پديد آورنده :
حبيب الهي، محمدعلي
عنوان :
تخصيص بهينه لوكوموتيوها به قطارهاي باري، با لحاظ محدوديت‌هاي ساختاري شبكه راه‌آهن جمهوري اسلامي ايران
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
برنامه ريزي حمل و نقل
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ده، 62ص.: مصور جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد تمنايي، حسين فلسفين
توصيفگر ها :
تخصيص لوكوموتيو , جابه‌جايي منفرد , توان هدر رفته , مدل برنامه‌ريزي رياضي , الگوريتم‌هاي فرا ابتكاري
استاد داور :
حسين حق شناس، ملودي خادم ثامني
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/11/15
رشته تحصيلي :
مهندسي حمل و نقل
دانشكده :
مهندسي حمل و نقل
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/08
چكيده فارسي :
شبكه راه‌آهن هميشه با چالش‌هاي متعددي از جمله مديريت لوكوموتيوهاي دردسترس، به ويژه در شرايط كمبود ناوگان، روبه‌رو بوده است. براي بررسي اين چالش‌ها و ارائه راهكار مناسب براي آن‌ها، اين پژوهش يك مسئله تخصيص بهينه لوكوموتيو به قطارهاي باري را بررسي كرده است. مسئله مذكور، به صورت همزمان، ويژگي‌هايي از جمله جدول زمان‌بندي منعطف و قابل تغيير، اتصال لوكوموتيوها و محدوديت‌هاي حركتي آن‌ها در مسير قطارها، جابه‌جايي منفرد لوكوموتيوها، و توان هدر رفته لوكوموتيوها ناشي از تشكيل تركيب‌ها (گروه لوكوموتيوهاي متصل شده به يكدگير) و تفاوت بين توان مورد نياز قطارها براي حركت در شبكه و توان خروجي تركيب‌ها را لحاظ نموده است. اهداف اين مسئله، شامل كمينه‌سازي همزمان هزينه‌هاي عملياتي ناشي از جابه‌جايي منفرد لوكوموتيوها، انحراف زمان شروع حركت قطارها از جدول زمان‌بندي اوليه، و توان هدررفته لوكوموتيوها در حين تشكيل تركيب و تخصيص به قطارها است. براي حل اين مسئله، يك مدل برنامه‌ريزي غيرخطي عدد صحيح مختلط در نظر گرفته شده است. با توجه به خاصيت NP-سخت بودن مسئله، دو روش حل فراابتكاري شبيه‌سازي تبريد و ژنتيك تطابقي، با هدف ايجاد يك ابزار حل مناسب در مسائل داراي ابعاد بزرگ توسعه داده شده است. سپس، آزمايشاتي بر اساس مسائل داراي ابعاد كوچك و ابعاد بزرگ، براي مشخص شدن عملكرد روش‌هاي حل ارائه شده طراحي و انجام گرفته است. براي انجام يك تحليل حساسيت بر روي پارامترهاي مسئله، شبكه راه‌آهن جمهوري اسلامي ايران به عنوان يك مطالعه موردي واقعي لحاظ شده است. بر اساس نتايج، يك رابطه اساسي بين مسئله تخصيص بهينه لوكوموتيو و مسئله تشكيل قطار مشخص شد؛ به طوري كه تشكيل قطارهاي طولاني‌تر و سنگين‌تر، منجر به افزايش جابه‌جايي منفرد لوكوموتيوها و ميزان انحراف زمان شروع حركت قطارها از جدول زمان‌بندي مي‌گردد؛ درحالي كه توان هدر رفته لوكوموتيوها كاهش مي‌يابد. بينش‌هاي مديريتي در اين پژوهش، مي‌تواند به كارشناسان و متخصصان كمك كند تا تصميمات مناسبي را در سيستم‌هاي ريلي اتخاذ كنند.
چكيده انگليسي :
Railway companies can improve their achievement through the efficient management of locomotives in the network, even in the case of severe limitations in number of available locomotives. To reach the mentioned goal, this study addresses a Locomotive Assignment Problem (LAP) for freight trains. It simultaneously considers timetable flexibility, locomotive connection and train path restrictions, locomotive light movements, and lost powers due to forming consists (combination of locomotives) and difference between required power of trains and output of consists. The aim is to minimize the total operational cost imposed by light movements, lost powers, and deviation from initial timetable. To solve the problem, a Mixed-Integer Quadratically-Constrained Programming (MIQCP) is proposed. Due to the NP-hard nature of the problem, two metaheuristic solution approaches, including Adaptive Genetic Algorithm (AGA) and Simulated Annealing (SA) are proposed. An experimental analysis based on small-scale and large-scale instances is designed to investigate the performance of the solution approaches. To implement a sensitivity analysis based on LAP indicators, the Iranian railway network is applied as a real-world case study. Based on the results, it is deduced that there is a mutual interaction between the LAP and the train formation problem. Applying longer and heavier trains would cause an increase in the light movements of the locomotives, but it decreases their lost powers. The managerial insights provided in this study can help experts make appropriate decisions for the railway systems.
استاد راهنما :
محمد تمنايي، حسين فلسفين
استاد داور :
حسين حق شناس، ملودي خادم ثامني
