Les trains qui transportent des conteneurs empilés (en deux niveaux) sont un élément important du reseau de transport nord-americain. Le probleme de chargement des wagons correspond un probleme operationnel d'utilisation rencontre dans les terminaux ferroviaires. Elle consiste optimiser l’affectation des conteneurs des emplacements spécifiques sur les wagons. Ce mémoire est centré sur un article scientifique traitant le chargement optimal publié dans le Journal Européen de Recherche Opérationnelle (Volume 267, Numéro 1, Pages 107-119, 2018). Nous avons formule un modele lineaire en nombres entiers (ILP) et apporte un certain nombre de contributions. Premierement, nous avons proposé une méthodologie générale qui peut traiter des wagons double ou simple empilement avec des «patrons» de chargement arbitraires. Les les patrons tiennent un compte des dépendances de chargement entre les plateformes sur un wagon donne. Deuxiemement, nous avons modéliser les restrictions du centre de gravité (COG), les regles d’empilement et un nombre de restrictions techniques de chargement associees certains types de conteneurs et / ou de marchandises. Les resultats montrent que nous pouvons resoudre des instances de taille realiste dans un d´elai raisonnable en utilisant un solveur ILP commercial et nous illustrons que le fait de ne pas tenir compte de la correspondance conteneurs-wagons ainsi que des restrictions COG peut conduire une surestimation de la capacité disponible. / Double-stack trains are an important component of the railroad transport network for containerized cargo in specific markets such as North America. The load planning problem embodies an operational problem commonly faced in rail terminals by operators. It consists in optimizing the assignment of containers to specific locations on the train. The work in this thesis is centered around a scientific paper on the optimization on load planning problem for double stack-trains, published in the European Journal of Operation Research (Volume 267, Issue 1, Pages 1-398) on 16 May 2018. In the paper, we formulated an ILP model and made a number of contributions. First, we proposed a general methodology that can deal with double- or single-stack railcars with arbitrary loading patterns. The patterns account for loading dependencies between the platforms on a given railcar. Second, we modeled Center of gravity (COG) restrictions, stacking rules and a number of technical loading restrictions associated with certain types of containers and/or goods. Results show that we can solve realistic size instances in reasonable time using a commercial ILP solver and we illustrate that failing to account for containers-to-cars matching as well as COG restrictions may lead to an overestimation of the available train capacity.

The main topic of the thesis is the design of single-track electrification of a direct current system of 3 kV and an alternating current system of 5 kV 50 Hz and then economically evaluate it over a period of 30 years. The work deals with basic traction systems and also deals with the calculation of main parameters of electric trains. The thesis describes in detail the procedure for the design of the electrification of the track and a partial introduction to the simulation programs that were used for energy calculations.

La plupart des systèmes ferroviaires subissent une demande croissante de capacité. Pour y faire face, il faut construire de nouvelles infrastructures ou exploiter plus efficacement celles existantes, notamment en définissant des grilles horaires optimisées. Dans la littérature, la plupart des approches de construction des grilles sont basées sur des représentations macroscopiques de l'infrastructure, ce qui peut conduireà des solutions infaisables ou inefficaces. En revanche, les approches microscopiques reposent sur une modélisation réaliste du système ferroviaire, ce qui garantit la faisabilité et l'efficacité des résultats. Néanmoins, en raison de leur complexité, l'utilisation de ces approches est généralement limitée à une seule gare. Malgré l'optimisation de la grille horaire, les travaux de maintenance peuvent avoir un fort impact sur les circulations des trains. En présence de maintenances, il peut donc être nécessaire de redéfinir la grille horaire pour assurer une exploitation efficace de la capacité. Nous présentons deux contributions principales sous forme de deux approches microscopiques : une pour la conception de grilles horaires et l'autre pour leur redéfinition en cas de maintenance. La deuxième est la première approche microscopique qui apparaît dans la littérature pour aborder ce problème tout en considérant des aspects comme les limitations temporaires de vitesse. Nous démontrons la validité de nos approches et leur applicabilité dans des scénarios réels. De plus, nous montrons que les approches microscopiques peuvent être utilisées pour traiter des zones de l'infrastructure contenant plusieurs gares. / Most railway systems experience a growing demand of railway capacity. To face this demand, either new infrastructure must be built or a more efficient exploitation of the existing one must be attained. Timetables play a determinant role in the efficient capacity exploitation. Most timetabling approaches in the literature are based on macroscopic representations of the infrastructure. This may lead to inefficient and in some cases, impractical solutions. Instead, microscopic approaches are based on more realistic modelling of the elements of the railway system. This guarantees the feasibility of the timetables while promoting an efficient capacity exploitation. However, due to their complexity, the scope of microscopic approaches is typically restricted to main stations. Despite the optimization of timetables, the performance of infrastructure maintenance may severely impact the trains' circulations in the network. Therefore, the timetable may have to be rearranged to ensure an efficient capacity exploitation. We present two main contributions in this thesis: first, a microscopic approach for timetable design. Second, a microscopic approach for timetable rearrangement to cope with maintenance. This is the first microscopic approach in the literature to tackle this problem while also considering specific aspects as temporary speed limitations. After a thorough experimental analysis, we demonstrate the validity of our approaches and their practical applicability in real life scenarios. In particular, we show that microscopic approaches can be used to tackle large areas of the infrastructure, including several stations.

There is a current rising trend of using voice assistants (VAs) to perform tasks in new ways, and various companies are considering introducing them as part of their service propositions. One such company is the railway service provider SJ AB that is interested in understanding how a VA may benefit their passengers. To better understand the utility of a VA in the railway service context, this thesis aims to explore the value creation opportunities that the introduction of such a technology presents. This exploration is done through identifying the potential functionality of such a VA, what value that functionality can create for passengers, and what barriers exist for creating that value. This identification is done through a user-centred research process, during which design probes and experience prototyping were carried out with railway passengers and analysed through qualitative content analysis. The results show that a VA presents fast, convenient, and intuitive access to a wide set of functions but is hindered by its invisible affordances and the user’s preconceptions. It shares several functions with existing channels, presented in a new way, that span the entire course of the train journey. The functionality and the identified functions primarily create utilitarian values, which connects to the passenger’s pragmatic view of the service. Furthermore, the passengers perceived the VA as an agent able to take over responsibilities and tasks from the passenger, resulting in a peace of mind but also a diminished sense of control. Finally, the railway service context affected what functionality is suitable, what values can be created and what barriers need to be considered. Some of the value creation possibilities and barriers are also contemporary and might change with shifting social norms and further technological development.

Purpose - This bachelor thesis compares high-speed rail (HSR) transport with air transport. The investigation considers physical fundamentals, energy consumption, environmental impact, infrastructure and investment, market situations, passenger's selection criteria to choose transportation options, and overall economics. --- Methodology - The thesis combines an investigation of physical principles with a literature review. --- Findings - Steel wheels on steel rails show by far less rolling resistance to support the train's weight than drag due to lift (induced drag) to support the aircraft's weight. This leads to less energy consumption. HSR trains use electricity from an overhead line. Hence, the environmental impact of HSR also depends much on how the electricity is produced. Airplanes only need an air traffic control environment to connect airports. In contrast, HSR needs infrastructure to connect stations. The amount of necessary infrastructure depends on the geological conditions. For example, crossing mountains means high investment. Longer passages over water are infeasible for HSR. High-speed rail is superior to air transport when connecting megacities because the trains have higher transport capacity, offer higher service frequencies and mission reliability, shorter total travel time, shorter access time to stations, shorter unproductive waiting time in stations and potentially lower travel costs. HSR is a strong competitor to airline services and has replaced some short range flights. A comparison of HSR in different world regions shows differences in the market situation and in passenger's selection criteria for transportation options. --- Research limitations - The potential of high-speed rail was investigated mainly on busy routes with high service frequencies. A comprehensive network comparison between high-speed trains and airplanes was not done and could lead to somewhat different results. --- Practical implications - The report tries to contribute arguments to the discussion about alternatives to air travel. --- Social implications - With more knowledge people can make an educated choice between transport options, can vote with their feet, and can take a firm position in the public discussion. --- Originality/value - A general comparison of HSR and air transport from physical fundamentals to economics seemed to be missing.

