by Pierre Dersin, Stanley B. Gershwin, Michael Athans. / Includes bibliographical references. / "July, 1976." / Sponsored by the Department of Transportation. DOT/TSC/849

Urban areas are currently facing challenges in terms of traffic congestion due to city expansion and population increase. In some cases, physical solutions are limited. For example, in certain areas it is not possible to expand roads or build a new bridge. Therefore, making public transpiration (PT) affordable, more attractive and intelligent could be a potential solution for these challenges. Accuracy in bus running time and bus arrival time is a key component of making PT attractive to ridership. In this thesis, a dynamic model based on Kalman filter (KF) has been developed to predict bus running time and dwell time while taking into account real-time road incidents. The model uses historical data collected by Automatic Vehicle Location system (AVL) and Automatic Passenger Counters (APC) system. To predict the bus travel time, the model has two components of running time prediction (long and short distance prediction) and dwell time prediction. When the bus closes its doors before leaving a bus stop, the model predicts the travel time to all downstream bus stops. This is long distance prediction. The model will then update the prediction between the bus’s current position and the upcoming bus stop based on real-time data from AVL. This is short distance prediction. Also, the model predicts the dwell time at each coming bus stop. As a result, the model reduces the difference between the predicted arrival time and the actual arrival time and provides a better understanding for the transit network which allows lead to have a good traffic management.

Este estudo apresenta uma discussão sobre os congestionamentos, especialmente sobre os fatores estruturais, permitindo que seja visualizado o cenário para os próximos anos. Destaca a possibilidade de adoção de medidas para combater esse problema que afeta as cidades brasileiras de médio e grande portes. São citadas medidas de restrição à circulação de veículos, lembrando que, em países em desenvolvimento, esse tipo de medida enfrenta dificuldades para serem implantadas. A partir disso chama a atenção para as deseconomias que os congestionamentos imputam à sociedade, especialmente em relação ao tempo perdido. Destaca ainda a necessidade de se quantificar essas perdas, pois quando projetos de transportes são analisados, leva-se em conta sua capacidade de reduzir ou eliminar essas perdas, fazendo-se uso de indicadores, como o valor do tempo de viagem. São analisados alguns estudos brasileiros que estimaram os valores de tempo de viagem, comparando-se esses valores a fim de encontrar relações entre eles, discutindo também os fatores que influenciam a atribuição do valor do tempo de viagem. Por fim, o estudo analisa os impactos do uso do valor do tempo na avaliação de projetos, fazendo uso de cinco sistemáticas de cálculo, nas quais o valor do tempo de viagem é obtido através de fórmulas diferentes. Os resultados apresentados indicam uma diferença de mais de 69% entre o menor e o maior valor calculado. / The aim of this study is to analyse road congestion, especially considering structural aspects and the scenarios for the future. It emphasizes the possibility of using special tools for facing these problems which affect medium and biggest cities. Although traffic restrictions are major tools to face congestion, they have presented some problems when used in emerging countries. The study also consider the externalities caused by congestion, especially in terms of travel time spent on queues. The main methods for quantifying the travel time losses were identified in order to estimate the benefits coming from transport projects. Some Brazilian cases that estimate the value of travel time are analysed and the values obtained are compared in order to found relationships amongst them. The main factors affecting the value of time in each study are also considered. Finally, the impacts of the value of time on the appraisal of transport project are analysed based on five ways for calculating such impacts. Thus the value of time is obtained from the five different approaches. The results show a different of more than 69% between the smallest and the biggest value.

