پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

حل مسئله مکانیابی_ مسیریابی هاب برای شبکه مرسولات پستی برون‌شهری با رویکرد ترکیبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
شهریار افندی زاده 1
محمود احمدی نژاد 2
سعیده عبدلی 3
حمید بیگدلی 4
1 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
4 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
10.22034/tri.2023.385465.3128
چکیده
یکی از مسائل مهم در صنعت حمل‌ونقل، طراحی شبکه تحویل بسته‌های پستی (شبکه پستی) می‌باشد. شبکه پستی شبکه‌ای است که در آن، جریان مرسولات توسط حامل‌های بار از چندین مبدأ جمع‌آوری‌شده و به ها‌ب‌ها انتقال داده می‌شوند؛ در مرحله آخر، بسته‌های پستی توسط حامل‌های بار به مقصد نهایی ارسال می‌شوند. به‌منظور ارائه این خدمت، هاب‌ها جهت پردازش مرسولات مکان‌یابی شده و مسیرهای محلی جهت برداشت و توزیع بسته‌ها در هاب‌ها برنامه‌ریزی می‌شوند. این مسئله با عنوان مسئله مکانیابی-مسیریابی شناخته می‌شود. پژوهش حاضر به دنبال مکان‌یابی هاب و مسیریابی حامل‌های بار در مقیاس بین‌شهری و در سطح کشور ایران می‌باشد. برای این منظور، ابتدا مدل ریاضی مسئله مکان‌یابی هاب‌ها و مسیریابی حامل‌های بار ارائه‌شده و ازآنجاکه مسئله مکانیابی-مسیریابی در دسته‌بندی مسائل پیچیده با ابعاد بزرگ قرار می‌گیرد، از الگوریتم‌های فرا ابتکاری برای حل آن استفاده گردیده است. در پژوهش حاضر، با ادغام دو الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) به حل مسئله مکانیابی-مسیریابی پرداخته‌شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که ادغام دو الگوریتم PSO و GA نسبت به حالتی که تنها از یک الگوریتم فرا ابتکاری برای حل مسئله استفاده شود پاسخ بهتری ارائه می‌دهد. شایان‌ذکر است که از داده‌های شرکت تیپاکس جهت مکان‌یابی هاب‌ها و مسیریابی مسیرهای محلی استفاده گردیده است.
کلیدواژه‌ها
الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات
الگوریتم ژنتیک
بهینه‌سازی شبکه پستی
مسئله مکان‌یابی_مسیریابی هاب

موضوعات

عنوان مقاله English

Solving the Hub Location-Routing Problem for National Postal Network with an Integrative Approach

نویسندگان English

Shahriar Afandizadeh 1
Mahmoud Ahmadinejad 2
Saeideh Abdoli 3
Hamid BIgdeli 4
1 Professor, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
2 Associate Professor, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
3 M.Sc., Student, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology Tehran, Iran
4 Ph.D.Student , School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology Tehran, Iran
چکیده English

The postal network is a network in which the flow of shipments is collected by vehicles from several sources and transferred to hubs; In the last step, the parcels are sent to the final destination by the vehicles. In order to provide this service, the hubs are located to process the parcels and the local routes are planned to pick up and delivery the packages in the hubs. This problem is known as location-routing problem. The current research seeks to locate the hub and the routing of freight carriers on an intercity scale and at the level of Iran. For this purpose, first, the mathematical model of the problem of locating the hubs and routing the cargo carriers is presented, and since the problem of locating-routing is in the category of complex problems with large dimensions, meta-heuristic algorithms have been used to solve it. In previous studies, meta-heuristic algorithms or a combination of them have been used to solve the location-routing problem, but in the study, the location-routing problem has been solved by integrating two genetic algorithms (GA) and the particle swarm optimization algorithm (PSO). The results of this research show that the integration of two algorithms, PSO and GA, provides a better answer than if only one meta-heuristic algorithm is used to solve the problem. It is worth mentioning that in the current research, the data of Tipax Company was used to locate the hubs and local tours routing.

