ارائۀ مدل ریاضی بر اساس مسئلۀ مسیریابی خودرو ظرفیت‎دار با پنجره‌های زمانی برای جمع‎آوری زباله

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار مدیریت صنعتی، دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت صنعتی، دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

3 استادیار گروه ریاضی کاربردی، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

چکیده

امروزه، تولید انواع زباله و مشکلات زیست‎محیطی مربوط به آن، مدیریت خدمات شهری را با مشکلات زیادی در زمینۀ جمع‎آوری حمل و نقل و دفع زباله مواجه سا خته است. با توجه به این که جمع‎آوری و حمل زباله­ها بخش شایان توجهی از بودجۀ مدیریت زباله‌ها را به خود اختصاص می‌دهد، به‎کارگیری روش مناسب برای کم­کردن هزینه­های جمع‎آوری، ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش یک مدل ریاضی برای جمع‎آوری زباله ارائه شده که با کمینه کردن مسافت طی شده توسط کامیون‌ها، هزینه‌های مربوط به جمع‎آوری و حمل و نقل را کاهش می‎دهد. همچنین مدل این انعطاف‎پذیری را دارد که در صورت نیاز، زباله‎های یک گره در دو یا چند زمان مجزا جمع‎آوری شوند. در ادامه، چند مسئله در ابعاد کوچک با نرم‎افزار CPLEX و همچنین با الگوریتم فراابتکاری حل شد و نتایج هر دو روش مقایسه شدند. سپس داده‎های مربوط به مطالعۀ موردی جمع‎آوری شد و تورهای مربوط به حرکت خودروها با استفاده از الگوریتم فراابتکاری به‎دست آمد. در پایان با استفاده از یک مدل ریاضی تعداد خودروهای مورد نیاز برای مسئله محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Mathematical Model Based on Capacitated Vehicle Routing Problem with Time Lapses for Garbage Collection

نویسندگان [English]

  • Hamid Shahbandarzadeh 1
  • Mohammad Hassan Najmi 2
  • Alireza Ataei 3
1 Associate Prof. of Industrial Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
2 MSc Student of Industrial Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
3 Assistant Prof., Faculty of Science, Numerical Analysis, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
چکیده [English]

Producing various types of waste and related environmental problems, has faced urban management with many problems in the areas like: collection, transportation and waste disposal. Applying a good way to reduce the costs of collecting waste seems necessary, because collection and transportation of the waste needs allocation of a significant part of garbage management budget. In the present study, a mathematical model is presented for waste collection by which we can reduce the costs of collecting the waste by minimizing the distance for the trucks. The model is flexible enough to manage collecting the waste of a node in different separate times.  Then, some small-scale issues were solved using CPLEX software and meta-heuristic algorithm and the results were compared. The data for the case study were collected and the meta-heuristic algorithm was used to determine the vehicle schedule. Finally, a mathematical model was used to decide about the number of vehicles required

کلیدواژه‌ها [English]

  • Capacitated vehicle routing problem time windows
  • garbage collection
  • Simulated annealing algorithm
  • Urban Management

