Browsing by Author "Larraín Izquierdo, Homero"
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- ItemA new solution framework for the limited-stop bus service design problem(2017) Soto, G.; Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; CEDEUS (Chile)
- ItemA Variable MIP Neighborhood Descent algorithm for managing inventory and distribution of cash in automated teller machines(2017) Larraín Izquierdo, Homero; Coelho, L.; Cataldo Cornejo, Alejandro
- ItemAchieving a proactive policy for patient flow management in a complex hospital network through reinforcement learning(2024) De Geyter Messina, Matías; Vera Andreo, Jorge; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa toma de decisiones en el cuidado de la salud es un problema complejo debido a la incertidumbre y la realidad dinámica. Un tema muy importante está relacionado con las decisiones sobre admisiones de pacientes. En una red de atención médica compuesta por varios hospitales, debería ser conveniente considerar la capacidad combinada de todo el sistema. Por lo tanto, además de las admisiones a un hospital, también es posible transferir pacientes a otros. Estas decisiones dependen no solo de la condición médica del paciente, sino también de la capacidad actual de las diferentes áreas de los hospitales. En este trabajo, hemos formulado el problema como un Proceso de Decisión de Markov, y lo abordamos utilizando un enfoque de Aprendizaje por Refuerzo donde se estima el costo futuro esperado utilizando un modelo XGBoost, combinado con simulación, basado en la metodología de Q-learning. Basándonos en la política obtenida a traves del aprendizaje por refuerzo y en nociones de la literatura, se proponen pautas generales de gestión hospitalaria, que resultan en una política simplificada y fácil de implementar con resultados prometedores, incluída una reducción en el tiempo de servicio promedio en un 13.38% y una reducción del tamaño de la lista de espera del 65.86%. En comparación con el escenario base, hay una reducción en los costos totales del 71.44%, donde los costos sociales (debidos a los tiempos de espera y los costos de oportunidad de las camas para pacientes) se reducen en un 87.30%.
- ItemUn algoritmo bi-nivel de diseño de servicios limited-stop con asignación determinística y estocástica(2017) Soto Marió, Guillermo Benjamín; Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn sistemas de transporte público con altos niveles de demanda, los servicios limited-stop, que sirven un subconjunto de paradas del corredor, son una alternativa atractiva tanto para usuarios como para operadores cuando cuentan con un diseño adecuado. Leiva et al. (2010) y Larrain (2013) introducen un modelo para diseñar estos servicios que resuelve simultáneamente la optimización de frecuencias y asignación de pasajeros. El modelo contempla la optimización de un problema no lineal cuya solución es altamente costosa en tiempos de ejecución para escenarios con un gran número de pares origen-destino.Para abordar este problema se propone cambiar el enfoque simultáneo por uno bi-nivel al separar el problema de optimización de frecuencias del de asignación de pasajeros. Este enfoque permite probar distintos modelos de comportamiento de usuarios relajando, por ejemplo, el supuesto de asignación determinística. En este trabajo se introduce una metodología para diseñar servicios limited-stop bajo el supuesto de asignación estocástica. La estocasticidad es incorporada con un modelo logit multinomial en las etapas de selección de líneas comunes y de elección de ruta. Adicionalmente, para resolver el problema con restricción de capacidad de los vehículos, se propone una heurística GRASP, que es una extensión del algoritmo greedy del modelo simultáneo.La metodología fue probada en nueve escenarios basados en corredores reales tales como el de avenida Caracas (Bogotá, Colombia). Los resultados muestran que el enfoque bi-nivel reduce, en promedio, en 80% los tiempos de ejecución en comparación al modelo simultáneo. También se muestra que asumir una asignación determinística puede llevar a soluciones con sobrecarga de pasajeros en los buses si los usuarios realmente se comportan estocásticamente. Finalmente, comprobamos que la heurística GRASP genera ahorros adicionales a greedy, teniendo un mejor desempeño bajo una asignación estocástica de usuarios, probando que todavía hay espacio de mejora, sobretodo en la solución estocástica.
