Uso y Aplicación del HDM Uso y Aplicación del HDM

Uso y Aplicación del HDM Uso y Aplicación del HDM

27/03/2014
Uso y Aplicación del HDMHDM-4
como Herramienta de
Gestión
MAURICIO SALGADO TORRES
JEFE DEL AREA DE PAVIMENTACION
INSTITUTO DEL CEMENTO Y DEL HORMIGON DE CHILE - ICH
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HDMGLOBAL es un consorcio internacional conformado por organizaciones académicas y empresas consultoras
que han formado una sociedad para la administración del HDM-4. La concesión por cinco años fue otorgada por
la PIARC y comenzó a regir a partir del mes de Junio del 2005 con los derechos exclusivos para su distribución.
Tras el éxito mundial de HDM-4 Versión 2, durante este período, en junio 2010 PIARC amplió por otros
cinco años más esta concesión.
El consorcio tiene como centro de operaciones el Highway Management Research Group, con base en el Reino
Unido, y está conformado por la asociación de la Universidad de Birmingham, en sociedad con Atkins y URSScott Wilson; TRL Ltd también del Reino Unido, ARRB Transport Research Ltd de Australia, ENPC y EGIS de
Francia, y el ICH de Chile. Los socios principales se complementan con organizaciones asociadas como Instituto
Mexicano del Transporte de México y el RHD de Bangladesh y estrechamente relacionadas con el CRRI de
India, HRI de la República Popular China, el IKRAM de Malasia, y el Tanzanian Technology Transfer Centre.
HDM – 4 ????
HDMHDM-4: Modelo de desarrollo y
gestión de carreteras
(Highway Development and Management model).
model).
Es un conjunto de herramientas que facilitan la toma de decisiones a partir
del análisis y optimización de inversiones destinadas al mantenimiento,
rehabilitación y reconstrucción de carreteras, que puede ser utilizada para
evaluar,
evaluar en términos técnicos y económicos, proyectos, programas y
políticas de conservación.
Es una herramienta de gestión de pavimentos
pensada y diseñada para la gestión de red, pero
que sabiendo como hacerlo es posible sacarle
provecho a nivel de proyecto
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El HDM-4 es una
herramienta para ...
el análisis y evaluación técnica y económica de proyectos viales a través de la
comparación objetiva de alternativas.
la planeación y presupuesto de recursos de obras de conservación de proyectos viales.
la programación de trabajos de conservación y la optimización de recursos disponibles
sujetos a restricciones presupuéstales.
la priorización de intervenciones en determinados corredores viales de una red, con
base en políticas definidas por la agencia correspondiente.
el seguimiento y control de la eficiencia de trabajos de conservación, y en general
evaluar el deterioro de un pavimento.
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Costos
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Costo total
Punto óptimo
Costo de construcción
Costos de mantenimiento y de los usuarios
Nivel de especificaciones
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Manejadores de Datos
Red de
Carreteras
Flota
Vehicular
Trabajos
Modelos
Configuración
RDWE
RUE
SEE
Herramientas de Análisis
RDWE:
RUE :
Proyecto
Programa
Estrategia
SEE :
PMS:
Road Deterioration and Works Effects
Road User Effects
Safety, Energy and Environmental Effects
Pavement Management System
Manejador de
datos
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Contexto
Estándares de
Conservación y
mejoramiento
Indicadores de
Rentabilidad
Modelación del
efecto de las
intervenciones
Modelación del
deterioro
Clima
Flujo de
costos
Flujo de
beneficios
Red de Caminos
Solicitaciones
de tránsito
Características y
costos de la Flota
Modelación del
efecto sobre los
usuarios
Metodología general de análisis del HDM-4 (continuación)
Indicadores de
Rentabilidad
Alternativas
rentables
Resultados
de la
Modelación
Restricciones
presupuestale
s
Flujo de
costos
Optimización
Flujo de
beneficios
Costos Totales = Costos de la Admon. + Costos de los
Usuarios
Alternativas
óptimas
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Tópicos Principales a considerar en un proceso de implementación del
HDMHDM-4
Definición de
modelos de
tráfico.
Configurar el HDM-4
Definición de
relaciones de
velocidad-capacidad
Definición de
climas.
Definición de los
parámetros
agregados
Definir las series
de calibración
preliminares.
Se aconseja el desarrollo de un congreso técnico o mesas de trabajo con un moderador único que
consolide los acuerdos y concensos
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Geometría
Recto y plano
Predominantemente recto y ligeramente ondulado.
Curvo y generalmente plano.
Curvo y generalmente ondulado.
Curvo y severamente ondulado.
Sinuoso y ligeramente ondulado.
Sinuoso y severamente ondulado.
