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Conjoint design of railway lines and frequency setting under semi-congested scenarios

Conjoint design of railway lines and frequency setting under...

引用

作者： Francisco Lopez Ramos Polytechnic University of Catalonia

学位级别：博士

This thesis develops mathematical programming models which integrate network design (ND) and line frequency setting (LF S) phases. These appear in transport planning studies that extend an existing urban public transportation system (UP T S) and are suitable for underground and rapid transit systems. The ND phase extends the working UP T S, taking as inputs the locations of candidate stretches and stations on the new lines, as well as construction costs which cannot exceed the available infrastructure budget. Regarding the LF S phase, frequencies and vehicles are assigned to functioning and newly built lines, providing that they do not exceed link frequency capacities, vehicle acquisition budgets, and time horizons. The developed models take into account the type of service patterns that may operate on the lines of the transport system. They include local services, where vehicles halt at every node in the line, and express services, in which vehicles halt at only a subset of nodes in the line. A passenger assignment model solves the ND and LF S phases at the same time a global optimum under inelastic demand. The combined model has two variants: one which deals with inelastic demand and another which faces elasticities in demand. The latter originates from changes in the modal choice proportions of travelers and may result from modifications in the public transport system. The former does not take into account competition among several modes of transportation and it is formulated as a mixed-integer linear programming problem. In contrast, the latter allows passengers to travel via two modes of transportation: public transport and private car. It is formulated as a mixed-integer linear bilevel programming problem (MILBP ) with discrete variables only in the upper level. In both models, a complementary network is used to model transfers among lines and to reach the passenger's origin and/or destination nodes when the constructedUP T S does not cover them. The model wit

关键词： Public transportation network design line planning integrating express service design elastic demand constrained k-shortest paths Benders' Decomposition Pareto-optimality mixed-integer linear programming mixed-integer linear bilevel programming

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