Route based equilibrium assignment in congested transit networks

 

Title

Route based equilibrium assignment in congested transit networks/ Asignación de equilibrio basada en rutas en redes de tránsito congestionadas

AuthorHomero Larraín, Hemant K. Suman, Juan Carlos Muñoz.
Line(s)Acceso y Movilidad
Year of Publication2021
Journal TitleTransportation Research Part C: Emerging Technologies
Keywords
Congested transit networks, User equilibrium, Frequency based, Route based, Fully-congested models, Equilibrio de usuario, Basado en frecuencia, basado en ruta.
Abstract
Este trabajo presenta una nueva formulación y algoritmo de asignación de equilibrio basado en rutas para redes de tránsito congestionadas. Es una extensión de De Cea y Fernández (1993), que implementa efectos de congestión en el proceso de abordaje e introdujo el concepto de frecuencias efectivas. Ese trabajo fundamental proporciona un algoritmo de solución para el problema de equilibrio que aprovecha dos simplificaciones principales. Primero, limita el número de tramos de ruta bajo consideración (es decir, considera un conjunto reducido de servicios atractivos para que los usuarios elijan en cada tramo de su viaje). En segundo lugar, supone que la distribución del flujo entre servicios atractivos se puede estimar utilizando las frecuencias nominales de los servicios en lugar de las efectivas.

En este artículo, desarrollamos un modelo de equilibrio y un algoritmo de solución que amplían la formulación original sin depender de los dos supuestos mencionados anteriormente, sin dejar de abordar tres desafíos clave. Primero, las funciones de costo de usuario son de naturaleza asimétrica y, por lo tanto, no se puede formular un problema de optimización equivalente. En segundo lugar, las funciones de costo en este enfoque solo se pueden expresar implícitamente, lo que hace que la implementación de un algoritmo de diagonalización sea un problema desafiante. Por último, ocuparse de todo el conjunto de tramos de ruta implica trabajar con todos los conjuntos factibles de servicios atractivos, lo que puede hacer que la red auxiliar subyacente crezca exponencialmente en tamaño.

Resolvemos el problema de equilibrio utilizando un algoritmo de diagonalización, obteniendo funciones diagonalizadas aproximadas al resolver un problema de punto fijo. Nuestra metodología también incluye un algoritmo eficiente para generar conjuntos de servicios candidatos potenciales en la red. Probamos nuestro algoritmo en tres redes de tamaño creciente, donde mostramos que el enfoque converge efectivamente a una solución de equilibrio del usuario en cuestión de segundos. También mostramos que el algoritmo original de referencia converge a soluciones que violan las condiciones de equilibrio del usuario, mostrando rutas no utilizadas con costos inferiores al equilibrio, lo que confirma que nuestro algoritmo es el primero en encontrar una solución exacta al problema de equilibrio del usuario del transporte público basado en rutas.

Doihttps://doi.org/10.1016/j.trc.2021.103125
Corresponding AuthorHemant K. Suman, emantsmn@uc.cl, hemant.s@iimbg.ac.in