حل مسأله مسیریابی وسایل نقلیه سبز با در نظر گرفتن وضعیت ترافیک شهری و کاهش سوخت مصرفی در توزیع کالاهای فاسدشدنی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران

4 استاد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

امروزه حمل و نقل و لجستیک به دلیل اثراتی که بر متغیرهای اصلی اقتصاد کشور مانند تولید، اشتغال، قیمت و شاخص هزینه زندگی بر جای می‌گذارد، به عنوان پیشران در توسعه اقتصادی در کشورها محسوب می­شود. آمارها نشانگر آن است که مصرف سوخت بخش قابل توجهی از هزینه­های حمل و نقل را در بر می‌گیرد. از سویی دیگر، وضعیت ترافیک نیز یکی از عوامل مؤثر در تعیین زمان سفر وسایل نقلیه بین نقاط تقاضا در یک زنجیره تامین، افزایش مصرف سوخت و در نتیجه تشدید اثرات مخرب گازهای گلخانه­ای محسوب میشود. در این مقاله، یک مدل برنامه­ریزی عدد صحیح مختلط جدید برای مسأله مسیریابی وسایل نقلیه با توجه به شرایط متفاوت ترافیکی (بدون ترافیک، روان، نیمه سنگین، سنگین) و کاهش سوخت مصرفی و با در نظر گرفتن محدودیت بازه­های زمانی مختص به توزیع محصولات فاسدشدنی ارائه می­شود. برای حل مسأله و صحه گذاری مدل پیشنهادی از حل کننده CPLEX نرم افزار GAMS استفاده می­شود. در نهایت، به جهت بررسی کاربردی بودن مدل پیشنهادی به حل و تشریح یک مسأله مطالعه موردی به همراه آنالیز حساسیت پرداخته می­شود و سیاست­های بهینه مدیریتی تشریح می­گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Solving a Green Vehicle Routing Problem Considering Urban Traffic Condition and Fuel Consumption Reduction in Distribution of Perishable Products

نویسندگان [English]

  • Erfan Babaee Tirkolaee 1
  • Shaghayegh Hadian 2
  • Iraj Mahdavi 3
  • Mir Mahdi Seyyed Esfahani 4
1 Ph. D. Candidate, Department of Industrial Engineering, Mazandaran Univesity of Science andf technlogy, Babol, Iran
2 MSc. Student, Department of Industrial Engineering, Mazandaran Univesity of Science andf technlogy, Babol, Iran
3 Professor, Department of Industrial Engineering, Mazandaran Univesity of Science andf technlogy, Babol, Iran
4 Professor, Department of Industrial Engineering, Mazandaran Univesity of Science andf technlogy, Babol, Iran
چکیده [English]

Nowadays, transportation and logistics are considered as the drivers of economic development in the countries due to their impacts on the main variables of the country's economy such as production, employment, price, and cost of living Index. Statistics indicate that fuel consumption is a significant part of transportation costs. On the other hand, vehicles traffic is also one of the main factors affecting the travel time of vehicles between demand points in a supply chain, increasing fuel consumption and, consequently, damaging effects of greenhouse gases. In this paper, a novel model of vehicle routing problem (VRP) is presented with respect to different urban traffic conditions (no traffic, light traffic, semi-heavy traffic, heavy traffic) and fuel consumption, according to the time windows of services for perishable products. In order to solve the problem and validate the proposed model, CPLEX solver of GAMS software is used. Finally, a case study with a sensitivity analysis is solved and analyzed in order to investigate the applicability of the proposed model, and the optimal management policies are described.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Green vehicle routing problem
  • Traffic condition
  • Fuel consumption
  • Perishable products
  • Sensitivity analysis

مراجع

- علینقیان، مهدی، صباغ، محمدسعید و تیرکلایی، عرفان. (1394)" مسأله مسیریابی کمان ظرفیت‌دار با تقاضای فازی به همراه مطالعه موردی"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل، سال هفتم، شماره دوم، ص. 277-296.
- توکلی مقدم، رضا، علینقیان، مهدی و سلامت بخش، علیرضا. (1395)"مسأله‌ مسیر‌یابی وسائط نقلیه دوره‌ای با پنجره‌ زمانی در حالت رقابتی با الگوریتم شبیه‌سازی تبرید بهبودیافته"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل، دوره پیجم، شماره 4، ص. 449-470
- علینقیان، م. و نادری پور، م. (1395)" کاهش مصرف سوخت در مسیریابی وسایل نقلیه با درنظرگرفتن ترافیک شهری"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل، سال هفتم، شماره سوم، ص. 499-522.
- سلامت بخش ورجوی، علیرضا، توکلی مقدم، رضا، علینقیان، مهدی و نجفی، اسماعیل. (1396)" رویکرد استوار سناریو محور برای مساله مسیریابی وسایط نقلیه تحت شرایط رقابتی با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی بهبودیافته"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل.، دوره 10، شماره 4، ص. 877-908
- Babaee Tirkolaee, E., Alinaghian, M., Bakhshi Sasi, M. and Seyyed Esfahani, M. M. (2016) “Solving a robust capacitated arc routing problem using a hybrid simulated annealing algorithm: a waste collection application”, Journal of Industrial Engineering and Management Studies, Vol. 3, No.1, pp. 61-76.
- Bektaş, T. and Laporte, G. (2011) “The pollution-routing problem”, Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 45, No. 8, pp. 1232-1250.
- Bektas, T., Demir, E. and Laporte, G. (2016) “Green vehicle routing. In: Green Transportation Logistics”, Springer International Publishing,   Europe: Psaraftis, Harilaos N. (Ed.), pp. 243–265.
- Chen, H. K., Hsueh, C. F. and Chang, M. S. (2009) “Production scheduling and vehicle routing with time windows for perishable food products”, Computers and operations research, Vol. 36 No.7, pp. 2311-2319.
- Dekker, R., Bloemhof, J. and Mallidis, I. (2012) “Operations research for green logistics - An overview of aspects, issues, contributions and challenges”, European Journal of Operational Research, Vol. 219 No.4,  pp. 671–679.
- Demir, E., Bektas, T. and Laporte, G. (2014) “A review of recent research on green road freight transportation”, Eur. J. Oper. Res. Vol. 237 No. 3, pp. 775–793.
- Demir, E., Bektaş, T. and Laporte, G. (2014) “The bi-objective pollution-routing problem”, European Journal of Operational Research, Vol. 232 No.3, pp. 464-478.
- Ericsson, E., Larsson, H. and Brundell-Freij, K. (2006) “Optimizing route choice for lowest fuel consumption–potential effects of a new driver support tool”, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol.14, No.6, pp. 369-383.
- Jabbarpour, M. R., Noor, R. M. and Khokhar, R. H. (2015) “Green vehicle traffic routing system using ant-based algorithm”, Journal of Network and Computer Applications, Vol. 58, No. 3, pp.294-308.
- Koç, Ç., Bektaş, T., Jabali, O. and Laporte, G. (2016) “The impact of depot location, fleet composition and routing on emissions in city logistics”, Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 84, No. 4, pp. 81-102.
- Lin, C., Choy, K. L., Ho, G. T., Chung, S. H. and Lam, H. Y. (2014) "Survey of green vehicle routing problem: past and future trends", Expert Systems with Applications, Vol. 41, No. 4, pp. 1118-1138.
- Maden, W., Eglese, R. and Black, D. (2010) “Vehicle routing and scheduling with time-varying data: A case study”, Journal of the Operational Research Society, Vol. 61, No.3, pp. 515-522.
- Mirmohammadi, S. H., Babaee Tirkolaee, E., Goli, A. and Dehnavi-Arani, S. (2017) “The periodic green vehicle routing problem with considering of time-dependent urban traffic and time window”, Iran University of Science and Technology, Vol.7, No.1, pp.143-156.
- McKinnon, A., Browne, M., Whiteing, A. and Piecyk, M. (Eds.). (2015) “Green logistics: Improving the environmental sustainability of logistics”, United States:  Kogan Page Publishers.
- Narzt, W., Wilflingseder, U., Pomberger, G., Kolb, D. and Hörtner, H. (2010). Self-organising congestion evasion strategies using ant-based pheromones. IET Intelligent Transport Systems, 4(1), pp. 93-102.
- Song, B. D. and Ko, Y. D. (2016) “A vehicle routing problem of both refrigerated-and general-type vehicles for perishable food products delivery”, Journal of Food Engineering, Vol. 169, No. 4, pp. 61-71.
- Tavares, G., Zsigraiova, Z., Semiao, V. and da Graça Carvalho, M. (2008) “A case study of fuel savings through optimisation of MSW transportation routes”, Management of Environmental Quality: An International Journal, Vol. 19, No. 4, pp. 444-454.
- Tirkolaee, E. B., Goli, A., Bakhsi, M. and Mahdavi, I. (2017) “A robust multi-trip vehicle routing problem of perishable products with intermediate depots and time windows”, Numerical Algebra, Control and Optimization, Vol. 7, No. 4, pp. 417-433.
- Tirkolaee, E. B., Alinaghian, M., Hosseinabadi, A. A. R., Sasi, M. B. and Sangaiah, A. K. (2018) “An improved ant colony optimization for the multi-trip Capacitated Arc Routing Problem”, Computers and Electrical Engineering, in press.
- Tirkolaee, E. B., Mahdavi, I. and Esfahani, M. M. S. (2018) “A robust periodic capacitated arc routing problem for urban waste collection considering drivers and crew’s working time”, Waste Management, Vol. 76, pp. 138-146.
- Velázquez-Martínez, J. C., Fransoo, J. C., Blanco, E. E. and Valenzuela-Ocaña, K. B. (2016) “A new statistical method of assigning vehicles to delivery areas for CO2 emissions reduction”, Transportation Research Part D: Transport and Environment, Vol. 43 No. 7, pp. 133-144.
- Xiao, Y. Zhao, Q., Kaku, I. and Xu, Y. (2012) “Development of a fuel consumption optimization model for the capacitated vehicle routing problem”, Computers and Operations Research, Vol. 39, No. 7, pp. 1419-1431.
- Xiao, Y. and Konak, A. (2015) “A simulating annealing algorithm to solve the green vehicle routing and scheduling problem with hierarchical objectives and weighted tardiness” Applied Soft Computing, Vol. 34, No.3, pp. 372-388.
- Xiao, Y. and Konak, A. (2016) “The heterogeneous green vehicle routing and scheduling problem with time-varying traffic congestion”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Vol. 88, No. 3, pp. 146-166.
- Zhang, J., Zhao, Y., Xue, W. and Li, J. (2015). “Vehicle routing problem with fuel consumption and carbon emission”. International Journal of Production Economics, Vol. 170, pp. 234-242.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 اردیبهشت 1397
  • تاریخ بازنگری: 13 شهریور 1397
  • تاریخ پذیرش: 13 شهریور 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار