مدل­سازی ریاضی چندهدفه برنامه­ ریزی تشکیل قطار با در نظر گرفتن محدودیت انتخاب مسیر در شبکه ریلی و فروش از دست رفته

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
رضا علیخانی کوشکک 1
رضا توکلی مقدم 2
سعدالله ابراهیم نژاد 3
امین جمیلی 4
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی صنایع، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 استاد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی صنایع، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
4 دانشیار، دانشکده مهندسی صنایع، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
10.22119/jte.2025.79633
چکیده
مسئله برنامه ریزی تشکیل قطار  یکی از مراحل برنامه ریزی حمل بار در شبکه ریلی است که نوع و تواتر حرکت قطارها جهت جابجایی بارها را تعیین می کند و طبق یک طرح بهینه، نحوه تخصیص تقاضاهای حمل ونقلی به قطارهای برنامه ­ریزی شده را مشخص می نمایدکه با محدودیت هایی اعم از تنوع و ظرفیت قطارها، ظرفیت مسیرهای ریلی، رضایت مشتریان، انتظارات صاحبان شبکه ریلی و نیز محدودیت ایستگاه های موجود در شبکه (از لحاظ ظرفیت مرتبط با عملیات مانور واگن­ ها، پذیرش و اعزام قطارها) مواجه هست. این برنامه ریزی به دنبال دستیابی به اهداف متعدد من جمله تعدیل فشار عملیاتی در ایستگاه های شبکه راه آهن، افزایش سودآوری، دستیابی به رضایت مشتریان، جریان مطلوب بار در شبکه و نیز بهره ­برداری بهینه از ظرفیت ناوگان می باشد. با توجه به بررسی حاصل از تحقیقات مرتبط با برنامه ریزی شبکه حمل ونقل ریلی و تحلیل شکاف، در این پژوهش، یک نوآوری با رویکرد توسعه مدل مبنا و مبتنی بر مسیریابی با قابلیت امکان تصمیم گیری درخصوص پذیرش یا رد خدمات حمل بار تقاضا شده ارائه گردیده است. با عنایت به مدل چندهدفه، از روش­ های برنامه ریزی آرمانی و ال پی متریک استفاده گردید و به منظور تست و حل مدل، با بکاربردن داده هایی که بصورت تصادفی شدند، از نرم افزار گمز بهره گرفته شد. جواب­ های حاصل از حل مدل و در زمان مناسب، حاکی از کارایی و صحت مدل می باشد و مبین قابلیت مدل مزبور برای پاسخگویی به شرایط واقعی شبکه حمل ونقل ریلی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Multi-Objective Mathematical Modeling of Train Makeup with a Routing Problem in a Railway Network and Possibility of Lost Sell

نویسندگان English

Reza Alikhani-Kooshkak 1
Reza Tavakkoli-Moghaddam 2
Sadoullah Ebrahimnejad 3
Amin Jamili 4
1 Ph.D. student, School of Industrial Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Industrial Engineering, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
4 Associate Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

A train makeup problem (TMP) is one of the important stages of transportation planning in the rail network, which determines the type and frequency of train movements in order to ship the cargoes efficiently. Based on an optimal plan, the TMP specifies how to allocate shipments to scheduled trains. In this process of planning, there are different constraints that are considered in this paper as follows: diversity and capacity of trains, capacity of railways, customer satisfaction and expectations of custodians and railway network officials in terms of income and expenses. In addition, the constraints of the existing stations in the railway network, including the capacity of shunting yard (i.e., classification yard) and lines for the reception and dispatching the trains are added. The TMP is inherently a multi-objective model that aims at achieving multiple goals, such as distribution of pressure in stations according to the balance plan, boosting the profitability, increasing customer satisfaction, optimal transmitting in a railway network and optimal utilization of fleet capacity. Furthermore, a new TMP model integrated a routing problem with the ability of lost demands is presented. Goal programming and Lp metric methods are used for the multi-objective problem and a number of test problems are generated and solved by GAMS software. The results show the capability of the proposed model and the efficiency of the method used to solve a real life problem in the rail network.

