مدلسازی ریاضی دو هدفه برای مکان‌یابی ایستگاه‌های دوچرخه با در نظر گرفتن تعداد سفر – مطالعه موردی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، دانشکده مهندسی صنایع، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف‌آباد، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی صنایع، اصفهان، ایران

3 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه مهندسی صنایع، تهران، ایران

چکیده

افزایش آلودگی هوا و همچنین گرم شدن کره زمین باعث شده است که تمرکز مدیران و برنامه‌ریزان شهری بیشتر معطوف به حمل و نقل پاک و به عبارتی دیگر حمل و نقل همگانی گردد. در همین راستا نیز دوچرخه به عنوان یکی از ارکان حمل و نقل پاک بسیار مورد توجه برنامه‌ریزان قرار گرفته است و سعی در فرهنگ‌سازی برای استفاده از آن می‌کنند. به همین دلیل و برای افزایش استفاده از سیستم‌های اشتراک‌گذاری دوچرخه، در این مقاله به مکان‌یابی ایستگاه‌های دوچرخه و تعیین ظرفیت آن‌ها پرداخته می‌شود و به این منظور در ابتدا به ارائه یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی پرداخته می‌شود. در این مدل، تقسیم شهر به تعدادی ناحیه ترافیکی و تعیین تعداد ایستگاه‌های دوچرخه صورت می‌گیرد. اهداف مهم این مدل، کمینه کردن تعداد ایستگاه‌ها و ظرفیتی است که بایستی در سطح شهر ایجاد و نصب گردد و همچنین بیشینه کردن فاصله دو ایستگاه که در ناحیه ایجاد می‌شوند، است. سپس الگوریتم تکاملی چندهدفه معروف به الگوریتم ژنتیک مرتب شده نامغلوب (NSGA-II) برای حل آن استفاده می‌شود. در انتها نیز برای ارزیابی قابلیت اجرایی مدل ارائه شده در این مقاله، مکان‌یابی ایستگاه‌های دوچرخه یک کلان‌شهر به عنوان مطالعه موردی انجام می‌گیرد. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم NSGA-II دو جواب را برای مسأله نشان داد که با مقایسه مقادیر تابع هدف در دو جواب بدست آمده نشان داد که جواب دوم که هدف اول مسأله را کمینه و هدف دوم را بیشینه نموده بود مناسب‌تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Bi-Objective Mathematical Modeling for Location of Bicycle Sharing Stations Considering the Travel Frequency – A Case Study

نویسندگان [English]

  • Reza Tavakkoli-Moghaddam 1
  • Mohammad Mehdi Tavakoli 2
  • Mohammad Jaberi 3
1 Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Ph.D. Candidate, Department of Industrial Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
3 Ph.D. Candidate, Department of Industrial Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Due to increasing air pollution and global warming, urban managers and experts have focused on clean transportation, such as public transportation. In this regard, they have increasingly paid attention to bicycle as one element of the clean transportation systems, which tries to encourage people to use this system. For this reason and increasing the use of the bicycle sharing system, this study determines the location of bicycle stations and its capacity. Thus, mathematical modelling is first presented by dividing the city into different traffic areas and determining the location of bicycle stations. The main objectives are to find the minimum number of bicycle stations and their capacity as well as the maximum the distance between two bicycle stations in an area. Then, a multi-objective evolutionary algorithm, known as non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II), is applied to solve the presented model. Finally, a case study in a metropolis is provided to show the performance of the proposed model in practice. Two solutions are obtained using NSGA-II. By comparing the solutions, it is concluded that the second solution which minimizes the first objective function and maximize the second objective function is a proper solution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bicycle sharing system
  • bi-objective mathematical modeling
  • multi-objective genetic algorithm

