فهرست مطالب

مهندسی حمل و نقل - سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، بهار 1390)

فصلنامه مهندسی حمل و نقل
سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، بهار 1390)

  • 92 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1391/04/05
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ارزیابی اثر عدم قطعیت جعب های تقاضا در طراحی شبکه پیوسته و گسسته حمل و نقل، با استفاده از الگوریتمهای ژنتیک و کلونی مورچگان
    شهریار افندی زاده، احمدرضا غفاری، نوید کلانتری صفحه 205
    عدم قطعیت تقاضا، یکی از مهم ترین منابع عدم قطعیت در شبکه های حمل و نقل است که به دلایل مختلفی از جمله ضعف در پیش بینی متغیرهای اقتصادی-اجتماعی، ضعف مدلها و خطا در برآوردهای بلند مدت متغیرهای مربوط به آن به وجود می آید. یکی از مهم ترین عوامل در حل مسئله طراحی شبکه نیز همین تقاضاست و هدف این مقاله ارزیابی تغییر پذیری تقاضا در حل مسئله طراحی پیوسته و گسسته شبکه است. برای این منظور فرض شده است که تقاضا از الگوی عدم قطعیت جعبه ای پیروی کرده و نوآوری انجام شده در حل این مسئله،، استفاده از الگوریتمهای ژنتیک و کلونی مورچگان و مقایسه کارآیی آنها در حل مسئله فوق است. بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه، می توان نتیجه گرفت که در شرایطی که تقاضای متغیر وارد بر شبکه به صورت عدم قطعیت جعبه ای باشد، طراحی گسسته و پیوسته شبکه حمل و نقل نقل بر اساس تقاضای حداکثر، به ترتیب تا 4 و 10 درصد خطا نسبت به طراحی بر اساس بدترین وضعیت تقاضای متناظر شبکه ایجاد می کند
    کلیدواژگان: طراحی شبکه، تقاضای متغیر، تخصیص تعادلی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم کلونی مورچگان
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • حل یک مدل جدید برای مساله مسیریابی وسائط نقلیه با در نظر گرفتن ایمنی در حمل و نقل مواد خطرناک
    رضا توکلی مقدم، مهدی علینقیان، نرگس نوروزی، علیرضا سلامت بخش صفحه 223
    مواد خطرناکی همانند مواد منفجره، اشتعال پذیر، سمی و اکسیدکننده، به عنوان مواد اولیه یا محصول استراتژیک در صنایع گوناگون، نقش بسیار مهمی در توسعه صنعتی کشور ایفا می کنند. همچنین، حمل و نقل این مواد نیز به دلیل ماهیت این نوع مواد، دارای ویژگی های منحصر به فرد است. به همین دلیل، مسیر یابی مواد خطرناک، پیچیدگی های بسیار بیشتری نسبت به مسیریابی مواد معمولی دارد، زیرا در این نوع مسیریابی، علاوه بر هزینه های حمل و نقل، ریسک حمل و نقل مواد خطرناک در مسیرها نیز باید در نظر گرفته شود، همچنین، بعد زمان نیز با در نظر گرفتن زمان رسیدن مواد خطرناک به مشتریان و زمان تخلیه آن، می بایست در نظر گرفته شود. در این مقاله مدل جدیدی به منظور مسیریابی وسائط نقلیه به کمینه کردن ریسک حمل و نقل مواد خطرناک توسعه داده شده است. در این مدل سعی شده است، در مسیریابی وسائط نقلیه، علاوه بر کمینه کردن هزینه های حمل و نقل، کاهش ریسک مسیر نیز مورد توجه قرار گیرد و زما نبندی مناسبی برای خدمت دهی وسائط نقلیه به مشتریان ارائه شود تا هزینه های نیروی انسانی کمینه شود و امکان برنامه ریزی بهتری برای مسیریابی و توزیع مواد خطرناک به وجود آید. مساله مسیریابی وسائط نقلیه مورد بررسی از نوع مسایل NP-Hard است، بنابراین با توجه به مدل ارایه شده چند هدفه، روش فرا ابتکاری NSGA- II پیشنهاد و برای نشان دادن کارآیی الگوریتم پیشنهادی، جوابهای به دست آمده در ابعاد کوچک با جوابهای به دست آمده از روش محدودیت اپسیلون مقایسه شد. نتایج نشان می دهند که درصد خطای توابع هدف نسبت به روش محدودیت اپسیلون در تمامی مسایل حل شده کمتر از 2 % است که کارآیی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد. علاوه بر این،زمان حل مسایل در دو بخش NSGA-II و روش محدویت اپسیلون نشان دهنده افزایش نمایی زمان حل با استفاده از روش محدودیت اپسیلون است. در مقابل زمان حل مساله توسط NSGA-II با افزایش خطی نسبت به تغییرات در ابعاد مساله مواجه شد، که این امر نشان دهنده کارآیی روش حل توسعه داده شده، برای حل مساله در ابعاد واقعی و بزرگ است.
