پایان نامه برنامه زمانبندی حرکت قطارها با الگوریتم شاخه و حد

هدف اصلی این تحقیق در وهله اول ارایه مدل بومی برای زمانبندی قطار ها در شرایط شبکه راه آهن ایران و در ثانی تلاش برای به دست آوردن جواب بهینه جهانی با روشی دقیق است. در این تحقیق برای نشان دادن قدرت مدل و راهکارهای ارایه شده ، مسیر تهران- تبریز که مثالی واقعی در ابعاد نسبتاً بزرگ است، مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب که مساله زمانبندی حرکت قطار ها در مسیر تک خطه در قالب یک مدل برنامه ریزی ریاضی نوشته می شود. پس از کد نویسی مدل ریاضی مربوطه در نرم افزار GAMS ، در محیط آن CPLEX به عنوان قوی ترین نرم افزار حل در مسایل برنامه ریزی صفر و یک مخلوط به کار گرفته می شود. نتایج حل مساله مورد نظر چون ناشی از حل دقیق مساله است با نتایج زمانبندی ارایه شده از راه آهن مقایسه و مشاهده گردید که طول زمان سفر به میزان چشمگیری کاهش یافته است. در این مقاله به غیر از اینکه زمانبندی راه آهن بهینه می شود ، حساسیت مدل نسبت به حد بالای زمان توقف در ایستگاه ها مورد بررسی قرار می گیرد. در آخر یک حل دیگر با آزاد گذاشتن زمان های شروع حرکت قطار ها برای مساله زمانبندی قطارها به دست می آید و به خصوصیات این حل اشاره و نتیجه گیری می شود.

یک برنامه زمانبندی قطار برنامه ریزی زمان های ورود و خروج قطار ها را در سکوها، ایستگاه ها و تقاطع ها بیان می کند. از نقطه نظر ادارات راه آهن برنامه زمانی قطارها به عنوان یک داده ورودی اساسی برای استفاده بهینه از لکوموتیوها و فرآیند زمانبندی خدمه می باشد. از طرف دیگر افزایش سطح سرویس قطار فاکتور مهمی است که بر تصمیم مسافر و تصمیمات مربوط به شرکتها برای انتخاب قطار به عنوان یک مد حمل و نقل قابل قبول تأثیر می گذارد. پس هدف از زمانبندی قطارها حداقل کردن زمان سیر قطارها از مبدا به مقصد، جلب رضایت مسافران و صاحبان کالا با کم کردن تاخیرات در ایستگاه ها و حداکثر کردن استفاده از ظرفیت خطوط، ایستگاه ها، ناوگان و خدمه است. یک نگرش با در نظر گرفتن تمام عواملی که در شبکه بر روی زمان حرکت قطارها تأثیرگذار می باشند می تواند ما را به سمت تولید یک برنامه ریزی در جهت نیل به اهداف ذکر شده سوق دهد. رقابت در عرصه حمل و نقل بین المللی، افزایش سهم حمل و نقل ریلی در اقتصاد کشورها و افزایش سرعت کامپیوتر ها باعث شده که محققان هر روز روش های جدیدی برای حل مساله ارایه دهند و استفاده از تکنیک های بهینه سازی نیز می تواند برنامه ریزان قطار را در ساخت سریع برنامه های زمانبندی کارآمد برای کاهش هزینه های راه آهن کمک کند.

هدف ما از این تحقیق تهیه یک برنامه ثابت دوره ای برای حرکت قطارها می باشد.

زمانبندی دوره ای قطارها

با توجه به پیچیدگی و گسترده بودن مسأله زمانبندی دوره ای قطارها، تاکنون رویکردهای متفاوتی در مواجهه با آن وجود داشته و محققین سعی نموده اند از راه های مختلفی این مسأله را مورد بررسی قراردهند که با توجه به کارهای صورت گرفته تاکنون آنها را در 3 قالب متفاوت دسته بندی می شود.

روشهای مبتنی بر مدلسازی

در این رابطه اولین کار توسط اشپیگل صورت گرفته است وی بر اساس مسأله برنامه ریزی ماشین آلات، مسأله مورد نظر را به صورت یک مدل برنامه ریزی خطی با فرض زمانهای شروع ثابت و در نظر گرفت نحداکثر سرعت برای قطارها مدلسازی کرده و سپس با استفاده از روش شاخه و حد مسأله را برای 10 قطار و 5 بلاک حل کرده است...