The rise of batteries in the industry, especially Li-ion, is increasing rapidly. Li-ion battery systems are traditionally composed of a particular type of cell chemistry fit to the system needs. Due to the significant differences between chemistries, different cells have different attributes. The thesis explores the potential of a heterogeneous solution to include different cells to find a suitable compromise between different attributes. An electrified passenger train using a homogenous solution was evaluated against a heterogeneous solution consisting of two cell types, NMC and LTO, which have significant differences in attributes.  Simulation with models covering the train kinematics, track characteristics, and battery behaviour generates the thesis results. Validation of simulation results includes comparing previous simulations and the new effects of the heterogeneous solution, which indicate a good fit. Verification of the results encompasses a small-scale experiment with a custom-made physical circuit to observe the proposed solution's actual behaviour and verify model validity, which implies the correctness of models and implementation. The results indicate that a heterogeneous solution is possible within the scope of electrified trains. Furthermore, several trade-offs exist between NMC and LTO cells, especially regarding rate capability, safety and capacity, which confirms the potential of heterogeneous battery systems.

No description available.

At the moment of writing, an expansion of the Swedish railway network has started, by constructions of new lines for high-speed trains. The aim is to create a high-speed connection between the most populous cities in Sweden - Stockholm, Göteborg and Malmö, and the rest of Europe. Thereby, the likelihood of faster, longer and heavier foreign trains crossing the Swedish lines is increased. However, this could be problematic since the dynamic response in railway bridges and, consequently, the risk of resonance increases with increasing train speeds. Bridges are usually designed based on contemporary conditions and future requirements are rarely considered, due to e.g. cost issues. Prospectively, the dynamic performance of existing bridges may become insufficient. Hence, the current expansion of the high-speed railway network results in an increased demand of innovative design solutions for new bridges and cost-efficient upgrading methods for existing lines. The aim of the present thesis is to propose a vibration mitigation strategy suitable for new and existing high-speed railway bridges. The main focus is a retrofit method with fluid viscous dampers installed between the bridge superstructure and the supports, which is intended to reduce the vertical bridge deck acceleration below the European design code limits. Furthermore, the intention is to investigate the efficiency of such a system, as well as to identify and analyse the parameters and uncertainties which could influence its functionality. In order to examine the applicability of the proposed retrofit, case studies, statistical screenings and sensitivity analyses are performed and analysed. Two different models, a single-degree-of-freedom system and a finite element model, are developed and compared. From the different models, it is possible to study the influence from the damper parameters, the variability of the material properties and different modelling aspects on the bridge response. After the installation of the fluid viscous dampers, it is found that the acceleration level of the bridge deck is significantly reduced, even below the design code requirements. / I skrivande stund har en utbyggnad av det svenska järnvägsnätet initierats. Målet är att skapa en höghastighetsanslutning mellan de folkrikaste städerna i Sverige - Stockholm, Göteborg och Malmö, och vidare ut i Europa. Därmed ökar sannolikheten att snabbare, längre och tyngre utländska tåg korsar de svenska järnvägslinjerna. Dock kan detta bli problematiskt i och med att järnvägsbroars dynamiska respons och, följaktligen, risken för resonans ökar med ökad tåghastighet. Broar dimensioneras ofta utifrån nuvarande förutsättningar och hänsyn tas sällan till framtida hållbarhetskrav, exempelvis p.g.a. kostnadsbesparingar. Ur ett framtidsperspektiv kan därför det dynamiska beteendet hos befintliga broar komma att bli otillräckligt. Utbyggnaden av höghastighetsnätverket ökar därmed behovet av innovativa konstruktionslösningar för nya broar och kostnadseffektiva uppgraderingsmetoder för befintliga sträckor. Syftet med föreliggande avhandling är att föreslå en metod för att minska de vibrationsnivåer som kan uppstå i både nybyggda och