A demanda por transporte é derivada, e seu resultado está relacionado à necessidade de superar barreiras físicas, envolvendo deslocamentos e, consequentemente, tempo. Como a sociedade moderna é orientada pelo relógio, tempo pode ser considerada uma variável de grande importante na dinâmica diária. Sendo assim, os sistemas de transporte têm papel fundamental para garantir que essa dinâmica seja atendida dentro do esperado. Portanto, os sistemas de transporte devem prover um serviço confiável. Ou seja, a operação dos mesmos deve ser regular, resultando em uma variabilidade mínima no tempo de viagem. Esse trabalho tem por objetivo analisar o comportamento do usuário do transporte aéreo frente à variabilidade do tempo de viagem. Para isso, modelos comportamentais foram estimados a partir de um estudo de caso realizado em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, com os viajantes que frequentam o Aeroporto Internacional Salgado Filho. Uma comparação entre diferentes abordagens comportamentais, baseadas na teoria da utilidade esperada, também foi contemplada no estudo, com o intuito de encontrar o melhor modelo representativo do comportamento do público estudado. Os modelos estimados apresentam diferentes formas funcionais não lineares, caracterizando diferentes reações dos tomadores de decisão quando em situações de risco. / The demand for transport is derived, and the result is related to the need to overcome the physical barriers involving displacements and hence time. As modern society is driven by the clock, time can be considered a great important variable in the daily dynamics. Thus, the transport systems has a key role to ensure that this dynamic is met as expected. Therefore, transport systems should provide a reliable service. That is, the operation there of is regular, resulting in a minimal variability in travel time. This work aims to study the air transport user behavior against the variability of travel time. To do this, behavioral models were estimated from a case study conducted in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, with travelers attending the Salgado Filho International Airport. A comparison between different behavioral approaches based on expected utility theory, the study was also considered in order to find the best studied model representative of the behavior of the public. The estimated models have different nonlinear functional forms, featuring different reactions of decision-makers when at risk.

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Este estudo apresenta uma discussão sobre os congestionamentos, especialmente sobre os fatores estruturais, permitindo que seja visualizado o cenário para os próximos anos. Destaca a possibilidade de adoção de medidas para combater esse problema que afeta as cidades brasileiras de médio e grande portes. São citadas medidas de restrição à circulação de veículos, lembrando que, em países em desenvolvimento, esse tipo de medida enfrenta dificuldades para serem implantadas. A partir disso chama a atenção para as deseconomias que os congestionamentos imputam à sociedade, especialmente em relação ao tempo perdido. Destaca ainda a necessidade de se quantificar essas perdas, pois quando projetos de transportes são analisados, leva-se em conta sua capacidade de reduzir ou eliminar essas perdas, fazendo-se uso de indicadores, como o valor do tempo de viagem. São analisados alguns estudos brasileiros que estimaram os valores de tempo de viagem, comparando-se esses valores a fim de encontrar relações entre eles, discutindo também os fatores que influenciam a atribuição do valor do tempo de viagem. Por fim, o estudo analisa os impactos do uso do valor do tempo na avaliação de projetos, fazendo uso de cinco sistemáticas de cálculo, nas quais o valor do tempo de viagem é obtido através de fórmulas diferentes. Os resultados apresentados indicam uma diferença de mais de 69% entre o menor e o maior valor calculado. / The aim of this study is to analyse road congestion, especially considering structural aspects and the scenarios for the future. It emphasizes the possibility of using special tools for facing these problems which affect medium and biggest cities. Although traffic restrictions are major tools to face congestion, they have presented some problems when used in emerging countries. The study also consider the externalities caused by congestion, especially in terms of travel time spent on queues. The main methods for quantifying the travel time losses were identified in order to estimate the benefits coming from transport projects. Some Brazilian cases that estimate the value of travel time are analysed and the values obtained are compared in order to found relationships amongst them. The main factors affecting the value of time in each study are also considered. Finally, the impacts of the value of time on the appraisal of transport project are analysed based on five ways for calculating such impacts. Thus the value of time is obtained from the five different approaches. The results show a different of more than 69% between the smallest and the biggest value.