    کلیدواژگان: مسیریابی وسائط نقلیه، حمل و نقل مواد خطرناک، روش دقیق محدودیت اپسیلون، الگوریتم NSGA
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تعیین سیکل رانندگی به روش مونت کارلو به منظور بررسی تناسب خودرو با کاربری آن
    حمیده رضوی صفحه 239
    سیکلهای رانندگی اغلب به منظور بررسی آلایند ه های خروجی، مصرف سوخت و سایر استانداردهای عملکردی خودرو تهیه می شوند. در این تحقیق، هدف از ایجاد سیکل رانندگی، بررسی تناسب قدرت موتور احتراقی با کاربری خودرو است. به این منظور روش جدیدی بر مبنای شبیه سازی مونت کارلو و داده های واقعی سرعت خودرو توسعه داده شده است. در الگوریتم پیشنهادی تجمیع داده، ابتدا داده های واقعی از نظر تعداد ماهواره های مرتبط، ارزیابی شده و سپس از فیلتر هموارسازی موزون محلی عبور می کنند. پس از تفکیک داده های نامتجانس و رفع نویز، توزیع آماری داده ها با استفاده از نمودار احتمال و معیار حداکثر درست نمایی شناسایی شده و توزیع سرعت و شتاب بر اساس رابطه جبری بین آنها مشخص می گردد. سپس با استفاده از روش مونت کارلو، شتاب خودرو در بازه های زمانی مورد نظر شبیه سازی شده و توزیع همزمان سرعت-شتاب به دست می آید. سیکل به دست آمده در مقایسه با داده های واقعی سرعت و شتاب، خطای ناچیزی داشته و قابل اطمینان است. با استفاده از این سیکل، متوسط و حداکثر سرعت و شتاب حرکت به دست آمده و بر مبنای آن، نیروی محرکه مورد نیاز محاسبه می شود. به این ترتیب، می توان تناسب طراحی خودرو با کاربری آن را سنجید. در این پژوهش که بر روی تاکسی های خطی نمونه در شهر مشهد انجام گرفته است پس از جمع آوری داده های واقعی سرعت، با استفاده از روش مونت کارلو، توزیع همزمان سرعت-شتاب به دست آمده است. بر اساس نتایج حاصل، حداکثر قدرت موتور لازم در کاربری واقعی به مراتب کمتر از بیشینه قدرت طراحی بوده و نشانگر عدم تناسب نوع خودرو با کاربری آن است.
    کلیدواژگان: سیکل رانندگی، روش مونت کارلو، شبیه سازی، نیروی محرکه خودرو
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تعیین چقرمگی شکست فولاد ریل UIC60 با استفاده از آزمایش ضربه شارپی در دماهای مختلف
    رحمت الله قاجار، جواد علیزاده کاکلر، مهدی نعمتی، یونس علیزاده صفحه 249
    صنعت حمل ونقل ریلی، امروزه به عنوان ایمن ترین سامانه حمل ونقل بار و مسافر در دنیا شناخته شده است. واماندگی ریل که یکی از اجزای اصلی و کلیدی این صنعت به شمار می آید، می تواند باعث بروز سوانح شده و ایمنی حاصله را تهدید نماید. در این مطالعه، از علم مکانیک شکست برای به دست آوردن چقرمگی شکست ریل گرید 900A با پروفیل UIC60 در دماهای مختلف، با آزمایش ضربه شارپی استفاده شده و طول ترک بحرانی برای برخی از ترکهای عرضی در تاج ریل محاسبه شده است. برای این منظور، آزمایش ضربه شارپی بر روی 55 نمونه استخراج شده از ریل در بازه دمایی 40- تا 60 درجه سانتیگراد انجام و انرژی شکست اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از روابط تجربی بین چقرمگی شکست و انرژی شکست نمونه ها، چقرمگی شکست در دماهای مختلف مورد محاسبه قرار گرفته است. در نهایت، با مساوی قرار دادن ضریب شدت تنش با چقرمگی شکست، KIc، طول ترک بحرانی به دست آمده است. طول ترک بحرانی در کنار آزمایشهای غیرمخرب از الزامات فرایند بازرسی ریلها برای جلوگیری از خطرات شکست ریل و نیز بهره برداری حداکثری از عمر مفید ریل به شمار می آید.
    کلیدواژگان: ریل، آزمایش ضربه شارپی، چقرمگی شکست، طول ترک بحرانی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی خطوط اتوبو سرانی با استفاده از سامانه اطلاعات مکانی و تحلیل پوششی داده ها، مطالعه موردی: خطوط اتوبو سرانی تهران
    سید مرسل قوامی، علی کریمی*، محمد سعدی مسگری صفحه 261

