25423

مدل‌سازي و حل مسئله طراحي شبكه راه‌آهن در شرايط عدم‌قطعيت

كارشناسي ارشد

مهندسي حمل و نقل ريلي

97-1400

1400/7/18

دكتر مسعود يقيني

مهندسي راه آهن

طراحي شبكه‌، يكي از مهمترين مسائل در مهندسي حمل ‌و نقل ريلي است كه وجود عـدم‌‌قطعيـت‌هـا پيچيدگي آن را بيشتر مي‌كند. عدم‌‌قطعيت در برآورد هزينه‌ها، يكي از رايج‌ترين منابع عدم‌قطعيت در شبكه‌هـاي حمل و نقلي اسـت كه ممكن است باعث ايجاد اختلالاتي در جذب سفرها گردد. بهينه‌سازي در شرايط عدم‌قطعيت، رويكردي جهت مواجهه با عدم قطعيت پارامترهاي يك مسئله است. هدف اين رويكرد حفظ امكان‌پذير و بهينه‌بودن جواب‌ها در مقابل تغييراتي است كه در دنياي واقعي اتفاق مي‌افتد. در اين پژوهش برآنيم تا با به كارگيري يكي از رويكردهاي بهينه‌سازي در شرايط عدم‌قطعيت، مسئله طراحي شبكه راه‌آهن -در بخش حمل و نقل بار- را در برابر عدم‌قطعيت در هزينه‌هاي اجراي پروژه، استوار سازيم. به منظور ارزيابي تكنيك بهينه‌سازي در شرايط عدم‌قطعيت، مسئله طراحي شبكه راه‌آهن با هدف كمينه‌سازي هزينه‌هاي ملي شامل هزينه نگهداري از شبكه و همچنين هزينه جريمه تقاضاي از دست رفته-به دليل كمبود ظرفيت- مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين مسئله در چندين دوره‌ي متوالي- به منظور ايجاد يك برنامه دقيق‌تر اجرايي و پوشش هر چه بيشتر تقاضا- در نظر گرفته شده‌است. روابط رياضي اين مدل بر اساس كمان نوشته شده‌است. ورودي‌هاي اصلي، تقاضاي بخش باري حمل و نقل ريلي، ظرفيت خطوط شبكه، هزينه اجراي پروژه‌هاي توسعه شبكه (افزايش ظرفيت خطوط موجود)، ميزان قابليت اجرايي ساخت پروژه و بودجه در هر دوره است. در ادامه، صحت مدل در حالت قطعي و همچنين در شرايط عدم‌قطعيت، با استفاده از داده‌هاي واقعي شبكه ريلي جمهوري اسلامي ايران بررسي شده‌است. در نهايت ارزيابي و اعتبارسنجي مسئله با استفاده از تحليل حساسيت صورت گرفته‌است.

1400/07/27

Modeling and solving of railway network design problem under uncertainty

10/10/2022 12:00:00 AM

Network design is one of the most important issues in rail transportion engineering, and the existence of uncertainties increases its complexity. Uncertainty in estimating costs is one of the most common sources of uncertainty in transportation networks that may interfere with travel attraction. Optimization under uncertainty is an approach to deal with the uncertainty of the parameters of a problem. The goal of this approach is to maintain the feasibility and optimality of the answers to the changes that occur in the real world. In this research, we intend to use one of the optimization approaches in conditions of uncertainty to establish the problem of railway network design - in the freight transport sector - against uncertainty in project implementation costs. In order to evaluate the optimization technique in case of uncertainty, the model of railway network design is examined with the aim of minimizing national costs, including network maintenance costs, as well as the cost of penalties for lost demand due to lack of capacity. This issue has been considered in multi periods - in order to create more accurate implementation plan and cover as much demand as possible. The mathematical relations of this model are written based on the arc. The main inputs are the demand of the rail freight sector, the capacity of the network arcs, the cost of implementing the network development projects (increasing the capacity of the existing lines), total equivalent length of projects to be able to be implemented and the budget in each period. In the following, the accuracy of the model in the definite case as well as in the case of uncertainty has been used the real data of the railway network of the Islamic Republic of Iran. Finally, the problem is evaluated and validated using sensitivity analysis.

برنامه‌ريزي در شرايط عدم‌قطعيت , بهينه‌سازي بر مبناي مجموعه , بهينه‌سازي استوار , مسئله طراحي شبكه , عدم قطعيت هزينه

Planning under uncertainty , set-based optimization , robust optimization , network design problem , cost uncertainty