos, uno de los objetivos principales de la geodesia es establecer un sistema de referencia y definir un conjunto de puntos (conocidos como vértices geodésicos) cuyas coordenadas en dicho sistema sean conocidas con una precisión elevada. Posteriormente, y en base a esos puntos, los cuales forman una red geo- désica, se pueden calcular las coordenadas de cualquier punto en el sistema de referencia definido. Los vértices geodésicos se establecen por triangulación a partir de un punto único determinado por métodos astronómicos. En función de la longitud de los lados de los triángulos empleados en dicha triangulación, tenemos redes de mayor o menor precisión

eamos ahora cómo establecer los elementos necesarios para establecer ese sistema de referencia base y definir esos modelos de partida citados. A la hora de buscar un modelo al que asimilar la forma de la Tierra, existen dos conceptos básicos: el elipsoide de referencia y el geoide.

El intento más básico de establecer un modelo de la forma de la Tierra es asimilar esta a una figura geométrica simple, la cual pueda expresarse mediante una ecuación matemática. Además de ser más sencilla de manejar, disponer de esta ecuación ma- temática permite la aplicación de conceptos geométricos, estableciendo así una base práctica para el trabajo con coordenadas y la definición de sistemas de referencia. Desde la antigüedad, se han formulado numerosas hipótesis sobre la forma que la Tierra tenía, las cuales van desde suponer la Tierra plana a admitir la evidencia de que esta ha de tener forma esférica (o similar) si se atiende a diversos hechos como, por ejemplo, el movimiento circular de las estrellas o la existencia de horizonte. En realidad, la Tierra no es una esfera perfecta, ya que su propia rotación ha modificado esa forma y ha provocado un achatamiento en los polos. Esta hipótesis fue ya planteada por Newton, y corroborada posteriormente con numerosas expe- riencias. No obstante, podemos seguir tratando de asimilar la forma de la Tierra a la de una superficie teórica, aunque no ya la de una esfera sino la de lo que se denomina un elipsoide. Sobre un elipsoide, el radio de la Tierra ya no es constante, sino que depende del emplazamiento.

Parámetros que definen el elipsoide

El geoide es la otra superficie de referencia, definida como la superficie tri- dimensional en cuyos puntos la atracción gravitatoria es constante. Se trata de una superficie equipotencial que resulta de suponer los océanos en reposo y a un nivel medio (el nivel es en realidad variable como consecuencia de las mareas, corrientes y otros fenómenos) y prolongar estos por debajo de la superficie terrestre. La particularidad del geoide reside en que en todos sus puntos la dirección de la gravedad es perpendicular a su superficie. El geoide no es, sin embargo, una superficie regular como el elipsoide, y presenta protuberancias y depresiones que lo diferencian, como puede observarse en la figura 3.2. La densidad de la Tierra no es constante en todos sus puntos, y ello da lugar a que el geoide sea una superficie irregular como consecuencia de las anomalías gravimétricas que dichas variaciones de densidad ocasionan. Lógicamente, el elipsoide, por su naturaleza más simple, no puede recoger toda la variabilidad del geoide, por lo que estas dos superficies presentan diferencias, cuyo máximo es generalmente del orden de ± 100 metros. Estas diferencias se conocen como alturas geoidales. Al igual que en el caso de los elipsoides, existen diversos geoides de referencia

Cuando se trabaja con un elipsoide general, este, como se ha dicho, se sitúa de tal modo que tanto la posición de su centro de gravedad como su plano ecuatorial coincidan con los terrestres. Por el contrario, cuando el elipsoide es local, estas propiedades no han de cumplirse necesariamente, y el elipsoide a solas resulta insuficiente ya que carecemos de información sobre su posicionamiento con respecto a la superficie terrestre. Surge así el concepto de datum, que es el conjunto formado por una superficie de referencia (el elipsoide) y un punto en el que «enlazar» este al geoide. Este punto se denomina punto astronómico fundamental (para su cálculo se emplean métodos astronómicos), o simplemente punto fundamental, y en él el elipsoide es tangente al geoide. La altura geoidal en este punto es, como cabe esperar, iguala cero. La vertical al geoide y al elipsoide son idénticas en el punto fundamental.Para un mismo elipsoide pueden utilizarse distintos puntos fundamentales, quedarán lugar a distintos datum y a distintas coordenadas para un mismo punto

