Publication detail

Extensive Model and Matheuristic Algorithm for the Train Platforming Problem with Two-Train-Capacity Tracks: A Case Study of Prague Central Station

Authors: Akyol Özer Emine | Bulíček Josef | Saraç Tugba

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Transportation Research Record

Page from-to: 131-154

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Extenzivní model a metaheuristický algoritmus pro přidělování staničních kolejí vlakům při kapacitě 2 vlaků na jedné koleji: případová studie Praha hlavní nádraží	Článek hlouběji rozpracovává problém přidělování staničních kolejí vlakům (tzv. TPP problém). Mnoho studií je na toto téma tvorby plánů obsazení kolejí a organizace jízd vlaků, ale většina z nich předpokládá, že kapacita koleje je jen jeden vlak. Rušné a rozsáhlé železniční stanice mají často koleje rozdělené do dvou částí umožňujících souběžný pobyt dvou vlaků pro nástup a výstup cestujících. Záměrem je efektivnější přidělování kolejí vlakům a lepší využití kapacity. Komplikací při zjišťování kapacity v těchto podmínkách je nutnost brát ohled na směr jízdy vlaků. Toto je motivací pro prezentovanou modifikaci TPP problému. Problém je v článku analyzován a následně je navržen smíšený model matematického programování. Minimalizace součtu vážených zpoždění je užito jako kritéria (účelové funkce). Zpoždění jsou zjišťována jako rozdíl mezi časem odjezdu vypočteným modelem a časem odjezdu plánovaném v jízdním řádu. Jelikož je základní model (M1) NP-těžký a umožňuje tak řešení jen v omezeném rozsahu, je doplněn metaheuristickým algoritmem (MA) umožňujícím řešit rozsáhlejší případy. Fungování obou modelů M1 a MA je demonstrováno pomocí náhodně vygenerovaných testovacích případů. Výsledky experimentů ukazují, že MA umožňuje nahradit M1 co do kvality i rychlosti řešení. Případová studie byla realizována ve stanici Praha hlavní nádraží, Česká republika.	matematické modelování; železnice; rozvrhování; přidělování staničních kolejí vlakům; Praha hlavní nádraží
eng	Extensive Model and Matheuristic Algorithm for the Train Platforming Problem with Two-Train-Capacity Tracks: A Case Study of Prague Central Station	This paper provides a deeper insight into the train platforming problem (TPP). Many studies have focused on different versions of train scheduling and routing problems, and most of them assume that the platform track’s capacity is one train. However, especially in busy and complex railway stations, most platform tracks are divided into two parts, allowing two trains to simultaneously share the same platform track for passenger boarding/alighting. This results in more efficient train assignment to the platform tracks. In addition, consideration of the track capacity makes the problem more difficult because directions of trains are problematic. Motivated by this challenge, we consider the TPP with two-train-capacity tracks. We first describe the problem in detail and then propose a mixed-integer programming model. The objective of the considered problem is to minimize the total weighted train delays, which are defined as the difference between the departure times calculated by the mathematical model (M1) and the scheduled departure times of the trains in the timetable. Because of the NP-hard nature of the problem, the proposed M1 may not find feasible solutions for large-size problems. Thus, a matheuristic algorithm (MA) is developed to solve large-size problems. We used randomly generated test problems to demonstrate the performance of the proposed M1 and MA. Experimental results showed that MA outperforms M1 in both solution quality and solution time. Additionally, a case study was conducted at the central station of Prague, Czechia.	mathematical programming; railway; scheduling; train platforming problem; Prague Central Station

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links