پایان نامه ارشد عمران ارایه برنامه زمانبندی حرکت قطار ها با استفاده از الگوریتم ابتکاری بر پایه شاخه و حد

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه ارشد عمران ارایه برنامه زمانبندی حرکت قطار ها با استفاده از الگوریتم ابتکاری بر پایه شاخه و حد دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده:
هدف اصلی این تحقیق در وهله اول ارائه مدل بومی برای زمانبندی قطارها در شرایط 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 ارائه شده، مسیر تهران-تبریز که مثالی واقعی در ابعاد نسبتاً بزرگ است، مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب که مسئله زمانبندی حرکت قطارها 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 مسائل برنامه ریزی صفر و یک مخلوط به کار گرفته می شود. نتایج حل مسئله مورد نظر چون ناشی از حل دقیق مسئله است با نتایج زمانبندی ارائه 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 می‌گیرد. در آخر یک حل دیگری با آزاد گذاشتن زمان های شروع حرکت قطارها برای مسئله زمانبندی قطارها به دست می آید و به خصوصیات این حل اشاره و نتیجه گیری می شود.

مقدمه:
یک برنامه زمانبندی قطار برنامه ریزی زمان های ورود و خروج قطارها را در سکوها، ایستگاه ها و تقاطع ها بیان می کند. از نقطه نظر ادارات راه آهن برنامه زمانی قطارها بعنوان 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 شرکت ها برای انتخاب قطار بعنوان یک مدل حمل و نقل قابل قبول تأثیر می گذارد. پس هدف از زمانبندی قطارها حداقل کردن زمان سیر قطارها از مبدأ 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 تأثیر گذار 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 کامپیوترها باعث شده که محققان هر روز روش های جدیدی برای حل مسئله ارائه 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.

فهرست مطالب:

چکیده
مقدمه
فصل اول: کلیات
۱-۱-تعریف مسئله
۱-۲-اهداف
۱-۳-اهمیت موضوع
۱-۴-روش تحقیق

فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده
۲-۱-زمانبندی دوره ای (اولیه ای) قطارها
۲-۱-۱-روش های مبتنی بر مدل سازی ریاضی
۲-۱-۲-روش های مبتنی بر حل ابتکاری مدل های ریاضی
۲-۱-۲-۱-مدل هیگینز
۲-۱-۲-۲-مدل قصیری-مرشد سلوک
۲-۱-۳-روش های شبیه سازی
۲-۱-۴-روش های نوین جستجو
۲-۲-زمانبندی ثانویه حرکت قطارها (اصلاح و بهبود زمانبندی اولیه)
۲-۳-تحلیل و بررسی آماری تحقیقات گذشته

فصل سوم: برنامه ریزی شبکه راه آهن
۳-۱-تعاریف و اصطلاحات
۳-۲-بررسی شبکه های راه آهن
۳-۲-۱-برتری حمل و نقل ریلی در مقابل سایر سیستم های حمل و نقل
۳-۲-۲-شبکه راه آهن جمهوری اسلامی ایران

فصل چهارم: مدل زمانبندی حرکت قطارها
۴-۱-روند کلی برنامه ریزی قطار
۴-۲-نمودار مسافت-زمان
۴-۳-فرضیات حل مسئله
۴-۴-مدل سازی مسئله و نگرش های موجود
۴-۴-۱-تابع هدف
۴-۴-۲-محدودیت های مسئله

فصل پنجم: روش های حل مدل زمان بندی حرکت قطارها
۵-۱-روش های حل متداول جهت حل مسائل ریاضی
۵-۲-برنامه ریزی عدد صحیح و روش های حل آن
۵-۲-۱-برنامه ریزی صفر و یک
۵-۲-۲-برنامه ریزی صفر و یک مخلوط
۵-۳-حل مسئله زمانبندی حرکت قطارها
۵-۳-۱-تولید محدودیت جهت کوچک کردن فضای جستجو
۵-۳-۲-ارائه نامساوی معتبر
۵-۳-۳-ارائه یک روش ابتکاری جهت حد بالا برای تابع هدف

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۶-۱-دستاوردهای تحقیق
۶-۱-۱-زمانبندی مسیر تهران-تبریز در شبکه سراسری راه آهن ایران
۶-۱-۲-بهینه کردن زمان بندی ارائه شده توسط اداره سیر و حرکت
۶-۲-نوآوری تحقیق
۶-۲-۱-ارائه مدلی کاربردی
۶-۲-۲-ارائه زمان بندی بهینه مسیر با توجه به زمان های شروع و خاتمه معقول حرکت
۶-۲-۳-کاهش زمان حل مسئله
۶-۳-خروجی های تحقیق
۶-۴-حساسیت مدل به تغییرات حد بالای توقفات ایستگاه ها
۶-۶-ارزیابی نتایج
۶-۷-نتیجه گیری و پیشنهادات

پیوست الف: بررسی انواع فاصله زمانی بین دو قطار
پیوست ب: معرفی نرم افزار Cplex و GAMS
پیوست ج: فلوچارت های حل مسئله
پیوست د:اطلاعات ورودی و اطلاعات شبکه
پیوست ه: خروجی های نرم افزار و گراف
منابع و مأخذ
منابع فارسی
منابع انگلیسی
چکیده انگلیسی