befintliga järnvägsbroar för höghastighetståg. Huvudfokus är en eftermonteringsmetod med viskösa dämpare, som har installerats mellan brons överbyggnad och landfästen, för att minska brobanans vertikala acceleration under gällande europeiska dimensioneringskrav. Vidare avses att undersöka effektiveteten av ett sådant system, samt att identifiera och analysera de parametrar och osäkerheter som kan påverka dess funktionalitet. Fall- och parameterstudier, samt statistiska metoder används och utvärderas för att undersöka tillämpbarheten av den föreslagna vibrationsdämpningsmetoden. Två olika modeller, ett enfrihetsgradssystem och en finit elementmodell, har skapats och jämförts. Utifrån dessa modeller kan påverkan av dämparens parametrar, variabiliteten hos materialegenskaperna och behandlingen av olika modelleringsaspekter studeras. Från resultaten är det tydligt att brobanans accelerationsnivå avsevärt reduceras efter monteringen av viskösa dämpare, till och med under dimensioneringskraven. / <p>QC 20170425</p>

[ES] El canon por uso de la infraestructura ferroviaria utiliza una gran diversidad de variables, pero no hay ningún administrador que aplique más del 35% de los conceptos existentes para tarificar sus servicios. La mayoría de los sistemas de tarificación comparten algunos parámetros, tales como la categoría de la línea, diferenciando el uso de líneas principales, secundarias y otras. Estas variables aplicadas recuperan los costes marginales y los costes variables correspondientes a la operación, mantenimiento y renovación. En los corredores ferroviarios internacionales, a pesar de la legislación existente que obliga a una convergencia de enfoque para un sistema basado en costes directos, sigue existiendo esa falta de convergencia, no sólo en los niveles de cánones, sino también en las formulaciones, las variables y parámetros de fijación de precios variando de país a país, representando un problema. Los cánones analizados en la tarificación por uso de las estaciones de viajeros muestran que existen administradores que aplican el uso de estaciones de viajeros directamente en el canon por uso de la infraestructura, siendo determinado en el momento de realizar la reserva del surco correspondiente. Las variables empleadas en la conceptualización de las categorías de las estaciones presentan variedad en las subcategorías empleadas en la clasificación. Ante esto no es posible simplificar la formulación empleada para el cálculo de los cánones por los países estudiados en busca de una expresión común aplicable para conseguir eliminar una de las barreras en la red ferroviaria europea. Respecto a la problemática de la tarificación por uso de las estaciones de viajeros en líneas de alta velocidad: caso de estudio línea Madrid-Levante, los ingresos por uso de las estaciones de transporte de viajeros, proviene con mayor porcentaje del canon, canon basado en el número de circulaciones que tienen origen/destino o parada comercial y en el número de viajeros subidos/bajados en cada una de ellas. En cuanto al canon aplicado a las circulaciones es dispar entre las estaciones de la línea, siendo más bajo en las estaciones que no son origen-destino, es decir en aquellas estaciones que tienen paradas intermedias. Los ingresos procedentes del canon son insuficientes para equilibrar el balance económico total pero sí que cubre más allá de los costes directos imputables a la explotación, no siguiendo la Directiva europea de la que emana que sólo se recuperará mediante cánones aquellos costes relacionados directamente con la explotación ferroviaria. Ante el futuro escenario del ferrocarril en España con la entrada al mercado nacional de los nuevos operadores ferroviarios es necesaria reformar la Ley del Sector Ferroviario con el objetivo de modificar el sistema mediante el que se fijan los cánones. Este cambio supone separar esta tasa de los Presupuestos Generales del Estado y permitir que los administradores de infraestructuras puedan establecer con total libertad bonificaciones en los cánones para, expresamente, incentivar el transporte. Esta flexibilización permitiría reducir el importe que cada operadora paga por usar la infraestructura e instalaciones, traduciéndose en un incremento de las circulaciones, aumento de los ingresos del administrador y en una reducción de las tarifas de transporte de viajeros y mercancías. Por contrapartida está la financiación de los servicios comerciales operados por el operador actual en las líneas convencionales, el resultado positivo de los servicios prestados por la empresa en Alta Velocidad, después de la liquidación de los correspondientes cánones compensa los resultados negativos