Migliorare i trasporti pubblici con il ridepooling basato su linee
Un nuovo sistema per il trasporto passeggeri efficiente ed eco-sostenibile.
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Indice
- Il Problema del Dial-a-Ride Basato su Linee
- Confronto con il Dial-a-Ride Classico
- Vantaggi del Ridepooling Basato su Linee
- Formulazione del Problema
- Promesse di Servizio
- Formulazioni di Programmazione Lineare Intera Mista (MILP)
- Lavori Correlati sul Trasporto
- Esperimenti Computazionali
- Istanze di Riferimento
- Risultati dello Studio
- Impatti Ambientali
- Soddisfazione del Cliente
- Direzioni Future
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
I sistemi di ridepooling on-demand offrono un modo flessibile per trasportare più passeggeri insieme in un'unica vettura utilizzando percorsi speciali. Questo sistema mira a integrare i servizi di autobus tradizionali. L'approccio consente ai veicoli di seguire un certo ordine di fermate mentre è anche abbastanza flessibile da prendere scorciatoie se sono vuoti.
Il Problema del Dial-a-Ride Basato su Linee
Questo documento si concentra su un tipo specifico di sistema on-demand conosciuto come il Problema del Dial-a-Ride Basato su Linee (liDARP). In questo modello, i veicoli seguono una sequenza predefinita di fermate ma possono modificare i loro percorsi quando non ci sono passeggeri a bordo. Cerca di bilanciare gli obiettivi ambientali con la soddisfazione del cliente permettendo al veicolo di gestire le richieste in modo efficiente senza deviazioni inutili.
Confronto con il Dial-a-Ride Classico
I sistemi Dial-a-Ride tradizionali spesso consentono ai veicoli di prendere qualsiasi percorso per raccogliere e lasciare i passeggeri senza restrizioni. Al contrario, il liDARP si attiene a fermate specifiche, rendendolo potenzialmente più efficiente in termini operativi, specialmente in aree con bassa domanda. L'obiettivo è fornire un servizio più affidabile e di qualità superiore rispetto alle linee di autobus tipiche, principalmente nei momenti in cui ci sono meno passeggeri che necessitano di trasporto.
Vantaggi del Ridepooling Basato su Linee
Il sistema di ridepooling basato su linee sfrutta le posizioni fisse delle fermate degli autobus fornendo flessibilità per i tempi di raccolta e rilascio dei passeggeri. I veicoli possono saltare fermate se non ci sono passeggeri in attesa e possono anche prendere scorciatoie, il che porta a un utilizzo più efficiente delle risorse. Questo modello è ispirato a esempi reali in cui questo tipo di trasporto è stato implementato nelle città.
Formulazione del Problema
Il cuore del liDARP coinvolge la ricerca del modo migliore per soddisfare le richieste dei passeggeri rispettando un percorso fisso e garantendo che tutti i veicoli operino all'interno dei limiti di capacità stabiliti. Il sistema mira a creare un servizio affidabile che possa ridurre i tempi di viaggio e le Emissioni associate all'uso di veicoli personali.
Promesse di Servizio
Il liDARP fa due promesse chiave di servizio ai passeggeri: il tempo totale di viaggio e il tempo di attesa. I passeggeri possono aspettarsi che il loro tempo totale di viaggio non superi un limite prestabilito rispetto ai percorsi diretti, e il loro tempo di attesa rimarrà anche all'interno di limiti ragionevoli.
Formulazioni di Programmazione Lineare Intera Mista (MILP)
Per affrontare le sfide del liDARP, sono state sviluppate tre formulazioni di programmazione lineare intera mista (MILP). Ogni formulazione mira a ottimizzare il trasporto dei passeggeri bilanciando diversi obiettivi come la Qualità del servizio e le Considerazioni ambientali. Attraverso i test, la formulazione più efficiente dimostra di poter risolvere le richieste rapidamente, gestendo anche un numero significativo di richieste in modo efficiente.
