ON-TIME: A Closed-Loop Real-Time Traffic Control Framework in a Realistic Railway Environment

• Autorzy: Quaglietta E. , Corman F. , Goverde R. M. P.

Warianty tytułu

PL

ON-TIME: Struktura kierowania ruchem kolejowym w czasie rzeczywistym oparta na układzie zamkniętym w rzeczywistym środowisku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A wide literature is available on models and tools for the optimal real-time management of railway traffic, but the knowledge of their effects on real operations is still blurry and very limited due to the scarce implementation of these systems in practice. This paper analyses how these tools perform when interfaced in a closed-loop setup with a realistic traffic environment. A framework is developed that couples the rescheduling tool ROMA with the microscopic simulation model EGTRAIN. Railway traffic is managed for different perturbed scenarios using a rolling horizon scheme where optimal plans are periodically computed based on current traffic information and implemented in the simulation model. The closed-loop setup is investigated for different combinations of its parameters relatively to quality and stability of rescheduling plans. A comparison is performed against a typical open-loop approach that implements only the plan computed on the basis of expected train entrance delays. Both the closed-loop and the open-loop approaches are evaluated against the case in which no rescheduling is considered and trains keep on following the original timetable. Results obtained for the Dutch corridor Utrecht-Den Bosch show that the closed-loop always outperforms the open-loop in terms.

PL

Istnieje wiele dostępnej literatury na temat modeli i narzędzi do optymalnego kierowania ruchem kolejowym w czasie rzeczywistym, ale wiedza na temat ich wpływu na funkcjonowanie jest wciąż nieprecyzyjna i bardzo ograniczona na skutek słabego ich wdrożenia w praktyce. W niniejszej pracy dokonano analizy zachowań opisanych narzędzi przy zastosowaniu ustawień obiegu zamkniętego w realnym środowisku. Opracowano strukturę łączącą narzędzie do zmiany rozkładu jazdy ROMA z mikroskopowym modelem symulacji EGTRAIN. Możliwe jest zarządzanie ruchem kolejowym w sytuacjach różnych zakłóceń ruchu przy użyciu przesuwnego horyzontu, gdzie optymalne plany są wyliczane na podstawie bieżących informacji o ruchu i ładowane do modelu symulacji. Ustawienia obiegu zamkniętego są badane w różnych kombinacjach parametrów w odniesieniu do jakości i stabilności zmienionych rozkładów. Porównanie jest dokonywane względem typowego podejścia z obiegiem otwartym, które wdraża tylko jeden plan, wyliczony na podstawie przewidywanych opóźnień pociągów. Obydwa podejścia są oceniane w porównaniu do przypadku, w którym pociągi poruszają się zgodnie z oryginalnym rozkładem. Rezultaty uzyskane w holenderskim korytarzu Utrecht – Den Bosch wykazały, że zamknięty obieg zawsze sprawdza się lepiej niż obieg otwarty.

Słowa kluczowe

EN

real-time rescheduling; closed-loop model predictive control; stability analysis; quality of dispatching plans

PL

zmiana rozkładu w czasie rzeczywistym; sterowane predykcyjne zamkniętego układu; analiza stabilności; jakość systemu kierowania ruchem

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: Z. 168
• Strony: 39--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Quaglietta E.

• Delft University of Technology, Department of Transport and Planning

autor

Corman F.

• Delft University of Technology, Department of Maritime and Transport Technology

autor

Goverde R. M. P.

• Delft University of Technology, Department of Transport and Planning

Bibliografia

• 1. Caimi G., Fuchsberger M., Laumanns M., Lüthi M.: A Model Predictive Control Approach For Discrete-Time Rescheduling In Complex Central Railway Station Areas, Computers & Operations Research, Vol. 39, pp. 2578-2593, 2012.
• 2. [DAr07] D’Ariano A., Pacciarelli D., Pranzo M.: A Branch And Bound Algorithm For Scheduling Trains In A Railway Network, EJOR, Vol. 183(2), pp. 643–657, 2007.
• 3. [Cor11] Corman F., D’Ariano A., Pranzo M., Hansen, I.A.: Effectiveness of dynamic reordering and rerouting of trains in a complicated and densely occupied station area. Transportation Planning and Technology 34(4), pp. 341-362, 2011.
• 4. [Han08] Hansen I.A., Pachl J.: Railway Timetable and Traffic, Eurailpress, Hamburg, 2008.
• 5. [Lüt09] Lüthi M.: Improving the efficiency of heavily used railway networks through integrated realtime rescheduling, PhD thesis, ETH Zurich, 2009.
• 6. [Man09] Mannino C., Mascis A.: Optimal Real-Time Control in Metro Stations, Operations Research, Vol. 57(4), pp.1026-1039, 2009.
• 7. [Maz09] Mazzarello M., Ottaviani E.: A Traffic Management System For Real-Time Traffic Optimisation In Railways, Transportation Research Part B, 41(2), pp. 246-274, 2007.
• 8. Meng L., Zhou X.: Robust Single-Track Train Dispatching Model Under A Dynamic And Stochastic Environment: A Scenario-Based Rolling Horizon Solution Approach, Transportation Research Part B, Vol. 45, pp.1080-1102, 2011.
• 9. [Qua11] Quaglietta E.: A Microscopic Simulation Model For Supporting The Design Of Railway Systems: Development And Applications, PhD thesis, University of Naples Federico II, Naples, 2011.
• 10. [Qua13] Quaglietta E., Corman F., Goverde R.M.P.: Impact of a stochastic and dynamic setting on the stability of railway dispatching solutions, Forthcoming at the 16th International IEEE conference on ITS, Den Haag, the Netherlands, 6-9 October, 2013.
• 11. [Tör07] Törnquist J.: Railway Traffic Disturbance Management-An Experimental Analysis Of Disturbance Complexity, Management Objectives And Limitations In Planning Horizon, Transportation Research Part A, Vol. 41, 249-266, 2007.

Uwagi

EN

The research contained in this paper is partly supported by the EU FP7 project ON-TIME (www.ontime-project.eu).