Transit in transition: insights into large-scale public transport network redesigns

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2021-08-13
Date
2021
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
143 + app. 121
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 93/2021
Abstract
An increasing number of cities are choosing to redesign their public transport networks according to current best practices, adapting to the changes in travel behavior, the operational environment, and the expectations of the public that have emerged over time. While aiming to increase ridership, if successful, these interventions increase both the economic and environmental sustainability of transportation. This redesigning requires balancing trade-offs related to passenger needs while satisfying a range of financial, political, and technical constraints. However, many aspects of redesigns are not yet well understood, including the impact of improved navigability, and the complex interrelations between schedule and network structure. Previous research has focused on the redesign processes, the guiding policies, and the outcomes in travel behavior, while network design principles have attracted little attention. This dissertation focuses on the analysis of realized public transport redesigns and the argumentation for the chosen solution, thus shedding light on the interface between policy and implementation. The dissertation combines document analysis with a diverse set of quantitative methods aiming to exploit the recent surge in open availability of public transport schedule data. Document analysis pinpoints the current state and intended development trajectory of public transport networks. The quantitative methods focusing on network structure, navigability, and level-of-service aspects, enable both longitudinal and comparative research across a diverse set of cities at various stages of public transport network development. Utilizing a set of nine recently redesigned multi-modal public transport networks in the Global North, the linkages between travel-time profiles, schedule structure, and navigability are explored. Results show that redesigns improved day and evening service and the legibility of the system and expanded the frequent service. Results also suggest a trade-off between route directness and navigability in redesigns. Analyses of 24 Nordic intermediate cities reveal a homogeneous view of the desired public transport network, with some differences in emphasis and arguments. This research suggests that future activities should focus on uncovering user preferences related to schedule structure and navigability, and understanding the links between schedule structure and level-of-service. Moreover, future comparative studies focusing on generalized public transport network knowledge are encouraged, considering the wide availability of open schedule data. Practitioners are encouraged to be more nuanced about trade-offs, rather than focusing dominantly on positive effects. Furthermore, the dissertation recommends a wider utilization of network-based measures in planning practice e.g. as quality control when sourcing suitable design approaches of peer cities.

Yhä useampi kaupunki päätyy uudistamaan joukkoliikennelinjastonsa alan parhaiden käytäntöjen mukaisesti, jolloin järjestelmä saadaan nopeasti sopeutettua ajan kuluessa muuttuneeseen kysyntään, toimintaympäristöön sekä yhteiskunnan odotuksiin. Linjastouudistusten avulla tavoitellaan uusien matkustajien houkuttelemista, minkä myötä joukkoliikennejärjestelmän taloudellinen ja ympäristöllinen kestävyys paranee. Linjastouudistus edellyttää tasapainoilua keskenään ristiriitaisten matkustajatarpeiden palvelemisessa, samalla huomioiden moninaiset taloudelliset, poliittiset ja tekniset reunaehdot. Linjastouudistuksiin liittyy kuitenkin monia osatekijöitä, kuten suunnistettavuus sekä joukkoliikenneverkoston ja aikataulun monimutkaiset yhteisvaikutukset, joiden vaikutuksia ei tunneta hyvin. Aiempi tutkimus on painottunut linjasto- uudistusten suunnitteluprosesseihin ja niiden kehitystä ohjaavaan politiikkaan. Aiemmin on tarkasteltu myös uudistusten vaikutusta matkustuskäyttäytymiseen, mutta joukkoliikenneverkoston ominaisuudet ovat jääneet vähemmälle huomiolle. Tämä väitöskirja keskittyy toteutuneiden linjastouudistusten analysointiin sekä suunnitteluratkaisujen perusteluihin verkostollisesta näkökulmasta. Tämä lisää ymmärrystä