A demanda por transporte é derivada, e seu resultado está relacionado à necessidade de superar barreiras físicas, envolvendo deslocamentos e, consequentemente, tempo. Como a sociedade moderna é orientada pelo relógio, tempo pode ser considerada uma variável de grande importante na dinâmica diária. Sendo assim, os sistemas de transporte têm papel fundamental para garantir que essa dinâmica seja atendida dentro do esperado. Portanto, os sistemas de transporte devem prover um serviço confiável. Ou seja, a operação dos mesmos deve ser regular, resultando em uma variabilidade mínima no tempo de viagem. Esse trabalho tem por objetivo analisar o comportamento do usuário do transporte aéreo frente à variabilidade do tempo de viagem. Para isso, modelos comportamentais foram estimados a partir de um estudo de caso realizado em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, com os viajantes que frequentam o Aeroporto Internacional Salgado Filho. Uma comparação entre diferentes abordagens comportamentais, baseadas na teoria da utilidade esperada, também foi contemplada no estudo, com o intuito de encontrar o melhor modelo representativo do comportamento do público estudado. Os modelos estimados apresentam diferentes formas funcionais não lineares, caracterizando diferentes reações dos tomadores de decisão quando em situações de risco. / The demand for transport is derived, and the result is related to the need to overcome the physical barriers involving displacements and hence time. As modern society is driven by the clock, time can be considered a great important variable in the daily dynamics. Thus, the transport systems has a key role to ensure that this dynamic is met as expected. Therefore, transport systems should provide a reliable service. That is, the operation there of is regular, resulting in a minimal variability in travel time. This work aims to study the air transport user behavior against the variability of travel time. To do this, behavioral models were estimated from a case study conducted in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, with travelers attending the Salgado Filho International Airport. A comparison between different behavioral approaches based on expected utility theory, the study was also considered in order to find the best studied model representative of the behavior of the public. The estimated models have different nonlinear functional forms, featuring different reactions of decision-makers when at risk.

abstract: Priced Managed Lanes (MLs) have been increasingly advocated as one of the effective ways to mitigating congestion in recent years. This study explores a new and innovative pricing strategy for MLs called Travel Time Refund (TTR). The proposed TTR provides an additional option to paying drivers that insures their travel time by issuing a refund to the toll cost if they do not reach their destination within specified travel times due to accidents or other unforeseen circumstances. Perceived benefits of TTR include raised public acceptance towards priced MLs, utilization increase of HOV/HOT lanes, overall congestion mitigation, and additional funding for relevant transportation agencies. To gauge travelers’ interests of TTR and to analyse its possible impacts, a stated preference (SP) survey was performed. An exploratory and statistical analysis of the survey responses revealed negative interest towards HOT and TTR option in accordance with common wisdom and previous studies. However, it is found that travelers are less negative about TTR than HOT alone; supporting the idea, that TTR could make HOT facilities more appealing. The impact of travel time reliability and latent variables representing psychological constructs on travelers’ choices in response to this new pricing strategy was also analysed. The results indicate that along with travel time and reliability, the decision maker’s attitudes and the level of comprehension of the concept of HOT and TTR play a significant role in their choice making. While the refund option may be theoretically and analytically feasible, the practical implementation issues cannot be ignored. This study also provides a discussion of the potential implementation considerations that include information provision to connected and non-connected vehicles, distinction between toll-only and refund customers, measurement of actual travel time, refund calculation and processing and safety and human factors issues. As the market availability of Connected and Automated Vehicles (CAVs) is prognosticated by 2020, the potential impact of such technologies on effective demand management, especially on MLs is worth investigating. Simulation analysis was performed to evaluate the system performance of a hypothetical road network at varying market penetration of CAVs. The results indicate that Connected Vehicles (CVs) could potentially encourage and enhance the use of MLs. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Civil, Environmental and Sustainable Engineering 2018

