Performability Evaluation of Railway Systems: A Study on the Impact of Adding Alternative Routes

Avaliação de Performabilidade de Sistemas Ferroviários: Um Estudo sobre o Impacto da Adição de Rotas Alternativas

Authors

Keywords:

Performance Evaluation, Availability, Railway Systems

Abstract

Railway systems require high performance, availability and reliability, in addition to safety and maintainability as attributes for the implementation of equipment responsible for signaling, control, and traffic of trains on the railway. Studies are necessary to deal with these essential requirements for the quality of rail systems. This article proposes a set of models in stochastic Petri nets to evaluate the impact of adding alternative routes on performance and availability indicators in railway systems. Metrics such as travel time, the interval between trains, and passenger waiting time at stations were collected and analyzed to estimate the impact of such metrics on railway systems. This work also presents case studies that simulate the implications of the availability of signaling and train control equipment on the performance of a railway and demonstrate the versatility of the proposed model in allowing the insertion of stations and varying the number of trains in the studied railway network. The results obtained demonstrate that the availability of the studied system can be increased from 81,674% to 98,456%.

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Author Biographies

Osvaldo Marinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Bacharel em sistemas de informação pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) e mestrando no programa de pós-graduação em Informática Aplicada (PPGIA) pela mesma instituição. Atualmente, exerce o cargo de técnico industrial na Superintendência de Trens Urbanos do Recife (STU-REC), trabalhando com o restabelecimento de sistemas de sinalização, controle e supervisão de tráfego ferroviário.

Gustavo Callou, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Possui graduação em Ciência da Computação pela Universidade Católica de Pernambuco (2005), mestrado (2009) e doutorado (2013) em Ciências da Computação, ambos pela Universidade Federal de Pernambuco. Entre 2010 e 2011, fez doutorado sanduíche na Universidade de Wuppertal (Alemanha). Atualmente, é professor do Departamento de Computação da Universidade Federal Rural de Pernambuco. Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Avaliação de Desempenho e Otimização de sistemas, atuando principalmente nos seguintes temas: Modelagem de Desempenho e Dependabilidade, Computação em Nuvem, Data Centers e Sustentabilidade.

Rodemarck Melo, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Graduando em Ciência da Computação pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) e bolsista de iniciação científica pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Ermeson Andrade, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Possui graduação em Ciência da Computação pela Universidade Católica de Pernambuco (2006), mestrado (2009) e doutorado (2014) em Ciências da Computação, ambos pela Universidade Federal de Pernambuco. Entre 2010 e 2011, fez doutorado sanduíche na Universidade de Duke (Estados Unidos). Atualmente, é professor adjunto da Universidade Federal Rural de Pernambuco.
Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Engenharia de Software e Avaliação de Desempenho, atuando principalmente nos seguintes temas: Modelagem de Desempenho e Dependabilidade, Avaliação de Modelos, Teste e Qualidade de Software.

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Published

2022-09-27

How to Cite

Marinho, O. ., Callou, G. ., Melo, R. ., & Andrade, E. . (2022). Performability Evaluation of Railway Systems: A Study on the Impact of Adding Alternative Routes: Avaliação de Performabilidade de Sistemas Ferroviários: Um Estudo sobre o Impacto da Adição de Rotas Alternativas. IEEE Latin America Transactions, 21(2), 270–276. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/6770