Proyecto_MetroMadrid

Descripción General

Este proyecto modela y resuelve rutas óptimas en la red del Metro de Madrid utilizando grafos y algoritmos de búsqueda. Permite consultar estaciones, calcular rutas más cortas y visualizar resultados en un mapa interactivo mediante una interfaz web desarrollada con Streamlit.

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Fundamentos Matemáticos y Algorítmicos

Representación del Grafo

• Vértices: Cada estación del metro es un nodo, identificado por su nombre y coordenadas (x, y).
• Aristas: Cada conexión directa entre estaciones es una arista, ponderada por la distancia euclidiana entre las estaciones conectadas.

Cálculo de Distancias

La distancia entre dos estaciones se calcula con la fórmula euclidiana:

def distancia_euclidiana(x1, y1, x2, y2):
    return ((x2 - x1)**2 + (y2 - y1)**2)**0.5

Algoritmo de Búsqueda

Para encontrar la ruta más corta entre dos estaciones se emplea el algoritmo de Dijkstra:

• Se inicializan los costes mínimos desde el origen a cada nodo.
• Se exploran los vecinos de cada nodo, actualizando los costes acumulados.
• Se reconstruye la ruta óptima al finalizar la búsqueda.

Construcción del Grafo

El grafo se construye a partir del archivo etiquetas_grafos_metro_PRO.csv, donde cada fila representa una estación, sus vecinos y coordenadas. Las aristas se crean solo entre estaciones adyacentes en la misma línea.

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Funcionalidades

• Visualización de estaciones: Consulta de información detallada de cada estación, incluyendo coordenadas y vecinos.
• Búsqueda de estaciones: Por nombre, vecinos o coordenadas.
• Cálculo de rutas óptimas: Encuentra la ruta más corta entre dos estaciones, mostrando la secuencia de estaciones y la distancia total.
• Visualización en mapa: Muestra la ruta calculada sobre un mapa interactivo.

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Estructura del Proyecto

• app.py: Interfaz principal con Streamlit.
• MetroMadrid_Grafo.py: Lógica de grafos, búsqueda y utilidades matemáticas.
• ruta_map.py: Funciones para visualización en mapas.
• etiquetas_grafos_metro_PRO.csv: Datos de estaciones y conexiones.
• data/: Archivos auxiliares y datos GTFS.
• Documentos PDF y diagramas: Explicaciones teóricas y diagramas de flujo.

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Ejecución del Proyecto

Requisitos

• Python 3.8 o superior
• Paquetes: streamlit, pandas, streamlit_folium

Instala las dependencias con:

pip install streamlit pandas streamlit_folium

Ejecución

Desde la raíz del proyecto, ejecuta:

python3 -m streamlit run app.py

Esto abrirá la interfaz web en tu navegador, donde podrás:

• Buscar estaciones por nombre, vecinos o coordenadas.
• Calcular y visualizar rutas óptimas.
• Explorar el grafo del Metro de Madrid.

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Documentación y Referencias

• ENTREGA MENSUAL - GRAFO METRO DE MADRID.pdf: Explicación teórica y matemática del modelado del grafo.
• MetroMadrid_Grafo_BUSCAR_CAMINO_INFORME.pdf: Detalles del algoritmo de búsqueda de caminos.
• Grafo_metro_madrid - Diagrama Flujo.png: Diagrama de flujo del sistema.

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Autor:
Jose Suárez & Miguel Ángel Mascaró

Licencia:
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