joukkoliikennepolitiikan ja linjaston rajapinnasta. Tutkimuksessa yhdistetään dokumenttianalyysiä sekä erinäisiä kvantitatiivisia menetelmiä, jotka hyödyntävät avoimen aikatauludatan nopeasti parantunutta saatavuutta. Dokumenttianalyysiä hyödynnetään joukkoliikenneverkostojen nykytilojen sekä valittujen kehityspolkujen tutkimiseen. Verkoston rakenteeseen, suunnitettavuuteen ja palvelutason mittaamiseen keskittyvät kvantitatiivistet menetelmät mahdollistavat sekä ajallisen että kaupunkien välisen vertailun. Yhdeksän vastikään uudistetun joukkoliikennejärjestelmän kautta tutkitaan matka-aikaprofiilien, aikataulurakenteen ja suunnistettavuuden vuorovaikutusta. Tulosten perusteella linjastouudistukset paransivat ruuhkapiikkien ulkopuolista palvelutasoa ja linjaston hahmotettavuutta sekä laajensivat tiheän vuorovälin linjastoa. Tulokset valaisevat myös yhteyksien vaihdottomuuden ja suunnistettavuuden kytköksiä. Tarkasteltaessa 24 Pohjoismaan kaupunkia paljastui yhtenevä näkemys joukkoliikenneverkoston suunnitteluperiaatteista, joskin painotuksissa ja perusteluissa löytyi eroja. Työssä ehdotetaan suunnistettavuuteen ja aikataulurakenteeseen liittyvien mieltymysten sekä aikataulurakenteen ja palvelutason yhteyden parempaan ymmärtämiseen tähtäävää tutkimusta. Lisäksi todetaan, että avoimen aikatauludatan hyvä saatavuus antaa hyvät edellytykset vertailevaan joukkoliikenneverkostotutkimukseen, joiden tulokset ovat helpommin yleistettävissä. Työssä rohkaistaan joukkoliikennesuunnittelun parissa työskenteleviä pelkkien etujen korostamisen sijaan suurempaan avoimmuteen suunnitteluratkaisujen kielteisten vaikutusten suhteen. Lisäksi ehdotetaan joukkoliikenneverkostomittareiden laajempaa hyödyntämistä, esimerkiksi eri kaupunkien linjastokonseptien vertailussa.
Description
Defence is held on 13.8.2021 15:00 – 18:00 The public defence will be organized remotely via Teams Teams link; https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ameeting_NWUxN2ZlZjEtOTMzMi00ZGJmLWEyYWMtY2ExZDZjYTRkNTg3%40thread.v2/0?context=%7b%22Tid%22%3a%22ae1a7724-4041-4462-a6dc-538cb199707e%22%2c%22Oid%22%3a%2229496725-0b11-4a9a-b252-75ebaa3f0f0d%22%7d
Supervising professor
Mladenović, Miloš, Assist. Prof., Aalto University, Department of Built Environment Engineering, Finland
Thesis advisor
Mladenović, Miloš, Assist. Prof., Aalto University, Department of Built Environment Engineering, Finland
Saramäki, Jari, Prof., Aalto University, Department of Computer Science Science, Finland
Keywords
network overhaul, legibility, joukkoliikenneverkosto, linjaston selkeys
Other note
Parts
  • [Publication 1]: Kujala, Rainer, Christoffer Weckström, Richard K. Darst, Miloš N. Mladenović, and Jari Saramäki. A collection of public transport network data sets for 25 cities. Scientific Data, 5, 180089, 2018.
    DOI: 10.1038/sdata.2018.89 View at publisher
  • [Publication 2]: Kujala, Rainer, Christoffer Weckström, Miloš N. Mladenović, and Jari Saramäki. Travel times and transfers in public transport: Comprehensive accessibility analysis based on Pareto-optimal journeys. Computers, Environment and Urban Systems, 67, p.41-54, 2018.
    Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201710137021
    DOI: 10.1016/j.compenvurbsys.2017.08.012 View at publisher
  • [Publication 3]: Weckström, Christoffer, Rainer Kujala, Miloš N. Mladenović, and Jari Saramäki. Assessment of large-scale transitions in public transport networks using open timetable data: case of Helsinki metro extension. Journal of Transport Geography, 79, 102470, 2019.
    Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201908154831
    DOI: 10.1016/j.jtrangeo.2019.102470 View at publisher
  • [Publication 4]: Weckström, Christoffer, Miloš N. Mladenović. Evaluation of public transport policy formulation and implementation: Case study of 24 mid-sized Nordic cities. Transportation Research Procedia, 45, p. 979-986, 2020.
    Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202004032709
    DOI: 10.1016/j.trpro.2020.02.068 View at publisher
  • [Publication 5]: Weckström, Christoffer, Rainer Kujala, Miloš N. Mladenović, and Jari Saramäki. Navigability assessment of large-scale redesigns in nine public transport networks: Open timetable data approach. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 147, p.212-229, 2021.
    Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202103312762
    DOI: 10.1016/j.tra.2021.02.015 View at publisher
Citation