21186

۲۱۱۸۶

بهينه‌سازي برنامه‌ريزي مسدودي از طريق زمانبندي پروژه‌هاي نگهداري‌ و‌ تعمير خطوط ‌ريلي و تخصيص ماشين‌آلات مكانيزه

كارشناسي ارشد

مهندسي حمل و نقل ريلي

۹۵-۹۸

۱۳۹۸/۴/۲۶

دكتر مسعود يقيني

راه آهن

امروزه بين 20 تا 40 درصد از هزينه‌هاي راه‌آهن در بخش تعميرات و نگهداري صرف مي‌شود. وجود اين هزينه گزاف لزوم استفاده از برنامه‌ريزي دقيق و بهينه براي انجام اين عمليات را آشكار مي‌كند. هرساله تعدادي از پروژه‌هاي تعميرات و نگهداري خطوط ريلي در سراسر شبكه تعيين‌شده و به تيم‌هاي كاري موجود تخصيص مي‌يابند. از طرف ديگر انجام اين پروژه‌ها منجر به مسدودي خطوط ريلي مي‌گردند كه همين عدم عبور قطار باعث از دست رفتن درآمد راه‌آهن و نارضايتي مشتريان مي‌شود. مسئله برنامه‌ريزي مسدودي درواقع ايجاد يك برنامه‌ريزي بلندمدت در شبكه ريلي است كه به‌طور هم‌زمان به تخصيص بهينه تيم هاي كاري به پروژه‌هاي تعميرات و نگهداري خطوط ريلي و تعيين زمان‌بندي بهينه مسدودي در محورها و نواحي مي‌پردازد. ازآنجاكه امروزه به دليل سرعت، دقت و بهره‌وري بالاي ماشين‌آلات مكانيزه استفاده از آن‌ها به‌جاي نيروي انساني رو به گسترش بوده لذا در اين تحقيق به طراحي يك مدل رياضي برنامه‌ريزي مسدودي به‌منظور تخصيص پروژه‌ها به ماشين‌آلات مكانيزه ريلي و تعيين زمان‌بندي بهينه مسدودي محورها ضمن رعايت محدوديت‌هاي جانبي نظير رعايت روابط پيش‌نيازي پروژه‌ها، عدم مسدودي هم‌زمان محورهاي مجاور به‌صورت هم‌زمان، سير ماشين بين فعاليت‌هاي متوالي و عدم هم‌زماني پروژه‌هايي خاص باهدف حداقل سازي اختلال در عبورومرور قطارها پرداخته‌ايم. تابع هدف در اين مدل به حداقل سازي هزينه‌هاي مختلف ازجمله هزينه تخصيص ماشين به هر فعاليت، هزينه سير ماشين بين فعاليت‌هاي متوالي، هزينه مسدودي در هر محور و جرائم نقض محدوديت‌هاي جانبي مي‌پردازد. در اين تحقيق پروژه‌ها كه خود انواع مختلفي دارند، به مجموعه‌اي از فعاليت‌ها تقسيم‌شده و هر ماشين موجود در شبكه قادر به انجام نوع خاصي از فعاليت‌ها است. در انتها مدل رياضي طراحي‌شده براي راه‌آهن ج.ا.ا پياده‌سازي گرديد كه در اين مطالعه موردي برنامه پيشنهادي راه‌آهن براي انجام پروژه‌ها و زمان‌بندي مسدودي كل شبكه در دو دوره 6 ماهه سال 97 موردبررسي قرارگرفته و پس از حل آن توسط مدل رياضي به بررسي وضعيت فعلي و مطلوب مسدودي پرداخته شد. در جدول طراحي‌شده به‌وسيله مدل، پيشرفت‌هاي محسوسي در وضعيت شبكه مشاهده گرديد به‌طوري‌كه تمام پروژه‌ها توسط منابع محدود موجود تكميل گشته و هزينه‌ها به‌وضوح كاهش مي‌يابد. در انتها پس از انجام تحليل حساسيت بر روي پارامترهاي مهم مسئله نظير تعداد ماشين‌آلات در دسترس و تعداد پروژه‌هاي هر دوره، پيشنهادهايي براي بهبود بهره‌وري راه‌آهن در مطالعات آتي ارائه گرديد.

1398/07/23

Optimization of railway curfew planning by scheduling of rail projects and allocation

7/16/2020 12:00:00 AM

Today, between 20% and 40% of the railway costs are spent on repairs and maintenance. The existence of this huge expense reveals the necessity of using accurate and optimal planning for this operation. Each year, a number of rail maintenance projects are set up across the network and allocated to existing work teams. On the other hand, the implementation of these projects leads to the blocking of railroads, which is the lack of trains that cause to lose railroad revenue and customer satisfaction. The Curfew planning problem (CPP) is the creation of a long-term planning in the rail network, which simultaneously addresses the optimal allocation of team works to rail maintenance projects and determines the optimal timing of clustering in subdivisions and service corridors. Since today because of speed, precision and efficiency of mechanized machinery using them instead of manpower is expanding, in this research we design a mathematical model of CPP for assigning projects to mechanized rail machinery and determining the optimal curfew time regarding to some side constraints such as precedence restriction, mutual exclusivity for projects and subdivisions, machine travel between consecutive activities and simultaneity of a project activities with the aim of minimizing disruptions in train routes. The objective function in this model is minimizing various costs, such as the cost of allocating machines to each activity, car journeys between successive activities, the cost of blocking in each subdivision and penalties of side constraints violation. In this research, projects that themselves have different types, are divided into a set of activities and each machine can perform a certain type of activity. At the end, the designed model was implemented for the Islamic republic of Iran railway. In this case study the proposed railway program for conducting projects and curfew planning of entire network in the two six-month periods of year 97 was examined and then it solved by mathematical model to compare the current and disirable situation of curfew scheduling. In the model designed table, there were noticeable improvements in network status, so that all projects are completed by limited resources and costs are clearly reduced. Finally, after sensivity analyze on important parameters of the problem, such as the number of available machinery and the number of projects in each period, suggestions for improving rail productivity in the future studies were presented.