Lavori Correlati sul Trasporto
Esistono vari studi riguardo a diverse modalità di trasporto pubblico, come autobus, tram e treni. Questi studi si concentrano spesso sull'ottimizzazione della qualità del servizio gestendo i costi operativi. Il campo ha visto contributi che esaminano come operare i servizi su una linea di autobus o migliorare la puntualità durante le ore di punta.
Esperimenti Computazionali
Per valutare l'efficacia del liDARP, vengono condotti esperimenti numerici. Questi esperimenti utilizzano istanze specifiche derivate da linee di autobus reali per valutare quanto bene il sistema può performare in vari scenari di domanda.
Istanze di Riferimento
Nuove istanze di riferimento sono state create basandosi sulle fermate degli autobus esistenti in una città reale, assicurando che l'ambiente di test rifletta casi d'uso reali. Diverse richieste di passeggeri sono state generate in base alle fermate degli autobus della città, permettendo al liDARP di essere testato in circostanze variate.
Risultati dello Studio
I risultati degli esperimenti computazionali dimostrano che il liDARP può superare i sistemi tradizionali in termini di velocità ed efficienza. Nella maggior parte dei casi, il liDARP è stato in grado di elaborare le richieste più rapidamente e con meno distanza percorsa, il che indica notevoli guadagni in efficienza.
Impatti Ambientali
Pooledando i passeggeri insieme, il liDARP mira a ridurre le emissioni complessive associate al trasporto. I risultati suggeriscono che questo sistema può contribuire efficacemente a ridurre le emissioni legate alla mobilità, soprattutto confrontando l'uso del trasporto pubblico con l'uso di veicoli privati.
Soddisfazione del Cliente
La valutazione include anche metriche di soddisfazione del cliente, con risultati che indicano una ricezione positiva verso il servizio di ridepooling. La possibilità di offrire opzioni di trasporto più rapide e affidabili migliora l'esperienza complessiva dell'utente.
Direzioni Future
Il lavoro futuro in quest'area potrebbe esplorare diversi scenari di domanda, compresi gli impatti dell'ora di punta e vari carichi di passeggeri. Inoltre, l'adattamento a diversi tipi di veicoli e capacità potrebbe migliorare ulteriormente l'utilità del sistema.
Conclusione
Il Problema del Dial-a-Ride Basato su Linee rappresenta un approccio promettente per migliorare i servizi di trasporto pubblico attraverso il ridepooling on-demand. Combinando percorsi programmati con opzioni di servizio flessibili, questo modello offre una soluzione che può migliorare l'efficienza, ridurre le emissioni e soddisfare le esigenze dei clienti in applicazioni del mondo reale.
Titolo: The Line-Based Dial-a-Ride Problem
Estratto: On-demand ridepooling systems offer flexible services pooling multiple passengers into one vehicle, complementing traditional bus services. We propose a transportation system combining the spatial aspects of a fixed sequence of bus stops with the temporal flexibility of ridepooling. In the line-based Dial-a-Ride problem (liDARP), vehicles adhere to a fixed, ordered sequence of stops in their routes, with the possibility of taking shortcuts and turning if they are empty. We propose three MILP formulations for the liDARP with a multi-objective function balancing environmental aspects with customer satisfaction, comparing them on a real-world bus line. Our experiments show that the formulation based on an Event-Based graph is the fastest, solving instances with up to 50 requests in under one second. Compared to the classical DARP, the liDARP is computationally faster, with minimal increases in total distance driven and average ride times.
Autori: Kendra Reiter, Marie Schmidt, Michael Stiglmayr
Ultimo aggiornamento: Sep 13, 2024
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2409.08860
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.08860
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.
Link di riferimento
- https://orcid.org/0009-0004-7281-6516
- https://orcid.org/0000-0001-9563-9955
- https://orcid.org/0000-0003-0926-1584
- https://www.dagstuhl.de/dagpub/978-3-95977-350-8
- https://github.com/ReiterKM/liDARP
- https://www.cts-strasbourg.eu/fr/se-deplacer/transport-a-la-demande/
- https://www.nahbus.de/rufbus
- https://rufbus.nordfriesland.de/Rufbus-N