پديد آورنده :
طاهري، شيما
عنوان :
طراحي يكپارچه شبكه ي حمل ونقل ريلي با در نظر گرفتن ديدگاه اي دولت و صاحبان كالا: ارائه ي رويكرد سه سطحي مبتني بر توسعه ي پايدار با لحاظ رقابت سامانه هاي ريلي، جاده اي و تركيبي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي و برنامه ريزي حمل و نقل
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 105ص: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد تمنايي
توصيفگر ها :
طراحي يكپارچه شبكه , ديدگاه دولت , محدوديت بودجه , رقابت بين گونه اي , مسأله ي سه سطحي , شاخص هاي ابتكاري , الگوريتم ژنتيك
استاد داور :
احسان سيد ابريشمي، احمدرضا طالبيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/09/30
رشته تحصيلي :
مهندسي حمل و نقل
دانشكده :
مهندسي حمل و نقل
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/03
چكيده فارسي :
چكيده طراحي شبكه حملونقل ريلي با تمركز بر احداث خطوط جديد بهبود ظرفيت خطوط موجود و نيز اندركنش بين خطوط ريلي و مراكز لجستيك يكي از مسائل مهم و راهبردي حوزهي حملونقل است يافتن پاسخ بهينه براي اين مسأله با توجه به كليهي محدوديتهاي ظرفيتي و قيمتگذاري شبكه ميتواند تقاضاي حملونقل كالا را هرچه بيشتر به سمت گونهي سبز ريلي سوق دهد و سبب كاهش هزينههاي اقتصادي زيستمحيطي و اجتماعي گردد در پژوهش حاضر براي اولين بار مسألهي سه سطحي طراحي يكپارچه شبكهي حملونقل تركيبي با لحاظ رقابت بين گونههاي جادهاي ريلي و تركيبي محدوديت ظرفيت اجزاي شبكه محدوديت بودجه و تفاوت ديدگاه بازيگران ارائه شدهاست در سطح بالاي مسأله پايانههاي حملونقل تركيبي و محورهاي ريلي كانديدا با در نظرگرفتن محدوديت بودجه انتخاب ميشوند در سطح مياني تقاضاي سالانهي بار براي گونههاي جادهاي و ريلي و تركيبي با استفاده از مدل لوجيت و بروزرساني وروديهاي آن محاسبه ميگردد در نهايت تقاضاهاي محاسبه شده به كمك روش تخصيص جزئي مبتني بر ظرفيت به كمهزينهترين مسيرهاي زوج مبدأ مقصدها تخصيص داده ميشود در اين مسأله تقاضاي بار بر اساس چهار نوع دسترسي ريلي مبدأ و مقصد تقاضا به شبكه ها اختصاص مي يابد به علت محدوديت ظرفيت در شبكهي ريلي امكان عدم برآورد همهي تقاضاي ريلي تركيبي يك زوج مبدأ مقصد از طريق شبكهي ريلي وجود دارد بنابراين در اين شرايط تقاضا به كمهزينهترين مسير جادهاي آن زوج مبدأ مقصد تخصيص مييابد يك مدل بهينهسازي رياضي با هدف كمينهسازي هزينهي كل شامل هزينههاي مستقيم و غيرمستقيم حملونقل بار در شبكه هاي ريلي و جادهاي ارائهشدهاست در اين مدل بهينهسازي دولت با توجه به محدوديت بودجه سبد بهينهي كانديداهاي زيرساخت را به نحوي برميگزيند كه هزينهي كل شبكه پس از اعمال مدل لوجيت و انتخاب گونهي مناسب حملونقل توسط صاحبان كالا كمينه گردد شايان ذكر است كه صاحبان كالا بدون توجه به هزينههاي غيرمستقيم و صرف با در نظرگرفتن هزينههاي مستقيم گونهي مناسب خود را انتخاب ميكنند اما دولت ا هزينهي كل شبكه را پس از تخصيص همهي تقاضا با اعمال هزينههاي غيرمستقيم در نظر ميگيرد به علت NP hard بودن مسأله يك روش حل نوآورانه مبتني بر الگوريتم ژنتيك و شاخصهاي ابتكاري پيشنهاد شد و در محيط برنامهنويسي جاوا پيادهسازي گرديد شاخصهاي ابتكاري و الگوريتم ابتكاري چرخ رولت به منظور كاهش ارزيابي تركيبات ممكن كانديداها و ايجاد جمعيت اوليهي شدني براي الگوريتم ژنتيك مورد استفاده قرار گرفتهاند جهت اولويتدهي كانديداهاي احداث و بهبود شاخص اولويتدهي مطلق كانديداها معرفي شدهاست تا اهميت هر كانديدا جهت انتخاب تعيين شود به علاوه شاخص ابتكاري مشابهت كانديداها جهت تعيين مشابهت هر دو كانديدا به يكديگر مورد استفاده قرار گرفتهاست به منظور ارزيابي و صحت سنجي روش حل پيشنهادي مثالهايي در مقياس كوچك با 89 كانديدا 8 پايانهي حملونقل تركيبي و 69 محور ريلي طراحي گرديد و جوابهاي حاصل از بهكارگيري روش حل پيشنهادي با جوابهاي حاصل از روش دقيق شمارش كامل مورد مقايسه قرار گرفتند اين مقايسه نشان ميدهد كه نتايج حاصل از روش حل پيشنهادي حداكثر 586 6 درصد نسبت به جواب بهينه حاصل از روش دقيق شمارش كامل اختلاف دارند اين در حالي است كه ميانگين زمان حل مثالهاي طراحي شده توسط الگوريتم شمارش كامل و روش حل پيشنهادي به ترتيب 6603 و 649 دقيقه هستند در ادامه با در نظر گرفتن كانديداهاي احداث و بهبود زيرساختهاي ريلي در شبكه ايران و نيز مقادير متفاوت بودجه طراحي بهينه شبكه يكپارچه ريلي كشور ارائه گرديد مثالهاي شبكه ريلي ايران با در نظر گرفتن ماتريس تقاضاي مبدأ مقصد انواع كالا در سال افق 4949 شامل 613 شهرستان و 749 كانديدا 54 پايانهي حملونقل تركيبي و 969 محور ريلي حل شدند ميانگين زمان حل هر يك از مسائل با استفاده از روش حل پيشنهادي در پژوهش 6659 دقيقه بوده است براساس نتايج پژوهش حاضر ميتوان دريافت كه برخورداري از بودجهي بالاتر و احداث كانديداهاي بيشتر لزوم منتج به هزينهي غيرمستقيم كمتر براي مجموعه شبكههاي ريلي و جادهاي نميشود اين ا بينش مديريتي بدان معناست كه ممكن است حالاتي از طراحي شبكهي ريلي وجود داشته باشند كه هزينهي غيرمستقيم به ازاي آن حالات كمتر از هزينهي غيرمستقيم در حالت شبكهي كامل احداث كليهي كانديداها باشد نتايج اين پژوهش ميتواند به عنوان ابزاري مؤثر و كارا جهت سياستگذاري و اولويتبندي پروژههاي زيرساختي شبكه ريلي مورد استفاده مديران و سياستگذاران قرار گيرد كلمات كليدي طراحي يكپارچه شبكه ديدگاه دولت محدوديت بودجه رقابت بين گونهاي مسألهي سه سطحي شاخصهاي ابتكاري الگوريتم ژنتيك
