Assessing the interdependency and resilience of multimodal airport accessibility under disruptions

This thesis examines the role of resilience in the topological and performance-oriented design of airport accessibility within a multimodal transport system. Focusing on the Milan metropolitan area, the research analyses how disruptions across interconnected modes influence passenger flows and travel time between a residential origin and Malpensa Airport. The proposed framework identifies and quantifies key resilience parameters to support the conceptual phase of airport infrastructure planning. A real case study is evaluated in which passengers reach the central multimodal hub at Milano Centrale using bus, metro, tram, or regional rail, and then continue to Malpensa Airport via the Malpensa Express or road-based services. Different types of disruptions are analysed as scenario of delay mode and unavailability mode. Results highlight a clear asymmetry in system resilience. The urban feeder network shows strong structural redundancy, maintaining stable Accessibility Redundancy Index (ARI) values under isolated delays, whereas the trunk corridor emerges as a critical bottleneck. Trunk service unavailability shifts demand beyond remaining capacity (load factor ρ > 1), triggering crowding penalties and reducing performance to Pmin = 0.749. Combined cross-layer disruptions, such as concurrent metro and trunk bus failures, further intensify degradation, lowering performance to Pmin = 0.699 and generating economic time costs up to e24.02 per passenger. Overall, the findings confirm that intermodal dependency strongly governs system re silience and contribute a data-driven framework to support the design of future multi modal airport corridors.

Questa tesi esplora il ruolo della resilienza nella progettazione topologica e prestazionale dell’accessibilità aeroportuale all’interno di un sistema di trasporto multimodale. Con centrandosi sull’area metropolitana di Milano, lo studio analizza come le interruzioni tra modalità di trasporto interconnesse influenzino i flussi di passeggeri e i tempi di viaggio tra un’origine residenziale e l’aeroporto di Malpensa. Il framework proposto identifica e quantifica i principali parametri di resilienza da considerare nella fase concettuale dello sviluppo planimetrico aeroportuale. Viene valutato un caso di studio reale in cui i passeggeri raggiungono l’hub multimodale centrale di Milano Centrale utilizzando autobus, metropolitana, tram o treno regionale, per poi proseguire verso l’aeroporto di Malpensa tramite il Malpensa Express o servizi su strada. Diverse tipologie di interruzione vengono analizzate sotto forma di scenari di ritardo e scenari di indisponibilità. I risultati quantitativi evidenziano una chiara asimmetria nella resilienza del sistema: la rete di adduzione urbana mostra elevata ridondanza strutturale, mantenendo valori stabili dell’Indice di Ridondanza dell’Accessibilità (ARI) durante ritardi isolati, mentre il corridoio principale (trunk) emerge come un collo di bottiglia critico. L’indisponibilità dei servizi trunk provoca spostamenti di domanda oltre la capacità residua (fattore di carico ρ > 1), generando penalità di affollamento e riducendo la prestazione del sistema fino a Pmin = 0.749. Inoltre, interruzioni combinate tra livelli diversi, come guasti simultanei di metropolitana e autobus aeroportuale, amplificano il degrado in modo non lineare, portando la prestazione a Pmin = 0.699 e determinando un costo economico del tempo fino a 24,02 e per passeggero nei casi più severi. Nel complesso, i risultati dimostrano che la dipendenza intermodale rappresenta un fattore chiave della resilienza del sistema e contribuiscono alla letteratura fornendo un framework progettuale robusto e basato sui dati per la pianificazione futura dei corridoi aeroportuali multimodali.