حل يك مدل جديد براي مساله مسيريابي وسايط نقليه با در نظر گرفتن ايمني در حمل و نقل مواد خطرناك

Solving a New Vehicle Routing Problem Considering Safety in Hazardous Materials Transportation: A Real-case Study

مواد خطرناكي همانند مواد منفجره، اشتعا لپذير، سمي و اكسي دكننده، به عنوان مواد اولي ه يا محصول استراتژيك در صنايع گوناگون، نقش بسيار مهمي در توسع ه صنعتي كشور ايفا ميك‌نند. همچنين، حمل و نقل اين مواد نيز به دليل ماهيت اين نوع مواد، داراي ويژگيهاي منحصر به فرد است. به همين دليل، مسي ريابي مواد خطرناك، پيچيدگيهاي بسيار بيشتري نسبت به مسي ريابي مواد معمولي دارد، زيرا در اين نوع مسي ريابي، علاوه بر هزين ههاي حمل و نقل، ريسك حم ل و نقل مواد خطرناك در مسي رها نيز بايد در نظر گرفته شود، همچنين، بُعد زمان نيز با در نظر گرفتن زمان رسيدن مواد خطرناك به مشتريان و زمان تخليه آن، م يبايست در نظر گرفته شود. در اين مقاله مدل جديدي به منظور مسيريابي وسايط نقليه به منظور كمينهك‌ردن ريسك حمل و نقل مواد خطرناك توسعه داده شده است. در اين مدل سعي شده است، در مسي ريابي وسايط نقلي ه، علاوه بر كمين هكردن هزين ههاي حمل و نقل، كاهش ريسك مسير نيز مورد توجه قرار گيرد و زما نبندي مناسبي براي خدم تدهي وسايط نقليه به مشتريان ارايه شود تا هزين ههاي نيروي انساني كمينه شود و امكان برنام هريزي بهتري براي مسيريابي و توزيع مواد خطرناك به وجود آيد. مساله مسيريابي وسايط نقليه مورد بررسي از نوع مسايل NP-Hard است، بنابراين با توجه به مدل ارايه شده چند هدفه، روش فراابتكاري NSGA- II پيشنهاد و براي نشان دادن كارآيي الگوريتم پيشنهادي، جوابهاي به دست آمده در ابعاد كوچك با جوابهاي به دست آمده از روش محدوديت اپسيلون مقايسه شد. نتايج نشان م يدهن د كه درصد خطاي توابع هدف نسبت به روش محدوديت اپسيلون در تمامي مسايل حل شده كمتر از 2 % است كه كارآيي الگوريتم پيشنهادي را نشان م يدهد. علاوه بر اين، زمان حل مسايل در دو بخش NSGA-II و روش محدويت اپسيلون نشان دهند ه افزايش نمايي زمان حل با استفاده از روش محدوديت اپسيلون است. در مقابل زمان حل مساله توسط NSGA-II با افزايش خطي نسبت به تغييرات در ابعاد مساله مواجه شد، كه اين امر نشان دهند ه كارآيي روش حل توسعه داده شده، براي حل مساله در ابعاد واقعي و بزرگ است.

Transportation of hazardous materials plays a significant role in economic activities in developing as well as developed countries because of the need of industrial plants to these materials. In many cases, production plants of hazardous materials are far from the consumers, where transportation of materials affects the safety of the people involved. In this paper, besides minimizing the cost of related transportation, reduction of accident probability as minimizing the risk of hazardous materials transportation, is also considered. The importance of required time for materials delivery is another main objective. The above issue is categorized in a vehicle routing problem with time windows (VRPTW). In this paper, a new multi-objective mathematical model is presented and solved by the use of a well-known evolutionary algorithm, NSGA-II. Related computational results are compared by results of Lingo software using the ?-constraint method in small-sized test problems. A number of numerical investigations to evaluate the quality of solution sets versus time in large sizes are performed on various test instances. Results obtained by NSGA-II were compared based on two comparison metrics, namely spacing and quantity, in order to show the efficiency of the proposed NSGA-II. Finally, a real-case study was considered for shipping the Chlorine gas capsules from the Water & Wastewater Company to municipal water treatment facilities in Tehran.