محاسبه بافرهای زمانی با رویکرد فازی جهت جذب اختلالات در یک سیستم راه آهن درون شهری به همراه یک مطالعه موردی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی صنایع و سیستم ها، دانشگاه تهران

2 دکتری مهندسی صنایع، بخش حمل و نقل ریلی، شرکت گروه مپنا

3 کارشناس ارشد مهندسی صنایع، شرکت گروه مپنا

چکیده

مقاله حاضر در راستای مدیریت اختلالات قطارها در طی بلاکها و توقف در ایستگاه ها و دستیابی به قابلیت اطمینان مورد انتظار است. با توجه به اینکه در صورت عدم جذب مناسب اختلالات، این پدیده از یک قطار به قطار دیگر امکان افزایش دارد، بنابراین موضوع جذب آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. در حال حاضر، در مطالعات برنامه ریزی بهره برداری خطوط راه آهن درون شهری، مقدار مورد نیاز بافرهای زمانی به صورت غیردقیق و تقریبی برابر 5 ثانیه به ازای هر کیلومتر در نظر گرفته می‌شود. در این مقاله، هدف تعریف و محاسبه دقیق بافرهای زمانی با مقدار و مکان تخصیص مناسب است. در این راستا یک مدل ریاضی جدید ارائه و با بکارگیری رویکرد فازی، میزان بافرهای زمانی محاسبه می‌شود. همچنین جهت محاسبه حدود پایین و بالای مجموعه های فازی، یک رابطه ریاضی و الگوریتم ابتکاری ارائه می‌شود. در نهایت جهت شفاف شدن عملکرد رویکرد پیشنهادی، چندین مثال تصادفی به همراه یک مطالعه موردی در یکی از خطوط راه آهن درون شهری در ایران مورد بررسی و نتایج ارائه خواهد شد. نتایج نهایی بیانگر این موضوع هستند که بافرهای زمانی مورد نیاز با استفاده از روش پیشنهادی به صورت دقیق تری قابل محاسبه است و نتیجتاً محاسبات مربوط به تعداد قطار مورد نیاز و تعداد خطوط پارکینگ با دقت و اطمینان بالاتری قابل محاسبه خواهند بود.

کلیدواژه‌ها


- توکلی مقدم، رضا، محمود سلطانی، فرزاد و محمود آبادی،
عباس ) 1392 ( "توسعه مدل ریاضی مساله مسیر یابی حمل و
نقل مواد سوختی تحت شرایط فازی - مطالعه موردی"، فصلنامه
مهندسی حمل و نقل، جلد 4، شماره 3، ص. 220 - 209 .
- سپهری، محمد مهدی و پورسیدآقایی، محسن ) 1378 ( "برنامه
ریزی حرکت قطارها در خطوط یک خطه"، نشریه دانشکده فنی،
جلد 33 ، شماره 2، ص 87 - 97 .
- صفارزاده، محمود، یقینی، مسعود و تمنایی، محمد ) 1391 (
"ارایه مدل برنامه ریزی زمانبندی حرکت قطارها با درنظر گرفتن
محدودیت های ویژه مسیرهای تک خطه در شبکه ریلی ایران"،
فصلنامه مهندسی حمل و نقل، جلد 4، شماره 2، ص 151 - 166 .
- قصیری، کیوان و مرشد سلوک، فهیمه ) 1384 ( "ارائه یک
مدل ابتکاری مبتنی بر سیستم اجتماع مورچه ها برای حل مسئله
زمانبندی حرکت قطارها"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال دوم،
شماره 4، ص 257 - 270 .
- Bertsimas, D. and Sim, M. (2004) "The price of robustness",
Operations Research, Vol. 52, pp. 35-53.
- Burdett, R. L. and Kozan, E. (2010) "A sequencing
approach for creating new train timetables", OR
Spectrum, Vol. 32, pp. 163-193.
- Cacchiani, V., Caprara, A. and Toth, P .(2008 ) "A
column generation approach to train timetabling on a
corridor", 4OR, Vol. 6, pp. 125–142.
- Carey, M. (1999) “Ex ante heuristic measures of
schedule reliability”, Transportation Research Part B,
Vol. 33, pp. 473-494.
- Fischetti, M. and Monaci, M. (2009) "Light robustness",
Robust and Online Large-Scale Optimization, Lecture
Notes in Computer Science, Vol. 5868, pp. 61-84.
- Ghoseiri, K. Szidarovszky, F. and Asgharpour, M.
J. (2004) "A multi-objective train scheduling model
and solution", Transportation Research Part B, Vol.
38, pp. 927–952.
- Hofman, M. A. and Madsen, L. F. (2005) “Robustness
in train scheduling”, Master thesis, IMM, DTU.
- Hoogheimestra J.S. and Teunisse M.J.G. (1998)
“The use of simulation in the planning of the Dutch
railway services”, In Proceedings of the 1998 Winter
Simulation Conference.
- Jamili, A. and Ghannadpour, S. F. (2013) "Computing
the supplementary times and the number of
required trains in operation plan studies under stochastic
perturbations", 16th International IEEE Conference
on Intelligent Transportation Systems, The
Netherlands.
- Khan, M. B. and Zhou, X. (2010) "Stochastic Optimization
Model and Solution Algorithm for Robust
Double-Track Train Timetabling Problem", IEEE
Transactions on Intelligent Transportation Systems,
Vol. 11, No. 1, pp. 81- 89.
- Liebchen, C. (2004) "Symmetry for periodic railway
timetables", Electronic Notes in Theoretical
Computer Science, Vol. 92, pp. 34–51.
- Liebchen, C. Chachtebeck, M. Schoebel, A. Stiller,
S. and Prigge, A. (2010) "Computing delay resistant
railway timetables", Computers and Operations Research,
Vol.37 , No.5 pp. 857-868.
- Lindner, T. and Zimmermann, U. T. (2005) "Cost
optimal periodic train scheduling", Mathematical
Methods of Operations Research, Vol. 62, pp. 281–
295.
- Salido, M. A. , Barber, F. and Ingolotti, L. (2008) “
Robustness in railway transportation scheduling”, Intelligent
Control and Automation, WCICA 2008. 7th
World Congress on Intelligent Control and Automiation,
25-27 June 2008, pp. 2880-2885.
- Shafia, M. A. and Jamili, A. (2009) " Measuring the
train timetables robustness", 2nd International Conference
on Recent Advances in Railway Engineering (ICRARE-2009), Iran university of science and Technology
– Tehran – I.R. Iran.
- Shafia, M. A., Pourseyed Aghaee, M., Sadjadi, S.
J. and Jamili, A. (2012) “Robust train timetabling
problem: mathematical model and branch and bound
algorithm,” IEEE Transactions on Intelligent Transportation
Systems, Vol. 13, No. 1, pp. 307-317.
- Shafia, M. A., Sadjadi, S. J., Jamili, A., Tavakkoli-
Moghaddam, R. and Pourseyed Aghaee, M. (2012 )
"The periodicity and robustness in a single-track train
scheduling problem", Applied Soft Computing Journal,
Vol. 12, pp. 440–452.
- Vroman, M., Dekker, R. and Kroon, L. (2003)
“Reliability and heterogeneity of railway services”,
ERIM Research Report ERS-2003-090-LIS, Erasmus
University Rotterdam.
- Zadeh, L. (1965) "Fuzzy sets", Information and
Control, Vol. 8, pp. 38-53.
- Zhou, X. and Zhong, M. (2007) "Single-track train
timetabling with guaranteed optimality: Branch-andbound
algorithms with enhanced lower bounds",
Transportation Research - Part B, Vol. 41, pp. 320–
341.
- Zimmermann, H. J. (1996) "Fuzzy set theory and its
applications", 3rd ed., Kluwer Academic Publishers.