ارائه و حل مدل دوهدفه مکان­یابی– مسیریابی کمان­محور چند دوره­ای با پنجره زمانی مبتنی بر کاهش ریسک سرقت کالای ارزشمند (مطالعه موردی: خزانه بانک)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
عاطفه کهفی 1
سیدمحمد سیدحسینی 2
رضا توکلی مقدم 3
1 دانشجوی دکترای مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2 استاد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
10.22119/jte.2018.77225
چکیده
مسئله مکان ­یابی-مسیریابی کمان­محور یک مسئله کاربردی در حوزه مسائل مسیریابی است که تعداد محدودی مدل­ برنامه­ ریزی ریاضی برای آن ارائه شده است. در این تحقیق برای اولین­ بار مدل برنامه­ریزی ریاضی غیرخطی مختلط دوهدفه برای مسئله مکان­یابی- مسیریابی کمان­ محور چنددوره­ای با پنجره زمانی مبتنی بر کاهش ریسک سرقت کالای ارزشمند ارائه می ­شود. در مدل پیشنهادی هر وسیله نقلیه در یک سفر می­ تواند تقاضای تحویل کالا از یک مشتری یا تقاضای جمع ­آوری کالا از مشتری دیگر را برآورده کند. از روش­ های محدودیت، الگوریتم­ های چندهدفه بهینه ­سازی انبوه ذرات، خفاش، سنجاقک و NSGA-II برای حل مسائل استاندارد استفاده شده است. الگوریتم سنجاقک از نظر شاخص ­های ارزیابی روش­ های چندهدفه کارایی بهتری نسبت به سایر روش ­ها برای حل 22 مسئله استاندارد داشته است. همچنین میزان انحراف جواب­ های جواب­های الگوریتم سنجاقک با روش محدودیت به طور متوسط 46/0% و حداکثر برابر 32/1% است. مدل ارائه شده برای حل یک مسئله واقعی جابجایی وجوه نقد بین خزانه­ های بانک استفاده شده است. مسائل مطالعه موردی از نوع گره­ محور با گره ­های نزدیک به هم است که به مسئله کمان­ محور تبدیل شده است. بنابراین مطابق قواعد مورد نظر خبرگان بانک از بین مرزهای پارتو ارائه شده توسط الگوریتم سنجاقک برای 10 مسئله مطالعه موردی 13خزانه از بین 18 کاندید برای ارتباط با خزانه مرکزی در تهران، شعب تحت پوشش و خزانه های غیرکاندید انتخاب شده است.
کلیدواژه‌ها
مکان یابی-مسیریابی کمان محور دوهدفه
روش ε-محدودیت
ریسک جابجایی کالای ارزشمند
الگوریتم سنجاقک
موضوعات

عنوان مقاله English

Solving a Novel Model of Multi-Objective Location-Arc Routing Problem of Multi-Period with Time Window and Risk of Robby Valuable Product (Case Study: Treasury Bank)

نویسندگان English

atefeh kahfi 1
seyedmohammad seyedhosseini 2
Reza Tavakkoli-Moghaddam 3
1 Department of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Payame Noor, Tehran, Iran
2 Professor, School of Industrial Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran
چکیده English

A Location-Arc Routing Problem (LARP) is a practical problem, while a few mathematical programming models have been considered for this problem so far. To the best our knowledge, it is the first time that a mixed non-linear bi-objective programming model is proposed for a multi-period LARP with time window and risk of robby valuable product. In the proposed model, vehicles can meet the customer for delivery or receive product. 22 standard problems are solved with the ε-constraint method, MOPSO, MOBA, MODA and NSGA-II. The computational results are shown the efficiency of the MODA on indicators of multi-objective problems for solving them. The deviation of the MODA objectives with the ε-constraint at the extreme is equal to 1.32% and 0.45% average. The proposed model is used for solving the location problem of the treasury of a bank as a case study. The case study is a node routing problem with nearby nodes that has transform to arc routing. According to the rules, experts have selected 13 treasuries between 18 candidates, that the Pareto boundary provided by the MODA for the 10 case studies.

