مسأله مکان یابی پایانه‌های انتقال و مسیریابی مواد خطرناک توسط حمل ونقل دووجهی ریل و جاده با درنظرگیری توازن ریسک در شبکه

قادری, عبدالسلام; معقولی, مهدیه

مسأله مکان یابی پایانه‌های انتقال و مسیریابی مواد خطرناک توسط حمل ونقل دووجهی ریل و جاده با درنظرگیری توازن ریسک در شبکه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

² دانشجوی کارشناسی ارشد ، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

حملونقل مواد خطرناک برخلاف مواد دیگر به واسطه داشتن مخاطرات متعدد، از جنبه‌های مختلف اقتصادی و اجتماعی مورد توجه ویژهی شرکت‌های حمل‌ونقل و برنامه‌ریزان حمل‌ونقل قرار دارد. در تحقیق پیشرو، به بررسی و مطالعه‌ مسأله مکانیابی و مسیریابی مواد خطرناک توسط حملونقل چندوجهی متشکل از ریل و جاده پرداخته خواهد شد. در این دسته از مسائل، علاوه بر جنبه اقتصادی یا هزینه که توسط حاملان حملونقل حائز اهمیت است، تمرکز متولیان و مقامات دولتی معمولاً برجنبه اجتماعی یا توزیع متوازن و عادلانه ریسک معطوف بوده است. از اینرو، مسائل مطرح شده در این حوزه از حملونقل دارای اهداف چندگانه و غالباً متناقض از جنس هزینه و ریسک هستند. به همین منظور در این پژوهش، یک مدل برنامهریزی ریاضی عدد صحیح مختلط سه‌هدفه مبتنی به یال و باتوجه به اهداف کمینه‌سازی هزینه‌ها، کمینهسازی بیشینه ریسک یالها و کمینهسازی بیشینه ریسک پایانه‌های انتقال جهت یافتن همزمان مکان بهینه‌ی پایانههای چندوجهی و مسیرهای بهینه جابجایی مواد خطرناک ارائه میشود. به منظور حل مدل از رویکرد محدودیت اپسیلون بهبودیافته که از لحاظ سرعت و کارآیی نسبت به نسخه سنتی آن برتری قابل‌ملاحظه‌ای دارد، استفاده خواهد شد. از آنجاییکه مدل مطرح شده دارای تعداد بسیار زیادی بهینه پارتویی است و انتخاب بهترین جواب از میان این مجموعه جواب‌ها برای تصمیمگیرنده مشکل است؛ بنابراین، مجموعهای از شاخصهای عملکردی متشکل از شاخص‌های توزیع متوازن ریسک داخل شبکه برای انتخاب جواب مناسبتر ارائه میشود. تجزیه و تحلیل‌هایی صورت گرفته بر روی مسائل نمونه با ابعاد مختلف، نشان از برتری مدل‌ ارائه شده از جنبه‌ی توزیع متوازن و عادلانه ریسک نسبت به مدل‌های مرسوم در شبکههای حملونقل دوجهی ریل و جاده دارد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20086598.1397.9.4.6.2

موضوعات

برنامه ریزی حمل و نقل

عنوان مقاله [English]

Transfer Point Location and Routing of Hazardous Material Problem with Bi-Modal Rail - Road Transportation Considering Risk Equity in the Network

نویسندگان [English]

Abdolsalam Ghaderi ¹
Mahdiye Maghouli ²

¹ Assistant Professor, Department of Industrial Engineering, Industrial Engineering, University of Kurdistan, Sanadaj, Iran

² Department of Industrial Engineering, Industrial Engineering, University of Kurdistan, Sanadaj, Iran

چکیده [English]

Unlike other materials, transportation of hazardous materials due to the multiple risks, has been considered by transportation companies and planners in economic and social aspects. The present research investigates the problem of location and routing of hazardous materials by the rail-road multimodal transportation. In this category of problems, in addition to efficiency aspect or cost that is important for carriers, the focus of authorities and government officials usually is on social aspect or balanced and equitable distribution of risk. Therefore, issues raised in this field of transportation has multiple and often contradictory objectives including cost and risk. In this study, a path based mixed integer multi-objective mathematical programming model that focuses on minimizing costs, minimizing the maximum risk-edge and minimizing the maximum transfer terminals risk to find simultaneously the optimum location of transportation terminals and optimal routing of hazardous materials is presented. The model is solved by an improved -constrained approach that has priority based on speed and performance compared to the traditional version. Since the presented problem has a large number of Pareto optimal solutions, choosing the best solution from among this set of solutions for decision-makers is difficult; therefore, a set of performance indicators including risk equity indexes within the network is provided to select the appropriate solution. Computational studies carried out on some instances with different dimensions, showing the superiority of the proposed model compared to conventional models in spreading the risk equitably in rail-road multimodal transportation networks.

کلیدواژه‌ها [English]

risk distribution
Multimodal Transportation
location-routing
hazardous materials transportation

مراجع

-توکلی مقدم، ر.، علینقیان، م.، نوروزی، ن. و سلامت بخش، ع.(1390) «حل یک مدل جدید برای مسأله مسیریابی وسائط نقلیه با در نظر گرفتن ایمنی در حملونقل مواد خطرناک»، فصلنامه مهندسی حملونقل، جلد2، شماره 3، ص. 237-223.

-صفارزاده، م.، ابریشمی، ا. و حسنپور، س. (1394) «ارزیابی مسیرهای حمل مواد خطرناک مبتنی بر ریسک-مطالعه موردی مسیرهای تهران-مازندران»، فصلنامه مهندسی حملونقل، دوره 7، شماره 1، صفحه 73-86.

-جلیلیبال، الف.، توکلی مقدم، ر. و جوانشیر، ح. (1395) «ارزیابی مسیرهای حمل مواد خطرناک مبتنی بر ریسک-مطالعه موردی مسیرهای تهران-مازندران»،فصلنامه مهندسی حملونقل، در انتظار انتشار

-Ardjmand, E., Weckman, G., Park, N. Taherkhani H..and Singh, M. (2015) "Applying genetic algorithm to a new location and routing model of hazardous materials”, International Journal of Production Research, Vol. 53, No. 3, pp. 916-928.

-Bianco, L., Caramia, M. and Giordani, S. (2009) "A bilevel flow model for hazmat transportation network design", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol. 17, No. 2, pp. 175-196.

-Cappanera, P., Gallo, G. and Maffioli, F. (2003) "Discrete facility location and routing of obnoxious activities", Discrete Applied Mathematics, Vol. 133, No. 1, pp. 3-28.

-Carotenuto, P., Giordani, S. and Ricciardelli, S. (2007) "Finding minimum and equitable risk routes for hazmat shipments", Computersand Operations Research, Vol. 34, No. 5, pp. 1304-1327.

-Current, J. and Ratick, S. (1995) "A model to assess risk, equity and efficiency in facility location and transportation of hazardous materials", Location Science, Vol. 3, No. 3, pp. 187-201.

-Erkut, E. and Verter, V. (1998) "Modeling of transport risk for hazardous materials”, Operations Research, Vol. 46, No. 5, pp. 625-642.

-FICO Xpress Team (2009) "MIP formulations and linearizations", Xpress Optimization Suite, Reference manual.

-Forkenbrock, D. J. (2001) "Comparison of external costs of rail and truck freight transportation", Transportation Research Part A: Policy and Practice, Vol. 35, No. 4, pp. 321-337.

-Gopalan, R., Kolluri, K.S., Batta, R. and Karwan, M. H. (1990) "Modeling equity of risk in the transportation of hazardous materials", Operations Research, Vol. 38, No. 6, pp. 961-973.

-Jacobs, T. L. and Warmerdam, J. M. (1994) "Simultaneous routing and siting for hazardous-waste operations", Journal of Urban Planning and Development, Vol. 120, No. 3, pp. 115-131.

-Jiang, Y., , Zhang, X., Rong, Y. and Zhang, Z. (2014) "A multimodal location and routing model for hazardous materials transportation based on multi-commodity flow model", Procedia-Social and Behavioral Sciences , Vol. 138, pp. 791-799.

-Kang, Y., Batta, R. and Kwon, C. (2014) "Generalized route planning model for hazardous material transportation with var and equity considerations", Computers and Operations Research, Vol. 43, pp. 237-247.

-Mavrotas, G. (2009) "Effective implementation of the ε-constraint method in multi-objective mathematical programming problems", Applied Mathematics and Computation, Vol. 213, No. 2, pp. 455-465.

-Mavrotas, G. and Florios, K. (2013) "An improved version of the augmented ε-constraint method (AUGMECON2) for finding the exact pareto set in multi-objective integer programming problems", Applied Mathematics and Computation, Vol. 219, No. 18, pp. 9652-9669.

-Samanlioglu, F. (2013) "A multi-objective mathematical model for the industrial hazardous waste location-routing problem", European Journal of Operational Research, Vol. 226, No. 2, pp. 332-340.

-Stowers, C. L. and Palekar, U. S. (1993) "Location models with routing considerations for a single obnoxious facility", Transportation Science, Vol. 27, No. 4, pp. 350-362.

-Torrey, W. Ford and Murray, D. (2014) "An analysis of the operational costs of trucking: , Arlington. Virginia, American Institute of Transportatioin Engineering.

-Verma, M. (2009) "A cost and expected consequence approach to planning and managing railroad transportation of hazardous materials", Transportation Research Part D: Transport And Environment, Vol. 14, No. 5, pp. 300-308.

-Xie, Y., Lu, W., Wang, W. and Quadrifoglio L. (2012) "A multimodal location and routing model for hazardous materials transportation", Journal of Hazardous Materials, Vol. 227, pp. 135-141.