Series de
Calibración
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Tópicos Principales a considerar en un
proceso de implementación del HDMHDM-4
Identificación
de vehículos
tipo
Definir Flota Vehicular
Definir factores
de equivalencia
de carga
Se aconseja utilizar
como base las
categorías de conteo y
pesaje utilizadas
localmente
Definición del
valor de tiempo
de viaje
Definición de
precios unitarios
de consumo
Información fundamental para
el cálculo de solicitación por
carga de los pavimentos
Información
fundamental si se
realizará una
evaluación económica
con HDM-4
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Flota Vehicular
Length
Gap
Space (m)
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Componentes Modelo Efectos
sobre Usuarios (RUE)
•
Velocidad del flujo e interacciones del tráfico.
•
Consumo de gasolina y lubricantes.
•
Consumo de llantas.
•
Utilización del vehículo.
•
Partes y repuestos.
•
Horas de mantenimiento y reparación.
•
Costo de capital.
•
Costos de tripulación.
•
Tiempo de viaje.
•
Seguridad/accidentes.
Costos Usuarios (precio social)
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Flota Vehicular
Definición de la Red
y sus características
Definición de la
Red de
Carreteras y los
elementos que
la componen
Identificación del
Segmento
homogéneo
Definición de los
segmentos
homogéneos y sus
características
Definición cualitativa
de las características
de los segmentos
Definición de la
superficie del
pavimento y sus
características
Modificación de la
información
precargada con los
valores reales
conocidos
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Estructura 1
Estructura 2
Estructura 3
Corte
longitudinal
4500
veh/dia
3200
veh/dia
Planta
20% del
TMDA
5% del TMDA
Longitud L (km)
Agrietamiento
Medio
IRI
Medio
Agrietamiento
Severo
IRI
Alto
Agrietamiento
Leve o nulo
IRI
Medio
Grado de
Agrietamiento
IRI
Bajo
Regularidad
Superficial
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!
Advertencia
Importante
HDM-4 puede responder a los objetivos
de gestión de pavimentos que se definan,
en forma satisfactoria, siempre y cuando
se tenga presente el nivel de gestión
para el cual fue implementada la
herramienta
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Indicadores de Condición de un
pavimento en HDMHDM-4
Pavimentos Rígidos
(Hormigón)
Pavimentos Flexibles
(Asfalto)
HDM-4
HDM-4
Deterioro
observado
Deterioro
observado
Antes de presumir que la modelación es el problema… es preciso estar seguro
que la solicitación no ha cambiado frente a la pronosticada y se debe verificar
que la calidad en la toma de datos ha sido siempre la misma
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Bajo sesgo
Alta precisión
1
Pred=Observ
Bajo sesgo
Baja precisión
2
Observado
Observado
Estimado
Alto sesgo
Alta precisión
Alto sesgo
Baja precisión
Pred=Observ
3
Pred=Observ
Pred=Observ
4
Observado
Observado
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Es satisfactorio el resultado de la modelación??
Grietas
Umbral de Intervención
Tiempo
Depende, responder SI o NO… no es una
cuestión trivial!!!
La modelación vs La realidad
Suponga que tiene un carretera compuesta por dos tramos donde cada uno de ellos
tiene diferente nivel de solicitación, capacidad estructural del suelo y del pavimento
Tramo homogéneo 1 de
determinada longitud
Tramo homogéneo 2 de
determinada longitud
%
HOY Grietas
%
Grietas
Pronostico del Modelo
Año
Pronostico del Modelo
Año
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La modelación vs La realidad
SITUACIÓN DESPUÉS DE ALGUNOS AÑOS
Tramo homogéneo 1 de
determinada longitud
Tramo homogéneo 2 de
determinada longitud
%
Grietas
%
Grietas
Pronostico del Modelo
Año
Pronostico del Modelo
Año
Fue correcto nuestro pronostico???
Modelación del Deterioro
de los pavimentos rígidos
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Modelos de deterioro agregados
e incrementales
COND0
inicial
Calibración
{
COND
a predecir
CONDi
(actual)
EE
acumulado
MODELO
AGREGADO
Deterioro
Deterioro
CONDi de
predicción inicial
CONDi
(actual)
COND
a predecir
∆ Deterioro
∆Age ó
∆ESAL
Años ó
Año i, de EE
evaluación
Año i, de
evaluación
Años ó
EE
MODELO
INCREMENTAL
Modelos absolutos e incrementales
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Definir Estándares de
Conservación aplicables
localmente
Definir trabajos
y criterios de
aplicación
Definir criterios y
umbrales
Definición de
precios unitarios
de las obras
Definición de
efectos de los
trabajos
Definir
características del
trabajo a realizar
Es indispensable conocer y entender las políticas
y estándares de conservación de la agencia vial
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Análisis del costo del ciclo de vida:
Una herramienta para evaluar de mejor forma las
inversiones y decisiones técnicas en
pavimentación
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Especificar Alternativas
Especificar Alternativas
Asignación de mejoramiento
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Incluir
estos
modelos
permitirá
que
HDM-4
pueda
generar los
informes de emisiones y
balance energéticos
Si se excluyen
los
datos anuales de los
vehículos y los datos
de los vehículos por
periodo la rutina de
análisis durará menos
tiempo pero implicara
que algunos reportes
en donde se presentan
datos calculados por
vehículo no estarán
disponibles.