El proceso de asignar una coordenada plana a cada punto de la superficie de la Tierra (que no es plana) se conoce como proyección cartográfica

Otra forma distinta de clasificar las proyecciones es según las propiedades métricas que conserven. Toda proyección implica alguna distorsión (denominada anamorfosis), y según cómo sea esta y a qué propiedad métrica afecte o no, podemos definir los siguientes tipos de proyecciones: Equiárea . En este tipo de proyecciones se mantiene una escala constan- te. Es decir, la relación entre un área terrestre y el área proyectada es la misma

Conformes. Estas proyecciones mantienen la forma de los objetos, ya queno provocan distorsión de los ángulos. Los meridianos y los paralelos secortan en la proyección en ángulo recto, igual que sucede en la realidad. Suprincipal desventaja es que introducen una gran distorsión en el tamaño, yobjetos que aparecen proyectados con un tamaño mucho mayor que otrospueden ser en la realidad mucho menores que estos.

Equidistantes. En estas proyecciones se mantienen las distancias

Coordenadas UTM [Hay un total de 60 usos de longitud cada] uno de los cuales abarca una amplitud de 6 ◦ de longitud. El huso 1 se sitúa entre los 180 ◦ y 174 ◦ O, y la numeración avanza hacia el Este. En latitud, cada huso se divide en 20 zonas, que van desde los 80 ◦ S hasta los 84 ◦ N. Estas se codifican con letras desde la C a la X, no utilizándose las letras I y O por su similitud con los dígitos 1 y 0. Cada zona abarca 8 grados de longitud, excepto la X que se prolonga unos 4 grados adicionales. La figura 3.8 muestra un esquema de la cuadrícula UTM. Una zona UTM se localiza, por tanto, con un número y una letra, y es en función de la zona como posteriormente se dan las coordenadas que localizan un punto. Estas coordenadas se expresan en metros y expresan la distancia entre el punto y el origen de la zona UTM en concreto. El origen de la zona se sitúa en el punto de corte entre el meridiano central de la zona y el ecuador. Por ejemplo, para las zonas UTM en el huso 31, el cual va desde los 0 ◦ hasta los 6 ◦ , el origen se sitúa en el punto de corte entre el ecuador y el meridiano de 3 ◦ (Figura 3.9). Para evitar la aparición de números negativos, se considera que el origen no tiene una coordenada X de 0 metros, sino de 500000. Con ello se evita que las zonas al Este del meridiano central tengan coordenadas negativas, ya que ninguna zona tiene un ancho mayor de 1000000 metros (el ancho es máximo en las zonas cerca del ecuador, siendo de alrededor de 668 kilómetros). De igual modo, cuando se trabaja en el hemisferio sur (donde las coordenadas Y serían siempre negativas), se considera que el origen tiene una coordenada Y de 10000000 metros, lo cual hace que todas las coordenadas referidas a él sean positivas. Para las zonas polares no resulta adecuado emplear el sistema UTM

Conversión de coordenadas . Los sistemas de origen y destino comparten el mismo datum. Es una transformación exacta y se basa en la aplicación de formulas establecidas que relacionan ambos sistemas. Transformación de coordenadas . El datum es distinto en los sistemas de origen y destino. Las proyecciones cartográficas, vistas en un punto anterior, son una forma particular de conversión de coordenadas

De hecho, e independientemente del tipo de proyección, la escala es comple- tamente cierta únicamente en determinadas partes del mapa. Cuando decimos que un mapa tiene una escala 1:50000, este valor, denominado Escala Numérica, se cumple con exactitud tan solo en algunos puntos o líneas. En otros puntos la escala varía. La relación entre la escala en esos puntos y la Escala Numérica se conoce como Factor de Escala.

Operaciones de generalización Existen diversas operaciones que se emplean en el proceso de generalización. Algunas de las más relevantes son las siguientes [29]:

Simplificación Se trata de crear elementos más sencillos que sean más fáciles y rápidos de representar. Los elementos originales se sustituyen por estos más sencillos, de tal modo que se mantienen las características visuales principales pero las operaciones con los datos se optimizan.

Suavizado Se sustituyen formas angulosas por otras más suaves y de menor complejidad. Agregación . Un conjunto de varios objetos se sustituye por uno nuevo con un menor número. Por ejemplo, al representar una ciudad, no dibujar cada una de las casas, sino solo el contorno de cada manzana. La figura 3.10 muestra un ejemplo de esta técnica aplicado a elementos lineales, en particular carreteras.

Exageración En ocasiones, mantener el objeto a la escala que le corresponde haría que no se pudieran apreciar las características de este. En este caso, se exagera su tamaño para que pueda interpretarse con mayor facilidad y no perder información en la representación.

Desplazamiento Un objeto se representa en una posición distinta a la que le corresponde, con el fin de garantizar su visibilidad y obtener un resultado más claro.

Cuando el usuario introduce en el SIG una imagen de gran tamaño, este prepara varias versiones de esa imagen a distintas escalas de detalle, de forma que posteriormente pueda recurrir a la que sea más conveniente en cada caso en función de la escala de representación. Es decir, el SIG realiza la «gene- ralización» de esa imagen de forma automática, siendo necesario proporcionarle únicamente la imagen de mayor detalle.

Entendemos como dato al simple conjunto de valores o elementos que utiliza- mos para representar algo. Por ejemplo, el código 502132N es un dato. Este código por sí mismo no tiene un significado, y es necesario interpretarlo para que surja ese significado. Al realizar esa interpretación, el dato nos informa del significado que tiene, y es en ese momento cuando podemos emplearlo para algún fin y llevar a cabo operaciones sobre él que tengan sentido y resulten coherentes con el significado propio que contiene. El dato anterior podemos interpretarlo como si fuera una referencia geográfica, y cuyo significado sería entonces una latitud, en particular 50 ◦ 21 0 32 00 Norte. Si lo interpretamos como un código que hace referencia a un documento de identificación de una persona, la información que nos aporta es en ese caso completamente distin- ta. El dato sería el mismo, formado por seis dígitos y una letra, pero la información que da es diferente, ya que lo entendemos e interpretamos de manera distinta. La información es, por tanto, el resultado de un dato y una interpretación, y el trabajo con datos es en muchos casos un proceso enfocado a obtener de estos toda la información posible. Un dato puede esconder más información que la que a primera vista puede apreciarse, y es a través de la interpretación de los datos como se obtiene esta

Un concepto a tener en cuenta en relación con las componentes de la información geográfica es la dimensión. Los elementos que registramos pueden ir desde sencillos puntos (0D) hasta volúmenes tridimensionales (3D). Un caso particular —y muy frecuente— lo encontramos cuando estudiamos la forma tridimensional del terreno, pero tratando la elevación como variable temática, no como una parte más de la com- ponente espacial. En este caso, tenemos una serie de valores de elevación (Z) locali- zados en el plano XY. Esto no es realmente equivalente a utilizar una componente espacial tridimensional, ya que no permite recoger en un mismo punto distintos valo- res (no puede, por ejemplo, modelizarse la forma de una cueva o un objeto vertical), por lo que se conoce como representación en 2.5 dimensiones (2.5D

Las capas pueden emplearse también para incorporar en cierta forma la variable temporal si se considera que la dimensión vertical es el tiempo. Aunque no es la manera más adecuada, y en la actualidad el manejo del tiempo es uno de los principales problemas a resolver en el diseño de los SIG, podemos trabajar con varias capas que representen una misma información y una misma zona, pero en instantes distintos.

