بكارگيري الگوريتم شبيه سازي تبريد چند هدفه جهت حل مدل توسعه يافته تعيين اندازه واگن‏هاي باري در صنعت حمل و نقل ريلي

Employing Multi-Objective Simulated Annealing Algorithm to Solve the Developed Model for Determining the Size of Freight Cars in Rail Transportation Industry

مسئلۀ تعيين اندازه ناوگان از مسائل مهم صنعت حمل و نقل و بسيار سخت و پيچيده است. در اين پژوهش، يك مدل رياضي براي مسئله پوياي تعيين تعداد واگن ‏هاي باري ريلي ارائه مي‏شود كه تا حد امكان شرايط و محدوديت‏ هاي دنياي واقعي را در بر دارد. در مدل ارائه شده تقاضاي واگن و زمان سير به صورت قطعي در نظر گرفته شده‏اند. از آنجا كه در دنياي واقعي بيش از يك هدف وجود دارد بنابراين در اين پژوهش تابع هدف ديگري جهت افزايش بهره‏ وري در نظر گرفته شده‏ است، كه تعداد تاخيرات در پاسخ‏گويي به تقاضاها را در طول دوره‏ برنامه ‏ريزي كاهش مي‏دهد .مطابق با شرايط واقعي شبكه راه‏ آهن، واگن هاي باري بصورت ناهمگون مد نظر قرار گرفته‏ اند. همچنين در مدل ارائه شده براي اولين بار سه محدوديت ظرفيت وسيله نقليه، ارسال وسيله نقليه و ظرفيت خط در نظر گرفته شده‏است .تخصيص واگن‏ هاي خالي جهت افزايش بهره‏ برداري از واگن ‏هاي موجود در شبكه و در نتيجه آن كاهش حجم زيادي از هزينه‏ هاي تملك ناوگان و نگهداري مورد توجه واقع شده‏ است. در اين مقاله پس از تعريف مسئله مدل رياضي مربوطه ارائه مي‏گردد. جهت يافتن جواب‏ هاي پارتو يك روش مبتني بر رويكرد الگوريتم شبيه ‏سازي تبريد چند هدفه ارائه شده است. در نهايت، يك مثال عددي برگرفته از صنعت حمل و نقل ريلي جمهوري اسلامي ايران حل و به بحث گذاشته شده است.

Determining the fleet size is one of the most important issues of the shipping industry. In this study, a mathematical model is proposed for the dynamic problem of determining the number of rail freight wagons in conformity with the real-world conditions and restrictions. In the proposed model, the demands for wagon and due time for start have been considered deterministic. In addition to the revenue, another objective function has been considered for more productivity which reduces the number of delays in responding the demands during planning. Also, in accordance with the actual conditions in a railway network, freight wagons have been heterogeneously taken into consideration. In the proposed model, the vehicle capacity constraints, vehicle delivery, and the line capacity have been taken into account for the first time. Here, specifying empty wagons in order to increase productivity of the available wagons in the network; as a result, reducing a large expense of fleet ownership and maintenance has been considered. After defining the problem in the form of a mathematical model, a method based on the multi-objective simulated annealing algorithm has been proposed to find the Pareto solutions. Finally, a numerical example has been given from the Islamic Republic of Iran's Railway Transportation Industry and the solution has been discussed.