توصيفگر ها :
حملونقل ريلي , بهينهسازي درآمد راهآهن , ظرفيت اقتصادي , اولويت مبدأ-مقصد-كالاها , شبكه جريان چند كالايي
چكيده فارسي :
در شبكههاي حملونقل ريلي، وجود تقاضاي زياد صاحبان كالا براي جابهجايي بار از مبادي به مقاصد مختلف و محدوديت ظرفيت محورها، سبب شدهاست تا استفادهي بهينه از ظرفيت زيرساخت شبكهي حملونقل سبز ريلي و اولويتبندي مبدأ-مقصد-كالاها در عبور از مسيرهاي مختلف شبكه، همواره به عنوان يك دغدغهي مهم براي گردانندگان سيستم مطرح باشد. در اين پژوهش، يك رويكرد نوين جهت سياستگذاري جريان كالا در شبكهي حملونقل ريلي با لحاظ تعيين مبدأ-مقصد-كالاهاي داراي اولويت عبور از شبكه ارائه شدهاست. در اين رويكرد، دو هدف شامل بيشينهسازي سود راهآهن و بيشينهسازي تقاضاي ريلي مدنظر قرار ميگيرد. رويكرد پيشنهادي در دو بخش ارائه گرديدهاست. در بخش اول، با توجه به محدوديت ظرفيت محورهاي شبكهي ريلي، تقاضاي مبدأ-مقصد-كالاهاي شبكه، و نيز هزينهي حملونقل كالاهاي مختلف، اولويت مبدأ-مقصد-كالاها جهت اشغال ظرفيت محورهاي شبكه مورد تحليل قرار گرفته و بر اين اساس، بيشينه درآمد راهآهن محاسبه ميگردد. در بخش دوم، رويكرد جديدي به عنوان سياست دولت براي تخصيص يارانه با لحاظ توأمان مديريت درآمد راهآهن و افزايش سهم بازار حملونقل ريلي و كاهش هزينههاي خارجي پيشنهاد شدهاست. به منظور حل مسئله در اين مطالعه، يك مدل برنامهريزي رياضي خطي دو هدفه توسعه داده شدهاست. اين مدل رياضي، براي شبكهي ريلي كشور ايران پياده سازي گرديدهاست. بر اساس نتايج پژوهش حاضر، ماهيت رقابتي گونههاي ريل و جاده سبب تحديد افزايش درآمد شبكهي ريلي ميشود. در نتيجه ميتوان ميزاني از درصد افزايش قيمت ريلي را به عنوان نقطه بهينه تعيين نمود كه در آن، بيشترين درآمد راهآهن حاصل ميگردد. بهعلاوه، با افزايش تدريجي ظرفيت سيرگاههاي شبكهي راهآهن، عليرغم افزايش درآمد راهآهن، نرخ اين افزايش درآمد كاهش مييابد. اگرچه مبناي انتخاب مبدأ-مقصد-كالاهاي داراي تقاضاي بار با سود بيشتر منجر به درآمدزايي بالاتر راهآهن خواهد شد اما نتايج نشان داد كه به دليل محدوديت ظرفيت، همواره اينگونه رخ نخواهد داد. بر اين اساس و با توجه به اولويتسنجي مبدأ-مقصد-كالاهاي داراي اولويت عبور از شبكه، مفهومي تحت عنوان "ظرفيت اقتصادي" براي هر سيرگاه ريلي قابل توسعه است. بر اساس اين مفهوم، تقاضاي مبدأ-مقصد-كالاهايي بايد از شبكه عبور داده شوند كه با توجه به ظرفيت سيرگاههاي شبكه، داراي اولويت تشخيص داده شوند. در نتيجهي اولويتبندي مبدأ-مقصد-كالاها در مدل پيشنهادي متناظر با مسئلهي اول بر روي شبكهي ريلي موجود و بر اساس پيشبيني تقاضاي 1414، ميزان تقاضاي پذيرفتهشدهي راهآهن حدود 5/21% افزايش خواهد داشت. همچنين، روشي موثر براي محاسبهي يارانهي دولتي اعطا شده به گونهي حملونقل سبز ريلي ارائه گرديدهاست كه نه تنها سبب بيشينهسازي درآمد راهآهن ميشود، بلكه هزينههاي خارجي تحميلشده به كل سيستمهاي حملونقل ريلي و جادهاي را به طور چشمگيري كاهش ميدهد. نتايج پژوهش، ابزار مناسبي را جهت تعيين الگوي بهينهي استفاده از ظرفيت محورهاي ريلي، در اختيار برنامه¬ريزان و سياستگذاران حملونقل قرار ميدهد.
چكيده انگليسي :
In rail transportation networks, the high demand of cargo to transport from the origins to different destinations, along with the capacity limitation of the corridors would have created a substantial concern for the system operators in optimizing usage pattern of the rail infrastructure and prioritizing OD-commodity tuples of the network. In the present study, a novel approach for freight flow policy-making in the rail transportation networks, with focus on determination of the prioritized origin-destinations is presented. In this approach, two objectives, including maximizing total revenue of the rail company and maximizing portion of rail demand, are applied. The approach consists of two parts. In the first part, due to the capacity limitation of the railway corridors, the demand of the OD-commodity tuples of the network, and the cost of transporting different goods, we analyze the priority of the OD-commodity tuples to occupy the capacity of the corridors, and accordingly, the maximum railway revenue is calculated. In the second part, a new approach is proposed as a government policy to allocate subsidy, with simultaneous consideration of railway revenue management, portion of rail transportation market, and external costs reduction. In order to solve the problem defined in the present study, a bi-objective linear programming model has been developed. The output of the model determines the optimal economic pattern of freight flow in the railway network, based on the maximum revenue of the network operator along with maximization of rail demand portion. The proposed mathematical model has been implemented for the Iranian railway network. Also, in order to increase the portion of the railway system, different scenarios for promoting the corridors’ capacity have been examined and their results have been evaluated based on the imposed external costs. According to the results of the present study, the competitive nature of rail and road transportation modes would cause restriction of increasing railway network revenue. Hence, we can determine a specific value of the increase of rail transportation prices as the optimal point at which the highest railway revenue is obtained. In addition, with a gradual increase in the capacity of the railway block sections, the railway revenue increases; however, the rate of this increase would reduce. Although the choice of OD-commodity tuples with more profit demands leads to higher rail revenues, the results show that this will not always be true. So, according to the mentioned result and based on prioritization of the OD-commodity tuples to pass through the network, a new concept so called "Economic Capacity" can be developed for each block section. Accordingly, prioritizing the OD-commodity tuples in passing through a railway network is assessed based on the economic capacity of the block sections of that network. the priority of OD-commodity tuples in the proposed model for the first problem in the Iran railway network and according to the predicted demand in 2035, the accepted demand for railways than the existing demand will increase by about 21.5%. Also, in the present study, an effective method for calculating the governmental subsidy granted to the green rail transportation mode is presented. The method, not only maximizes the railway revenue, but also significantly reduces the external costs imposed on the entire rail and road transportation systems. The research findings provide an appropriate tool for the managers and policy makers to determine the optimal pattern of capacity allocation in railway transportation network.