El éxito de la utilización de horarios cadenciados es un hecho comprobado en Europa, principalmente por dos factores:

• La facilidad de memorización del horario, que en muchos casos hace innecesaria la consulta del mismo en el momento que se decida emprender un viaje.

• La seguridad de disponer de una malla mínima de servicios también en horas valle, que contribuye a que la opción de utilizar el tren se convierta en algo habitual.

Analizando una malla homogénea y cadenciada de una única tipología de servicio, ésta goza de una interesante propiedad de simetría: siendo t el intervalo entre trenes cadenciados, se pueden identificar en cada intervalo dos ejes de simetría entre los surcos de trenes en dirección opuesta. La distancia entre los ejes de simetría será igual a t/2.

Una condición casi indispensable en una red ferroviaria compleja es la adopción del mismo eje de simetria para todos los servicios.

Si todos los servicios comparten el mismo eje de simetría, en estaciones elegidas oportunamente se puede estructurar el horario para que los horarios de llegada se concentren en pocos minutos antes del eje de simetría elegido. Por la propiedad de simetría, los horarios de salida se situarán poco después del eje de simetría. El resultado es que un viajero que llegue a esta estación, con pocos minutos de espera tendrá a su disposición una variedad de trenes con salidas a varios destinos

Si todos los servicios comparten el mismo eje de simetría, en estaciones elegidas oportunamente se puede estructurar el horario para que los horarios de llegada se concentren en pocos minutos antes del eje de simetría elegido. Por la propiedad de simetría, los horarios de salida se situarán poco después del eje de simetría. El resultado es que un viajero que llegue a esta estación, con pocos minutos de espera tendrá a su disposición una variedad de trenes con salidas a varios destinos.

Por ejemplo, en el caso de referirse al eje de simetría en el minuto :00, en una estación X, si hay tres relaciones procedentes de A, B y C y con llegada en los minutos :52, :55 y :57, las salidas hacia los mismos destinos A, B y C deberán efectuarse, por la propiedad de simetría, en los minutos :08, :05 y :03. De esta forma, cualquier viajero procedente de A que quiera viajar a B o C puede llegar a su destino con un transbordo en X y con un tiempo de espera muy limitado. Esta misma consecuencia vale para cualquier otra combinación con origen / destino A, B o C.

Una estación con un horario configurado de tal manera, se convierte en un punto de intercambio, y en la teoría del HCI se define como nodo. Extendiendo este principio a otras estaciones se puede llegar a obtener una red compuesta por líneas y nodos, donde un usuario puede llegar a cualquier punto de la red directamente o a través de uno o más transbordos en los nodos.

Los tres requisitos del horario cadenciado integrado son:

a) Cadenciamiento

b) Ejes de simetría

c) Nodos

Se puede afirmar que siempre existen dos tipos de nodo en un cadenciamento t: la “clasificación” del nodo depende únicamente de en torno a qué eje de simetría se están concentrando las llegadas y salidas. Existirán por lo tanto nodos t(:00 en el caso del cadenciamento horario) y nodos t/2 (:30 para el cadenciamento horario).

El éxito de la utilización de horarios cadenciados es un hecho comprobado en Europa, principalmente por dos factores:

• La facilidad de memorización del horario, que en muchos casos hace innecesaria la consulta del mismo en el momento que se decida emprender un viaje.

• La seguridad de disponer de una malla mínima de servicios también en horas valle, que contribuye a que la opción de utilizar el tren se convierta en algo habitual.

Sin embargo los argumentos mencionados hasta ahora se limitan a un ámbito casi psicológico y por sí solos conllevan una mejora limitada en el nivel de servicio percibido por el viajero.

El objeto del presente documento es analizar el siguiente paso de optimización de un servicio ferroviario, que consiste en integrar los horarios cadenciados a otro punto fuerte del ferrocarril, es decir, la facilidad de realizar transbordos respecto a otros medios de transporte (el avión por la inviabilidad de efectuar paradas intermedias y el transporte por carretera por su peor puntualidad).

Los beneficios de combinar servicios cadenciados y conexiones con transbordos se pueden deducir de un ejemplo sencillo: si en una estación dada entre la llegada de un tren y la salida de otro existe un intervalo de tiempo mínimo y a la vez suficiente para realizar una conexión con transbordo (por ejemplo del orden de 5-10’), y si ambos servicios son cadenciados, esta misma posibilidad de conexión se repite igualmente a lo largo del día.

Horario cadenciado integrado Por Riccardo Lombardi en Ferropedia

Dado que en la realidad en una red compleja coexistirán servicios con intensidades de tráficos diferentes, también deberán coexistir cadenciamentos diferentes: para que entonces puedan existir también conexiones entre servicios horarios con bihorarios, o semihorarios con horarios, lo lógico será hacer que estos servicios compartan algunos ejes de simetría. Es decir, un eje de un cadenciamento horario también debería ser uno de los ejes de simetría de un cadenciamento semihorario.

Así, si los ejes del cadenciamento horario son los minutos :00 (tipo t) y :30 (tipo t/2), para un cadenciamento semihorario será oportuno utilizar los minutos :00/:30 (tipo t) y los minutos :15/:45 (tipo t/2). Para un cadenciamento bihorario, existirán nodos :00 de horas pares (tipo t) y nodos :00 de horas impares (tipo t/2), o bien, para que se puedan distinguir de manera más inmediata, nodos :00 y nodos :60.

El hecho que un nodo sea de un tipo u otro tiene una importancia fundamental en la definición de la red, como se verá en el apartado siguiente.

Ejemplo: un tramo con un tiempo de recorrido de 35 minutos es conveniente contemplarlo como un tramo de 60 minutos entre dos nodos :00 (o entre dos nodos :30). El tren podría por ejemplo salir de un nodo en el minuto :12 y llegar al otro en el minuto :47, en ambos casos conexiones con tiempos de espera más que aceptables.

Se define nodo total un nodo donde todas las conexiones (o razonablemente casi todas) entre los varios servicios es asegurada, al contrario un nodo es parcial si se asegura solo una fracción de las conexiones.

Es de destacar que el hecho que un nodo sea parcial no significa que no pueda ser eficaz. Imagínese que, si en un futuro se implantara el HCI en Madrid Puerta de Atocha, no fuera posible enlazar servicios entre las relaciones AVE Madrid-Barcelona con las de Madrid-Valencia. Se trataría sin embargo de una conexión de bajo interés comercial, ya que los viajeros procedentes de Zaragoza y Barcelona viajarían a Valencia respectivamente por Teruel y el Corredor Mediterráneo. Por lo tanto, no se perjudicaría el funcionamiento del nodo a pesar de configurarse como un nodo parcial.

La red en examen [región policéntrica de Schleswig-Holstein] es un buen ejemplo de HCI, y se puede apreciar la existencia de varios nodos totales. La contrapartida de un sistema de este tipo es que se producen en algunos casos estacionamientos en nodos totales del orden de los 5-10 minutos, necesarios para asegurar todas las conexiones, pero penalizando el tiempo de recorrido de relaciones pasantes. Por lo tanto, este sistema se considera más adecuado para escenarios con varias relaciones regionales con igualdad de prioridad.

En resumen, el horario cadenciado integrado influye directamente en la calidad del servicio percibida por el viajero, actuando, de los parámetros de calidad antes citados, sobre frecuencia y tiempo de viaje total.

