Intercity Bus Route Evaluation for Statewide Planning, 1981

The goal of this research was to evaluate the needs of the intercity common carrier bus service in Iowa. Within the framework of the overall goal, the objectives were to: (1) Examine the detailed operating cost and revenue data of the intercity carriers in Iowa; (2) Develop a model or models to estimate demand in cities and corridors served by the bus industry; (3) Develop a cost function model for estimating a carrier's operating costs; (4) Establish the criteria to be used in assessing the need for changes in bus service; (5) Outline the procedures for estimating route operating costs and revenues and develop a matrix of community and social factors to be considered in evaluation; and (6) Present a case study to demonstrate the methodology. The results of the research are presented in the following chapters: (1) Introduction; (2) Intercity Bus Research and Development; (3) Operating Characteristics of Intercity Carriers in Iowa; (4) Commuter Carriers; (5) Passenger and Revenue Forecasting Models; (6) Operating Cost Relationships; (7) Social and General Welfare Aspects of Intercity Bus Service; (8) Case Study Analysis; and (9) Additional Service Considerations and Recommendations.

Production planning, pricing and market coordination for news vendor problem with price dependent demand

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Hierarchical Forest Management Planning: A Bilevel Wood Supply Modelling Approach

Le processus de planification forestière hiérarchique présentement en place sur les terres publiques risque d’échouer à deux niveaux. Au niveau supérieur, le processus en place ne fournit pas une preuve suffisante de la durabilité du niveau de récolte actuel. À un niveau inférieur, le processus en place n’appuie pas la réalisation du plein potentiel de création de valeur de la ressource forestière, contraignant parfois inutilement la planification à court terme de la récolte. Ces échecs sont attribuables à certaines hypothèses implicites au modèle d’optimisation de la possibilité forestière, ce qui pourrait expliquer pourquoi ce problème n’est pas bien documenté dans la littérature. Nous utilisons la théorie de l’agence pour modéliser le processus de planification forestière hiérarchique sur les terres publiques. Nous développons un cadre de simulation itératif en deux étapes pour estimer l’effet à long terme de l’interaction entre l’État et le consommateur de fibre, nous permettant ainsi d’établir certaines conditions pouvant mener à des ruptures de stock. Nous proposons ensuite une formulation améliorée du modèle d’optimisation de la possibilité forestière. La formulation classique du modèle d’optimisation de la possibilité forestière (c.-à-d., maximisation du rendement soutenu en fibre) ne considère pas que le consommateur de fibre industriel souhaite maximiser son profit, mais suppose plutôt la consommation totale de l’offre de fibre à chaque période, peu importe le potentiel de création de valeur de celle-ci. Nous étendons la formulation classique du modèle d’optimisation de la possibilité forestière afin de permettre l’anticipation du comportement du consommateur de fibre, augmentant ainsi la probabilité que l’offre de fibre soit entièrement consommée, rétablissant ainsi la validité de l’hypothèse de consommation totale de l’offre de fibre implicite au modèle d’optimisation. Nous modélisons la relation principal-agent entre le gouvernement et l’industrie à l’aide d’une formulation biniveau du modèle optimisation, où le niveau supérieur représente le processus de détermination de la possibilité forestière (responsabilité du gouvernement), et le niveau inférieur représente le processus de consommation de la fibre (responsabilité de l’industrie). Nous montrons que la formulation biniveau peux atténuer le risque de ruptures de stock, améliorant ainsi la crédibilité du processus de planification forestière hiérarchique. Ensemble, le modèle biniveau d’optimisation de la possibilité forestière et la méthodologie que nous avons développée pour résoudre celui-ci à l’optimalité, représentent une alternative aux méthodes actuellement utilisées. Notre modèle biniveau et le cadre de simulation itérative représentent un pas vers l’avant en matière de technologie de planification forestière axée sur la création de valeur. L’intégration explicite d’objectifs et de contraintes industrielles au processus de planification forestière, dès la détermination de la possibilité forestière, devrait favoriser une collaboration accrue entre les instances gouvernementales et industrielles, permettant ainsi d’exploiter le plein potentiel de création de valeur de la ressource forestière.

Defining the Resolution of a Network for Transportation Analyses: a New Method to Improve Transportation Planning Decisions

Travel demand models are important tools used in the analysis of transportation plans, projects, and policies. The modeling results are useful for transportation planners making transportation decisions and for policy makers developing transportation policies. Defining the level of detail (i.e., the number of roads) of the transport network in consistency with the travel demand model’s zone system is crucial to the accuracy of modeling results. However, travel demand modelers have not had tools to determine how much detail is needed in a transport network for a travel demand model. This dissertation seeks to fill this knowledge gap by (1) providing methodology to define an appropriate level of detail for a transport network in a given travel demand model; (2) implementing this methodology in a travel demand model in the Baltimore area; and (3) identifying how this methodology improves the modeling accuracy. All analyses identify the spatial resolution of the transport network has great impacts on the modeling results. For example, when compared to the observed traffic data, a very detailed network underestimates traffic congestion in the Baltimore area, while a network developed by this dissertation provides a more accurate modeling result of the traffic conditions. Through the evaluation of the impacts a new transportation project has on both networks, the differences in their analysis results point out the importance of having an appropriate level of network detail for making improved planning decisions. The results corroborate a suggested guideline concerning the development of a transport network in consistency with the travel demand model’s zone system. To conclude this dissertation, limitations are identified in data sources and methodology, based on which a plan of future studies is laid out.