- ItemAnálisis del desempeño de un paradero en presencia de servicios expresos(2020) Olivos Reynal, Carlos Augusto; Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLos servicios expresos de un corredor exclusivo de buses hacen su recorrido evitando algunas de las paradas con menor demanda. Literatura reciente, señala que la interacción de este tipo de servicio con el servicio corriente puede generar grandes ineficiencias en un paradero. Este trabajo analiza los hallazgos de Larrain y Muñoz (2020), validando el fenómeno al que denominan Danger Zone de los servicios expresos como un problema significativo, mediante el reemplazo de sus supuestos más simples por versiones más complejas que pretenden acercarlo a la realidad. Para realizar este trabajo se construye una simulación por eventos discretos, que modela un paradero con dos tipos de usuario y dos tipos de servicio. Con ella se prueba que distintos procesos de llegada de buses y personas no afectan las conclusiones de la Danger Zone. Se determinan sus límites de existencia en presencia de aleatoriedad en las estimaciones de los usuarios y en presencia de aplicaciones móviles, extendiendo el inicio de esta hacia frecuencias más bajas. Se muestra cómo la capacidad del paradero puede empeorar gravemente su desempeño, en caso de que este no sea capaz de albergar la cola que se forma por uno u otro servicio. Se determina que la presencia de variabilidad en la capacidad de los buses no afecta el nivel de servicio y que un aumento en el nivel de demanda puede generar una Danger Zone donde antes no la había. De forma paralela al trabajo se concluye que las estrategias de elección de ruta se pueden reflejar en estrategias de elección y cambio de fila, obteniendo los mismos resultados. Se termina por abrir la línea de investigación al desarrollo de trabajos que abarquen más de dos servicios, aventurando que sus conclusiones serán una extensión de las encontradas en este trabajo.
- ItemAnálisis del efecto de la regulación sobre la innovación en el transporte público y sobre la frecuencia y tamaño de buses(2019) Huerta González, Vicente Ignacio; Galilea Aranda, Patricia Viviana; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn distintas ciudades del mundo los sistemas de transporte público son operados por empresas privadas. En estas, el marco regulatorio es variado, sin embargo, es un resultado generalizado la dificultad que la introducción de mayor iniciativa privada logre aumentar la partición modal de este. En consecuencia, para buscar cómo la innovación puede ayudar a hacer más atractivos estos sistemas, esta tesis estudia los efectos de la regulación sobre la innovación. Para este fin, se analizó la experiencia en Santiago de Chile desde 1973 al presente contrastando las capacidades de innovar de los distintos actores. El objetivo es entender la brecha entre innovación potencial y práctica de autoridades y operadores. Las principales fuentes son la literatura, los contratos y leyes mismas y una serie de entrevistas semi-estructuradas a operadores de Transantiago. La innovación mostró ser dependiente del esquema regulatorio en el que la operación está inmersa. Ambos, autoridades y operadores, mostraron la existencia de innovative capabilities en la práctica, dependientes de los incentivos generados por el esquema regulatorio de cada etapa reconocida. El diseño institucional del transporte público sugiere ser un aspecto que realza la innovación de autoridades, la cual puede ser reflejada en inversión en infraestructura dedicada a buses. Respecto a la innovación relacionada con los vehículos, Transantiago fue la etapa más propensa a innovación, dado una mayor capacidad de inversión de los operadores como incentivos en renovación de la flota en los contratos. Dentro de las variables de servicios, se han mostrado bajos niveles de innovación en diseño de rutas desde la introducción de los esquemas licitados. Para profundizar este análisis, se establece un modelo teórico de los efectos de los esquemas de pago en la frecuencia y tamaño del bus, variables de servicio clave sobre las cuales el operador puede innovar. Las soluciones analíticas muestran que, como ocurrió con la experiencia de Transantiago, esquemas de pago basados en la oferta incentivan una mayor innovación frecuencia de buses y de menor tamaño, que un sistema de pagos fijos. Finalmente, la modelación ofrece una tarifa óptima teórica que incentiva a los operadores a proveer un nivel óptimo social de frecuencia y de tamaño de los buses para un cierto nivel de demanda.
