Sårbarhetsanalys ur ett optimeringsperspektiv : Tillämpningsområde: Stockholms kollektivtrafik

• Main Authors: Gassner, Åsa, Åkerström, Chatrine
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Industriell ekologi 2009
• Subjects: Vulnerability analysis; public transportation; Stockholm; optimization model; Sårbarhetsanalys; kollektivtrafik; matematisk modellering; optimeringslära; INTERDISCIPLINARY RESEARCH AREAS; TVÄRVETENSKAPLIGA FORSKNINGSOMRÅDEN
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-33342

Genomförandet av en sårbarhetsanalys syftar till att identifiera svaga delar av ett system för att på effektivaste sätt förebygga och åtgärda eventuella brister i systemet. Ett sätt att identifiera de svaga delarna är att simulera olika scenarier genom att använda en matematisk modell. I den här studien byggs en matematisk modell upp med hjälp av optimeringslära, en gren inom matematiken som används för att hitta ett optimalt värde till en funktion under vissa begränsande villkor. Optimeringslära lämpar sig väl for att studera flöden, så som till exempel Stockholms kollektivtrafik. Stockholms kollektivtrafik kan ses som ett flöde av resenärer som så snabbt som möjligt vill ta sig från en punkt till en annan under begränsade villkor i form av utrymme, tid och förbindelser. Stockholms kollektivtrafik förenklas till ett system bestående av 34 noder, sammanlänkade genom SL:s spårtrafik Och stombusslinjer. Normalt trafikflöde simuleras och används som referensfall För fyra olika scenarier med begränsningar i trafiken. De fyra scenarierna är: • Kapacitetsbegränsningar på sträckan mellan Slussen och T-Centralen • Kapacitetsbegränsningar på sträckan mellan Skanstull och Gullmarsplan • Kapacitetsbegränsningar på sträckan mellan Fridhemsplan och Alvik • Inga fungerande tvärförbindelser Resultatet från simuleringarna visar att Stockholms kollektivtrafik generellt har bra resiliens men att systemet är väldigt beroende av T-Centralen och Stockholm Central som en stor del av resenärerna passerar. Efter känslighetsanalys dras slutsatsen att den matematiska modellen genererar trovärdiga resultat och optimeringslära visar sig vara ett bra verktyg vid sårbarhetsanalys av flöden. === The purpose of performing a vulnerability analysis is to identify security deficiencies in a system and to reduce the risk of harmful events in an efficient manner. One way to identify vulnerabilities is to simulate different scenarios by using a mathematical model. In this study an optimization model is used, which means that an optimal value is found for a function under some certain limiting constraints. Optimization is a good choice when dealing with flow problems, such as the public transportation system in Stockholm. The public transportation system in Stockholm can be viewed as a flow of travelers that want to move as quickly as possible from one place to another while constrained by limited capacity, time and connections. The public transportation system is simplified into 34 nodes, connected through the major routes, in form of commuter trains, subways, trams and buses. Normal traffic flow is simulated and used as a reference for  our scenarios with certain limitations in the traffic flow. The four different scenarios are: • Capacity limitations between Slussen and T-Centralen • Capacity limitations between Skanstull and Gullmarsplan • Capacity limitations between Fridhemsplan and Alvik • Non working transverse route. The simulation results prove that the Stockholm public transportation system has good resilience. However, the system is very dependent on the specific nodes T-Centralen and Stockholm Central, through which an extensive number of travelers pass by each day. A sensitivity analysis is performed on the result to ensure that the mathematical model generates credible results, and optimization theory proves to be a good tool for investigating the vulnerability of flows. === <p>www.ima.kth.se</p>