Suomen rautatieverkoston robustisuus (aihe-esittely)

Esitys aiheesta: "Suomen rautatieverkoston robustisuus (aihe-esittely)"— Esityksen transkriptio:

1 Suomen rautatieverkoston robustisuus (aihe-esittely)
Samu Kilpinen Ohjaaja: Eeva Vilkkumaa Valvoja: Ahti Salo Työn saa tallentaa ja julkistaa Aalto-yliopiston avoimilla verkkosivuilla. Muilta osin kaikki oikeudet pidätetään.

2 Rautatieverkosto Rautatie on erinomainen tapa kuljettaa suuria ihmis- ja hyödykemääriä Käyttöä etenkin poikkeustilanteissa Rautatieverkoston suorituskykyä voidaan mitata sen maksimikapasiteetilla Kuinka paljon matkustajia / hyödykkeitä verkon läpi voidaan enintään kuljettaa?

3 Vikaantumiset rautatieverkostossa
Rautatieverkosto voidaan mallintaa verkkona, jossa solmut (asemat) on liitetty toisiinsa kaarilla (rataosuuksilla) Verkon solmut ja kaaret voivat vikaantua esim. sääolosuhteiden tai hyökkäyksen takia On tärkeää tunnistaa ne verkon osat, joiden vikaantuminen alentaa verkon suorituskykyä eniten Yhdysvaltojen ilmavoimille tehty mallinnus Neuvostoliiton rautatieverkostosta (Ford & Fulkerson 1954)

4 Maksimivirtaustehtävä
Rautatieverkon maksimikapasiteetin määrittäminen voidaan muotoilla maksimivirtaustehtävänä Ongelmana etsiä mahdollisimman suuri virtaus lähteestä nieluun s.e. kapasiteetteja ei ylitetä Virtaus maksimissa / kapasiteetti 4 20/20 10/10 Lähde 30/40 Nielu Esimerkin maksimivirtaus on 60 20/20 20/30 10/10 2 0/40 3 20/20

5 Vikaantumisten vaikutus suorituskykyyn
Tilanne mallinnetaan poistamalla vikaantuneet osat ja ratkaisemalla uuden tehtävän maksimivirtaus Virtaus maksimissa / kapasiteetti 4 10/20 10/10 Lähde 20/40 Maksimivirtaus=50 vrt. ehjän verkoston 60, ≈17% ero suorituskyvyssä Nielu 20/20 20/30 0/0 2 0/40 3 20/20

6 Työn tavoitteet Työssä tutkitaan Suomen rautatieverkoston robustisuutta eli sietokykyä vikaantumisille Mikä on verkon odotusarvoinen suorituskyky eri osien vikaantumistodennäköisyyksien valossa? Minkä verkon osien vikaantuminen alentaa suorituskykyä eniten? Mitä riskienhallintatoimenpiteitä olisi syytä harkita verkon robustisuuden parantamiseksi? Liikenneviraston Suomen rautatietilasto 2013

7 Menetelmät ja työkalut
Rataverkon mallinnus ja rataosuuksien maksimikapasiteettien likimääräinen arviointi Liikenneviraston datan perusteella Maksimivirtaustehtävän muodostaminen ja ratkaisu R:n igraph-kirjaston avulla Riskienhallintatoimenpiteiden tarkastelu päätösanalyyttisin menetelmin (Kangaspunta & Salo 2014)

8 Aikataulu Aihe-esittely 2/15
Menetelmiin syventyminen ja mallin rakentaminen 3/15 Kirjoittaminen 4/15 Valmis työ

9 Tietolähteet A.N. Tolstoi:Transportation Planning, Volume I, Transpechat NKPS, 1930 L.R. Ford, Jr, D.R. Fulkerson: A Simple Algorithm for finding Maximal Network Flows and an Application to the Hitchcock Problem, Research Memorandum RM-1604, The Rand Corporation,1954 A. Schrijver: On the history of the transportation and maximum flow problems, Mathematical Programming, 2002 J. Kangaspunta, A.Salo: A Resource Allocation Model for Improving the Resilience of Critical Transportation Systems, Manuscript, 2014