The impact of using a naïve approach in the limited-stop bus service design problem

 

Title
The impact of using a naïve approach in the limited-stop bus service design problem/ El impacto de utilizar un enfoque ingenuo en el problema del diseño del servicio de autobús con paradas limitadas
AuthorSuman H., Larrain H., Muñoz J.C.
Line(s)Access and Mobility
Year of Publication2021
Journal TitleTransportation Research Part A: Policy and Practice
Keywords
Diseño de servicio de paradas limitadas, limitación de capacidad, asignación de pasajeros, enfoque ingenuo, equilibrio del usuario.
Abstract
Los beneficios comprobados de los servicios de paradas limitadas han capturado la atención de los investigadores, especialmente durante la última década. Sin embargo, para resolver el problema del diseño del servicio de paradas limitadas, muchos trabajos existentes imponen directamente una restricción de capacidad a una función objetivo de costo social total. Este “enfoque ingenuo” asume implícitamente que los pasajeros se comportan de manera altruista, basando sus decisiones en lo que es mejor para todo el sistema. Aunque este problema ha sido identificado en trabajos anteriores, aún no se ha estudiado la magnitud del error inducido por esta simplificación. El objetivo de este trabajo es medir este error y comprender cómo tergiversa los flujos de pasajeros y las tasas de ocupación de autobuses. Para medir esta brecha de error, optimizamos un conjunto de escenarios de prueba aplicando el enfoque ingenuo, y luego tomamos el diseño resultante y obtenemos una asignación de pasajeros de referencia utilizando un modelo de comportamiento simple. Proponemos dos indicadores principales para comparar la asignación de pasajeros: la desviación total de pasajeros y el déficit total de capacidad. Esta comparación revela que la asignación del enfoque ingenuo puede de hecho ser poco realista y suscita preocupaciones de que un diseño de red basado en el enfoque ingenuo pueda tener graves problemas cuando se implemente. Así, el trabajo destaca la importancia de tomar con cautela los resultados del enfoque ingenuo y verificarlos con un modelo de asignación de pasajeros antes de su implementación.The proven benefits of limited-stop services have captured the attention of researchers, especially during the last decade. However, to solve the limited-stop service design problem many existing works directly impose a capacity constraint to a total social cost objective function. This “naïve approach” implicitly assumes that passengers behave altruistically, basing their decisions on what is best for the whole system. Although this issue has been identified in earlier works, the magnitude of the error induced by this simplification has not been studied yet. The objective of this work is to measure this error and to understand how it misrepresents passenger flows and bus occupation rates. To measure this error gap, we optimize a set of test scenarios by applying a naïve approach, and then take the resulting design and obtain a benchmark passenger assignment using a simple behavioral model. We propose two main indicators to compare both passenger assignment: the total passenger deviation, and the total capacity deficit. This comparison reveals that the assignment of the naïve approach may indeed be unrealistic, and raises concerns that a network design based on the naïve approach might have severe problems when implemented. Thus, the work highlights the importance of taking the results of the naïve approach with caution and verify them with a passenger assignment model before their implementation.
Doihttps://doi.org/10.1016/j.tra.2021.04.018
Corresponding AuthorJuan Carlos Muñoz, jcm@ing.puc.cl