کلیدواژه‌ها English

Multi-objective location-arc routing problem, &epsilon
- constraints method, Cash-in-transit risk, Dragonfly algorithm
- جلیلی­بال، ا.، توکلی مقدم، ر. و جوانشیر، ح.، (1396)، "توسعه مدل ریاضی چندهدفه برای مسأله مسیریابی وسایل نقلیه جهت حمل مواد سوختی با در نظر گرفتن پنجره زمانی و عوامل زیست محیطی"، مهندسی حمل و نقل، سال 8، شماره 3، ص. 343-354.
 
- علینقیان، م.، صباغ، م. و بابایی، ع.، (1395)، "مسأله مسیریابی کمان ظرفیتدار با تقاضای فازی به همراه مطالعه موردی"، فصلنامه علمی-پژوهشی مهندسی حمل و نقل، سال 7، شماره 2، ص. 277-296.
 
- صنیع­آبادی، م. و جبل­عاملیان، ز.، (1394)، "الگوریتم­های تکاملی و محاسبات زیستی"، انتشارات نیاز دانش، چاپ اول.
 
- کهفی، ع.، برزین­پور، ف.، توکلی­مقدم، ر.، (1391)، "توسعه الگوریتم بهینه‌سازی انبوه ذرات جهت حل مدل یکپارچه برنامه‌ریزی تولید و سیستم تولید سلولی پویا"، نشریه مهندسی صنایع، شماره 46، ص. 77-89.
 
- کهفی، ع. و توکلی­مقدم، ر.، (1393)، "حل مدل مسیریابی وسایل نقلیه چندانباره مبتنی بر کاهش ریسک با استفاده از یک الگوریتم خفاش چندهدفه"، فصلنامه علمی-پژوهشی مهندسی حمل و نقل، شماره 6، ص. 507-522.
 
- کهفی، ع.، سیدحسینی، س.م. و توکلی­مقدم، ر.، (1396)، "مسائل مکان یابی-مسیریابی: مروری بر مفاهیم، مدل ها، روش های حل، کاربردها و شکاف های تحقیقاتی"، نشریه تخصصی مهندسی صنایع، شماره 51، ص. 223-250.
 
- Albareda-Sambola, M. (2015). "Location-routing and location-arc routing." in, Location science (Springer).
 
- Amini, A., Tavakkoli-Moghaddam, R., and Ebrahimnejad, S. (2017). "Scenario-Based Location Arc Routing Problems: Introducing Mathematical Models." In International Conference on Management Science and Engineering Management, 511-521. Springer.
 
- Black, D., Eglese, R., and Wøhlk, S., (2013), "The time-dependent prize-collecting arc routing problem", Computers & Operations Research, Vol. 40, No.  2, pp. 526-535.
 
- Çetinkaya, C., Gökçen, H., and Karaoğlan, İ., (2018), "The location routing problem with arc time windows for terror regions: a mixed integer formulation", Journal of Industrial and Production Engineering, No., pp. 1-10.
 
- Çetinkaya, C., Karaoglan, I., and Gökçen, H., (2013), "Two-stage vehicle routing problem with arc time windows: A mixed integer programming formulation and a heuristic approach", European Journal of Operational Research, Vol. 230, No.  3, pp. 539-550.
 
- Chankong, V., and Haimes, Y.Y. (2008). Multiobjective decision making: theory and methodology (Courier Dover Publications).
 
- Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S., and Meyarivan, T., (2002), "A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II", IEEE Transactions on evolutionary computation, Vol. 6, No.  2, pp. 182-197.
 
- DoT, U., (1996), "Highway routing of hazardous materials guidelines for applying criteria", Washington DC: National Highway Institute, No.
 
- Doulabi, S.H.H., and Seifi, A., (2013), "Lower and upper bounds for location-arc routing problems with vehicle capacity constraints", European Journal of Operational Research, Vol. 224, No.  1, pp. 189-208.
 
- Essink, E., and Wagelmans, A., (2015), "A comparison of 3 metaheuristics for the location-arc routing problem", No.
 
- Ghiani, G., Improta, G., and Laporte, G., (2001), "The capacitated arc routing problem with intermediate facilities", Networks, Vol. 37, No.  3, pp. 134-143.
 
- Ghiani, G., and Laporte, G., (2001), "Location-arc routing problems", Opsearch, Vol. 38, No.  2, pp. 151-159.
 
- Golden, B.L., and Wong, R.T., (1981), "Capacitated arc routing problems", Networks, Vol. 11, No.  3, pp. 305-315.
 