مراجع

توکلی مقدم، ر.، علی‎نقیان، م. (1388). ارائه و حل مدل برنامه‎ریزی ریاضی جدید برای مسیریابی وسائط نقلیه در حالت رقابتی: یک مطالعۀ موردی. پژوهشنامۀ حمل و نقل، 6 (4)، 323-311.
ربانی، م.، توکلی مقدم، ر.، شریعت، م. ع.، صفایی، ن. (1385). ﺣﻞ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﻣﺴﯿﺮﯾﺎﺑﯽ وﺳﺎﯾﻞ ﻧﻘﻠﯿﻪ ﺑﺎ ﭘﻨﺠﺮﻩﻫﺎی ﺯﻣﺎﻧﯽ ﻧﺮﻡ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﯾﮏ ﺍﻟﮕﻮﺭﯾﺘﻢ ﻓﺮﺍ ﺍﺑﺘﮑﺎﺭی ﺗﻠﻔﯿﻘﯽ. ﻧﺸﺮﯾﻪ ﺩﺍﻧﺸﮑﺪﻩ ﻓﻨﯽ دانشگاه تهران ، 40(4)، 476-469.
مجلسی، م. (1390). نقش مشارکت‎های مردمی در سیستم مکانیزۀ جمع‎آوری زباله. تهران: سومین همایش ملی مدیریت پسماند. یکم و دوم اردیبهشت، تهران.
مجلسی، م.، زمانی، ا. ا.، مهدی‎پور، ف.، شمسایی، و.، شریفی ملک سری، ه.، دروار، پ. (1392). تجزیه و تحلیل هزینۀ جمع‎آوری و حمل و نقل پسماند منطقۀ 1 شهر بندرعباس. فصلنامۀ بهداشت در عرصه، 1(1)، 45-37.
مریخ بیات، ف. (1393). الگوریتم‎های بهینه‎سازی الهام‎گرفته از طبیعت. تهران: نص.
مهدوی، ا.، توکلی مقدم، ر.، قاضی‎زاده هاشمی، س. م. (1389). مسیریابی وسایط نقلیه و تعیین تعداد ماشین های جمع‎آوری زباله با استفاده از یک روش فرا ابتکاری (یک مطالعۀ موردی). پژوهشنامۀ حمل و نقل ، 7(1)، 101-95.
Chalkias, A. & Lasarid, E. (2009). Optimizing municipal solid waste collection using GIS. Waste management, 47, 776- 790.
Chen, Y., Hwang Wang, C. & Lin, J. (2015). Amulti-objective geographic information system for route selectionof nuclearwaste transport. Omega, 36, 363-372.
Claassen, F. & Hendriks, T. (2007). An application of Special Ordered Sets to a periodic milk collection problem. European Journal of Operational Research, 180 (2), 754-769.
Dhahri, A., Zidi, K. & Ghedira, K. (2014). Variable Neighborhood Search Based Set covering ILP model for the Vehicle Routing Problem with time windows. Procedia Computer Science, 29, 844-854.
Faiz, S., Krichen, S. & Inoubli, W. (2014). A DSS based on GIS and Tabu search for solving the CVRP: The Tunisian case. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 17, 105-110.
Flavia, B., Guillermo, D., Larumbe, F. & Marenco, J. (2012). A Method for Optimizing Waste Collection Using Mathematical Programming: A Buenos Aires Case Study. Waste Management & Research, 30(3), 311-324.
Fooladi, S., Fazlollahtabar, H. & Mahdavi, I. (2013). Waste Collection Vehicle Routing Problem Considering Similarity Pattern of Trashcan. International Journal of Applied Operational Research, 3, 105-111.
Inghels, D., Dullaert, W. & Vigo, D. (2016). A service network design model for multimodal municipal solid waste transport. European Journal of Operational Research, 254(1), 68-79.
Mahdavi, I., Tavakoli Moghadam, R. & Ghazi zade Hashemi, S. (2010). Vehicle Routing Problem and determine the number of cars garbage collection using a meta-heuristic method (a case study). Journal of Transportation, 7(1), 95-101. (in Persian)
Majlesi, m. (2007). The role of public participation in a mechanized waste collection system. Third National Conference on Waste Management. Tehran,
(in Persian)
Majlesi, M., Zamani, A., Mahdipor, F., Shmsaei, V., Sharifi Maleksari, H. & Darvar, P. (2013). Analysis of the cost of collecting and transporting waste of area of Bandar Abbas city. Journal of Health in the field, 1(1), 37-45.
(in Persian)
Markov, I., Varone, S. & Bierlaire, M. (2016). Integrating a heterogeneous fixed fleet and a flexible assignment of destination depots in the waste collection VRP with intermediate facilities. Transportation Research Part B: Methodological, 84, 256-273.
Merikh Bayat, F. (2014). Optimization algorithms inspired by nature. Tehran: Nas.(in Persian)
Montoya-Torres, J., Franco, J., Isaza, S., Jiménez, H. F. & Herazo-Padilla, N. (2015). A literature review on the vehicle routing problem with multiple depots. Computers & Industrial Engineering, 79, 115-129.
Sbihi, A., & Eglese, R. (2010). Combinatorial optimization and Green Logistics. Annals of Operations Research, 125, 159-175.
Tavakoli Moghadam, R. & Alinaghiyan, M. (2009). Presentation and solving a new mathematical programming model for Competitive Vehicle Routing Problem: A case study. Journal of Transportation, 6(4), 311-323.
(in Persian)
Tavakoli Moghadam, R., Rabbani, M., Shariat, M. & Safaei, N. (2006). Solving Vehicle Routing Problem with soft time windows using a compilation meta-heuristic algorithm. Journal of Technical University of Tehran, 40(4), 469-476. (in Persian)
Toth, P. & Vigo, D. (2014). Vehicle Routing Problems, Methods, and Applications. The Society for Industrial and Applied Mathematics and the Mathematical Optimization Society. SIAM, Italy.
Wy, J. & Byung-In, k. (2013). A hybrid meta heuristic approach for the rollon–rolloff vehicle routin problem. Computers & Operations Research, 40, 1947-1952.
 
مدیریت صنعتی
دوره 9، شماره 1
1396
صفحه 147-166

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار