ارائه یک روش ابتکاری جهت برنامه ریزی ماشین‌آلات نگهداری و تعمیر راه آهن

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم‌وصنعت ایران، تهران، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم‌وصنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

اهمیت نگهداری و تعمیر در هر سیستمی که اجزای آن حین بهره‌برداری فرسوده می‌شوند، بر کسی پوشیده نیست. سیستم حمل‌ونقل ریلی نیز، به‌عنوان یک سیستم عمومی و سراسری، نیازمند پایش، نگهداری و تعمیرات دائمی است. زیرا قابلیت اطمینان، ایمنی و بهره‌وری آن بسیار وابسته به کیفیت خطوط ریلی است. با توجه به آنکه طول خطوط ریلی و حجم نگهداری و تعمیر موردنیاز بسیار بالاست، استفاده از نیروی انسانی جهت اجرای پروژه‌ها، غیراقتصادی و عملاً غیرممکن است. این کار توسط ماشین‌آلات مکانیزه مورداستفاده در خطوط ریلی انجام می‌شود. به دلیل تعداد محدود این ماشین‌ها و لزوم اجرای هر چه بیشتر پروژه‌ها، ارائه یک روش ابتکاری که بتواند همزمان هم اهداف موردنظر را لحاظ کند و هم تمام اولویت‌ها و نیازمندی‌های راه‌آهن را در بربگیرد، ضروری است. در این مقاله، فرآیند برنامه‌ریزی عملیات نگهداری و تعمیر خطوط ریلی در راه‌آهن ج.ا.ا. مورد بررسی قرار گرفته است. جهت برنامه‌ریزی این عملیات، یک الگوریتم ابتکاری طراحی و ارائه شده است. برای آنکه قابلیت الگوریتم بهتر دیده شود، نتایج الگوریتم با برنامه تهیه شده توسط راه‌آهن ج.ا.ا. در سال ، مقایسه شده است. جهت اعتبارسنجی الگوریتم پیشنهادی یک مدل شبیه‌سازی ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم توانسته حجم عملیات برنامه‌ریزی شده را بطور قابل توجهی افزایش دهد. تهیه برنامه درمدت زمان بسیار کوتاه و رعایت تمام الزامات و اولویت‌های راه‌آهن از دیگر مزیت‌های الگوریتم ابتکاری پیشنهادی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Heuristic Approach for Scheduling of Railway Track Maintenance Machines

نویسندگان [English]

  • Masoud Yaghini 1
  • Mahsa Sadat Mirghavami 2
  • Mohammad Shamaeezadeh 2
1 Assistant Professor, Department of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 MsC. Grad., Department of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The importance of maintenance of any system, with worn out components,  during operation, is  clear. Railway transportation system as a global and public system, requires permanent monitoring and maintenance. Because its reliability, safety and efficiency are highly dependent on the quality of the railway tracks. Due to the fact that the length of the railway tracks and the required maintenance volume are very high, the use of human resources to implement projects is uneconomic and virtually impossible. This is done by mechanized machinery used on railways. Because of the limited number of machines and the need to implement projects as many as possible, it is necessary to develop a heuristic technique capable to take both of the objectives and the priorities and requirements of the railway into account, at the same time. In this paper, the scheduling process of railway tracks maintenance operation in Iran Railways has been studied. A heuristic method has been designed and presented to schedule this operation. In order to see better the algorithm's capabilities, the results of the algorithm has been compared with the plan prepared by Iran Railways in 2017. To validate the algorithm, a simulation model has been developed. The results show that the algorithm can significantly increase the volume of scheduled operations. Providing a plan in a very short time and meeting all of the railway requirements and priorities are the other advantages of the proposed algorithm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Repair and Maintenance
  • railway tracks
  • heuristic approach
  • Algorithm
-اعتبارات عمرانی برگرفته از سالنامه آماری راه‌آهن، سال‌های 1385 تا 1396.
-ذاکری، جبارعلی و رضازاده، مهرداد (1385) "روش‌های نگهداری خط آهن"، تهران: مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران.
 
-فتحعلی، مسعود و ذاکری، جبارعلی (1394) تحلیل هزینه چرخه عمر در مهندسی راه آهن "از دیدگاه مدیریت نگهداری و تعمیر": تهران، انتشارات جهانتاب.
 
-شماعی‌زاده، محمد (1396) "بهینه سازی برنامه ریزی ماشین آلات مکانیزه عملیات تعمیر و نگهداری خطوط در راه آهن"، رساله کارشناسی ارشد، استاد راهنما: دکتر مسعود یقینی، تهران: دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران.
 
-یقینی، مسعود و اخوان کاظم زاده، محمد رحیم (1393) "الگوریتم های بهینه سازی فراابتکاری"، تهران، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر.
 
-Budai, G., Huisman, D. and Dekker, R. (2006) "Scheduling preventive railway maintenance activities", Journal of the Operational Research Society, Vol. 57, No. 9, pp. 1035-1044.
-Cheung, B. S. N., Chow, K. P. L., Hui, C. K. and Yong, A. M. K. (1999) "Railway track possession assignment using constraint satisfaction", Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 12, Issue 5, pp. 599-611.
-Higgins, A. (1998) "Scheduling of railway track maintenance activities and crews", Journal of the Operational Research Society, Vol. 49, Issue 10, pp. 1026-1033.
-Higgins, A., Ferreira, L. and Lake, M. (1999) "Scheduling rail track maintenance to minimize overall delays," presented at 14th International Symposium on Transportation and Traffic Theory, Jerusalem, Israel.
-Khalouli, S., Benmansour, R. and Hanafi, S. (2016) "An ant colony algorithm based on opportunities for scheduling the preventive railway maintenance", presented at 2016 International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), pp. 594-599.
-Kim, K.-D., Kim, S.-S., Nam, D.-H. and Jeong, H. (2016) "Railway track maintenance scheduling using artificial bee colony and harmony search", Journal of Sensor Science and Technology, Vol. 25, No. 2, pp. 91-102.
-Li, G., Balakrishnan, A. and Roth, B. (2009) "Effectively solving production gang scheduling problem for railway track maintenance projects," presented at the INFORMS Annual Meeting, San Diego, United States.
-Lidén, T. (2015) "Railway infrastructure maintenance - A Survey of Planning Problems and Conducted Research", Transportation Research Procedia, Vol. 10, pp. 574-583.
-Macedo, R., Benmansour, R., Artiba, A., Mladenović, N. and Urošević, D. (2017) "Scheduling preventive railway maintenance activities with resource constraints", Electronic Notes in Discrete Mathematics, Vol. 58, Issue Supplement C, pp. 215-222.
-Peng, F., Kang, S., Li, X., Ouyang, Y., Somani, K. and Acharya, D. (2011) "A Heuristic Approach to the Railroad Track Maintenance Scheduling Problem", Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, Vol. 26, Issue 2, pp. 129-145.
-Peng, F. and Ouyang, Y. (2012) "Track maintenance production team scheduling in railroad networks", Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 46, Issue 10, pp. 1474-1488