Además de estas ventajas cuantificables en valores concretos, existen otras consecuencias menos tangibles, pero no por ello de menor importancia. En primer lugar, el HCI va exactamente en la dirección de paliar la mayor deficiencia del transporte público frente al vehículo particular, que es la flexibilidad, en el sentido de mayor frecuencia y mejor cobertura del territorio. De hecho, las mejoras en el nivel de servicio son más notables en aquellas áreas con peores frecuencias de paso de los trenes: si en una estación de cruce entre dos líneas hay una frecuencia para cada servicio de apenas dos horas, es fundamental que el viajero que quiera cambiar de tren tenga un tiempo de conexión más cercano a los 10 minutos que a los 110 minutos. Al contrario, un viajero del núcleo de Cercanías de Madrid probablemente no podría siquiera apreciar la introducción de un HCI, al disponer de un servicio con frecuencias muy elevadas. Así, unir dos, tres, o más relaciones en un HCI puede convertir las mismas en rentables cuando éstas, operadas singularmente, no lo serían (o justificar su subvención al limitar el déficit de explotación dentro de valores razonables).

Condicionantes e inconvenientes

Modulación de la oferta de transporte

Para que el HCI pueda funcionar es necesario un cadenciamento mínimo a lo largo de todo el horario de servicio de un día tipo (tanto horas punta como medias y valle), de manera que se garantice el funcionamiento de los nodos. En casos particulares pueden preverse uno o dos “huecos” en los surcos (típicamente a última hora de la mañana y a primera hora de la tarde), pero como regla general debe existir un cadenciamento mínimo, que es la base de la definición de los nodos. Definir este cadenciamento en base a la hora punta sería sobredimensionar excesivamente la oferta respecto a la demanda, causando así un elevado coste de explotación. El cadenciamento base debería al contrario poder cubrir las horas medias y valle (ocasionando en general un exceso de oferta en horas valle), atendiendo el aumento de demand en hora punta con refuerzos que en algunos casos quedarían fuera del sistema cadenciado integrado.

Relaciones directas

El HCI puede suponer desventajas para un determinado tipo de usuario: él que viaja entre dos puntos con una elevada demanda de transporte. Para él, la introducción de un HCI sería en el mejor de los casos totalmente irrelevante. En el caso más desfavorable, puede sufrir un empeoramiento del servicio, si se ha afectado a los tiempos de viaje de los servicios para garantizar los enlaces en algunos nodos. Sin embargo, si la demanda en el corredor es suficiente para segmentar la oferta, pueden preverse servicios exprés fuera del sistema cadenciado. En todo caso, es necesario abordar este problema en una visión global de ventajas e inconvenientes: se debe y se puede asumir una pequeña afección al nivel de servicio de ciertas relaciones, si es compensada por una mejora notable del nivel de servicio de otras.

Explotación:

...

Esquema explotación estación de gran importancia

Un posible esquema de explotación para un nodo de gran importancia es el siguiente:

20’/-10’: Llegadas de relaciones regionales con término en la misma estación. En su caso, puede enviarse el material utilizado a un haz de vías de apoyo para descongestionar la estación.

...

En estaciones término de gran importancia resulta frecuentemente imposible concentrar salidas y llegadas en un intervalo muy pequeño La conclusión que se deduce de estos condicionantes, es que en caso de estudiar la ubicación de un tren en un mallado, si éste atraviesa un nodo periférico y uno central, resulta en general conveniente privilegiar la construcción de un nodo total, eficaz y con un tiempo de espera mínimo en el nodo periférico.

En un nodo (normalmente periférico) se pueden alterar los niveles de prioridad de los trenes:

- Si tenemos un tren prioritario (larga distancia / regional con alta demanda) y otro no prioritario se facilitan los trasbordos entre ellos aumentando el tiempo de recorrido sólo en el tren no prioritario. Ventaja adicional: Facilita los intercambios entre diferentes niveles de servicio (larga distancia/regional/local).