de todos los demás negocios de viajeros y de mercancías, caso no aplicado a los nuevos operadores y que "a priori" entran en el mercado con esta ventaja. / [CA] El cànon per ús de la infraestructura ferroviària utilitza una gran diversitat de variables, però no hi ha cap administrador que aplicació més del 35% dels conceptes existents per a tarifar els seus serveis. La majoria dels sistemes de tarifació comparteixen alguns paràmetres, com ara la categoria de la línia, diferenciant l'ús de línies principals, secundàries i altres. Aquestes variables aplicades recuperen els costos marginals i els costos variables corresponents a l'operació, manteniment i renovació. En els corredors ferroviaris internacionals, malgrat la legislació existent que obliga a una convergència d'enfocament per a un sistema basat en costos directes, continua existint aqueixa falta de convergència, no sols en els nivells de cànons, sinó també en les formulacions, les variables i paràmetres de fixació de preus variant de país a país, representant un problema. Els cànons analitzats en la tarifació per ús de les estacions de viatgers mostren que existeixen administradors que apliquen l'ús d'estacions de viatgers directament en el cànon per ús de la infraestructura, sent determinat en el moment de realitzar la reserva del solc corresponent. Les variables emprades en la conceptualització de les categories de les estacions presenten varietat en les subcategories emprades en la classificació. Davant això no és possible simplificar la formulació emprada per al càlcul dels cànons pels països estudiats a la recerca d'una expressió comuna aplicable per a aconseguir eliminar una de les barreres en la xarxa ferroviària europea. Respecte a la problemàtica de la tarifació per ús de les estacions de viatgers en línies d'alta velocitat: cas d'estudi línia Madrid-Llevant, els ingressos per ús de les estacions de transport de viatgers, prové amb major percentatge del cànon, cànon basat en el nombre de circulacions que tenen origen/destine o parada comercial i en el nombre de viatgers pujats/baixats en cadascuna d'elles. Quant al cànon aplicat a les circulacions és dispar entre les estacions de la línia, sent més baix en les estacions que no són origen-destine, és a dir en aquelles estacions que tenen parades intermèdies. Els ingressos procedents del cànon són insuficients per a equilibrar el balanç econòmic total però si que cobreix més enllà dels costos directes imputables a l'explotació, no seguint la Directiva europea de la qual emana que només es recuperarà mitjançant cànons aquells costos relacionats directament amb l'explotació ferroviària. Davant el futur escenari del ferrocarril a Espanya amb l'entrada al mercat nacional dels nous operadors ferroviaris és necessària reformar la Llei del Sector Ferroviari amb l'objectiu de modificar el sistema mitjançant el qual es fixen els cànons. Aquest canvi suposa separar aquesta taxa dels Pressupostos Generals de l'Estat i permetre que els administradors d'infraestructures puguen establir amb total lliberteu bonificacions en els cànons per a, expressament, incentivar el transport. Aquesta flexibilització permetria reduir l'import que cada operadora paga per usar la infraestructura i instal·lacions, traduint-se en un increment de les circulacions, augment dels ingressos de l'administrador i en una reducció de les tarifes de transport de viatgers i mercaderies. Per contrapartida està el finançament dels serveis comercials operats per l'operador actual en les línies convencionals, el resultat positiu dels serveis prestats per l'empresa en Alta Velocitat, després de la liquidació dels corresponents cànons compensa els resultats negatius de tots els altres negocis de viatgers i de mercaderies, cas no aplicat als nous operadors i que "a priori" entren en el mercat amb aquest avantatge. / [EN] The charge for the use of railway infrastructure uses a great diversity of variables, but there is no administrator that applies more than 35% of the existing concepts to price its services. Most of the charging systems share some parameters, such as the category of the line, differentiating the use of main, secondary, and other lines. These applied variables recover the marginal costs and the variable costs corresponding to the operation, maintenance, and renovation. In international rail corridors, despite the existing legislation that requires a convergence of approach for a system based on direct costs, this lack of convergence continues to exist, not only in the levels of fees, but also in the formulations, the variables and pricing parameters varying from country to country, representing a problem. The charges analysed in the charging for the use of passenger stations show that there are administrators who apply the use of passenger stations directly to the charge for use of the infrastructure, being determined at the time of booking the corresponding path. The variables used in the conceptualization of the station categories present a variety in the subcategories used in the classification. Given this, it is not possible to simplify the formulation used for the calculation of charges by the countries studied in search of a common expression applicable to achieve the elimination of one of the barriers in the European rail network. Regarding the problem of charging for the use of passenger stations on high-speed lines: case study of the Madrid-Levante line, income from the use of passenger transportation stations comes with a higher percentage of the charge, charge based on the number of circulations that have origin / destination or commercial stop and the number of passengers getting on / off in each one of them. As for the charge applied to circulations, it is uneven between the stations of the line, being lower in the stations that are not origin-destination, that is, in those stations that have intermediate stops. The income from the canon is insufficient to balance the total economic balance, but it does cover beyond the direct costs attributable to the exploitation, not following the European Directive from which it emanates that only those costs directly related to the exploitation will be recovered through royalty's railway. Given the future scenario of the railway in Spain with the entry into the national market of the new railway operators, it is necessary to reform the Law of the Railway Sector with the aim of modifying the system by which fees are set. This change involves separating this rate from the General State Budgets and allowing infrastructure managers to freely establish discounts on fees to expressly encourage transportation. This flexibility would make it possible to reduce the amount that each operator pays to use the infrastructure and facilities, translating into an increase in traffic, an increase in the administrator's income and a reduction in passenger and freight transport rates. On the other hand, there is the financing of the commercial services operated by the current operator on conventional lines, the positive result of the services provided by the company in High Speed, after the settlement of the corresponding fees, offsets the negative results of all other businesses of travellers and freight, a case not applied to new operators and that "a priori" enter the market with this advantage. / Font Torres, JB. (2021). Estudio de los cánones por uso de estaciones de viajeros en el contexto del sistema ferroviario europeo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/173717

Seit den 90er Jahren ist die Wettbewerbsstruktur im europäischen Eisenbahngüterverkehr starken Veränderungen unterworfen. Die Auflösung staatlicher Monopole sowie die Öffnung nationaler Märkte implizieren einen intensivierten Wettbewerb, bieten jedoch gleichzeitig die Möglichkeit, sich über neuartige Formen der Allianzbildung Wettbewerbsvorteile zu sichern bzw. Eintrittschancen in neue Transportmärkte zu nutzen. Die Einführung wettbewerblicher Marktstrukturen im Eisenbahngüterverkehr betrifft einerseits die Schaffung gleicher Wettbewerbsvoraussetzungen im Verhältnis der Verkehrsträger untereinander (intermodal). Weiterhin steht die Einführung von Wettbewerb zwischen Eisenbahnverkehrsunternehmen im Vordergrund (intramodal). Die vorliegende Arbeit betrachtet Allianzmöglichkeiten entlang beider Dimensionen: im Mittelpunkt stehen Partnerschaften zwischen Eisenbahnverkehrsunternehmen und/oder intermodalen Partnern, die grundsätzlich auf die Gestaltung des intramodalen Wettbewerbs ausgerichtet sind. Aufgrund des Einbezugs intermodaler Partner, der vor dem Hintergrund integrierter Logistikketten immer bedeutsamer wird, gelangt die Perspektive der Beeinflussung des Wettbewerbs der Verkehrsträger untereinander mittels Allianzen ebenfalls in das Blickfeld der Untersuchung. Übergeordnetes Ziel der Arbeit stellt die Analyse des Allianzphänomens und die Systematisierung spezifischer Allianzmodelle im europäischen Eisenbahngüterverkehr vor dem Hintergrund der sich fortlaufend verändernden Marktstruktur und fortgesetzten Deregulierung dieser Branche dar. Das Hauptinteresse gilt der Allianzrelevanz in dieser Branche im allgemeinen und der Verdeutlichung branchenstrukturprägender Allianzmuster im besonderen. Betriebswirtschaftlicher Forschung in diesem Branchenumfeld soll damit ein stärkeres Gewicht beigemessen werden.