حل یک مدل جدید برای مسأله مسیریابی وسائط نقلیه با در نظر گرفتن ایمنی در حمل و نقل مواد خطرناک

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

مواد خطرناکی همانند مواد منفجره، اشتعال پذیر، سمی و اکسیدکننده، به عنوان مواد اولیه یا محصول استراتژیک در صنایع گوناگون، نقش بسیار مهمی در توسعه صنعتی کشور ایفا می کنند. همچنین، حمل و نقل این مواد نیز به دلیل ماهیت این نوع مواد، دارای ویژگیهای منحصر به فرد است. به همین دلیل، مسیر یابی مواد خطرناک، پیچیدگیهای بسیار بیشتری نسبت به مسیریابی مواد معمولی دارد، زیرا در این نوع مسیریابی، علاوه بر هزینه های حمل و نقل، ریسک حمل و نقل مواد خطرناک در مسیرها نیز باید در نظر گرفته شود، همچنین، بُعد زمان نیز با در نظر گرفتن زمان رسیدن مواد خطرناک به مشتریان و زمان تخلیه آن، می بایست در نظر گرفته شود. در این مقاله مدل جدیدی به منظور مسیریابی وسائط نقلیه به کمینه کردن ریسک حمل و نقل مواد خطرناک توسعه داده شده است. در این مدل سعی شده است، در مسیریابی وسائط نقلیه، علاوه بر کمینه کردن هزینه های حمل و نقل، کاهش ریسک مسیر نیز مورد توجه قرار گیرد و زما نبندی مناسبی برای خدمت دهی وسائط نقلیه به مشتریان ارائه شود تا هزینه های نیروی انسانی کمینه شود و امکان برنامه ریزی بهتری برای مسیریابی و توزیع مواد خطرناک به وجود آید. مسأله مسیریابی وسائط نقلیه مورد بررسی از نوع مسایل NP-Hard است، بنابراین با توجه به مدل ارایه شده چند هدفه، روش فرا ابتکاری NSGA- II پیشنهاد و برای نشان دادن کارآیی الگوریتم پیشنهادی، جوابهای به دست آمده در ابعاد کوچک با جوابهای به دست آمده از روش محدودیت اپسیلون مقایسه شد. نتایج نشان می دهند که درصد خطای توابع هدف نسبت به روش محدودیت اپسیلون در تمامی مسایل حل شده کمتر از 2 % است که کارآیی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد. علاوه بر این،
 زمان حل مسایل در دو بخش NSGA-II و روش محدویت اپسیلون نشان دهنده افزایش نمایی زمان حل با استفاده از روش محدودیت اپسیلون است. در مقابل زمان حل مسأله توسط NSGA-II با افزایش خطی نسبت به تغییرات در ابعاد مسأله مواجه شد، که این امر نشان دهنده کارآیی روش حل توسعه داده شده، برای حل مسأله در ابعاد واقعی و بزرگ است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Solving a NewVehicle Routing Problem Considering Safety in Hazardous Materials Transportation: AReal-case Study

چکیده [English]

Transportation of hazardous materials plays a significant role in economic activities in developing as well as developed countries because of the need of industrial plants to these materials. In many cases, production plants of hazardous materials are far from the consumers, wheretransportation of materials affects the safety of the people involved. In this paper, besides minimizing the cost of related transportation, reduction of accident probability as minimizing the risk of hazardous materials transportation, is also considered. The  importance of required time formaterials delivery is another main objective. The above issue is categorized in a vehicle routing problem with time windows (VRPTW). In this paper, a newmulti-objective mathematical model is presented and solved by the use of a well-known evolutionary algorithm, NSGA-II. Related computational results are compared by results of Lingo software using the ε-constraint method in small-sized test problems. A number of numerical investigations to evaluate the quality of solution sets versus time in large sizes are performed on various test instances. Results obtained by NSGA-II were compared based on two comparison metrics, namely spacing and quantity, in order to show the efficiency of the proposed NSGA-II. Finally, a real-case study was considered for shipping theChlorinegas capsulesfrom the Water & Wastewater Company to municipal water treatment facilities in Tehran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hazardous materials
  • Transportation
  • mathematical models
  • NSGA-II algorithm