- ItemDiseño de servicios expresos para buses(2013) Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLos servicios expresos, que en general se pueden definir como servicios que atienden a un subconjunto de los paraderos de un determinado corredor, son una estrategia de operación que puede ser beneficiosa tanto para los operadores como para los usuarios. Una reducción en el número de detenciones beneficia a los usuarios al reflejarse en una disminución en los tiempos de viaje. Naturalmente, esto también favorece a los operadores, que al ver reducidos sus tiempos de ciclo pueden hacer un uso más eficiente de su flota. Estos beneficios deben compensar el perjuicio que experimentan los usuarios de los paraderos omitidos, cuyos tiempos de espera pueden verse elevados por este tipo de medida. En este trabajo se propone una forma de diseñar servicios expresos en una red de transporte público urbano operada por buses. El algoritmo de diseño que se plantea genera un conjunto de servicios y entrega sus frecuencias de operación, tomando en cuenta la restricción que impone la capacidad máxima de los buses, y considerando que los pasajeros minimizan sus tiempos esperados de viaje considerando la existencia de líneas comunes y la posibilidad de realizar trasbordos. El problema descrito es abordado enfocando inicialmente los esfuerzos en el caso de un corredor aislado, para posteriormente construir una heurística que diseña los servicios de una red descomponiéndola en corredores. El problema de diseño de servicios expresos para un corredor es a su vez descompuesto en dos subproblemas: el problema de optimización de frecuencias para un conjunto de servicios fijo, y el problema de generación de servicios para un corredor. En Leiva et al. (2010) se formula un modelo para la optimización de frecuencias de servicios expresos en un corredor que fue utilizado como punto de partida para esta investigación. Un análisis en profundidad de este modelo permitió detectar algunas posibilidades de mejora, dentro de las que se cuentan nuevas formas de representar los servicios introduciendo restricciones de continuidad de frecuencia por nodo, y mejoras en la heurística de ajuste de capacidad que reducen drásticamente los tiempos de ejecución. Para resolver el problema de generación de servicios se diseñaron diversas heurísticas. En términos generales, estas heurísticas evalúan el efecto sobre los costos sociales de permutaciones locales como eliminar o agregar paraderos sobre servicios existentes, o comparan los beneficios de diferentes configuraciones de servicios de formato predeterminado (cortos y zonales). Se proponen también heurísticas diseñadas especialmente para el caso con restricción de capacidad activa, donde centrando el análisis en el arco crítico del corredor se obtienen expresiones analíticas para frecuencias y costos óptimos. Todo esto permitió construir un algoritmo para el diseño de servicios expresos en un corredor que combina el modelo de optimización de frecuencias con las heurísticas de generación de servicios encontradas en esta etapa. El modelo así obtenido fue implementado en cerca de mil escenarios, de forma de identificar los factores que hacen propicio un corredor para la implementación de servicios expresos. Calibrando un modelo de regresión lineal se concluye que estos beneficios son mayores cuando los viajes son en promedio más largos y están concentrados en menos pares, cuando el tiempo perdido por cada detención es mayor, cuando el volumen de viajes es más alto, cuando el tiempo de viaje es más valioso, cuando el valor del tiempo de espera es menor, y cuando la capacidad es menor. El problema de diseño para una red es finalmente abordado mediante un algoritmo iterativo en dos fases: primero, se escoge un corredor de la red, se fija su demanda, y se aplica sobre él el algoritmo de diseño, y luego se optimizan las frecuencias de la red incorporando los nuevos servicios generados, reasignando a los usuarios sobre la red completa. Cuando no se obtiene mejora para ningún corredor de referencia, el resultado es ajustado para satisfacer las restricciones de capacidad. Este algoritmo fue implementado en una red de prueba con restricción de capacidad activa, donde mostró ser capaz de generar servicios expresos que entregaban ahorros considerables en los costos del sistema.
- ItemExact solution methods for the multi-period vehicle routing problem with due dates(2019) Larraín Izquierdo, Homero; Coelho, Leandro C.; Archetti, Claudia; Speranza, M. Grazia
- ItemGeneration and design heuristics for zonal express services(2015) Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Giesen Encina, Ricardo; CEDEUS (Chile)
- ItemImplementación de un sistema troncal y alimentador de buses de acercamiento al trabajo : ¿Cuándo conviene?(2021) Soto Faúndez, Daniel Eduardo; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEsta tesis se enmarca en el contexto del problema de ruteo de buses de acercamiento al trabajo. El problema consiste en que cada bus debe recoger pasajeros en distintas paradas para llevarlos al lugar de trabajo. En este problema existen dos aspectos en conflicto: los costos operativos del sistema y el nivel de servicio otorgado a los trabajadores. Se evalúa la implementación de un sistema de troncales y alimentadores, en el cual los alimentadores corresponden a vehículos pequeños que pueden llevar pasajeros a los vehículos con mayor capacidad, llamados troncales, o pueden llevarlos directamente a la planta. El objetivo es dilucidar en qué condiciones un sistema con troncales y alimentadores conviene sobre un sistema con solo troncales o un sistema con solo alimentadores. Para abordar este problema se plantea un modelo matemático que considera los costos operacionales y el nivel de servicio otorgado. Este modelo fue resuelto con un algoritmo exacto combinado con heurísticas con el solver Gurobi. Para mejorar la convergencia del algoritmo exacto se diseñaron: heurísticas de construcción de soluciones, heurísticas de mejoramiento de soluciones y restricciones de corte específicas del problema para añadir a la modelación. El algoritmo de solución fue sometido a un experimento de calibración, en el cual la mejor estrategia resultó ser la implementación de: los cortes, una solución inicial, y una heurística que mejora iterativamente las soluciones encontradas por el solver. El mejor algoritmo se utilizó para evaluar cuándo es mejor un sistema troncal y alimentador en comparación con los otros sistemas. Se diseñaron diversos escenarios en los cuales se variaron los siguientes parámetros: número de trabajadores, posición de la planta, costos y nivel de servicio. Se evaluó la influencia individual y conjunta de estos parámetros sobre la utilización y beneficios del sistema troncal y alimentador. La principal conclusión de esta investigación es que un sistema de troncales y alimentadores puede convenir cuando la planta se encuentra en la periferia o fuera de la ciudad, y cuando el costo de implementar un sistema puro de solo troncales es similar al de implementar uno de solo alimentadores. Por último, se desarrollaron herramientas para evaluar casos basados en problemas reales.
- ItemOptimización reactiva de cargueros en el corto plazo considerando transbordos de carga(2017) Sirhan Jalaff, Cristóbal; Delgado Breinbauer, Felipe Alberto; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEs común en la industria de carga aérea presenciar disrupciones de demanda cercanas a la hora de salida de los vuelos. Dado este problema, las aerolíneas de carga deben confiar en la experiencia de tomadores de decisiones para hacer ajustes operacionales a los itinerarios de manera manual, buscando operar de la mejor manera posible. Estas acciones buscan, además, impactar lo menos posible los recursos ya comprometidos, siendo uno de los más importantes los turnos de las tripulaciones asignadas. En esta tesis se aborda este problema, considerando además de manera explícita la posibilidad de transbordos de carga entre aviones. Se abordó el problema bajo la lógica de un Pickup and Delivery con Ventanas de Tiempo y Transbordos. Se propusieron dos modelos, de los que solo uno fue resuelto. Este está definido por una red espacio-tiempo que optimiza simultáneamente el diseño de itinerarios, ruteo de carga y ruteo de aviones frente a disrupciones de demanda. Se busca operar al mínimo costo, exigiendo volver a la planificación base en tres días. Se proponen tres formas de cuantificar las modificaciones al itinerario para poder compararlo con el base, exigiendo cierto nivel de servicio. La metodología fue probada con datos de Lan Cargo bajo distintos escenarios de disrupción. Los resultados muestran que los transbordos son atractivos en todos los escenarios,pero la cantidad varía de acuerdo a la manera de comparar los itinerarios. Por otra parte, los diferentes métodos propuestos para compararlos generan soluciones parecidas en estructura, con el método más flexible entregando mejores soluciones pero en mayores tiempos computacionales. Por último, dependiendo del nivel de disrupción de demanda, se obtienen distintos resultados, en particular en la cantidad de transbordos, donde escenarios con mayores disrupciones presentan mayor cantidad de ellos.