- Si tenemos trenes con el mismo nivel de prioridad el aumento de tiempos de recorrido para asegurar el trasbordo es algo menor pero se da en ambos trenes. Ventaja adicional: La posibilidad de alternar diferentes destinos.

La manera de representar un SCI es la siguiente:

- Los nodos se representan con rectángulos y las dififerntes líneas de tren con líneas separadas transiten o no por la misma infraestructura.

- Los trenes que finalizan en uan estación finalizan la línea en el rectángulo del nodo.

- Los minutos de entrada se ponen junto al rectángulo, y los de salida fuera replicando el sentido de circulación de los trenes

Metodología general

Como ya se ha comentado anteriormente, no existe una metodología exacta para la elaboración de un HCI. Se exponen a continuación unos principios que tienen una validez general en la redacción del mismo.

Nodos en grandes estaciones

En estaciones término de gran importancia resulta frecuentemente imposible concentrar salidas y llegadas en un intervalo muy pequeño, principalmente por las limitaciones en los movimientos de entrada o salida en la cabecera y por la cantidad de tráficos que confluyen en la estación

...

Ocurren a veces situaciones absurdas: En este caso el nodo C debe de ser o t (:00) lo cual privilegia a la ciudad A) O t/2 (:30) lo cual privilegia a la ciudad B pero una de las dos conexiones se realizara en menos de 60 minutos pudiéndose realizar en menos de 30.

Aspectos a considerar en la posible adopción del horario cadenciado integrado en nuestro país

Compatibilidad de infraestructuras existentes y en proyecto

Obviamente, también en nuestro país la planificación de nuevas infraestructuras se acompaña con estudios de explotación de más o menos detalle. Sin embargo, nuestras infraestructuras hasta ahora han sido planificadas en la inmensa mayoría de los casos basándose en un modelo de explotación diferente al del HCI, y que contempla únicamente relaciones origen/destino aisladas entre ellas.

El caso de Antequera-Santa Ana

Esto da lugar a infradimensionamiento en el caso de estaciones de conexión donde hay pocas vías para un HCI que concentra los trenes en un mismo momento. Ejemplo Antequera Santa-Ana.

Infraestructuras excedentes

a) Cambiadores de ancho: Existentes en zonas donde lo mejor es un trasbordo y cuyo tiempo además se recuperaría por el hecho de que el tren de ancho variable no puede ir al máximo de velocidad en las vías AVE b) Enlaces by-pass en zonas donde lo mejor es un trasbordo (Olmedo y Camp-Tarragona). Otros si son útiles como Y vasca, Perales del Río o La Encina.

...

La estación sería un lugar ideal para establecer un nodo de conexión en ella entre varios servicios en ancho ibérico e UIC, mejorando el acceso a la Alta Velocidad desde las poblaciones menores. D...

Unsupervised representation learning has been highly successful in the domain of natural language processing [ 7 , 19 , 24 , 25 , 10 ]. Typically, these methods first pretrain neural networks on large-scale unlabeled text corpora, and then finetune the models or representations on downstream tasks.

autoregressive (AR) language modeling and autoencoding (AE) have been the two most successful pretraining objectives.

A simple test here is to make sure that creative problems circulate in your mind while you are brushing your teeth. You will fail the test if, instead of creative thinking, you are preoccupied with problems at work or in the family. Stress will dramatically cut down your creative efficiency. Most of all, it will affect your self-discipline: another cornerstone of genius

he simplest first step is: throw away your alarm clock! Lack of sleep delivers a quadruple whammy: (1) it suppresses memory consolidation, (2) it prevents memory optimization, (3) it makes you unwilling to exert mental effort, and (4) it undermines your self-discipline. Submit to the natural creativity cycle

If you believe you are lacking in this field, try the following exercise: as soon as an activity comes to your mind that you are really unwilling to do, do it. Within the scope and in agreement with human biology, your rational brain must be the master of your body, not the other way around.