W-CDMA capacity analysis using GIS based planning tools and MATLAB simulation

The evolution of cellular systems towards third generation (3G) or IMT-2000 seems to have a tendency to use W-CDMA as the standard access method, as ETSI decisions have showed. However, there is a question about the improvements in capacity and the wellness of this access method. One of the aspects that worry developers and researchers planning the third generation is the extended use of the Internet and more and more bandwidth hungry applications. This work shows the performance of a W-CDMA system simulated in a PC using cover maps generated with DC-Cell, a GIS based planning tool developed by the Technical University of Valencia, Spain. The maps are exported to MATLAB and used in the model. The system used consists of several microcells in a downtown area. We analyse the interference from users in the same cell and in adjacent cells and the effect in the system, assuming perfect control for each cell. The traffic generated by the simulator is voice and data. This model allows us to work with coverage that is more accurate and is a good approach to analyse the multiple access interference (MAI) problem in microcellular systems with irregular coverage. Finally, we compare the results obtained, with the performance of a similar system using TDMA.

Capacity analysis in CDMA systems using GIS based planning tools

We show a simulation model for capacity analysis in mobile systems using a geographic information system (GIS) based tool, used for coverage calculations and frequency assignment, and MATLAB. The model was developed initially for “narrowband” CDMA and TDMA, but was modified for WCDMA. We show also some results for a specific case in “narrowband” CDMA

The Influence of Propagation Model and Sectorization over WCDMA Capacity

In this paper we use a dynamic model that we have developed for WCDMA capacity analysis using MATLAB and a GIS based planning tool, to estimate the capacity of a mobile system under different conditions like number of cells, propagation model, sectorization and handover margin.

Informing Marine Spatial Planning (MSP) with numerical modelling: A case-study on shellfish aquaculture in Malpeque Bay (Eastern Canada)

A moratorium on further bivalve leasing was established in 1999–2000 in Prince Edward Island (Canada). Recently, a marine spatial planning process was initiated explore potential mussel culture expansion in Malpeque Bay. This study focuses on the effects of a projected expansion scenario on productivity of existing leases and available suspended food resources. The aim is to provide a robust scientific assessment using available datasets and three modelling approaches ranging in complexity: (1) a connectivity analysis among culture areas; (2) a scenario analysis of organic seston dynamics based on a simplified biogeochemical model; and (3) a scenario analysis of phytoplankton dynamics based on an ecosystem model. These complementary approaches suggest (1) new leases can affect existing culture both through direct connectivity and through bay-scale effects driven by the overall increase in mussel biomass, and (2) a net reduction of phytoplankton within the bounds of its natural variation in the area.

Organizational, systems and human issues in production planning, scheduling and control

With global markets and global competition, pressures are placed on manufacturing organizations to compress order fulfillment times, meet delivery commitments consistently and also maintain efficiency in operations to address cost issues. This chapter argues for a process perspective on planning, scheduling and control that integrates organizational planning structures, information systems as well as human decision makers. The chapter begins with a reconsideration of the gap between theory and practice, in particular for classical scheduling theory and hierarchical production planning and control. A number of the key studies of industrial practice are then described and their implications noted. A recent model of scheduling practice derived from a detailed study of real businesses is described. Socio-technical concepts are then introduced and their implications for the design and management of planning, scheduling and control systems are discussed. The implications of adopting a process perspective are noted along with insights from knowledge management. An overview is presented of a methodology for the (re-)design of planning, scheduling and control systems that integrates organizational, system and human perspectives. The most important messages from the chapter are then summarized.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

Infomobility for “Car-Driver” Systems: Reference Model and Case Study

Part 21: Mobility and Logistics

Collaborative Web-Based Simulation Platform for Construction Project Planning

Part 13: Virtual Reality and Simulation

Virtual Learning Factory on VR-Supported Factory Planning

Part 13: Virtual Reality and Simulation

Development of Planning And Evaluation Models For Superstreets

Despite the extensive implementation of Superstreets on congested arterials, reliable methodologies for such designs remain unavailable. The purpose of this research is to fill the information gap by offering reliable tools to assist traffic professionals in the design of Superstreets with and without signal control. The entire tool developed in this thesis consists of three models. The first model is used to determine the minimum U-turn offset length for an Un-signalized Superstreet, given the arterial headway distribution of the traffic flows and the distribution of critical gaps among drivers. The second model is designed to estimate the queue size and its variation on each critical link in a signalized Superstreet, based on the given signal plan and the range of observed volumes. Recognizing that the operational performance of a Superstreet cannot be achieved without an effective signal plan, the third model is developed to produce a signal optimization method that can generate progression offsets for heavy arterial flows moving into and out of such an intersection design.

Mission and Scenario Planning for Unmanned Aerial Vehicles (Path Planning and Collision Avoidance Systems)

As unmanned autonomous vehicles (UAVs) are being widely utilized in military and civil applications, concerns are growing about mission safety and how to integrate dierent phases of mission design. One important barrier to a coste ective and timely safety certication process for UAVs is the lack of a systematic approach for bridging the gap between understanding high-level commander/pilot intent and implementation of intent through low-level UAV behaviors. In this thesis we demonstrate an entire systems design process for a representative UAV mission, beginning from an operational concept and requirements and ending with a simulation framework for segments of the mission design, such as path planning and decision making in collision avoidance. In this thesis, we divided this complex system into sub-systems; path planning, collision detection and collision avoidance. We then developed software modules for each sub-system