Si se activa la opción de incluir costos de
accidentes es porque se alimentaran las
casillas correspondientes
con el costo
promedio para cada categoría de accidentes
en la divisa que se indica, de no ser así es
mejor no activar esta opción
Si se activa la opción de
ejecutar la corrida con valuación
de activos se debe cuidar la
consistencia en las fechas.
Año
Inversión
Beneficios
Beneficio
Neto
Factor de
Valor
presente
Valor
present
e neto
A
B
C
D=C-B
E=1/(1+i)
F=D*E
0
10000
0
-10000
1.0
-10000
1
0
6500
6500
0.892
5804
2
0
3000
3000
0.797
2392
3
0
3000
3000
0.712
2135
4
0
5000
5000
0.636
Total
10000
17500
7500
A
VPN
3178
3508
Tasa de
descuent
o
0.0%
3.0%
6.0%
9.0%
12.0%
15.0%
18.0%
21.0%
24.0%
27.0%
30.0%
33.0%
36.0%
39.0%
42.0%
45.0%
Valor
presente
neto
7500
6326
5821
4347
3508
2752
2068
1447
881
365
-109
-544
-944
-1315
-1657
-1975
Tasa de descuento = 12%
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Análisis de
Sensibilidad
OPCIONAL
EJECUCIÓN DE LA CORRIDA
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27/03/2014
Análisis Multicriterio
OPCIONAL
Generar Informes
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27/03/2014
Reportes con los
datos de entrada
Reportes de la condición de Deterioro
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27/03/2014
Reportes con
calendarios de
actuaciones
Reportes de
información de
tránsito
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27/03/2014
Reportes de
Operación
Vehicular
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27/03/2014
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27/03/2014
Efectos Medioambientales
Generar Informes
Emisiones
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27/03/2014
Generar Informes
Consumo energético
Generar Informes
Consumo energético
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27/03/2014
Exportación de Datos
Estrategia
Optimización sujeta a
restricción presupuestaria
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27/03/2014
Maximización de los
beneficios económicos
(valor presente neto)
La selección de una combinación de opciones de
inversión aplicada en varias secciones de carretera,
que aumentan al máximo el VPN para la red entera,
sujeto a la suma del costo financiero que deben ser
menor al presupuesto disponible.
El procedimiento del optimización se reduce
entonces a una selección de las alternativas para
las que el IRI medio sea igual inferior al valor
especificado, logrando este objetivo con el más
bajo costo financiero.
Maximizar el
mejoramiento de la
condición de la red vial
Minimizar los costos
para alcanzar una
condición designada de
la red vial
La variación de la rugosidad en cada sección
de carretera multiplicada por la longitud del
tramo se usa en lugar de VPN. Por
consiguiente, el procedimiento aritmético es
similar al usado para el maximizar los
beneficios económicos.
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Rugosidad Promedio (IRI)
Asignaciones Presupuestarias
7.0
Caminos
Terciarios
us$30m/año
6.0
Rutas
Secundarias
us$35m/año
5.0
4.0
Rutas
Troncales
us$20m/año
3.0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Análisis Nivel Estrategias
Asignaciones Presupuestarias
Rutas Troncales
7.0
Presup
Anual
Rugosidad (IRI)
us$10m
6.0
us$15m
5.0
4.0
3.0
2000
us$20m
Objetivo
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Análisis Estrategias… (cont.)
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Optimización presupuestaria
Programa
Programa sin condicionar
Programa condicionado
Restricción presupuestaria
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Gestión de Activos
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Proceso de implementación
•
Tomar la decisión a nivel gubernamental de implementar el sistema e impulsar el
proceso.
•
Entrenar y capacitar profesionales en herramientas de gestión y manejo del sistema
HDM-4. Contar en el equipo con Asesoría técnica que domine el tema.
•
Definir las condiciones que regirán la configuración del sistema.
•
Consolidar el inventario vial y los registros existentes en una base de datos robusta.
•
Recopilar la mayor cantidad de información histórica para hacer las modelaciones
preliminares del sistema.
•
Desarrollar proyectos pilotos de implementación.
•
Retroalimentar permanentemente el sistema.
•
Masificar su utilización.
•
Definir un proceso que permita la calibración del sistema en el mediano plazo.
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Volúmenes Documentación
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27/03/2014
Muchas Gracias!!!
Mauricio Salgado Torres
[email protected]
www.pavimentando.cl
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