مراجع

- آل‌نوری، هومن، مشکانی، سید مهدی، صفارزاده، محمود و شرافتی‌پور سعید (1393) "مکانیابی دوربینهای ورودی محدوده زوج و فرد با رویکرد پوشش بیشینه تخلفات"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل. سال ششم، شماره دوم، ص. 181-196.
- احـدی، حمیدرضا، قاسمی صاحبی، منان و ذاکری سردرودی، جبارعلی (1392) "اولویت‌بندی روشهای حمل و نقل عمومی در شهر تهران به منظور اصالح نظام تخصیص بودجه". فصلنامه مهندسی حمل و نقل. سال چهارم، شماره سوم، ص. 197-208.
- ممدوحی، امیررضا و امینی، وجیهه (1393) "یک تحلیل از تأثیر سطح عرضه بر میزان استفاده از دوچرخه در سفرهای کاری و تحصیلی" ، فصلنامه مهندسی حمل و نقل. سال ششم، شماره دوم، ص. 341-354.
- Arabzad, S. M., Ghorbani, M. and Tavakkoli-Moghaddam, R. (2014) “An evolutionary algorithm for a new multi-objective location-inventory model in a distribution network with transportation modes and third party logistics providers”. International Journal of Production Research. Vol. 53, No. 4, pp. 1038-1050.
- Bonnette, B. (2007) “The implementation of a public-use bicycle program in Philadelphia”. Urban Studies Program. Senior Seminar Papers. Pennsylvania University.
- Büttner, J., Mlasowsky, H., Birkholz, T., Groper, D., Fernandez, A. C., Emberger and Banfi, M. (2011) “Optimising Bike Sharing in European Cities: A Handbook”, Intelligent Energy Europe program (IEE). http://obisproject.com. Accessed Feb. 13, 2012.
- Caggiani, L. and Ottomanelli, M. (2013) “A dynamic simulation based model for optimal fleet repositioning in bike-sharing systems”. Procedia - Social and Behavioral Sciences. Vol. 87, No. 1, pp. 203 – 210.
- Contrado, C., Morenci, C. and Rousseau, L.-M. (2012) “Balancing a dynamic public bike-sharing system”, https://www.cirrelt.ca/DocumentsTravail/ CIRRELT-2012-09.pdf. Accessed Mar. 20, 2012.
- Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S. and Meyarivan, T. (2002) “A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGAII.” IEEE Transactions onEvolutionary Computation, Vol. 6, No. 2, pp. 181–197.
- Dill, J. and Voros, K. (2007) “Factors affecting bicycling demand: Initial survey findings from the Portland region”, Washington, DC: Transportation Research Board.
- Ehrgott, M. )1999. “Multicriteria optimization”, 2nd Ed., Berlin: Springer.
- Froehlich, J., Neumann, J. and Oliver, N. (2008) “Measuring the pulse of the city through shared bicycle programs”, Urban Sense 08, Raleigh, NC, USA.
- García-Palomares, J. C., Gutiérrez, J. and Latorre, M. (2012) “Optimizing the location of stations in bike-sharing programs: A GIS approach”. Applied Geography, Vol. 35, No. 1, pp. 235-246.
- Heinen, E., van Wee, B. and Maat, K. (2010) “Commuting by bicycle: An overview of the literature”,  Transport Reviews, Vol. 30, No. 1, pp. 59-96.
- Jensen, P., Rouquier J. B., Ovtracht, N., Robardet, C. (2010) “Characterizing the speed and paths of shared bicycle use in Lyon”,  Transportation Research - Part D: Transport and Environment, Vol. 15, No. 8, pp. 522-524.
- Martens, K. (2007) “Promoting bike and ride: the Dutch experience”,  Transportation Research - Part A: Policy and Practice. Vol. 41, No. 4, pp. 326-338.
- Midgley, P. (2011) “Bicycle-sharing schemes: Enhancing sustainable mobility in urban areas”. Background Paper No. 8, CSD19/2011/BP8, Commission on Sustainable Development, United Nations.
- Lin, J. R. and Yang, T. H. (2011) “Strategic design of public bicycle sharing systems with service level constraints”,  Transportation Research - Part E: Logistics and Transportation Review. Vol. 47, No. 2, pp. 284-294.
- Romero, J. P., Moura, J .L., Ibeas, A. and Benavente, J. (2012) “Car-bicycle combined model for planning bicycle sharing systems”. Transportation Research Board. Paper #12-3062.
- Shu, J., Chou, M., Liu, Q., Teo, C. P. and Wang, I. L. (2010) “Bicycle-sharing system: Deployment, utilization and the value of re-distribution”. Singapore: National University of Singapore- NUS Business School. http://www.bschool.nus.edu.sg/ Staff/bizteocp/BS2010.pdf.
- Stinson, M. A. and Bhat, C. R. (2003) “An analysis of commuter bicyclist route choice using a stated 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 تیر 1394
  • تاریخ بازنگری: 17 بهمن 1395
  • تاریخ پذیرش: 18 بهمن 1395

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار