Metodología para el análisis y selección sostenible de alternativas en infraestructuras mediante la aplicación de métodos de decisión multicriterio con criterios en conflicto y en condiciones de incertidumbre Muñoz Medina, María Belén Ordóñez García, Bonifacio Javier Romana García, Manuel G. Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Ingeniería Civil Infraestructuras Métodos de decisión multicriterio Sostenibilidad Infrastructures Multicriteria decision methods Sustainability El desarrollo de los proyectos de infraestructuras requiere el análisis y selección de varias alternativas que pueden dar solución al problema planteado. Para llevar a cabo este proceso desde un punto de vista sostenible, en primer lugar, es necesario considerar todos los criterios o requerimientos de sostenibilidad que pueden intervenir en el proyecto, así como todas las alternativas que dan cumplimiento a dichos requerimientos. De igual forma, es necesario determinar la importancia relativa de los criterios de selección y valorar dicha importancia relativa a través de la ponderación de criterios. Por otra parte, la selección de alternativas suele producirse en un entorno de incertidumbre, la cual aumenta la complejidad de las decisiones a adoptar. Los métodos de decisión multicriterio son herramientas que ayudan en el proceso de selección de alternativas, al proporcionar un proceso sistemático en la toma de decisión, lo cual, reduce la subjetividad del decisor y permite valorar de manera cuantitativa cada alternativa según los criterios de selección. Pero los métodos de decisión multicriterio tienen ciertas limitaciones e inconvenientes, entre éstas hay que destacar que la mayor parte de ellos no consideran la correlación entre las variables que intervienen en el proceso. Por ello, en el capítulo correspondiente se hace una revisión de los métodos de decisión multicriterio, indicando sus ventajas, inconvenientes y principales aplicaciones. En la presente investigación se identifican, en un primer momento los criterios de sostenibilidad que intervienen en el proceso de selección de alternativas, y posteriormente se profundiza en el estudio, aplicación y desarrollo de una metodología de decisión basada en la determinación de cercanía o menor distancia a la denomina “solución ideal”, entendida ésta como una solución ficticia que es la que mejor se comporta para cada criterio de decisión. Se trata de determinar la alternativa cuya distancia matemática a la solución ideal sea la menor posible, y obtener una clasificación de alternativas en función de dicha distancia, ordenadas de la menor a mayor distancia a la solución ideal. Para considerar la correlación entre variables, se propone una metodología de decisión basada en el concepto de distancia a la “solución ideal” medida a través de la distancia de Mahalanobis, la cual tiene dos particularidades: considera la correlación entre variables y es invariante a la escala. La metodología desarrollada consiste en una modificación del método de decisión multicriterio VIKOR aplicando la distancia de Mahalanobis para el cálculo de los valores S o R del método VIKOR tradicional. Cualquier metodología basada en un método de decisión multicriterio debe ser verificada mediante un análisis de robustez y un análisis de sensibilidad, siendo el primero de ellos el que determina la validez del modelo para que la solución óptima lo sea realmente entre un conjunto de soluciones. Mientras que el análisis de sensibilidad tiene como objetivo estudiar y descubrir el grado de sensibilidad de la solución óptima ante cambios en los factores o criterios esenciales. Para analizar la estabilidad de las soluciones proporcionadas por la metodología desarrollada se realiza un análisis de sensibilidad consistente en modificar la ponderación inicial de los criterios de selección y determinar el número de cambios que se producen en la clasificación de alternativas y, de esta forma determinar el criterio con mayor coeficiente relativo de sensibilidad. Por último, la metodología de selección desarrollada se aplica a la selección de alternativas de dos tipos de infraestructuras diferentes. En primer lugar, a la selección de alternativas de tipologías muros de contención en infraestructuras lineales, por el gran impacto medioambiental que tienen sobre el entorno, tanto visual como de barrera. Y, en segundo lugar, a la selección de la localización de aparcamientos disuasorios, al ser una infraestructura determinante en los planes de movilidad urbana y en el establecimiento de medidas de restricción del tráfico en el centro de las grandes ciudades para la reducción de emisiones de gases contaminantes. Modern infrastructure projects require the analysis and selection of the best solution from several alternatives which are a valid solution to the problem posed. To carry out this process from a sustainable point of view, it is first of all essential to consider all the sustainability requirements that may be relevant in the project, in order to develop all the feasible alternatives that comply with these requirements. At the same time, it is crucial to determine the relative importance of the selection criteria and to assess this relative importance considering the weighting of criteria. On the other hand, the selection of alternatives usually takes place in an environment of uncertainty, which increases the complexity of the decisions to be taken. Multicriteria decision methods are tools that help in the process of selecting alternatives by providing a systematic decision-making process. The use of these methods reduces the subjectivity of the decision-maker and allows each alternative to be evaluated quantitatively, according to the set of selection criteria. However, multicriteria decision methods have certain limitations and drawbacks, among which it should be noted that most of them do not consider specifically the correlation between the variables considered in the process. For this reason, all multi-criteria decision methods are studied in a specific chapter, stating their advantages, disadvantages and main applications. This research starts by identifying the sustainability criteria involved in the process of selecting alternatives, and then continues with the study, application and development of a decision methodology based on the determination of proximity (shortest distance) to the socalled "ideal solution", understood as a fictitious solution which performs best for each decision criterion. The aim is to determine the alternative whose mathematical distance to the ideal solution is the smallest possible, and to obtain a ranking of alternatives according to this distance, ordered from the shortest to the longest distance to the ideal solution. To consider the correlation between variables- in the process, a decision methodology is proposed based on the concept of distance to the "ideal solution", measured through the Mahalanobis distance, which has the particularity that, in addition to considering the correlation between variables, it is invariant to scale. Thus, the proposed methodology consists of a modification of the VIKOR multi-criteria decision method by applying the Mahalanobis distance to calculate the values of S or R variables of the traditional VIKOR method. Any methodology based on a multicriteria decision method must be verified using both a robustness and a sensitivity analysis, in which the former will determine the validity of the model so that the optimal solution is indeed optimal among a given set of solutions. The latter sensitivity analysis aims to study and discover the degree of sensitivity of the optimal solution to changes in the essential factors or criteria. To analyze the stability of the solutions provided by the methodology developed, a sensitivity analysis is carried out, consisting of modifying the initial weighting of the selection criteria and determining the number of changes that occur in the ranking of alternatives and, in this way, determining the criterion with the highest relative sensitivity coefficient. Finally, the original proposed methodology is applied to the selection of alternatives for two different infrastructure types. First, to the selection of best alternative for retaining wall typologies in linear infrastructures, due to the considerable environmental impact they have on the surroundings, both visually and as a barrier. Second, to the selection of the optimal location of park and ride infrastructures, as they are a key infrastructure in urban mobility plans and in the establishment of traffic restriction measures in city centers of large metropolitan areas, when seeking to reduce pollutant gas emissions. 2022-02-16T13:40:02Z 2022-02-16T13:40:02Z 2022 2022-01-28 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis Muñoz Medina, María Belén. Metodología para el análisis y selección sostenible de alternativas en infraestructuras mediante la aplicación de métodos de decisión multicriterio con criterios en conflicto y en condiciones de incertidumbre. Granada: Universidad de Granada, 2022. [http://hdl.handle.net/10481/72876] 9788411172288 http://hdl.handle.net/10481/72876 spa http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/ info:eu-repo/semantics/openAccess Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España Universidad de Granada