Analysis of Urban Rail Transport Networks in Case of Disruption

Κοψιδάς, Αθανάσιος; Kopsidas, Athanasios

dc.contributor.author	Κοψιδάς, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Kopsidas, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2024-08-27T09:48:52Z
dc.date.available	2024-08-27T09:48:52Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60013
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27709
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Θεωρία σύνθετων δικτύων	el
dc.subject	Αστικές συγκοινωνίες	el
dc.subject	Μέσα σταθερής τροχιάς	el
dc.subject	Έκτακτες συνθήκες	el
dc.subject	Ανάλυση ευπάθειας	el
dc.subject	Complex network theory	en
dc.subject	Public transport	el
dc.subject	Urban rail transport	el
dc.subject	Disruptions	el
dc.subject	Vulnerability analysis	el
dc.title	Analysis of Urban Rail Transport Networks in Case of Disruption	en
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Ανάλυση Δικτύων Μέσων Σταθερής Τροχιάς υπό Έκτακτες Συνθήκες	el
heal.classification	Ανάλυση δικτύων	el
heal.classification	Αστικές συγκοινωνίες	el
heal.classification	Network analysis	en
heal.classification	Public transport	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-04-03
heal.abstract	Public transport (PT) and especially urban rail transport (URT) are essential parts of modern urban environments, with URT constituting the core of mass transit by facilitating numerous citizens’ daily commutes. As potential disruptions in URT can have significant impacts on the overall PT operation, systematic vulnerability analysis is crucial for effective disruption management aimed at mitigating those impacts. In this dissertation, Complex Network Theory is utilized to develop a methodological framework aimed at analyzing URT vulnerability, focusing on the interaction between URT and alternative PT modes that can support or substitute for the former in cases of their disruption. The research conducted for the dissertation is focused on three main pillars: a) critical stations, b) passenger flows, and c) substitution capabilities for URT. First, a methodology for the identification of critical URT stations is developed based on network and statistical analysis, while different sources of criticality are also distinguished. Subsequently, the association between ridership and network topology is explored through the development of econometric models for the prediction of passenger flow distribution, based on network characteristics. Furthermore, the substitution capabilities for URT are modeled as a network of alternative transport services, which enables the detection of important substitution elements, the evaluation of substitution robustness, and the identification of effective strategies for enhancing this robustness. Lastly, all the methodologies of the proposed framework are applied to a real-world URT network so that their effectiveness can be assessed, along with their ability to provide valuable insights into the operation of these systems. The findings of the dissertation are expected to provide PT operators with valuable information about the vulnerability of the underlying systems and therefore support proactive disruption management.	en
heal.abstract	Οι Αστικές Συγκοινωνίες (ΑΣ) και δη τα Μέσα Σταθερής Τροχιάς (ΜΣΤ) είναι αναπόσπαστο μέρος του σύγχρονου αστικού περιβάλλοντος, με τα δεύτερα να αποτελούν τον πυρήνα των μέσων μαζικής μεταφοράς, διευκολύνοντας τις καθημερινές μετακινήσεις αναρίθμητων πολιτών. Καθώς ενδεχόμενες διαταραχές στην εύρυθμη λειτουργία των ΜΣΤ μπορεί να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις ΑΣ εν συνόλω, η ενδελεχής ανάλυση της τρωτότητάς τους είναι κρίσιμη για την αποτελεσματική διαχείριση των συστημάτων σε καταστάσεις εκτάκτων συνθηκών και τον μετριασμό πιθανών αρνητικών επιπτώσεων. Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή αξιοποιείται η Θεωρία Σύνθετων Δικτύων για την ανάπτυξη ενός μεθοδολογικού πλαισίου με απώτερο στόχο την ανάλυση της ευπάθειας των ΜΣΤ. Το πλαίσιο αυτό βασίζεται στη θεμελιώδη θεώρηση της συνέργειας μεταξύ ΜΣΤ και λοιπών ΑΣ, οι οποίες μπορεί να υποστηρίζουν ή να υποκαθιστούν τα πρώτα σε καταστάσεις εκτάκτων συνθηκών. Το ερευνητικό έργο που πραγματεύεται η παρούσα Διατριβή εστιάζεται σε τρεις βασικούς πυλώνες: α) κρίσιμους σταθμούς, β) επιβατικές ροές, και γ) δυνατότητες υποκατάστασης των ΜΣΤ. Αρχικά, αναπτύσσεται μεθοδολογία εντοπισμού κρίσιμων σταθμών ΜΣΤ μέσω κατάλληλης ανάλυσης δικτύων και στατιστικής ανάλυσης, ενώ επίσης διακρίνονται διαφορετικές πηγές της κρισιμότητάς τους. Μετέπειτα, διερευνάται η συσχέτιση των επιβατικών ροών με χαρακτηριστικά του δικτύου, μέσω της ανάπτυξης οικονομετρικών μοντέλων πρόβλεψης για την κατανομή των ροών αυτών, με χρήση μετρικών του δικτύου ως ανεξάρτητες μεταβλητές. Επιπρόσθετα, αναπτύσσεται πρότυπο των δυνατοτήτων υποκατάστασης των ΜΣΤ ως ένα δίκτυο εναλλακτικών μέσων, με βάση το οποίο μπορεί να επιτευχθεί ο εντοπισμός σημαντικών στοιχείων υποκατάστασης, η αξιολόγηση της ευρωστίας του δικτύου, καθώς και η αναγνώριση αποτελεσματικών στρατηγικών για την ενίσχυση της ευρωστίας αυτής. Τελικώς, το σύνολο των αναπτυχθέντων μεθοδολογιών στο πλαίσιο της Διατριβής εφαρμόζεται σε πραγματικό δίκτυο ΑΣ, για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητάς τους και την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων σχετικά με τη λειτουργία των δικτύων αυτών. Τα ευρήματα της Διδακτορικής Διατριβής αναμένεται να παρέχουν πολύτιμη πληροφόρηση στους Φορείς λειτουργίας ΑΣ σχετικά με την ευπάθεια των ΜΣΤ, και ως εκ τούτου, να υποστηρίξουν προληπτικές ενέργειες με στόχο την αποτελεσματική διαχείριση εκτάκτων συνθηκών.	el
heal.sponsor	Μέρος της έρευνας που εμπεριέχεται στην παρούσα διδακτορική διατριβή χρηματοδοτήθηκε από το Πρόγραμμα Ενίσχυσης Βασικής Έρευνας (ΠΕΒΕ 2021) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.	el
heal.sponsor	Parts of this research were financially supported by the Basic Research Program (PEVE 2021) of the National Technical University of Athens.	en
heal.advisorName	Κεπαπτσόγλου, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Kepaptsoglou, Konstantinos	en
heal.committeeMemberName	Κεπαπτσόγλου, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τυρινόπουλος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Δημητρίου, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Βλαχογιάννη, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Σπυροπούλου, Ιωάννα	el
heal.committeeMemberName	Γκιοτσαλίτης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ηλιοπούλου, Χριστίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Έργων Υποδομής και Αγροτικής Ανάπτυξης. Εργαστήριο Συγκοινωνιακής Τεχνικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	156 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false