مسیر یابی– مکان یابی مواد خطرناک با در نظر گرفتن شاخص ریسک در شبکه هاب با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مدیریت صنعتی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 کارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، قزوین، ایران

چکیده

مواد خطرناک، موادی هستند که به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی خود، ریسک قابل توجه‌ای بر ایمنی مردم و محیط زیست تحمیل می‌کنند. مسیریابی حمل و نقل این گونه مواد پیچیدگی‌های بیشتری نسبت به مواد معمولی دارد. تلفیق دو موضوع مساله مکان‌یابی و مساله مسیریابی، سیستم یکپارچه‌ای به نام مساله مکان‌یابی مسیریابی را به وجود می‌آورد. این‌گونه مسائل به تعیین همزمان تعداد و مکان بهینه تسهیلات و همچنین تعداد بهینه وسایل نقلیه و مسیر آنها می‌پردازد. در این تحقیق هدف طراحی یک شبکه برای حمل و نقل مواد خطرناک بوده و دربرگیرنده سطوح تامین، توزیع (هاب) و مشتری می‌باشد. از این رو مدل ریاضی به منظور کمینه‌سازی هزینه‌ها و ریسک به صورت توأمان ارایه شده است. کالای خطرناک از تامین‌کنندگان به هاب‌ها ارسال می‌گردد و از طریق مسیریابی توسط حمل و نقل جاده‌ای به مشتریان تحویل می‌گردد. هاب‌ها در مدل پیشنهادی مکان‌یابی می‌گردند. جهت اعتبارسنجی مدل، کد در نرم‌افزار GAMS تهیه شده و برای حل دقیق، مسائل نمونه‌ای با ابعاد متنوع به شکل تصادفی تولید گردید. بدین منظور الگوریتمی طراحی و در نرم‌افزار Matlab نوشته شد. با توجه به NP-Hard بودن مسئله، یک الگوریتم ترکیبی مبتنی بر شبیه سازی تبرید و الگوریتم ژنتیک برای حل در ابعاد بزرگ ارائه و در پایان نتایج حاصل از حل دقیق با الگوریتم پیشنهادی مقایسه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Routing- Location for Hazardous Materials with Considering Risk Criterion in Hub Framework Network by Meta-heuristic Algorithms

نویسندگان [English]

  • Ali Mohtashami 1
  • Amir Hossein Niknamfar 2
1 Associate Professor of Department of Industrial Management, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
2 Young Researchers and Elite Club, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

Hazardous materials which are materials due to their chemical and physical properties impose significant risk to the safety of people and the environment. It's more complex routing transport of such material than normal materials. The Combination of the two subjects as the problem of locating and routing, it has created unified system to locating- routing problems. These problems determined optimal number and location of facilities at the same time and also set the optimal number of vehicles and their routes. The purpose of this study was design a network for the transportation of hazardous materials and includes supply levels, distribution (hub) and customers. Hence, it presented a mathematical model in order to minimizing costs and risk simultaneously. Hazardous materials sent from supplier to the hubs and deliveries to customers from there via routing by road transportation. It should be mentioned that in proposal model the hubs been locating In order to validate the model, prepared code GAMS
In software and for the exact solution, sample problems with various dimensions were produced in the form of smart and random. For this purpose, was written an algorithm design in Matlab software.
According to the problem was NP-Hard, presented a hybrid algorithm based on simulated annealing and genetic algorithms to solve large-scale. At the end of research the proposed algorithm were compared with the results of exact solution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hub Location
  • Vehicle routing
  • Hazardous Materials
  • Risk
  • Meta-Heuristic Algorithm
توکلی مقدم، رضا.، محمود سلطانی، ف. و محمود آبادی، ع.،  توسعه مدل ریاضی مساله مسیر‌یابی حمل و نقل مواد سوختی تحت شرایط فازی مطالعه موردی، مهندسی حمل و نقل، سال چهارم، شماره سوم، 1392.

رضوی، مریم.، سوخکیان، محمدعلی. و زیارتی، کورش.،  ارایه الگوریتم فراابتکاری مبتنی بر سیستم کلونی مورچگان برای مساله مکان‌یابی مسیریابی با چندین انبار و فرض تخصیص چندین مسیر به هر وسیله نقلیه، دانشکده مدیریت دانشگاه تهران، دوره 3، شماره 6، (1390).

سمائی، فرشید.،  بررسی مساله مکان‌یابی- مسیریابی ظرفیت دار چند هدفی با پنجره زمانی ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، (1391).

عیدی، علیرضا.، برزگر، خالد.، ارائه یک الگوریتم حل دقیق برای مساله جایابی p هاب میانه با تخصیص r- تایی، نشریه پژوهش‌های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولیدی، سال سوم، شماره پنجم، (1394).

عیدی، علیرضا.، میرآخورلی، عباس.،  ارائه یک روش ابتکاری ترکیبی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک برای حل مساله هاب پوششی در حالت فازی، نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید، شماره 2، جلد 23، (1391)..

Erkut, E., Alp, O., Designing a Road Network for Dangerous Goods shipments, Computers & Operations Research, 34 (5), 2007.

Erkut, E., and Tjandra, S., Verter, V., Hazardous Material Transportation, Handbook in OR & MS, Vol. 14, 2007.

 

Esfandeh, T., Kwon, C., Batta, R., Regulating hazardous materials transportation by dual toll pricing, Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 83, 2016.

Jiang, Y., Zhang, X., Rong, Y., Zhang, Z., A Multimodal Location and Routing Model for Hazardous Materials Transportation based on Multi-commodity Flow Model, Procedia- Social and Behavioral Sciences, Vol. 138, 2014.

Kazantzi, V., Kazantzis, N., and Gerogiannis, V.C., Risk Informed Optimization of a Hazardous Material Multi-periodic Transportation Model, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 24, 2011.

Laporte, G., Nobert, Y., An Exact Algorithm for Minimizing Routing and Operating Costs In Depot Location, European Journal of Operational Research 6, 1981.

Laporte, G., Louveaux, F., Mercure, H., Models and Exact Solutions for a Class of Stochastic Location-Routing Problems, European Journal of Operational Research 39: 1989.

Mahmoudabadi, A., Developing a chaotic pattern of dynamic risk definition for solving hazardous material routing-locating problem, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 37, 2015.

Prins, C., Prodhon, C., and Wolfler-Calvo, R., Solving the capacitated location- routing problem by a GRASP complemented by a learning process and a path relinking, A Quarterly Journal of Operations Research, 4: 2006.

 

 

Wei, M., Yu, L., Li, X., Credibilistic Location-Routing Model for Hazardous Materials Transportation, International Journal of Intelligent Systems, Vol.30, 2015.

Wu, T.H., Low, C., Bai, J.W., Heuristic solutions to multi-depot location-routing problems, Computers & Operations Research 29: 2002.

Xie, Y., Lu. W., Wang, W., Quadrifoglio, L., A Multimodal Location and Routing Model for Hazardous Materials Transportation, Journal of Hazardous Materials, 227-228, 2012.