- http://www.alimirjalili.com
 
- http://www.uv.es/belengue/mcarp/index.html
 
- Huber, S. (2016). "Strategic decision support for the bi-objective location-arc routing problem." In Proceedings of the 2016 49th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS), 1407-1416. IEEE Computer Society.
 
- Kennedy, J. (1995). "Particle swarm optimization." In Proc. of 1995 IEEE Int. Conf. Neural Networks,(Perth, Australia), Nov. 27-Dec., 1942-1948.
 
- Kirlik, G., and Sipahioglu, A., (2012), "Capacitated arc routing problem with deadheading demands", Computers & Operations Research, Vol. 39, No.  10, pp. 2380-2394.
 
- Lacomme, P., Prins, C., and Ramdane-Cherif, W., (2004), "Competitive memetic algorithms for arc routing problems", Annals of Operations Research, Vol. 131, No.  1-4, pp. 159-185.
 
- Levy, L., and Bodin, L., (1989), "The arc oriented location routing problem", INFOR: Information Systems and Operational Research, Vol. 27, No.  1, pp. 74-94.
 
- Liu, T., Jiang, Z., Chen, F., Liu, R., and Liu, S. (2008). "Combined location-arc routing problems: a survey and suggestions for future research." In Service Operations and Logistics, and Informatics, 2008. IEEE/SOLI 2008. IEEE International Conference on, 2336-2341. IEEE.
 
- Lopes, R.B., Plastria, F., Ferreira, C., and Santos, B.S., (2014), "Location-arc routing problem: Heuristic approaches and test instances", Computers & Operations Research, Vol. 43, No., pp. 309-317.
 
- Lystlund, L., and Wøhlk, S. (2012). "The service-time restricted capacitated arc routing problem." In.
 
- Mirjalili, S., (2016), "Dragonfly algorithm: a new meta-heuristic optimization technique for solving single-objective, discrete, and multi-objective problems", Neural Computing and Applications, Vol. 27, No.  4, pp. 1053-1073.
 
- Raquel, C.R., and Naval Jr, P.C. (2005). "An effective use of crowding distance in multiobjective particle swarm optimization." In Proceedings of the 7th annual conference on Genetic and evolutionary computation, 257-264. ACM.
 
- Riquelme-Rodríguez, J.-P., Gamache, M., and Langevin, A., (2016), "Location arc routing problem with inventory constraints", Computers & Operations Research, Vol. 76, No., pp. 84-94.
 
- Talarico, Luca, Sörensen, Kenneth, Springael, and Johan. (2015), "Metaheuristics for the risk-constrained cash-in-transit vehicle routing problem", European Journal of Operational Research, Vol. 244, No.  2, pp. 457-470.
 
- Talarico, Luca, Sörensen, Kenneth, Springael, and Johan. (2017), "A biobjective decision model to increase security and reduce travel costs in the cash‐in‐transit sector", International Transactions in Operational Research, Vol. 24, No.  1-2, pp. 59-76.
 
- Talarico, L., Sörensen, K., and Springael, J. (2013). "The risk-constrained cash-in-transit vehicle routing problem with time window constraints." In 14th Workshop of the EURO Working Group “EU/ME: the Metaheuristics Community,” Hamburg, Germany, 104-109.
 
- Tavakkoli-Moghaddam, R., Amini, A., and Ebrahimnejad, S. (2018). "A new mathematical model for a multi-product location-arc routing problem." In Optimization and Applications (ICOA), 2018 4th International Conference on, 1-5. IEEE.
 
- Vansteenwegen, P., Souffriau, W., and Sörensen, K., (2010), "Solving the mobile mapping van problem: A hybrid metaheuristic for capacitated arc routing with soft time windows", Computers & operations research, Vol. 37, No.  11, pp. 1870-1876.
 
- Vincent, F.Y., and Lin, S.-W., (2015), "Iterated greedy heuristic for the time-dependent prize-collecting arc routing problem", Computers & Industrial Engineering, Vol. 90, No., pp. 54-66.
 
- www.mathworks.com/matlabcentral
- Yang, X.-S. (2010). "A new metaheuristic bat-inspired algorithm." in, Nature inspired cooperative strategies for optimization (NICSO 2010) (Springer).
 

  • تاریخ دریافت 06 خرداد 1397
  • تاریخ بازنگری 17 مهر 1397
  • تاریخ پذیرش 18 مهر 1397