چكيده انگليسي :
114 An integrated rail transportation network design with consideration of government and freight owners perspectives Proposing a three level approach based on sustainable development regarding competition of rail road and intermodal systems Shima Taheri shima taheri@te iut ac ir Date of Submission 2020 Department of Transportation Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor s Name and Email address Mohammad Tamannaei m tamannaei@iut ac irAbstract Rail transportation network design concentrating on establishing new rail corridors developing existingcorridors capacities and interaction between rail corridors and logistics centers is one of the substantial andstrategic issues in the field of transportation Finding an optimal solution to this problem considering capacityconstraints and network pricing can lead the freight transportation demand to the green rail mode and reduceeconomic environmental and social costs In this paper for the first time a three level integrated intermodalnetwork design problem MIINDP with consideration of modal competition network elements capacityconstraints budget limitation and different actors points of view is addressed On upper level intermodalterminal and rail corridor candidates are selected by concentrating on budget limitation On the middle level road and rail and intermodal annual freight demand are calculated by logit discrete choice model and freightdemand will be updated Finally the demands are assigned to lower cost routes capacity based incrementalassignment method In this problem freight demand is assigned to the networks based on four types of railaccessibility of origins and destinations Due to capacity constraints in rail transportation system it is possibleto exist unmet rail intermodal annual fright demand of an OD pair therefore in this situation the demand isassigned to OD pair s lowest cost road route A mathematical programming model is formulated aimed tominimize the total cost including both internal and external costs of freight transportation in rail and roadnetworks In the proposed mathematical model the government selects candidates due to budget limitation tominimize the network s total cost after applying the logit model and choosing the appropriate transportationmode by the freights owners It is worth noting that the b freight s owners choose the reasonable transportationmode without considering the external costs and only by regarding internalities Although the governmentconsiders the total cost of the network after allocating all the freight demand by imposing externalities Due to the NP hardness of the problem an innovative solution approach based on genetic algorithm andheuristic indices are proposed and implemented in the Java programming environment The heuristic indicesand the Roulette wheel heuristic algorithm are employed to restrict the candidate combinations and to initializea genetic algorithm population To prioritize establishment and development candidates candidate s AbsolutePriority Index API is introduced to designate the importance of each candidate for choosing Besides anotherheuristic index named Similarity Index SI is defined to determine the similarity of candidates Also toevaluate and validate the proposed solution approach some examples are designed in small scale andcompared with each other This comparison indicates that the results obtained from the proposed solutionapproach differ by a maximum of 0 085 from the optimal solution obtained from the exact exhaustiveenumeration algorithm However the average solution times of the designed examples by the exhaustiveenumeration algorithm and the proposed solution approach are 3600 and 240 minutes respectively Then withconsideration of establishing and developing rail corridor candidates in Iran s rail transportation network andalso different amounts of budget optimal integrated Iran s rail network design was presented Some examplesof Iran
استاد راهنما :
محمد تمنايي
استاد داور :
احسان سيد ابريشمي، احمدرضا طالبيان
