An Optimization Model for Prague Tram Timetable Planning

Thesis title: Model pro optimalizaci plánování jízdních řádů pražských tramvají
Author: Chmelová, Tereza
Thesis type: Diplomová práce
Supervisor: Jablonský, Josef
Opponents: Fábry, Jan
Thesis language: Česky
Abstract:
Tato diplomová práce se zabývá návrhem matematického modelu pro optimalizaci jízdních řádů tramvají v pražské městské hromadné dopravě. Cílem modelu je maximalizace časových rozestupů mezi příjezdy různých tramvajových linek do společných zastávek. Díky tomu lze dosáhnout snížení pravděpodobnosti jejich setkání, protože právě tato setkávání mohou vést k provozním zdržením. Model vychází z reálného problému a je testován na reálných datech. Formulace modelu je navržena tak, aby bylo možné zachovat stávající trasy i intervaly spojů. Po drobných úpravách lze ovšem model využít i pro jiné dopravní sítě, pro které je vhodný stejný cíl. Optimalizační úloha je formulována jako lineární program s využitím absolutních hodnot a principu maximin, který zajišťuje rovnoměrnější rozložení spojů. Model je implementován v prostředí MPL for Windows a Python a je otestován na vybraných úsecích pražské tramvajové sítě. Výsledky ukazují potenciál navrženého přístupu ke zlepšení plynulosti provozu. Na závěr je práce doplněna také diskusí možných omezení a návrhy na další rozšíření modelu.
Keywords: optimalizace rozvrhu; úloha rozvrhování; matematické modelování; časové rozestupy; maximin; absolutní hodnota
Thesis title: An Optimization Model for Prague Tram Timetable Planning
Author: Chmelová, Tereza
Thesis type: Diploma thesis
Supervisor: Jablonský, Josef
Opponents: Fábry, Jan
Thesis language: Česky
Abstract:
This diploma thesis deals with the design of a mathematical model for optimizing tram timetables in the Prague public transport system. The goal of the model is to maximize the time headways between the arrivals of different tram lines at shared stops. This reduces the likelihood of trams meeting at the same time, which can otherwise lead to operational delays. The model is based on a real-world problem and is tested on real data. Its formulation is designed to preserve existing routes and service intervals. With minor modifications, however, the model can also be applied to other transport networks with a similar objective. The optimization problem is formulated as a linear program using absolute values and the maximin principle, which ensures a more even distribution of services over time. The model is implemented in the MPL for Windows environment and Python, and tested on selected segments of Prague’s tram network. The results demonstrate the potential of the proposed approach to improve service fluidity. The thesis concludes with a discussion of possible limitations and suggestions for further model development.
Keywords: scheduling problem; headways; maximin; absolute value; mathematical modeling; schedule optimization

Information about study

Study programme: Ekonometrie a operační výzkum
Type of study programme: Magisterský studijní program
Assigned degree: Ing.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Econometrics

Information on submission and defense

Date of assignment: 28. 11. 2024
Date of submission: 5. 5. 2025
Date of defense: 2025

Files for download

The files will be available after the defense of the thesis.

    Last update: