توسعه مدل‌ ریاضی چندهدفه برای مسأله مسیریابی وسایل نقلیه جهت حمل مواد سوختی با در نظر گرفتن پنجره زمانی و عوامل زیست محیطی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
الهام جلیلی بال 1
رضا توکلی مقدم 2
حسن جوانشیر 3
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی صنایع، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 استاد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، ایران
3 استادیار، دانشکده مهندسی صنایع، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
10.22119/jte.2024.90049
چکیده
در این مقاله، مسأله مسیریابی وسایل حمل ­و نقل مواد سوختی با در نظر گرفتن محدودیت پنجره زمانی و عوامل ­زیست محیطی مورد بررسی قرار می­ گیرد. این مدل علاوه بر کمینه کردن هزینه ها و کاهش ریسک، برقراری تعادل در مسیر پیمایشی هر وسیله نقلیه را با در نظر گرفتن پیامدهای زیست ­محیطی مد نظر قرار داده تا ضمن اینکه ایمن ­ترین مسیرها در عین اقتصادی بودن یافت شود مسیرهای انتخابی برای وسایل نقلیه به گونه ای انتخاب شود که انتشار آلودگی­ های زیست محیطی از یک مقدار مشخص تجاوز نکند. چنانچه در مطالعات صورت گرفته پیشین، در خصوص مسیریابی وسایل نقلیه جهت حمل مواد سوختی، این توابع هدف چندگانه به صورت یکپارچه با در نظر گرفتن پیامدهای زیست ­محیطی دیده نشده است. با توجه به NP-Hard بودن مسأله برای حل آن در ابعاد بزرگ، از الگوریتم های فراابتکاری NSGA-II و MOVDO بهره گرفته که با روش طراحی آزمایشات تاگوچی تنظیم پارامتر می شوند. همچنین از پنج شاخص برای مقایسه عملکرد الگوریتم ها استفاده می شود. در انتها به منظور بررسی کاربردی بودن مدل ارائه شده، 15 مسأله در اندازه های مختلف در نظر گرفته می شود و سپس به تشریح نتایج معیارهای بدست آمده برای هر یک از الگوریتم ­ها پرداخته می شود. نتایج بدست آمده از حل مسائل نمونه با اندازه ­های مختلف نشان می ­دهد که هر دو الگوریتم کارایی و اثربخشی مناسبی در حل مسائل مختلف بخصوص با اندازه های بزرگ را در زمان کوتاه دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Developing a Multi-Objective Mathematical Model of a Vehicle Routing Problem for Fuel Transportation with Time Windows and Environmental Factors

نویسندگان English

Elham Jalilibal 1
Reza Tavakkoli-Moghaddam 2
Hasan Javanshir 3
1 M.Sc. 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 Assistant Professor, School of Industrial Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

This paper considers a vehicle routing problem (VRP) for fuel transportation with time windows and environmental factors. In the presented model, in addition to minimizing the cost and risk reduction, balancing the path of the vehicle is taking into account with environmental impacts in order to find the safest path for the vehicle considering the economical aspects. The selected routes for the vehicles should be determined to do not exceed the certain amount of environmental air pollution. In the previous studies related to the vehicle routing for fuel transportation, there was no any study considering these three objectives with regard to environmental consequences. Due to such an NP-hard problem to solve large-scale problem, two meta-heuristic algorithms, namely NSGA-II and MOVDO, are proposed and the Taguchi method is used to tune the related parameters. The five indices are used to compare the performance of the foregoing algorithms. Finally, to assess the applicability of the presented model, 15 problems with different sizes are considered. Finally, the results obtained by each of these two algorithms are explained. The results obtained by solving the problems with different sizes show the appropriate efficiency and effectiveness in solving the large-sized problems in a short computational time.

کلیدواژه‌ها English

vehicle routing problem
hazmat
environmental factors
vibration damping optimization
- توکلی مقدم، رضا.، علینقیان، مهدی.، نوروزی، نرگس و سلامت بخش ورجوی، علیرضا (1391) "توسعه مدل ریاضی مسأله مسیریابی حمل­ونقل مواد سوختی تحت شرایط فازی – مطالعه موردی"، فصلنامه مهندسی حمل­ونقل، جلد 2، شماره 3، ص. 223-237.
 
- توکلی مقدم، رضا.، محمودسلطانی، فرزاد.، محمودآبادی، عباس (1392) "حل یک مدل جدید برای مسأله مسیریابی وسائط نقلیه با در نظر گرفتن ایمنی در حمل و نقل موادخطرناک"، فصلنامه مهندسی حمل­ونقل، جلد 4، شماره 3، ص. 209-220.
 
- مهدیزاده، اسماعیل. توکلی مقدم، رضا. بهینه سازی یک مسأله زمانبندی ماشین های موازی به کمک میرایی ارتعاشات، دومین کنفرانس بین المللی تحقیق در عملیات، 1388.
 
- Batta, R., Chiu, S.S. (1988) "Optimal obnoxious paths on a network Transportation of hazardous materials", Operations Research, Vol. 36, No. 1, pp. 84–92.
 
- Joy, R.M., Stark, C.G., Gordon, C.S., Peterson, S.L., and Albertson, T.E. (1981). EKP. Vol. 73, pp.588–594.
 
- Lenstra, J. K. and Rinnooy Kan, A. H. G. (1981) "Complexity of vehicle and scheduling problem", Networks, Vol. 11, pp. 221–227.
 
- List, G., Mirchandani, P. (1991) "An integrated network planar multi-objective model for routing and siting for hazardous materials and wastes", Transportation Science, Vol. 25, No. 2, pp. 146–156.
 
- McCord, M., Leu, A. (1995). "Sensitivity of optimal hazmat routes to limited preference specification", INFOR, Vol. 33, No. 2, pp. 68–83.
 
- Nozick, L.K., List, G.F., Turnquist, M.A. (1997) "Integrated routing and scheduling in hazardous materials transportation", Transportation Science, Vol. 31, No. 3, pp. 200–215.
 
- Pradhananega, R., Taniguchi E., Yamada T., (2014), "Environmental analysis of Pareto optimal routes in hazardous material transportation", Social and Behavioral Science, The 8th International Conference on City Logistics, Vol. 125, pp. 506–517.
 
- Srinivas, N. and Deb, K. (1994) “Multiobjective optimization using nondominated sorting in genetic algorithms“, IEEE Transaction on Evolutionary Computation, Vol. 2, pp. 221–248.
 
- Seyedhosseini, S.M., Mahmoudabadi, A., (2014) "Developing a chaotic pattern of dynamic hazmat routing problem", IATSS Research, Vol. 37, No. 2, pp. 110–118.
 
- Zahedian, Z., Tavakkoli-Moghaddam, R. (2015) "A fuzzy bi-objective mathematical model for sustainable hazmat transportation", International Journal of Transportation Engineering, Vol. 2, No. 3, pp. 231–244.
 
- Zografos, K.G., Androutsopoulos, K.N. (2004) "A heuristic algorithm for solving hazardous materialsdistribution problems", European Journal of Operational Research, Vol. 152, No. 2, pp. 507–519.
فصلنامه مهندسی حمل و نقل
دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 63
زمستان 1403
صفحه 4349-4361

  • تاریخ دریافت 27 مرداد 1394
  • تاریخ بازنگری 15 بهمن 1394
  • تاریخ پذیرش 11 اسفند 1394