DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.8(39).1.201-212

Assessment of the Capacity of the City Road Network Taking Into Account the Parking Offer

Svitlana Pashkevych, Viktoria Nykonchuk, Mykhailo Krystopchuk

Svitlana Pashkevych, Senior Lecturer, National University of Water Management and Nature Management, Rivne, Ukraine, e-mail: s.m.pashkevych@nuwm.edu.ua, ORCID ID: 0000-0001-7667-8932

Viktoria Nykonchuk, Associate Professor, Doctor in Economics (Doctor of Economic Sciences), National University of Water Management and Nature Management, Rivne, Ukraine, e-mail: v.m.nykonchuk@nuwm.edu.ua ORCID ID: 0000-0001-7515-6016

Mykhailo Krystopchuk, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), National University of Water Management and Nature Management, Rivne, Ukraine, e-mail: m.ie.krystopchuk@nuwm.edu.ua, ORCID ID: 0000-0002-8701-4469

Abstract

In order to improve the estimation of network capacity for a given urban road system, it is assumed that the impact of destination parking management strategies should be considered in the network capacity estimation model. This study presents an extended road network capacity model that takes into account both the number of parking spaces and parking rates in each traffic zone. The network capacity model is formulated as a two-level programming problem with maximizing the total trip generation at the upper level and the combined trip distribution and traffic assignment (CTDTA) problem at the lower level. In order to reasonably characterize the impact of parking pricing and parking delays due to congestion, the CTDTA model involves two classes of travel demand. An efficient and practical algorithm for solving the two-level network capacity model is presented. Numerical experiments show the advantages of the proposed model and demonstrate the impact of parking supply and pricing on the results of road network capacity assessment. Numerical examples show that the proposed network capacity model is able to take into account the impact of parking strategies on the structure of travel demand in the O-D direction, which improves the validity of the network capacity estimation result. In addition, the implementation of various parking price adjustments at destinations will be more effective if parking prices at all destinations are raised to a single standard.

Keywords

capacity, transportation network, parking, indicators of the city's route system

Full Text:

PDF

References

1. Wong, S.C. & Yang, H. (1997). Reserve capacity of a signalcontrolled road network. Transportation Research Part B:Methodological, Vol. 31, no. 5, pp. 397–402 [in English].

2. Yang, H., Bell, M. G. H. & Meng, Q. (2000). Modeling the capacity and level of service of urban transportation networks. Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 34, no. 4, Pp. 255–275 [in English].

3. Tam, M.L. & Lam, W.H.K. (2000). Maximum car ownership under constraints of road capacity and parking space. Transportation Research Part A: Policy and Practice,. Vol. 34, no. 3, Pp. 145–170 [in English].

4. Leng, J. & Yan, K. (2007). Calculating model of road network capacity under limit of parking establishment capacity. Journal of Tongji University. Vol. 35, no. 2. 204–207 [in Ukrainian].

5. J. Wang, M. Du, L. Lu, and X. He, 2018.“Maximizing network throughput under stochastic user equilibrium with elastic demand,” Networks and Spatial Economics, vol. 18, no. 1, pp. 115–143 [in Ukrainian].

6. A. Chen, H. Yang, H. K. Lo, and W. H. Tang, 2002.“Capacity reliability of a road network: an assessment methodology and numerical results,” Transportation Research Part B: Methodological, vol. 36, no. 3, pp. 225–252[in Ukrainian].

7. A. Sumalee, P. Luathep, W. H. K. Lam, and R. D. Connors,“ (2009). Transport network capacity evaluation and design under demand uncertainty,” Transportation Research Record, vol. 2090, pp. 93–101 [in Ukrainian].

8. Chen, A. & Kasikitwiwat, P. (2011). Modeling capacity flexibility of transportation networks. Transportation Research Part A:Policy and Practice, vol. 45, no. 2, 105–117 [in Ukrainian].

9. M. Du, X. Jiang, and L. Cheng, 2017.“Alternative network robustness measure using system-wide transportation capacity for identifying critical links in road networks,” Advances in Mechanical Engineering, vol. 9, no. 4, pp. 1–12 [in Ukrainian].

10. Y. Asakura, 1992.“Maximum capacity of road network constrained by user equilibrium conditions,” in Proceedings of the 24th Annual Conference of the UTSG, University of Newcastle Upon Tyne, Newcastle Upon Tyne, UK [in Ukrainian].

11. T. Akamatsu and O. Miyawaki, 1995.“Maximum network capacity problem under the transportation equilibrium assignment,”Infrastructure Planning Review, vol. 12, pp. 719–729 [in Ukrainian].

12. H. Ceylan and M. G. H. Bell, 2004.“Reserve capacity for a road network under optimized fixed time traffic signal control,” Journal of Intelligent Transportation Systems, vol. 8, no. 2, pp. 87–99 [in Ukrainian].

13. S.-W. Chiou, 2007.“Reserve capacity of signal-controlled road network,” Applied Mathematics and Computation, vol. 190, no. 2, pp. 1602–1611 [in Ukrainian].

14. J. Wang, W. Deng, and J. Zhao, 2015.“Road network reserve capacity with stochastic user equilibrium,” Transport, vol. 30, no. 1, pp. 103–116 [in Ukrainian].

15. Z. Y. Gao and Y. F. Song, 2002.“A reserve capacity model of optimal signal control with user-equilibrium route choice,” Transportation Research Part B-Methodological, vol. 36, no. 4, pp. 313–323 [in Ukrainian].

16. L. Cheng, M. Du, X. Jiang, and H. Rakha, 2014.“Modeling and estimating the capacity of urban transportation network with rapid transit,” Transport, vol. 29, no. 2, pp. 165–174 [in Ukrainian].

17. X. Xu, A. Chen, S. Jansuwan, C. Yang, and S. Ryu, 2018.“Transportation network redundancy: complementary measures and computational methods,” Transportation Research Part B: Methodological, vol. 114, pp. 68–85 [in Ukrainian].

18. L. Shan, Z. Huang, and R. Luo, 2014.“Impact of market penetration of ATIS on road network capacity,” in Proceedings of the 2014 Sixth International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation, Zhangjiajie, China, January [in Ukrainian].

19. Y. Asakura and M. Kashiwadani, 1993.“Estimation model of maximum road network capacity with parking constraints and its application,” Infrastructure Planning Review, vol. 11, pp. 129–136 [in Ukrainian].

20. R. Garc´ıa and A. Mar´ın, 2002.“Parking capacity and pricing in park’n ride trips: a continuous equilibrium network design problem,” Annals of Operations Research, vol. 116, no. 1–4, 153–178[in Ukrainian].

21. Z.-C. Li, H.-J. Huang, W. H. K. Lam, and S. C. Wong, 2007.“A model for evaluation of transport policies in multimodal networks with road and parking capacity constraints,” Journal of Mathematical Modelling and Algorithms, vol. 6, no. 2, pp. 239–257 [in Ukrainian].

22. F. Leurent and H. Boujnah, 2012.“Traffic equilibrium in a network model of parking and route choice, with search circuits and cruising flows,” Procedia-Social and Behavioral Sciences, vol. 54, pp. 808–821 [in Ukrainian].

23. M. Nourinejad and M. J. Roorda, (2017). Impact of hourly parking pricing on travel demand. Transportation Research Part A: Policy and Practice. Vol. 98. Pp. 28–45 [in English].

24. Xie, H., Yu, X. & Yan, K. (2012). Evaluation model of urban road network system capacity. China Journal of Highway and Transport, vol. 25, no. 3, pp. 129–134 [in Ukrsinian].

25. Oppenheim, N. (1993). {Equilibrium trip distribution/assignment with variable destination costs]. Transportation Research Part B: Methodological, vol. 27, no. 3. 207–217 [in Ukrsinian].

