18216

18216

ارائه يك مدل بهينه سازي جهت تعيين تصميمات طراحي شبكه حمل و نقل چند وجهي پايدار با در نظر گرفتن اختلالات

كارشناسي ارشد

مدلسازي سيستم هاي كلان

آبان ماه 1396

دكتر آرمين جبارزاده

دكتر محمدسعيد جبل عاملي

مهندسي پيشرفت

چكيده حمل و نقل چند وجهي يكي از پيچيده ترين شكل هاي حمل و نقل و از مهمترين تحولات و توسعه فضاي كسب و كار جهاني در دهه هاي اخير محسوب مي شود. اين روش تنها يك شيوه حمل و نقل نبوده، بلكه نظام هماهنگ كننده روش هاي مختلف حمل و نقل دريايي، زميني، ريلي و هوايي مي باشد. از اين رو طراحي شبكه اي كه بتواند اين هماهنگي را به شكل عالي ايفا كند و پايداري اقتصادي، اجتماعي و زيست محيطي را روي اين شبكه پياده كند، امر بسيار مهمي است. در اين تحقيق قصد داريم تا شبكه حمل و نقل چند وجهي پايدار را با در نظر گرفتن اختلالات مدلسازي كنيم. مدل رياضي طراحي شده در اين تحقيق داراي سه تابع هدف است، كه بهينه سازي اين سه تابع هدف، همان برقراري پايداري در شبكه حمل و نقل چند وجهي مي باشد. اولين تابع هدف، كمينه سازي هزينه هاي ناشي از انجام تعميرات و مقاوم سازي ها روي شبكه حمل و نقل چند وجهي، دومين تابع هدف مربوط به كمينه سازي تاخيرات ناشي از اختلالات در رسيدن بارها به مقصدشان و سومين تابع هدف كمينه سازي توليد آلاينده ها توسط وسايل نقليه براي حمل بارها به مقصدشان مي باشد. در اين تحقيق علاوه بر خرابي يال ها، خرابي گره ها و وسيله ها نيز در نظر گرفته شده است. بنابراين تصميم گيري در مورد مقاوم سازي و تعميرات گره ها و يال ها توسط راه و ترابري و تصميم گيري در مورد مقاوم سازي و انجام تعميرات روي وسيله هاي نقليه توسط شركت هاي حمل و نقل صورت مي گيرد. براي حل مدل از روش محدوديت اپسيلون براي چند هدفه بودن و از روش مولوي براي عدم قطعيت مدل استفاده شد. بخشي از شبكه حمل و نقل در ايران براي انتقال كالا ها از بندر شهيد رجايي و بندر بوشهر به استان تهران طراحي و مدل مورد نظر روي اين شبكه پياده سازي و توسط نرم افزار GAMS حل شد. پس از حل مدل نقاط پارتويي بين توابع هدف بدست آمد كه در آن با افزايش هزينه ها، ميزان تاخيرات و توليد آلاينده ها كاهش مي يابد. شركت هاي حمل و نقل و راه و ترابري مي توانند با استفاده از اين نقاط پارتويي، تصميم گيري كنند كه با چه ميزان صرف هزينه، مي توانند چه مقدار تاخيرات و توليد آلاينده ها را كاهش دهند. در نهايت تحليل حساسيت روي بودجه شركت هاي حمل و نقل و راه و ترابري، اپسيلون هاي روش محدوديت اپسيلون و وزن ثابت روي تابع هدف مولوي انجام گرفت، كه در آن با افزايش بودجه شركت حمل و نقل و راه و ترابري، ميزان هزينه ها افزايش و ميزان تاخيرات و ميزان توليد آلاينده ها كاهش پيدا مي كند. همچنين با افزايش وزن مولوي نيز مقادير توابع هدف تاخيرات، توليد آلاينده ها و هزينه ها افزايش مي يابد.

1396/10/03

1/21/2022 12:00:00 AM

Abstract: Intermodal transportation is amongst the most complicated modes of transportation that have played a significant role in the growth of global business in recent decades. Instead of a single mode of transportation, it is a comprehensive and coordinated system incorporating different modes of transportation including marine, road, rail and air. Thus, designing a network capable of coordinating these modes in a socially, economically and environmentally sustainable way is of critical importance. The aim of this research is to design a sustainable intermodal transportation network under disruption. The mathematical model consists of three objective functions representing different aspects of sustainability in transportation. The first objective is to minimize total costs including maintenance and strengthening the arcs and nodes of the network. The second objective is to minimize delays caused by disruptions and the third objective is to minimize total emissions produced during the whole freight transportation process. In addition to arcs, failure in transportation nodes are also taken into account in this research. Therefore, the infrastructure agency has to decide on whether or not to strengthen arcs and nodes and the transportation company has to decide on the maintenance of vehicles. In order to solve the resultant multi-objective stochastic optimization problem, a hybrid epsilon constraint-scenario based robust optimization approach is applied. A real case study consisting a fraction of Iran’s freight transportation network from Shahid Rajaei and Boushehr ports to Tehran province has been analyzed using the proposed approach. To this end, the model has been implemented and solved in GAMS software. Analysis of the Pareto efficient solutions indicate that decreasing delays and environmental impacts leads to an increase in total costs. These results help the infrastructure agency and transportation companies to trade-off between delay/environmental impact reduction and cost minimization. Finally, a sensitivity analysis has been done to investigate the effect of changes in the budget of transportation company/infrastructure agency as well as the effects of the decision-maker’s risk aversion on total costs, total delays and environmental performance of the network.