بهینه سازی سیستم حمل و نقل عمومی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات با بردار ارزیابی - مطالعه موردی در سازمان اتوبوس رانی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه پیام نور

2 استاد دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران

چکیده

گسترششهرها باعثافزایشتقاضایسفرمی­شود. پاسخگوییبه نیازسفرجمعیتشهرهایبزرگ توسطوسایلنقلیه غیرجمعیامکان­پذیرنیست. لذارویآوردنبه سمتاستفادهازانواعسیستم­های حملو نقلعمومی،جهت جابجاییمردمدر  شهرها،امریبدیهیواجتناب­ناپذیراست. پارامترهای مختلفی در توسعه سیستم حمل و نقل عمومی دخیل است که از جمله آن­ها می­توان به زمان سفر، زمان پیاده­روی تا ایستگاه، راحتی سفر، هزینه استفاده از سیستم حمل و نقل عمومی و حداکثر پوشش مسیرها و عبور از مراکز اصلی شهر و غیره نام برد، ولی مهم­ترین پارامتری که باعث افزایش استفاده از سیستم حمل و نقل عمومی می­شود، زمان سفر و هزینه سفر برای متقاضیان است. بنابراین در این مقاله، یک مدل ریاضی چندهدفه با حداقل کردن هزینه و زمان سفر در حالی که مسیرها با حداقل اتوبوس پوشش داده می­شود، ارایه می­شود. با توجه به پیچیده­گی و سخت بودن مسایل مسیریابی، برای حل این مسأله از الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات با بردار ارزیابی (VEPSO) برای مسیرهای موجود در سیستم اتوبوس­رانی شهر اردبیل استفاده و نتایج آن با الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات چندهدفه (MOPSO) مقایسه می­شود. مقایسه نتایج الگوریتم­ها با شاخص­های چندهدفه، کارایی الگوریتم VEPSO را نسبت به MOPSO، برای مطالعه موردی موردنظر نشان می­دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