A demanda por transporte é derivada, e seu resultado está relacionado à necessidade de superar barreiras físicas, envolvendo deslocamentos e, consequentemente, tempo. Como a sociedade moderna é orientada pelo relógio, tempo pode ser considerada uma variável de grande importante na dinâmica diária. Sendo assim, os sistemas de transporte têm papel fundamental para garantir que essa dinâmica seja atendida dentro do esperado. Portanto, os sistemas de transporte devem prover um serviço confiável. Ou seja, a operação dos mesmos deve ser regular, resultando em uma variabilidade mínima no tempo de viagem. Esse trabalho tem por objetivo analisar o comportamento do usuário do transporte aéreo frente à variabilidade do tempo de viagem. Para isso, modelos comportamentais foram estimados a partir de um estudo de caso realizado em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, com os viajantes que frequentam o Aeroporto Internacional Salgado Filho. Uma comparação entre diferentes abordagens comportamentais, baseadas na teoria da utilidade esperada, também foi contemplada no estudo, com o intuito de encontrar o melhor modelo representativo do comportamento do público estudado. Os modelos estimados apresentam diferentes formas funcionais não lineares, caracterizando diferentes reações dos tomadores de decisão quando em situações de risco. / The demand for transport is derived, and the result is related to the need to overcome the physical barriers involving displacements and hence time. As modern society is driven by the clock, time can be considered a great important variable in the daily dynamics. Thus, the transport systems has a key role to ensure that this dynamic is met as expected. Therefore, transport systems should provide a reliable service. That is, the operation there of is regular, resulting in a minimal variability in travel time. This work aims to study the air transport user behavior against the variability of travel time. To do this, behavioral models were estimated from a case study conducted in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, with travelers attending the Salgado Filho International Airport. A comparison between different behavioral approaches based on expected utility theory, the study was also considered in order to find the best studied model representative of the behavior of the public. The estimated models have different nonlinear functional forms, featuring different reactions of decision-makers when at risk.

Este estudo apresenta uma discussão sobre os congestionamentos, especialmente sobre os fatores estruturais, permitindo que seja visualizado o cenário para os próximos anos. Destaca a possibilidade de adoção de medidas para combater esse problema que afeta as cidades brasileiras de médio e grande portes. São citadas medidas de restrição à circulação de veículos, lembrando que, em países em desenvolvimento, esse tipo de medida enfrenta dificuldades para serem implantadas. A partir disso chama a atenção para as deseconomias que os congestionamentos imputam à sociedade, especialmente em relação ao tempo perdido. Destaca ainda a necessidade de se quantificar essas perdas, pois quando projetos de transportes são analisados, leva-se em conta sua capacidade de reduzir ou eliminar essas perdas, fazendo-se uso de indicadores, como o valor do tempo de viagem. São analisados alguns estudos brasileiros que estimaram os valores de tempo de viagem, comparando-se esses valores a fim de encontrar relações entre eles, discutindo também os fatores que influenciam a atribuição do valor do tempo de viagem. Por fim, o estudo analisa os impactos do uso do valor do tempo na avaliação de projetos, fazendo uso de cinco sistemáticas de cálculo, nas quais o valor do tempo de viagem é obtido através de fórmulas diferentes. Os resultados apresentados indicam uma diferença de mais de 69% entre o menor e o maior valor calculado. / The aim of this study is to analyse road congestion, especially considering structural aspects and the scenarios for the future. It emphasizes the possibility of using special tools for facing these problems which affect medium and biggest cities. Although traffic restrictions are major tools to face congestion, they have presented some problems when used in emerging countries. The study also consider the externalities caused by congestion, especially in terms of travel time spent on queues. The main methods for quantifying the travel time losses were identified in order to estimate the benefits coming from transport projects. Some Brazilian cases that estimate the value of travel time are analysed and the values obtained are compared in order to found relationships amongst them. The main factors affecting the value of time in each study are also considered. Finally, the impacts of the value of time on the appraisal of transport project are analysed based on five ways for calculating such impacts. Thus the value of time is obtained from the five different approaches. The results show a different of more than 69% between the smallest and the biggest value.