Citations

  1. Wong S.C., Yang, H. Резервна пропускна здатність дорожньої мережі, керованої сигналами", Транспортні дослідження, частина B: Methodological. 1997. vol. 31, no. 5. С. 397-402.
  2. Yang H., Bell M.G.H., Meng Q., Моделювання пропускної здатності та рівня обслуговування міських транспортних мереж. Transportation Research Part B: Methodological. 2000. Vol. 34, no. 4. Pp. 255-275,
  3. Tam M. L. & Lam W. H. K. Максимальне володіння автомобілем при обмеженнях пропускної здатності доріг і паркувальних місць. Транспортні дослідження, частина А: політика і практика. 2000. Т. 34, no. 3. С. 145-170,
  4. Й. Ленг, Ян К. Розрахункова модель пропускної здатності дорожньої мережі при обмеженні місткості парковок. 2007. Vol. 35, no. 2. Pp. 204-207,
  5. Ван Й., Ду М., Лу Л. & Хе X. Максимізація пропускної здатності мережі при стохастичній рівновазі користувачів з еластичним попитом. Мережі та просторова економіка. 2018.Vol. 18, no. 1. С. 115-143.
  6. Chen A., Yang H., Lo H. K., Tang W. H. Надійність пропускної здатності дорожньої мережі: методологія оцінки та чисельні результати. Transportation Research Part B: Meth- odological. 2002. Vol. 36, no. 3. Pp. 225-252.
  7. Sumalee A., Luathep P., Lam W. H. K., Connors R.D. Оцінка та проектування пропускної здатності транспортної мережі в умовах невизначеності попиту. Transportation Research Record. 2009.vol. 2090. Pp. 93-101.
  8. Чен A., Касікітвіват П. Моделювання гнучкості пропускної здатності транспортних мереж", Транспортні дослідження, частина А: Політика і практика. 2011. Т. 45, № 2. С. 105-117,
  9. Du M., Jiang X., Cheng L. Альтернативна міра розгалуженості мережі з використанням загальносистемної транспортної потужності для визначення критичних ланок у дорожніх мережах. Advances in Mechanical Engineering. 2017. Vol. 9, no. 4. Pp. 1-12.
  10. Асакура І. Максимальна пропускна здатність дорожньої мережі, обмежена умовами рівноваги користувачів", в матеріалах 24-ї щорічної конференції UTSG, Університет Ньюкасла Upon Tyne, Ньюкасл-на- Тайні, Великобританія, 1992.
  11. Акамацу T., Міявакі О. Проблема максимальної пропускної спроможності мережі при задачі транспортної рівноваги. Infrastructure Planning Review. 1995. Vol. 12. Pp. 719-729.
  12. Ceylan H., Bell M.G.H. Резервна пропускна здатність дорожньої мережі при оптимізованому управлінні світлофорами з фіксованим часом. Journal of Intelligent Transportation Systems. 2004. vol. 8, no. 2. С. 87-99.
  13. Чіу С. Резервна пропускна здатність сигнально- керованої дорожньої мережі. Прикладна математика та обчислення. 2007. Vol. 190, no. 2. С. 1602-1611.
  14. Ван Й., Денг В., Жао Д. Резерв пропускної здатності дорожньої мережі зі стохастичною рівновагою користувачів. Транспорт. 2015. Vol. 30, № 1. С. 103-116.
  15. Gao Z.Y., Song Y.F. Модель резервної потужності оптимального управління сигналом з вибором маршруту, що забезпечує рівновагу користувача. Дослідження транспорту, частина B-Методологічні. 2002. Vol. 36, no. 4. С. 313-323.
  16. Cheng L., Du M., Jiang X., Rakha H. Моделювання та оцінка пропускної здатності міської транспортної мережі з швидким транзитом. Транспорт. 2014. Vol. 29, no. 2. Pp. 165- 174.
  17. Сюй X., Чен А., Джансуван С., Ян К., Рю С. Надмірність транспортної мережі: додаткові заходи та обчислювальні методи. Транспортні дослідження, частина B: Methodological. 2018. Vol. 114. Pp. 68-85.
  18. Shan L., Huang Z., Luo R. Вплив проникнення ATIS на ринок на пропускну здатність дорожньої мережі. Матеріал VI міжнародної конференції з вимірювальної техніки 2014 року та Mechatronics Automation, Zhangjiajie, Китай, січень 2014 року.
  19. Асакура І., Кашівадані М. Модель оцінки максимальної пропускної здатності дорожньої мережі з обмеженнями на паркування та її застосування. Огляд інфраструктурного планування. 1993. Т. 11. С. 129-136.
  20. Гарсія Р., Марін А. Пропускна спроможність парковок та ціноутворення в поїздках на громадському транспорті: дизайн мережі безперервної рівноваги. Annals of Operations Research. 2002. Vol. 116, no. 1-4. С. 153-178.
  21. Li Z.-C., Huang H.-J., Lam W. H. K., Wong S. C. A модель для оцінки транспортної політики в мультимодальних мережах з обмеженнями пропускної здатності доріг та парковок. Журнал математичного моделювання та алгоритмів. 2007. Vol. 6, no. 2. С. 239-257.
  22. Лорен Ф., Буйна Х. Рівновага руху в мережевій моделі паркування і вибору маршруту з пошуковими схемами і крейсерськими потоками. Procedia-Social and Behavioral Sciences. 2012. Vol. 54. Pp. 808-821.
  23. Nourinejad M., Roorda M. J. Impact of hourly parking pricing on travel demand. Transportation Research Part A: Policy and Practice. 2017. Vol. 98. Pp. 28-45.
  24. Xie H., Yu X., Yan K. Модель оцінки пропускної здатності системи міської дорожньої мережі. China Journal of Highway and Transport. 2012. Vol. 25, no. 3. С. 129- 134.
  25. Оппенгейм Н. Рівноважний розподіл/призначення поїздок зі змінними витратами в пункті призначення. Транспортні дослідження, частина B: Методологічні. 1993. Т. 27, no. 3. С. 207-217.
Copyright (c) 2023 Svitlana Pashkevych, Viktoria Nykonchuk, Mykhailo Krystopchuk