­-آقاجان­زاده، ح. و آقاجان­زاده، ن. (1388) "یافتن مسیر بهینه حرکت برای اتوبوس­های درون شهری و بهترین محل برای احداث ایستگاه­های اتوبوس درون شهری بوسیله الگوریتم ژنتیک"، مجموعه مقالات دومین کنفرانس شهر الکترونیکی.
­-برگ­گل، الف.، کیامهر، ر.، احمدی چالسرا، ع.، احمدی چالسرا، م. (1392) "بهینه­سازی شبکه اتوبوس­رانی درون­شهری با استفاده از الگوریتم ژنتیک (مطالعه موردی: شهر رشت)"، کنفرانس بین­المللی مهندسی عمران، معماری و توسعه پایدار شهری.
­-تارخ، ج.، دبیری، م.، یدالله ­نژاد، ن.الف. و کرمی، و. (1390) "مدلسازی و حل مسأله مسیریابی وسیله نقلیه با تابع هزینه پله­ای وابسته به مقدار بارگیری (مطالعه موردی: شرکت فرگاز مازندران)"، نشریه تخصصی مهندسی صنایع، دوره 45، شماره 2، ص. 131-144.
­-توکلی ­مقدم، ر.، علینقیان، م.و  سلامت بخش، ع. (1393) " مسأله مسیریابی وسائط نقلیه دوره ای با پنجره زمانی در حالت رقابتی با روش شبیه سازی تبرید بهبود یافته"، فصل­نامه مهندسی حمل و نقل،  دوره 5، شماره 4، ص. 449-470.
­-چگینی، ف.، صفارزاده، م.، زرین مهر، الف.ع. و فغانی، ع. (1391) "طراحی شبکه اتوبوسرانی با هدف بیشینه­سازی رضایت استفاده کنندگان"، دوازدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی حمل و نقل و ترافیک.
­-حسنی ­نسب، س.ش.، صفارزاده، م و ممدوحی، الف.ر. (1390) "روشی برای مسیریابی بهینه در حمل و نقل همگانی یکپارچه شبکه اتوبوس و اتوبوس تندرو"، فصل­نامه مهندسی حمل و نقل، سال 2، شماره 4، ص. 303-316.
­-عیدی، ع.، قاسمی نژاد، س.ع. و محققی، ح. (1392) "مسیریابی وسایل نقلیه چندهدفه با کالاهای مناسبتی"، نشریه تخصصی مهندسی صنایع، دوره 47، شماره 2، ص. 215 تا 228.
­-کهفی، ع. و توکلی­مقدم، ر. (1394) "حل مدل مسیریابی وسایل نقلیه چندانباره مبتنی بر کاهش ریسک با استفاده از یک الگوریتم خفاش چندهدفه"، فصل­نامه مهندسی حمل و نقل،  دوره 6، شماره 3، ص. 383-547.
­-مهرآوران، م.، فرقانی، و. و  باقری، ع. (1391) "مسیریابی بهینه سیستم­های اتوبوس­رانی داخل شهری با استفاده از الگوریتم ژنتیک"، دوازدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی حمل و نقل و ترافیک.
­-یقینی، م.، مومنی، م. و  سرمدی، م.ر. (1389) "یافتن کوتاهترین مسیر همیلتونی برای شهرهای ایران با استفاده از الگوریتم­های جستجوی ممنوعه و ممتیک"، فصل نامه مهندسی حمل و نقل، سال 2، شماره 2، ص. 181-19
­-Baños, R., Ortega, J., Gil, C., Márquez, A. L. and deToro, F. (2013) "A hybrid meta-heuristic for multi objective vehicle routing problems with time windows", Computers and Industrial, Engineering, Vol. 65, No. 2, pp. 286-296.
­-Bielli, M., Caramia, M. and Carotenuto, P. (2002) "Genetic algorithms in bus network optimization", Transpiration Research, Part C 10, pp. 19-34.
­-Chakroborty, P. )2003) "Genetic algorithms for optimal urban transit network design", Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, Vol. 18, pp. 184-200.
­-Chakroborty, P. and Wivedi, T. (2002) "Optimal route network design for transit system using genetic algorithms", Journal of Engineering Optimization, Vol. 34, No 1, pp. 83-100.
­-Coello, C. C. (1999) "A comprehensive survey of evolutionary-based multi-objective optimization techniques",  Knowledge and Information Systems, Vol. 1, No. 3,  pp. 269-308.
­-Ghannadpour, S. F., Noori, S. and Tavakkoli-Moghaddam, R. (2014) "A multi-objective vehicle routing and scheduling problem with uncertainty in customers’ request and priority", Journal of Combinatorial Optimization, Accepted for publication, Vol. 28, No. 2, pp. 414-466.
­-Hahsler, M and Hornik, H. (2009) "Introduction to TSP-infrastructure for the traveling salesperson problem ", Journal of Statistical Software, Vol. 23, pp.1-21.
­-Hwe, S. K., Cheung, R., Wan, Y. (2006) "Merging bus routes in Hong Kong’s Central Business District: Analysis and models", Transportation Research, Part A, 40, pp.918-935.
­-Kechagiopoulos, P. and Beligiannis, G. (2014) "Solving the Urban Transit Routing Problem using a particle swarm optimization based algorithm", Applied Soft Computing Vol. 21, pp. 654–676.
­-Kennedy, J., Eberhart, R. C. and Australia, P. (1995) "Particle swarm optimization", Proc. IEEE International Conferences Neural Networks 1995 (ICNN’95), Vol. 5, pp.1942-1948.
­-Kennedy, J. and Eberhart, R. C. (1997) "A discrete binary version of the particle swarm algorithm", IEEE International Conference on Computational Cybernetics and Simulation, Vol.5, pp. 4104-4108.
­-Kritikos, M. N. and Ioannou, G. (2013) "The heterogeneous fleet vehicle routing problem with overloads and time windows", Int. J. Production Economics, Vol. 144, No. 1, pp. 68-75.
-Moore, J. and Chapman R. (1999) "Application of particle swarm to multi-objective optimization", Department of Computer Science and Software Engineering, Auburn University.
­-Norouzi, N., Sadegh-Amalnick, M. and Alinaghiyan, M. (2015) "Evaluating of the particle swarm optimization in a periodic vehicle routing problem", Journal of Measurement, Vol. 62, pp.162–169.
­-Parsopoulos, K. E. and Vrahatis, M. N. (2010) "Particle swarm optimization and intelligence advances and applications", Yurchak Printing Inc., United Sates of America, ISBN 978-1-61520-666-7.
­-Szeto, W. and Yongzhong, W. (2010) "A simultaneous bus route design and frequency setting problem for Tin Shui Wai, Hong Kong", European Journal of Operational Research, Vol. 209, pp. 141-155.
­-Taguchi, G., Chowdhury, S. and Wu, Y. (2005) "Taguchi’s quality engineering handbook", Wiley Publishing.
­-Yang, C. and Simon, D. (2005) "A new particle swarm optimization technique", 18th International Conferences System Engineering, 2 .ICS Eng.  2005, pp.164-169.
­-Zhao, F. (2006) "Larg-scale transit network optimization by minimizing user cost and transfers", Journal of Public Transportation, Vol. 9, No. 2, pp. 107-129.
­-Zhao, F. and Zeng, X. (2006) "Simulated annealing-genetic algorithm for transit network optimization", Journal of Computing in Civil Engineering, Vol. 20, No. 1, pp. 57-68.