کلیدواژه‌ها English

Train makeup, Routing problem, Multi-objective optimization, Lp metric, Goal programming
- افتخارزاده، ف.، شاهی، ج. (1381) " مدلسازی تشکیل قطارهای باری با فرمولبندی جدید "، مجله ایرانی علوم و تکنولوژی، شماره بیست و هفتم، زمستان 1381، صفحه. 129-131.
 
- یقینی، م.، لسان، ج. (1389) " برنامه ریزی عملیات حمل و نقل ریلی "، مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، چاپ اول، سال 1389.
 
- Anzhou, L. B. H. (1998) "Theory and model for combined empty and loaded car makeup decisions", Journal of the China Railway Society, 5.
 
- Assad, A. A. (1980) "Modelling of rail networks: toward a routing/makeup model", Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 14, No. 1, pp. 101-114.
 
- Berechman, J. (1994) "Urban and regional economic impacts of transportation investment: a critical assessment and proposed methodology", Transportation Research Part A: Policy and Practice, Vol. 28, No. 4, pp. 351-362.
 
- Bo-Liang, L. (1996) "Optimization of train makeup plan with nonlinear reclassifying cost", Journal of the China Railway Society, S1.
 
- Boysen, N., Emde, S., & Fliedner, M. (2016) "The basic train makeup problem in shunting yards", OR spectrum, Vol. 38, No. 1, pp. 207-233.
- Daganzo, C. F. (1986) "Static blocking at railyards: Sorting implications and track requirements", Transportation Science, Vol. 20, No. 3, pp. 189-199.
 
- Gallardo-Bobadilla, R., & Doucette, J. (2014) "A Linear Programming Model for Optimization of the Railway Blocking Problem".
 
- He, S., Song, R., & Chaudhry, S. S. (2003) "An integrated dispatching model for rail yards operations", Computers & Operations Research, Vol. 30, No. 7, pp. 939-966.
 
- Khaled, A. A., Jin, M., Clarke, D. B., & Hoque, M. A. (2015) "Train design and routing optimization for evaluating criticality of freight railroad infrastructures", Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 14, pp. 71-84.
 
- Li, F., Gao, Z., Li, K., & Wang, D. Z. (2012) "Train routing model and algorithm combined with train scheduling", Journal of Transportation Engineering, Vol. 139, No. 1, pp. 81-91.
 
- Newton, H. N., Barnhart, C., & Vance, P. H. (1998) "Constructing railroad blocking plans to minimize handling costs", Transportation Science, Vol. 32, No. 4, pp. 330-345.
 
- Sun, Y., Cao, C., & Wu, C. (2014) "Multi-objective optimization of train routing problem combined with train scheduling on a high-speed railway network", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol. 44,pp. 1-20.
 
- Yaghini, M., Foroughi, A., & Nadjari, B. (2011) "Solving railroad blocking problem using ant colony optimization algorithm", Applied Mathematical Modelling, Vol. 35, No. 12, pp. 5579-5591.
 
- Yaghini, M., Momeni, M., & Sarmadi, M. (2013) "An improved local branching approach for train formation planning", Applied Mathematical Modelling, Vol. 37, No. 4, pp. 2300-2307.
 
- Yaghini, M., Momeni, M., & Sarmadi, M. (2014) "Solving train formation problem using simulated annealing algorithm in a simplex framework", Journal of Advanced Transportation, Vol. 48, No. 5, pp. 402-416.
 
- Yaghini, M., Momeni, M., & Sarmadi, M. (2015) "A hybrid solution method for fuzzy train formation planning", Applied Soft Computing, Vol. 31, pp. 257-265.

  • تاریخ دریافت 02 آبان 1396
  • تاریخ بازنگری 27 تیر 1397
  • تاریخ پذیرش 03 مرداد 1397