کلیدواژه‌ها English

Hub Location Routing Problem
Postal Network Optimization
Genetic Algorithm
Particle Swarm Optimization Algorithm
-Abdi, A., Mosadeq, Z., & Bigdeli Rad, H. (2020). Prioritizing Factors Affecting Road Safety Using Fuzzy Hierarchical Analysis. Journal Of Transportation Research, 17(3), 33-44.
-Afandizadeh Zargari, S., Bigdeli Rad, H., & Shaker,H. (2019). Using Optimization and Metaheuristic Method to Reduce the Bus Headway (Case Study: Qazvin Bus Routes). Quarterly Journal of Transportation Engineering, 10(4), 833-849.
-Afandizadeh, S., & Rad, H. B. (2021). Developing A Model to Determine the Number of Vehicles Lane Changing on Freeways by Brownian Motion Method. Nonlinear Engineering, 10(1), 450-460.
-Aslantaş, E., & Yavuz, Y. (2022). İki Kademeli Lokasyon-Rotalama Problemi İçin Bütünleşik Matematiksel Model Ve Kamuda Bir Uygulama. Yönetim Bilimleri Dergisi, 20(45), 523-556.
-Bostel, N., Dejax, P., & Zhang, M. (2015, October). A Model and A Metaheuristic Method for The Hub Location Routing Problem and Application to Postal Services. In 2015 International Conference on Industrial Engineering and Systems Management (IESM), IEEE, 1383-1389.
-Bostel, N., Dejax, P., And Zhang, M. (2015). A Model and A Metaheuristic Method for The Hub Location Routing Problem and Application to Postal Services. 2015 International Conference on Industrial Engineering and Systems Management (IESM), 1383-1389.
-Bruns, A., Klose, A., & Stähly, P. (2000). Restructuring Of Swiss Parcel Delivery Services: Restrukturierung Der Schweizer Paketpost. OR-Spektrum, 22, 285-302.
-Cao, J., Wang, X., Li, B., And Gao, J. (2020).The Location-Routing Problem: A Review". CICTP 2020, 4500-4511.
-Çetiner, S., Sepil, C., & Süral, H. (2010). Hubbing and Routing in Postal Delivery Systems. Annals of Operations Research, 181, 109-124.
-De Camargo, R. S., De Miranda, G., & Løkketangen, A. (2013). A New Formulation and an Exact Approach for The Many-To-Many Hub Location-Routing Problem. Applied Mathematical Modelling, 37(12-13), 7465-7480.
-Drexl, M. And Schneider, M., (2015). A Survey of Variants and Extensions of the Location Routing Problem. European Journal of Operational Research, Vol. 241, No. 2, 283-308.
-Dukkanci, O., Kara, B. Y., & Bektaş, T. (2019). The Green Location-Routing Problem. Computers & OperationsResearch, 105, 187-202.
-Ernst, A. T., & Krishnamoorthy, M. (1996). Efficient Algorithms for The Uncapacitated Single Allocation P-Hub Median Problem. Location Science, 4(3), 139-154.
-Gattuso, J. L. (2013). Can The Postal Service Have a Future? Retrieved From.
-Ghatreh Samani, M., & Hosseini-Motlagh, S. M. (2017). A Hybrid Algorithm for A Two-Echelon Location-Routing Problem with Simultaneous Pickup and Delivery Under Fuzzy Demand. International Journal of Transportation Engineering, 5(1), 59-85.
-Guastaroba, G., Mor, A., & Speranza, M. G. (2022). Integrated Vehicle Routing Problems: A Survey. In The Palgrave Handbook of Operations Research, ­73-103. Cham: Springer International Publishing.
-Hua-Li, S., Xun-Qing, W., & Yao-Feng, X. (2011). A Bi-Level Programming Model for A Multi-Facility Location-Routing Problem in Urban Emergency System. In Engineering Education and Management: Vol. 1, Results of the 2011 International Conference on Engineering Education and Management (ICEEM2011), 75-80. Springer Berlin Heidelberg.
-Jarboui, B., Derbel, H., Hanafi, S., & Mladenović, N. (2013). Variable Neighborhood Search for Location Routing. Computers & Operations Research, 40(1), 47-57.
-Karimi, H., & Setak, M. (2018). Flow Shipment Scheduling in An Incomplete Hub Location-Routing Network Design Problem. Computational and Applied Mathematics, Vol. 37, 819-851.
-Li, P., Lan, H., & Saldanha-Da-Gama, F. (2019). A Bi-Objective Capacitated Location-Routing Problem for Multiple Perishable Commodities. IEEE Access, 7, 136729-136742.
-Prodhon, C. And Prins, C. (2014). Survey of Recent Research on Location-Routing Problems. European Journal of Operational Research, Vol. 238, No. 1, 1-17.
-Rybičková, A., Burketová, A., & Mocková, D. (2016). Solution to the Location-Routing Problem Using a Genetic Algorithm. 2016 Smart Cities Symposium Prague (SCSP), 1-6.
-S. Ponboon, A. G. Qureshi, and E. Taniguchi, (2016). Branch-And-Price Algorithm for The Location-Routing Problem with Time Windows. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Vol. 86, 1-19.
-Toro, E. M., Franco, J. F., Echeverri, M. G., & Guimarães, F. G. (2017). A Multi-Objective Model for The Green Capacitated
Location-Routing Problem Considering Environmental Impact. Computers & Industrial Engineering, 110, 114-125.
-Zarandi, M. H. F., Hemmati, A., Davari, S., & Turksen, I. B. (2013). Capacitated Location-Routing Problem with Time Windows Under Uncertainty. Knowledge-Based Systems, 37, 480-489.