18993

۱۸۹۹۳

مدلسازي زمانبندي ماشينآلات تعميرات و نگهداري راه آهن در شرايط عدم قطعيت

كارشناسي ارشد

حمل و نقل ريلي

۱۳۹۷-۱۳۹۴

۹۷/۰۲/۱۶

دكتر مسعود يقيني

راه آهن

اهميت تعميرات و نگهداري در هر سيستمي كه اجزاي آن حين بهرهبرداري فرسوده ميشوند، بر كسي پوشيده نيست. سيستم حملونقل ريلي نيز، بهعنوان يك سيستم عمومي و سراسري، نيازمند پايش، نگهداري و تعميرات دائمي است. زيرا قابليت اطمينان، ايمني و بهرهوري آن بسيار وابسته به كيفيت خطوط ريلي است. با توجه به آنكه طول خطوط ريلي و حجم نگهداري و تعمير موردنياز بسيار بالاست، استفاده از نيروي انساني جهت اجراي پروژهها، غيراقتصادي و عملاً غيرممكن است. اين كار توسط ماشينآلات مكانيزه مورداستفاده در خطوط ريلي انجام ميشود. به دليل تعداد محدود اين ماشينها و لزوم اجراي هر چه بيشتر پروژهها، ارائه يك روش بهينهسازي كه بتواند همزمان هم اهداف موردنظر را بهينه كند و هم تمام اولويتها و نيازمنديهاي راهآهن را در بربگيرد، ضروري است. در اين رساله، مسئله زمانبندي ماشينآلات مكانيزه خط در راهآهن ج.ا.ا. در حوزه زمانبندي نت پيشگيرانه موردبررسي قرارگرفته است. ازآنجاكه مسئله زمانبندي نت پيشگيرانه، يك مسئله -NP hardاست، استفاده از روشهاي بهينهسازي ابتكاري و فراابتكاري ميتواند بسيار مفيد باشد. جهت اعمال تمام اولويتها و نيازمنديهاي راهآهن، يك الگوريتم ابتكاري طراحي شده است. به دليل عدم نگاه سراسري در اين روش حل، يك الگوريتم تركيبي نيز ارائهشده است. اين الگوريتم شامل دو سطحِ تصميمگيري در ترتيب پروژههاي ورودي و انتخاب بهترين ماشين براي زمانبندي است. در سطح اول، از الگوريتم جستجوي ممنوع و در سطح دوم از سيستم كلوني مورچگان استفادهشده است. بمنظور اجراي بهتر الگوريتم و در نظر گرفتن مهمترين شاخصها بهعنوان تابع هدف، الگوريتم بهصورت دوفازي طراحي شده است. در فاز اول سعي ميشود تا كيلومتراژ كل برنامهريزي شده بيشنيه گردد. در فاز دوم، هدف جلوگيري از بدتر شدن تابع هدف فاز اول و كمينه كردن كيلومتراژ سير ماشينآلات است. اين الگوريتم توانسته است نتايج بهتري نسبت به برنامه دستي تهيه شده توسط راهآهن ارائه كند. در ادامه جهت ارزيابي بهتر برنامه زمانبندي تهيهشده، از شبيهسازي شرايط واقعي راهآهن ج.ا.ا. استفاده شده است. همچنين، استفاده از شبيهسازي زمان اجراي پروژهها بهجاي استفاده از محاسبات عادي، موردبررسي قرار گرفته است. نتايج نشان ميدهد كه عدم قطعيت تأثير بسزايي در اجراي فعاليتها و زمان آنها دارد كه در شبيهسازي بهتر ديده ميشود.

1397/03/27

Modeling the scheduling of railway maintenance machines in uncertain conditions

6/17/2018 12:00:00 AM

The importance of maintenance of any system, which its components are worn during operation, is clear. Railway transportation system as a global and public system, requires permanent monitoring, maintenance. Because its reliability, safety and efficiency are highly dependent on the quality of the railway tracks. Due to the fact that the length of the railway tracks and the required maintenance volume are very high, the use of human resources to implement projects is uneconomic and virtually impossible. This is done by mechanized machinery used on railways. Because of the limited number of machines and the need to implement projects as many as possible, it is necessary to develop a heuristic method capable to take both of the objectives and the priorities and requirements of the railway into account, at the same time. In this thesis, the scheduling process of Iran railway tracks preventive maintenance operation has been studied. Since this is a NP-hard problem, the use of heuristics and meta-heuristics can be very useful. A heuristic algorithm is designed to apply all of the railway priorities and requirements. Due to the local consideration applied in this solution method, a hybrid algorithm is also proposed. This algorithm involves two levels of making decision in the order of input projects and the choice of the best machine for scheduling. At the first level, the Tabu Search algorithm and at the second level, the Ant Colony System (ACS) have been used. In order to have a more efficient implementation of the algorithm and to consider the most important indicators as the objective function, the algorithm is designed in two phases. In the first phase, the total scheduled length (km) is to be maximized. In the second phase, the objective is to prevent the deterioration of the first phase objective and to minimize the machines travel. This algorithm could generate better results compared with the manual plan prepared by the Iran railways. The simulation of the real world conditions of Iran railways has been used for better evaluation of the prepared timetable. Furthermore, the use of simulation for the runtime of projects rather than using normal calculations has been examined. The results show that uncertainty has an important impact on the implementation and the time of the activities, which is seen in simulation.