21192

۲۱۱۹۲

زمان‌بندي قطارهاي راه آهن شهري در ايستگاه‌هاي تقاطعي تحت شرايط عدم قطعيت

كارشناسي ارشد

مهندسي حمل و نقل ريلي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۴/۳۰

دكتر مسعود يقيني

راه آهن

چكيده مسئله زمان‌بندي و برنامه‌ريزي در دهه‌هاي اخير يكي از چالش‌برانگيزترين مسائل بهينه‌سازي به شمار مي‌رود. همچنين يكي از پراهميت‌ترين مسائل روز، بهينه‌سازي جدول زماني براي شبكه‌هاي حمل‌ونقل از جمله شبكه راه‌آهن شهري است. هدف اين تحقيق، ارائه مدل رياضي براي زمان‌بندي حركت قطارهاي راه‌آهن شهري در ايستگاه‌هاي تقاطعي مي‌باشد. نخست، يك مدل بهينه‌سازي دو هدفه قطعي ارائه گرديده است.هدف اول كاهش زمان انتظار مسافران در هنگام جابه‌جايي در ايستگاه‌هاي تقاطعي و هدف دوم كاهش هزينه‌هاي عملياتي مي‌باشد. از جمله محدوديت‌هاي اين مدل مي‌توان به محاسبه زمان‌هاي اعزام و رسيدن قطار به ايستگاه‌هاي تقاطعي، محاسبه هدوي، زمان انتظار مسافران و تعداد ناوگان مورد نياز اشاره كرد. جهت اعتبارسنجي مدل، شبكه مترو تهران با 8 خط اصلي و 6 ايستگاه تقاطعي به‌عنوان مطالعه موردي انتخاب‌شده است. سپس از دو روش حل "ال پي-متريك" و روش "اپسيلون محدوديت تقويت شده" براي حل مدل پيشنهادي قطعي استفاده شده است. نتايج تحليل اين دو روش حل نشان مي‌دهد كه روش اپسيلون محدوديت تقويت شده از كارايي بالاتري در توليد جواب‌هاي پارتو و همچنين زمان حل كمتري برخوردار است. همچنين در اين تحقيق يك مدل غيرقطعي سناريو محور ارائه‌شده است كه پارامتر تعداد مسافران جابه‌جاشونده و زمان جابجايي مسافران به‌صورت غيرقطعي در نظر گرفته‌شده و مدل غيرقطعي با روش "مالوي" استوار سازي شده است. مشابه مدل قطعي، شبكه مترو تهران به‌عنوان مطالعه موردي انتخاب‌شده است. مدل استوار دوهدفه پيشنهادي با روش اپسيلون محدوديت تقويت شده حل شده است. نتايج مدل بهينه‌سازي قطعي و استوار پيشنهادي به صورت جداگانه بررسي و همچنين با يكديگر مقايسه شده‌اند. نتايج عددي حاكي از استوار شدن مدل در مقابل عدم قطعيت و نشانگر كارا و مؤثر بودن مدل غيرقطعي در ‌زمان حل منطقي مي‌باشد. از جمله محدوديت‌هاي تحقيق مي‌توان به عدم وجود سامانه شمارش تعداد مسافران جابه‌جاشونده در ايستگاه‌هاي تقاطعي اشاره كرد. واژه‌هاي كليدي: زمان‌بندي، قطار شهري، تقاطع، عدم قطعيت، بهينه‌سازي استوار

1398/07/29

Scheduling of urban railway trains at intersections stations under uncertainty conditions

7/20/2020 12:00:00 AM

Abstract The problem of timetabling and planning in recent decades is one of the most challenging issues of optimization. One of the most important issues of the day is the optimization of the timetable for transportation networks, including the city rail network. The purpose of this research is to provide a mathematical model for timing the movement of urban railroads at intersection stations. First, a two-objective optimization model has been proposed. The first objective is to reduce the waiting time for passengers when moving at intersections, and the second is to reduce operating costs. Among the limitations of this model, calculation of the arrival and departure time of the train to/from the intersection stations, calculation of the headway, passenger waiting time and the number of required fleets, can be mentioned. To validate the model, Tehran metro network with 8 main lines and 6 intersection stations has been selected as case study. Then, two methods solving of "LP-metric" and the "Augmented epsilon constraint" have been used to solve a definite proposed model. The results of the analysis of these two solving methods show that Augmented epsilon constraint method has a higher efficiency in the production of pareto solutions as well as less solving time. Also, in this research, a non-deterministic scenario-based model is proposed that the parameter of the number of passengers and the time of moving passengers is considered uncertain and the non-deterministic model is based on the "mulvey" method. Similar to the definitive model, Tehran metro network has been selected as a case study. The proposed bi-objective robust model is solved by the Augmented epsilon constraint method. The results of the definitive and robust optimization model are examined individually and also compared with each other. Numerical results show that the model is robust versus uncertainty and indicate the efficiency and effectiveness of the uncertain model at logical solving time. Among the research limitations is the absence of a system for counting the number of passengers traveling at intersections. Keywords: timetabling, urban train, intersection, uncertainty, robust optimization