- ItemOptimizando el costo de largo plazo de un IRP utilizando la relajación lineal(2022) Chiu López, Agustín Matías; Angulo, Gustavo; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl Inventory Routing Problem (IRP) surge en las operaciones logísticas cuando las decisiones de ruteo e inventario se toman simultáneamente. Tradicionalmente, el IRP trabaja con un horizonte de planificación limitado, por lo que se suele utilizar la estrategia de horizonte rodante para la toma de decisiones, es decir, al inicio de cada período se resuelve el IRP con un horizonte de planificación limitado, pero solo el plan del primer período se ejecuta. Sin embargo, al hacer esto, se está resolviendo un problema que optimiza el costo de corto plazo, y luego se utilizan estos resultados como una heurística que debería conducir a un bajo costo de operación en el largo plazo. En este trabajo exploramos algunas ideas para mejorar el rendimiento a largo plazo de la estrategia de horizonte rodante. Primero, evaluamos tres modificaciones sencillas al IRP para mejorar su desempeño en el largo plazo: utilizar inventarios de seguridad, definir niveles mínimos de inventario para el último período del horizonte de planificación y utilizar una tasa de descuento artificial en la función objetivo. Como benchmark utilizamos el IRP con la modificación que produce el menor costo de largo plazo. Luego, proponemos una estrategia de solución donde se utiliza una aproximación en los períodos finales del horizonte de planificación, la que se basa en la relajación lineal del IRP. Finalmente, calibramos el algoritmo y, mediante una simulación, comparamos con el benchmark en un conjunto de instancias generadas aleatoriamente con hasta 30 clientes, tres vehículos y 20 períodos, y diferentes niveles de costos e incertidumbre. El algoritmo desarrollado es, en promedio, tres veces más rápido que el benchmark, y bajo condiciones favorables (menos vehículos, alto costo de inventario y alta incertidumbre) puede generar ahorros de alrededor del 13% en el costo de largo plazo con respecto al benchmark.
- ItemPlanificación eficiente de una operación de despacho a domicilio integrada a servicios de transporte público(2020) Navarrete Contardo, Andrés; Klapp Belmar, Mathias; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaHome delivery makes distribution operations more expensive. This, because alternatively to distribute from a distribution center to a retailer, visits must be made to multiple geolocated customers and each of them demands a low cargo volume. If the home delivery is executed from the retailer, then both operations must be executed. We propose to integrate public transport infrastructure (e.g. buses and subway) into a walking based system of home delivery to reduce operation time. The operator of this system must design the routes of each delivery person to visit all customers in the shortest possible time considering a known itinerary of the public transport service. We have named this problem “Multiple Traveling Salesperson Problem integrated with a Public Transport Line” (mTSP-PTL)andformulated a mixed integer model without temporal dependency. For its resolution we have designed a heuristic solution algorithm based on a aproximation of the mTSP-PTLandalocal search algorithm in a variable neighbourhood. To obtain cuantitative results, we computed a study considering different scenarios of speeds and frequencies of the service for various customer locations. Results indicate that the potential savings in operating time can be up to 70% compared to an operation that does not use public transport. The greatest benefits are obtained when customers are geographically close to a public transport service station and for low geographical density scenarios.
- ItemRecovering from demand disruptions on an air cargo network(2020) Delgado Breinbauer, Felipe Alberto; Sirhan, C.; Katscher, M.; Larraín Izquierdo, Homero
- ItemRoute based equilibrium assignment in congested transit networks(Elsevier Ltd., 2021) Larraín Izquierdo, Homero; Suman Hemant, Kumar; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; CEDEUS (Chile)This work introduces a new route-based equilibrium assignment formulation and algorithm for congested transit networks. It is an extension of De Cea and Fern´andez (1993), which implements congestion effects in the boarding process and introduced the concept of effective frequencies. That seminal work provides a solution algorithm for the equilibrium problem that takes advantage of two main simplifications. First, it limits the number of route sections under consideration (i.e., it considers a reduced set of attractive services for users to choose from on each leg of their trip). Second, it assumes that the flow split between attractive services can be estimated using the nominal frequencies of the services instead of the effective ones. In this paper, we develop an equilibrium model and solution algorithm that extend the original formulation without relying on the two assumptions mentioned above, while still addressing three key challenges. First, user cost functions are asymmetric in nature, and therefore, an equivalent optimization problem cannot be formulated. Second, cost functions on this approach can only be expressed implicitly, which makes the implementation of a diagonalization algorithm a challenging problem. Lastly, dealing with the whole set of route sections implies working with all feasible sets of attractive services, which can make the underlying auxiliary network grow exponentially in size. We solve the equilibrium problem by using a diagonalization algorithm, obtaining approximate diagonalized functions by solving a fixed-point problem. Our methodology also includes an efficient algorithm to generate potential candidate sets of services in the network. We test our algorithm on three networks of increasing size, where we show that the approach effectively converges to a user equilibrium solution in a matter of seconds. We also show that the benchmark original algorithm converges to solutions that violate user equilibrium conditions, exhibiting unutilized routes with lower than equilibrium costs, confirming that our algorithm is the first one to find an exact solution to the route-based public transport user equilibrium problem.
