27285

زمانبندي قطار و تخصيص لكوموتيو از طريق شبكه مكان-زمان-وضعيت

كارشناسي ارشد

مهندسي حمل و نقل ريلي

1397

1400/12/18

مسعود يقيني

راه آهن

برنامه‌ريزي در راه‌آهن شامل مسائل بلاك‌بندي، تشكيل قطار، زمان‌بندي قطار، تخصيص لكوموتيو و تخصيص خدمه و غيره مي‌باشد. به علت پيچيدگي برنامه‌ريزي راه‌آهن، در اغلب موارد اين برنامه‌ريزي‌ها بصورت جداگانه و در يك توالي مشخص انجام مي‌شود. بطور مثال در برنامه‌ريزي حركت قطار، مسيريابي و زمان‌بندي قطار قبل از تخصيص لكوموتيو انجام مي‌گيرد. به عبارت ديگر زمان‌بندي قطار بدون در نظر گرفتن برنامه‌ريزي تخصيص لكوموتيو انجام مي‌شود. اين نوع برنامه‌ريزي سلسله مراتبي يك عيب مشخص دارد و آن اين است كه هنگامي كه خروجي بهينه‌ي يك برنامه‌ريزي به عنوان ورودي در برنامه‌ريزي بعدي استفاده مي‌شود، نمي‌توان نتيجه گرفت كه به يك جواب بهينه سراسري دست يافته ايم. بنابراين تفكيك زمان‌بندي قطار و تخصيص لكوموتيو از يكديگر باعث يك هماهنگي ضعيف بين اين دو مي‌شود كه ممكن است سبب تاخير در ورود لكوموتيو به ايستگاه اعزام قطار و تاخير در اعزام قطار شود كه در اين صورت لازم است در مورد برنامه زمان‌بندي تجديد نظر شود. اين هماهنگي ضعيف همچنين مي‌تواند سبب شود كه با اولين ورود لكوموتيو‌ها به ايستگاه اعزام قطار، نتوانيم از منابع در دسترس بطور كامل استفاده كنيم. در اين مقاله يك مدل بهينه‌سازي جامع ارائه شده است كه به طور همزمان تخصيص لوكوموتيو به قطارها، زمانبندي قطار‌ها و مسير‌هايي كه لكوموتيو به طور سبك (جابجايي بدون قطار) مي‌پيمايد، را تعيين مي‌كند. همچنين لكوموتيو‌ها بعد از رساندن قطارها به مقاصد مورد نظر، از قطار جدا شده و مورد بازرسي قرار مي‌گيرند. براي حل اين مساله يك شبكه سه بعدي مكان-زمان-وضعيت ارائه شده است. در اين شبكه «وضعيت» نشان مي‌دهد كه لكوموتيو به كدام قطار متصل است. اين مساله بوسيله جريان شبكه چند كالايي فرموله شده كه كالاها نشان دهنده لكوموتيو‌ها هستند كه از گره مبدا (ايستگاه آغازين) به گره مقصد (ايستگاه مقصد) حركت مي‌كنند. در اين شبكه چند كالايي علاوه بر محدوديت هاي شبكه (عرضه، تقاضا و تعادل)، محدوديت‌هاي شبكه ريلي ارائه شده است.

1401/08/17

Train scheduling and locomotive assignment via location-time-status network

3/9/2023 12:00:00 AM

Railway planning includes issues of blocking, train formation, train scheduling, locomotive allocation and crew allocation, and so on. Due to the complexity of railway planning, in most cases these plans are done separately and in a specific sequence. For example, in train planning, train routing and scheduling is done before locomotive allocation. In other words, train scheduling is done without considering the locomotive allocation schedule. This type of hierarchical programming has a definite drawback, and that is that when the optimal output of one programming is used as input to the next programming, it cannot be concluded that we have achieved a global optimal solution. Therefore, the separation of train schedules and the allocation of locomotives from each other cause a weak coordination between the two, which may cause delays in the arrival of locomotives at the train station and delay in train departure, in which case it is necessary to reconsider the schedule. This poor coordination can also prevent us from making full use of the resources available when locomotives first arrive at the train station. In this paper, a comprehensive optimization model is presented that simultaneously determines the locomotive allocation to trains, the train schedule, and the routes on which the locomotive travels lightly (without transportation). Locomotives are also separated from the train and inspected after delivering the trains to their intended destinations. To solve this problem, a three-dimensional network of place-time-status is presented. In this network, "status" indicates which train the locomotive is connected to. This problem is formulated by the flow of a multi-commodity network, in which the commodities represent locomotives moving from the origin node (starting station) to the destination node (destination station). In this multi-commodity network, in addition to network constraints (supply, demand and equilibrium), rail network constraints are presented.

تخصيص لكوموتيو , زمانبندي قطار , شبكه چند كالايي , بهينه سازي

locomotive assignment , train scheduling , multi-commodity network , optimization

hossein ali hezarehee

masoud yaghini