مدل­سازی زمان­بندی عملیات تخلیه و بارگیری در قطارهای کانتینری به منظور کاهش زمان عملیات با استفاده از روش حل دقیق اپسیلون و الگوریتم­های فراابتکاری

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
مهدی فلاح مهرجردی 1
عبدالرضا شیخ الاسلامی 2
شاهین حسنی 1
1 کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی عمران، گرایش برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه علم‌وصنعت ایران، تهران، ایران
2 استادیار دانشکده مهندسی عمران، گرایش برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه علم‌وصنعت ایران، تهران، ایران
10.22119/jte.2024.337627.2595
چکیده
امروزه با پیشرفت صنعت و به دنباله‌ی آن افزایش تقاضای کالا در دنیا نقش حمل­ونقل ریلی جهت جابه‌جایی بار پر رنگ­تر از قبل شده است. اساسی­ترین ضعف حمل ریلی نسبت به حمل جاده­ای تأخیرات شبکه آن می ­باشد. یکی از اصلی­ترین علل تأخیرات در شبکه ریلی تأخیر در زمان انجا عملیات تخلیه و بارگیری می ­باشد. در این مقاله در گام نخست عوامل اثرگذار بر روی زمان عملیات تخلیه و بارگیری قطار و راهکارهای مناسب جهت افزایش بهره‌وری آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس با توجه به نتیجه حاصل‌شده از بررسی­ ها بر روی کاهش زمان عملیات تخلیه و بارگیری در پایانه ­های ریلی کانتینری تمرکز شده است. به منظور کمینه‌کردن زمان عملیات مذکور یک مدل ریاضی مبتنی بر برنامه ­ریزی اعداد صحیح مختلط ارائه شده است. در این مدل عملیات تخلیه و بارگیری کانتینرهای 20 فوت و 40 فوت توأم با یکدیگر در نظر گرفته شده است. علاوه بر حل دقیق مدل ارائه‌شده، با الگوریتم ­های فراابتکاری ازدحام ذرات و رقابت استعماری در ابعاد مختلف مسئله، مدل حل شده است. همچنین با بهره­ گیری از الگوریتم تاگوچی بهترین پارامترهای الگوریتم ­های فراابتکاری به­دست آورده شده است. در نهایت با مقایسه عملکرد الگویتم ازدحام ذرات با الگوریتم رقابت استعماری نتیجه آن شد الگوریتم ازدحام ذرات برای مسائل در ابعاد بزرگتر عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم رقابت استعمار دارد.
کلیدواژه‌ها
الگوریتم ازدحام ذرات
الگوریتم رقابت استعماری
تخلیه و بارگیری
تأخیر قطار باری
کاهش زمان
موضوعات

عنوان مقاله English

Modeling The Scheduling of Loading and Unloading Operations in Railway Terminals in Order to Reduce Operating-time with An Exact Solution Approach and Metaheuristic Algorithms

نویسندگان English

mehdi fallah mehrjardi 1
Abdolreza Sheikholeslami 2
Shahin Hassani 1
1 M.Sc., Department of Transportation Engineering, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Transportation Engineering, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

With the development of industry and the increase in the movement of goods in the world, the role of rail transportation has become more colorful than before. The main weakness of rail transportation compared to road transportation is its network delays. One of the main causes of delays in the rail network is the delay in unloading and loading. In this research, first, the factors affecting the time of train unloading and loading operations and its appropriate solutions have been investigated. Then, according to the results of the studies, the focus is on reducing the time of unloading and loading operations in the container rail terminals. To reduce operation time, a mathematical model based on mixed integer programming is proposed. In addition to the exact solution of the proposed model, the model has been solved with meta-innovative algorithms of particle swarm and colonial competition in various dimensions. Finally, by comparing the performance of the particle swarm algorithm with the colonial competition algorithm, the result was that the particle swarm algorithm performs better than the Imperialist Competitive Algorithm for larger problems. Using the model provided in container rail terminals, it is possible to schedule the sequence of tasks for cranes, trucks and other equipment in a short period of time and provide them to the terminal operators on a daily basis.

کلیدواژه‌ها English

Particle Swarm Algorithm
Imperialist Competitive Algorithm
Unloading and Loading
Freight Train Delay
Time Reduction
- سند چشم­انداز حمل­ونقل ریلی در افق 1404.
 
- سالنامه آماری وزارت راه و شهرسازی، 1397.
 
- محمودی, س.م. (1399)، "نقش سیستم­های تخلیه و بارگیری در تعیین ظرفیت شبکه‌ ریلی".; Available from: https://www.tinn.ir/fa/tiny/news-228126.
 
- Krüger, N., I. Vierth, and F. Fakhraei Roudsari, (2013), “Spatial, temporal and size distribution of freight train delays: evidence from Sweden”. Centre for Transport Studies.
 
- Zhou, J. and P. Zhang. (2015), “Design and Application of Robotic Package Stacking for Train Loading in Ports”. 3rd International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation. Atlantis Press.
 
- Caris, A., C. Macharis, and G.K. Janssens, (2008), “Planning problems in intermodal freight transport: accomplishments and prospects”, Transportation Planning and Technology, Vol 31(3), pp: 277-302.
 
- Weber, P.J. and K.W. Reichelt, (2018), “Railway facility with high throughput loop track”, Google Patents.
 
- Shao, Y., et al., Lectotype and Quantity, (2015), “Optimization of Handling Machines for Railway Freight Transport: The Case of Kunming Railway Bureau”, in ICTE 2015. pp: 2151-2159.
- Chen, B., H. Lv, and Z. Liu, (2013), “Selection of railway-water intermodal transportation port station handling machinery”, ICTE 2013: Safety, Speediness, Intelligence, Low-Carbon and Innovation. pp: 773-779.
 
- García, A. and I. García, (2012), “A simulation-based flexible platform for the design and evaluation of rail service infrastructures”, Simulation Modelling Practice and Theory, pp: 31-46.
 
- Xie, M., L. Wang, and W. Yang. (2019), “A Flexible Scheduling Mode of Gantry Cranes for Railway Container Terminal”, in Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing.
 
- Ballis, A. and E.K. Morlok, (2004), “Advanced rail and maritime system demonstrations in Europe”, Transportation research record, Vol1873(1), pp: 89-98.
 
- Lovett, A.H., C.T. Dick, and C.P.J.P.o.R.T. Barkan, (2015), “Determining freight train delay costs on railroad lines in North America”.­
 
- Gambardella, L.M., A.E. Rizzoli, and P. Funk, (2002), “Agent-based planning and simulation of combined rail/road transport”, Simulation, Vol78(5), pp: 293-303.­
 
- Rizzoli, A.E., N. Fornara, and L.M. Gambardella, (2002), “A simulation tool for combined rail/road transport in intermodal terminals”, Mathematics and Computers in Simulation, Vol59(1-3), pp: 57-71.
 
- Alicke, K., (2005), “Modeling and optimization of the intermodal terminal Mega Hub, in Container Terminals and Automated Transport Systems.”, Springer, pp: 307-323.
 
- Boysen, N., M. Fliedner, and M. Kellner, (2010), “Determining fixed crane areas in rail–rail transshipment yards”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Vol46(6), pp: 1005-1016.
 
- Li, X., A. Otto, and E. Pesch, (2019), “Solving the single crane scheduling problem at rail transshipment yards”, Discrete Applied Mathematics, Vol (264), pp: 134-147.
 
- Zhang, Q., et al., (2020), “Research on Loading and Unloading Resource Scheduling and Optimization of Rail–Road Transportation in Container Terminal Based on “Internet”, for Ghana Container Port Development Planning, Journal of Advanced Transportation, 2020.
 
- Chang, Y., et al., (2019), “Integrated scheduling of handling operations in railway container terminals”, Transportation Letters, Vol11(7), pp: 402-412.
 
- Yan, B., et al., (2020), “Integrated planning of train schedule template and container transshipment operation in seaport railway terminals”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Vol142, pp: 102061.

  • تاریخ دریافت 25 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری 25 مهر 1401
  • تاریخ پذیرش 22 آبان 1401