La formulación del llamado "Problema de Diseño de Sistemas de Transporte Público" (PDSTP) y el desarrollo de sus respectivos métodos de solución constituyen una de las áreas de investigación y desarrollo técnico más importantes para el apoyo efectivo a la toma de decisiones comúnmente planteadas en el proceso de planificación de cualquier sistema de transporte público. Sin embargo, la relevancia del PDST va de la mano con la dificultad teórica y práctica que plantea su tratamiento adecuado.
La planificación de la operación de un sistema de transporte público urbano y las variables de decisión que se plantea gestionar en el nivel superior son, fundamentalmente, los trazados de los servicios considerados y la frecuencia de cada uno de ellos, de tal forma de optimizar el beneficio social derivado de la operación del sistema.
El análisis de las distintas alternativas de enfoque existentes para la solución del problema de diseño y el estado del arte en la materia hacen recomendable separar el problema en dos etapas:
Dado que la evaluación propiamente tal de las soluciones sólo se obtendrá una vez realizado el diseño operacional de cada estructura analizada, dichos resultados deberán retro-alimentar el análisis y la proposición de nuevas estructuras (primera etapa). Ello permitirá reforzar las características topológicas de las soluciones que resulten con un mejor índice social en la segunda etapa. La interacción entre ambas etapas será lógicamente heurística y basada en criterios generales de búsquedas exploratorias en espacios no estructurados (con función de comportamiento desconocida).
El enfoque de solución propuesto para resolver el PDSTP utiliza los siguientes elementos:
La implementación computacional de la metodología descrita es el modelo DIRTP (Diseño de Redes de Transporte Público), desarrollado por SECTRA para apoyar el diseño de los servicios de Transantiago. Como modelo de comportamiento se utiliza ESTRAUS, el cual tiene incorporada la restricción de capacidad en los servicios de transporte público.