- ItemSincronización de visitas regulares para resolver el problema de ruteo con inventario de largo plazo(2022) Avalos Cembrano, Andrés Emilio; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn la planificación de cadenas de abastecimiento, existen situaciones que requieren mantener una red de inventarios distribuidos en el espacio. Este “problema de ruteo de inventarios” (IRP), en que normalmente se busca balancear los costos de inventario y ruteo de los vehículos, implica definir cuándo reponer cada bodega de la red y las rutas a efectuar con los vehículos de reabastecimiento. Por otra parte, en la literatura reciente se ha observado que los clientes valoran ciertos niveles de consistencia en los despachos, particularmente en la regularidad con la que son visitados. Frente a esto, nace la motivación de estudiar cómo planificar despachos regulares, y cuál es el costo que implica imponer dicha regularidad. Para abordar estas preguntas se formuló el “problema de ruteo regular con inventario” (RIRP) que modela las decisiones en un horizonte infinito, pero cuya solución es altamente compleja debido a la no linealidad del modelo. Para poder abordar el problema se estudió el fenómeno de sincronización de frecuencias, lo que permitió generar indicadores de la conveniencia de coincidir las visitas de ciertos clientes. A partir de dicho estudio se observó que el problema posee clientes "líderes" que imponen su frecuencia ideal de visita, y clientes "seguidores" que adaptan su frecuencia ideal en el plan óptimo. El estudio también permitió obtener expresiones para estimar el efecto de sincronizar clientes, las que fueron utilizadas para definir la heurística “M-Sync” que resuelve el RIRP a través de una exploración inteligente del espacio de soluciones factibles. Los experimentos computacionales permitieron observar que imponer regularidad en las visitas aumenta los costos de la planificación de largo plazo en un 0.48% promedio. Además, M-Sync logra igualar la solución del RIRP obtenida por un modelo exacto en el 40% de las instancias estudiadas y presenta diferencias menores al 4%.
- ItemThe danger zone of express services: When increasing frequencies can deteriorate the level of service(Elsevier Ltd., 2020) Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; CEDEUS (Chile)Express bus services are services that skip some of the stops along their routes to provide a faster ride for particularly demanded trips on a corridor. There is a growing literature on express services that focuses on route design and performance evaluation. In this work, we study a simplified transit corridor where a regular service operates in tandem with an end-to-end express service. Assuming that passengers minimize their expected travel and waiting times, we show that, even if the system has enough aggregate capacity, it may present a specific range of frequencies for the express service where it attracts more demand than it can actually fulfill. We call this range the "danger zone" of express services. When frequencies fall within the danger zone, a queue of passengers will form at the station. Applying queuing theory, we obtain expressions to estimate these queues and the associated waiting times, expected travel times and social costs of the system. We show that even when the station has unlimited passenger capacity, the performance of the system can be greatly affected in the danger zone. If the station has indeed limited capacity, the scenario can be much worse: if the queue grows to the point of saturating the station, a vicious circle ensues that amplifies the negative effects of the danger zone.
- ItemThe impact of using a naive approach in the limited-stop bus service design problem(Pergamon, Elsevier Science Ltd, 2021) Kumar Suman, Hemant; Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; CEDEUS (Chile)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 "naive 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 naive 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 naive approach may indeed be unrealistic, and raises concerns that a network design based on the naive approach might have severe problems when implemented. Thus, the work highlights the importance of taking the results of the naive approach with caution and verify them with a passenger assignment model before their implementation.
- ItemWhen and where are limited-stop bus services justified?(2016) Larraín Izquierdo, Homero; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; CEDEUS (Chile)