تعیین توالی اعزام و برنامه توقف قطارها در مسیرهای دوخطه راه آهن به کمک الگوریتم فراابتکاری جستجوی تصادفیِ تطابقیِ حریصانه

نویسنده

صنعتی شریف، مهندسی صنایع

چکیده

بهره برداری بهینه از ظرفیت حمل و نقل ریلی، یکی از اهداف اساسی در برنامه ریزی حرکت قطارها محسوب می شود. با توجه به هزینه های بسیار بالای احداث خطوط ریلی جدید، بهره برداری بهینه از ظرفیت خطوط ریلی موجود در اولویت قرار دارد. از این رو، بکارگیری روش های مناسب جهت تحلیل حداکثر ظرفیت خطوط ریلی و استفاده بهینه از ظرفیت موجود بدون نیاز به احداث خطوط جدید، از تحلیل های اساسی در صنایع حمل ونقل ریلی به شمار می آید. ترتیب اعزام قطارها از ایستگاه مبدا و همچنین برنامه توقف قطارها در ایستگاه های مسیرهای دوخطه ریلی، دو عامل اساسی در استفاده بهینه از ظرفیت حمل و نقل ریلی می باشند. در این تحقیق، مسئله تعیین توالی اعزام و همچنین برنامه توقف قطارها در جهت حداکثر استفاده از ظرفیت شبکه ریلی موجود، مورد بررسی قرار گرفته است. در این مسئله هدف تعیین ترتیب اعزام قطارها از ایستگاه مبدا و همچنین مکان توقف برنامه ای قطارها در راستای حداقل سازی طول افق زمانبندی می باشد. این مسئله در قالب حالت خاصی از مسئله جریان کارگاهی منعطف بررسی شده است. برای این مسئله، یک مدل برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح با در نظر گرفتن محدودیت های خطوط ریلی داخل ایستگاه و همچنین سایر محدودیت های مربوط به راه آهن ایران مانند توقف قطارها در بازه های افق شرعی، ارائه شده است. به دلیل پیچیدگی محاسباتی و دشواری یافتن جواب بهینه در این مسئله، از الگوریتم فراابتکاری جستجوی تصادفیِ تطابقیِ حریصانه برای یافتن جواب های نزدیک به بهینه، استفاده شده است. سه الگوریتم فراابتکاری بر پایه الگوریتم فراابتکاری جستجوی تصادفیِ تطابقیِ حریصانه ارائه شده و روی نمونه مسائل تصادفی مورد آزمایش قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده موید کارائی بالای الگوریتم های ارائه شده برای حل این مسئله می باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Greedy randomized adaptive search procedure for train sequencing and stop scheduling problem in double track railway lines

چکیده [English]

Optimizing the railway capacity is one of the most important goals in train scheduling phase. Optimizing the use of existing railway capacity is a more cost-effective solution than capital investment on upgrading railway infrastructure. The sequence of dispatching trains and stopping schedule are the main factors that can affect railway capacity on double track lines. In this thesis, a train sequencing and stop scheduling problem is studied in order to maximize the use of railway capacity. The main decision variables are the sequence of dispatches from origin station and the selection of the best station for scheduled stop in order to minimize the makespan. This research proposes a flexible flow shop scheduling formulation which considers block section and station as single and parallel machines. Also an integer programming model is presented for solving the train sequencing problem in double track railway lines by considering the station infrastructure and stopping schedule policies in IRAN railway. Because of the complexity of the problem, a greedy randomized adaptive search procedure (GRASP) is used for finding near optimal solution. Three meta-heuristic algorithms based on GRASP is developed and tested on randomly generated test problems. The output results show the effectiveness of the proposed meta-heuristic in solving the real sized problems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Train sequencing
  • stopping schedule
  • double track lines
  • greedy randomized adaptive search procedure