شماره ركورد
33976
پديد آورنده
دنيا خادم حسيني
عنوان
توسعه رويكرد بهينهسازي مبتني بر شبيهسازي براي مسئله متعادلسازي سيستمهاي دوچرخه اشتراكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع - گرايش بهينهسازي سيستمها
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/05/05
استاد راهنما
دكتر فرناز برزينپور
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
مهندسي صنايع
چكيده
سيستمهاي دوچرخه اشتراكي بهعنوان يكي از اركان توسعه حمل و نقل پايدار، نقش مهمي در كاهش ترافيك شهري، بهبود كيفيت هوا و ارتقاي سلامت عمومي ايفا ميكنند. . با اين حال، اين سيستمها با چالش مهم متعادلسازي، يعني برنامهريزي توزيع بهينه دوچرخهها در ايستگاهها، مواجه هستند. توزيع نامناسب دوچرخهها ميتواند منجر به بروز رويدادهاي كمبود، نبود دوچرخه يا نبود داك خالي، شده و در نتيجه رضايت كاربران و كارايي سيستم را كاهش دهد. در اين پژوهش، يك رويكرد بهينهسازي مبتني بر شبيهسازي براي حل مسئله متعادلسازي در سيستمهاي دوچرخه اشتراكي مبتني بر ايستگاه ارائه گرديد. بدين منظور، مدلي شبيهسازي مبتني بر دادههاي واقعي سيستم دوچرخه اشتراكي مبتني بر ايستگاه نيويورك توسعه داده شد كه عدم قطعيتهاي مرتبط با نرخ تقاضا، مدت زمان سفر، شرايط آبوهوايي و وضعيت تعطيلي يا غيرتعطيلي روز را در نظر ميگيرد. خروجي مدل شامل محاسبه تعداد كمبود دوچرخه و كمبود داك خالي براي هر ايستگاه و هر جواب شدني مسئله، كه در اينجا تعداد دوچرخههاي برنامهريزي شده براي هر ايستگاه است، ميباشد. به منظور ارزيابي صحت مدل، نتايج شبيهسازي با دادههاي واقعي مقايسه و با استفاده از آزمون آماري t در سطح اطمينان 90 درصد مورد تأييد قرار گرفت. علاوه بر اين، تحليل حساسيت به منظور بررسي پايداري مدل در شرايط مختلف محيطي و تقاضا انجام شد. سپس براي بهينهسازي جوابهاي شدني، الگوريتم فراابتكاري ژنتيك طراحي و پيادهسازي شد و عملكرد آن با تكنيك جستجوي جامع (روش حل دقيق) در مقياس كوچكتر اعتبارسنجي گرديد. نتايج نشان داد كه الگوريتم پيشنهادي توانست با كاهش ميانگين بيش از 30 درصدي رويدادهاي كمبود و در عين حال صرفهجويي زماني 50 تا 70 درصدي نسبت به روش حل دقيق، تكنيك جستجوي جامع، عملكرد قابل توجهي در بهبود شاخصهاي كليدي سيستم ارائه دهد. يافتههاي تحقيق حاضر ضمن فراهمكردن ابزاري تصميميار براي مديران، نشان ميدهد كه تركيب شبيهسازي و بهينهسازي فراابتكاري ميتواند راهكاري كارآمد براي ارتقاي بهرهوري و رضايت كاربران در سيستمهاي دوچرخه اشتراكي باشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/09
عنوان به انگليسي
Developing a Simulation-based Optimization Approach for Rebalancing Problem in Bike-Sharing Systems
تاريخ بهره برداري
7/27/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
دنيا خادم حسيني
چكيده به لاتين
Bike-sharing systems, as one of the key components of sustainable urban transportation, play a crucial role in reducing traffic congestion, improving air quality, and promoting public health. However, these systems face a major challenge known as rebalancing, which refers to the optimal distribution of bicycles across docking stations. Poor rebalancing may result in shortages, such as no available bikes or no empty docks, leading to lower user satisfaction and system efficiency.
In this study, a simulation optimization approach was proposed to address the rebalancing problem in station-based bike-sharing systems. A simulation model was developed using real-world data from New York City’s station-based bike-sharing system. The model accounts for uncertainties in demand rates, trip durations, weather conditions, and whether the day is a holiday or not. The output includes the number of bike shortages and dock shortages for each feasible solution, where each solution represents a specific rebalancing plan across the stations.
To validate the model, simulation results were compared with actual historical data using the t-test at a 90% confidence level. Sensitivity analysis was also performed to evaluate the model’s robustness under varying environmental and demand conditions. Furthermore, a genetic algorithm was designed and implemented to optimize the feasible solutions. Its performance was benchmarked against exhaustive search (exact method) on smaller problem instances.
The results demonstrated that the proposed algorithm significantly improved system performance, reducing shortage events by over 30% on average while achieving a time saving of 50–70% compared to the exact method. These findings offer a practical decision-support tool for managers and show that combining simulation with metaheuristic optimization can be an effective strategy for enhancing efficiency and user satisfaction in bike-sharing systems
كليدواژه هاي فارسي
سيستمهاي دوچرخه اشتراكي , متعادلسازي , شبيهسازي , بهينهسازي , عدم قطعيت , الگوريتمهاي فراابتكاري
كليدواژه هاي لاتين
Bike-Sharing Systems , Rebalancing , Simulation , Optimization , Uncertainty , Metaheuristic Algorithms
Author
Donya Khademhosseini
SuperVisor
Farnaz Barzinpour