Improving Timetable Robustness and Punctuality of Railway Traffic
A Combined Simulation-Optimization Approach for Nonperiodic Timetabling on Double-Track Lines
Tid: Ti 2022-12-06 kl 09.00
Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/65537677966?from=addon
Språk: Engelska
Ämnesområde: Transportvetenskap, Transportsystem
Respondent: Johan Högdahl , Transportplanering
Opponent: Professor Rob Goverde, Delft University of Technology
Handledare: Docent Markus Bohlin, Transportplanering; Docent Oskar Fröidh, Järnvägsgruppen, JVG, Transportplanering
QC 202211-14
Abstract
För att utvärdera hur robust en tidtabell är mot mindre förseningar kan man simulera den. En naturlig frågeställning därefter är hur resultaten kan användas för att förbättra den, vilket bara till viss del har adresserat i litteraturen. Denna avhandling syftar därför till att undersöka hur kombinationen simulering och optimering kan användas för att skapa robusta och punktliga tidtabeller, mått som är av stor betydelse inom järnvägen. I avhandlingen föreslår jag tvåstegsmetoder baserade på att först simulera en tidtabell för att därefter optimera den. Jag föreslår modeller för att, baserat på simuleringsresultatet, prediktera hur förseningar och punktlighet ändras när man justerar en tidtabell. Dessa modeller används i sin tur i målfunktionen för att bestämma de optimala justeringarna av tidtabellen. Denna ansats är baserad på exakt optimering, vilket skiljer den från tidigare metoder för att skapa robusta tidtabeller med hjälp av simulering och optimering.
De föreslagna metoderna har utvärderats i simuleringsexperiment på Södra och Västra stambanan, vilket är två banor med hög kapacitetsanvändning som kopplar samman Stockholm med Göteborg och Malmö. Resultaten tyder på att de föreslagna metoderna förbättrar punktlighet och robusthet i simulering till priset av något längre restider. Jämfört med två optimeringsbaserade metoder och två metoder baserade på enkla strategier som kan implementeras manuellt resulterar de föreslagna metoderna antingen i jämförbar eller bättre robusthet och punktlighet. Resultaten tyder också på att (1) de föreslagna metoderna är effektiva även om endast mindre justeringar tillåts, (2) de kan användas på probleminstanser med många tåg, och (3) de är robusta mot att under- eller överskatta förseningarna i simuleringssteget.