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Publicação
Scheduling Reserve Duties in Passenger Rail Transport
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The railway industry facilitates global transportation, enabling the movement of passen-
gers and goods across local and long-haul distances. Despite significant evolution, the
industry continues to encounter significant challenges, particularly managing disruptions.
This Master’s Thesis develops an algorithm that takes daily schedules with assigned work,
regular duties, as input to generate duties without work assigned, known as reserve duties.
The initial set of reserve duties is created through the utilisation of three methodologies:
Peak approach, Window approach and Random Selection approach. Furthermore, two
additional approaches can be used to improve an existing solution of reserve duties:
Change Procedure and Simulated Annealing.
To test these approaches, a real-world dataset from a Northern European train oper-
ating company was used, comprising 881 duties and 28 operational bases. The efficacy
of the reserve duties is evaluated using one of the most frequent types of disruptions
in railway operations - crew absence. The disruption scenarios are generated with a
stochastic simulator. Two methods were employed to evaluate the reserve duties obtained
from the algorithms. The first method, intermediate evaluation, is a fast approach that
makes use of some empirical guessing due to the lack of information. The second method,
the SISCOG optimiser, provides a more robust and realistic evaluation, reflecting the real
conditions of the operation.
The results of both evaluation methods enabled the comprehension of the effectiveness
and adaptability of each solution methods to different failure scenarios, as well as the
identification of the most effective solution methods. These results represent a significant
advance in this area.
O setor ferroviário facilita o transporte global, permitindo a circulação de passageiros e mercadorias em distâncias locais e de longo curso. Apesar da evolução significativa, o setor continua a enfrentar desafios importantes, nomeadamente a gestão das perturbações ferroviárias. Esta dissertação desenvolve um algoritmo que utiliza os turnos com trabalho atribuído, turnos regulares de maquinistas, para gerar turnos sem trabalho atribuído, denominados como turnos de reserva. O conjunto inicial de turnos de reserva é criado através da utilização de três meto- dologias: Peak approach, Window approach and Random Selection approach. Para além disso, podem ser utilizadas duas abordagens adicionais para melhorar uma solução existente de turnos de reserva: Change Procedure e Simulated Annealing. Para testar as abordagens, foi utilizado um conjunto de dados de um operador ferro- viário do Norte da Europa, que inclui 881 turnos e 28 bases operacionais. A eficácia dos turnos de reserva é avaliada utilizando um dos tipos de perturbações mais frequentes nas operações ferroviárias - o absentismo. Os cenários de falha são gerados por um simulador estocástico. Foram utilizados dois métodos para avaliar os turnos de reserva obtidos. O primeiro método, a avaliação intermédia, é uma abordagem rápida que recorre a algumas suposições empíricas devido à falta de informação. O segundo método, o otimizador da SISCOG, proporciona uma avaliação mais robusta e realista, refletindo as condições reais da operação. Os resultados de ambos os métodos de avaliação permitiram compreender a eficácia e adaptabilidade de cada método de resolução a diferentes cenários de falha, bem como identificar os método de resolução mais eficazes. Estes resultados representam um avanço significativo nesta área.
O setor ferroviário facilita o transporte global, permitindo a circulação de passageiros e mercadorias em distâncias locais e de longo curso. Apesar da evolução significativa, o setor continua a enfrentar desafios importantes, nomeadamente a gestão das perturbações ferroviárias. Esta dissertação desenvolve um algoritmo que utiliza os turnos com trabalho atribuído, turnos regulares de maquinistas, para gerar turnos sem trabalho atribuído, denominados como turnos de reserva. O conjunto inicial de turnos de reserva é criado através da utilização de três meto- dologias: Peak approach, Window approach and Random Selection approach. Para além disso, podem ser utilizadas duas abordagens adicionais para melhorar uma solução existente de turnos de reserva: Change Procedure e Simulated Annealing. Para testar as abordagens, foi utilizado um conjunto de dados de um operador ferro- viário do Norte da Europa, que inclui 881 turnos e 28 bases operacionais. A eficácia dos turnos de reserva é avaliada utilizando um dos tipos de perturbações mais frequentes nas operações ferroviárias - o absentismo. Os cenários de falha são gerados por um simulador estocástico. Foram utilizados dois métodos para avaliar os turnos de reserva obtidos. O primeiro método, a avaliação intermédia, é uma abordagem rápida que recorre a algumas suposições empíricas devido à falta de informação. O segundo método, o otimizador da SISCOG, proporciona uma avaliação mais robusta e realista, refletindo as condições reais da operação. Os resultados de ambos os métodos de avaliação permitiram compreender a eficácia e adaptabilidade de cada método de resolução a diferentes cenários de falha, bem como identificar os método de resolução mais eficazes. Estes resultados representam um avanço significativo nesta área.
Descrição
Palavras-chave
Reserve Crew Reserve Duty Scheduling Absenteeism Crew Absence Rail Transport Stochastic Simulation