Tesis doctoral de Francisco López Ramos
Esta tesis desarrolla modelos de programación matemática que integran las fases de diseño de la red (dr) y el establecimiento de frecuencias (ef). Estas aparecen en procesos de planificación y extensión de redes de transporte público urbano (rtpu), especialmente, en redes de metro y ferrocarril. La dr extiende la rtpu en funcionamiento, a partir de las localizaciones de los tramos de vía y las estaciones en las nuevas líneas, así como los costes de construcción los cuales no pueden exceder el presupuesto de infraestructura disponible. La ef asigna las frecuencias y los vehículos tanto a las líneas existentes como a las construidas de modo que no se exceda ni las capacidades del sistema ni el horizonte de tiempo. Los modelos desarrollados toman en cuenta distintos tipos de servicios que pueden darse en una línea de transporte público. Estos incluyen servicios locales, donde los vehículos paran en cada nodo de la red, y servicios expresos, en los cuales los vehículos solo paran en un subconjunto de nodos de la línea. Las fases de dr y ef se resuelven simultáneamente mediante un modelo de asignación de pasajeros que minimiza el tiempo global del sistema. el modelo combinado tiene dos variantes: una que trata con demanda inelástica y otra que permite elasticidades en la demanda. Estas se originan debido a cambios en el sistema de transporte. La primera variante no toma en cuenta la competición entre diversos modos de transporte y es formulada como un problema de programación lineal mixto-entero. En cambio, la segunda variante permite viajar a los pasajeros de dos modos: en transporte público y en coche. Este es formulado como un problema de programación binivel lineal mixto-entero (pblme) con solo variables discretas en el nivel superior. En ambos modelos, se usa una red complementaria para modelar los transbordos entre líneas y para que los pasajeros puedan alcanzar el origen y/o el destino cuando la rtpu construida no los cubra. el modelo con demanda inelástica es inicialmente resuelto mediante cplex bajo tres formulaciones matemáticas diferentes de la fase dr. Las dos primeras son enfoques exactos basados en extensiones del problema del viajero para el tratamiento dinámico y estático de subtours en líneas, mientras que la última es una aproximación inspirada en algoritmos de k-caminos mínimos constringidos. Para poder tratar con redes de gran tamaño, se usa una solución casi-exacta formada por tres bloques principales: el generador de corredores (gc), el divisor de líneas (dl) y la descomposición de benders especializada (dbe). El dl y el gc son métodos heurísticos que permiten evitar algunas de las propiedades np duras. Están relacionados con el número de líneas bajo construcción y el número de corredores factibles que pueden generarse. La dbe es un método exacto que divide el modelo matemático original en series de resoluciones, compuestas de dos submodelos que son más fáciles de resolver. El modelo con demanda elástica es resuelto bajo un esquema similar donde la dbe es adaptada para resolver el pblme que resulta de la formulación de esta variante. la variante de demanda inelástica se aplica a dos casos de estudio basados en las redes de metro de las ciudades de sevilla y santiago de chile. Las matrices origen-destino y otros parámetros requeridos por el modelo han sido fijados a valores versemblantes usando mapas y estudios publicados. El objetivo de estas redes es evaluar el modelo y los algoritmos en escenarios reales, así como de demostrar su utilidad. Los resultados reportados muestran que el enfoque casi-exacto es comparable a técnicas heurísticas en términos de rapidez. En el caso de la variante de demanda elástica, el modelo es más complejo y es solo aplicable a redes de tamaño más reducido. finalmente, se discuten algunas de las futuras líneas de investigación para aspectos tanto de modelado como algorítmicos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Conjoint design of railway lines and frequency setting under semi-congested scenarios.«
- Título de la tesis: Conjoint design of railway lines and frequency setting under semi-congested scenarios.
- Autor: Francisco López Ramos
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 24/02/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Esteve Codina Sancho
- Tribunal
- Presidente del tribunal: jaume Barceló bugeda
- José Rafael Correa (vocal)
- (vocal)
- (vocal)