    خطوط اتوبوس رانی شهر تهران، هم از جنبه عملکردی مانند مصرف سوخت و یا استهلاک زیاد اتوبوسها، و هم از جهت مکانی مانند مکان ایستگاه ها و یا میزان دسترسی، در وضعیت مناسبی قرار ندارند. بنابراین ارایه روش کارآمدی که با در نظر گرفتن هر دو جنبه شاخصهای عملکردی و مکانی به ارزیابی عملکرد خطوط اتوبوس رانی بپردازد، ضرورت دارد. در این تحقیق با ترکیب مدل تحلیل پوششی داده ها و سامانه اطلاعات مکانی، کارآیی خطوط اتوبوس رانی ارزیابی می شود. از سامانه اطلاعات مکانی برای تهیه شاخصهای مکانی و از مدل تحلیل پوششی داده ها برای محاسبه کارآیی خطوط استفاده می شود. برتری این مدل، تخصیص وزن به شاخصها توسط خود مدل تحلیل پوششی داد ه هاست، به گونه ای که هر خط بهترین مقدار کارآیی ممکن را داشته باشد. شاخصهای تعداد ایستگاه ها و مصرف سوخت، به عنوان شاخصهای ورودی و شاخصهای تعداد افراد ناتوان در استفاده از سرویس و جمعیت تحت پوشش هر خط، به عنوان شاخصهای خروجی در نظر گرفته شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که از میان 14 خط مورد مطالعه، 5 خط دارای کارآیی بالا و 8 خط دارای کارآیی متوسط و 1 خط دارای کارآیی ضعیف است.

    کلیدواژگان: سامانه اطلاعات مکانی، تحلیل پوششی داده ها، کارآیی، سیستم اتوبو سرانی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • یک مدل چندهدفه برنامه ریزی خطوط مسافری با در نظر گرفتن تنوع و محدودیت ناوگان و با استفاده از روش برنامه ریزی آرمانی
    مسعود یقینی، علیرضا علیمحمدیان، سمانه شریفی صفحه 273
    برنامه ریزی خطوط مسافری یک تصمیم استراتژیک و بلند مدت در حوزه برنامه ریزی مسافر در راه آهن است. تاکنون مدلهای ریاضی گوناگونی برای مسئله برنامه ریزی خطوط ارائه شده و مورد استفاده قرار گرفته اند.
    در این مقاله یک مدل جدید برای این مسئله پیشنهاد شده است که برای اولین بار درآن، دو هدف مجموع هزینه عملیاتی و تعداد مسافران مستقیم با استفاده از روش برنامه ریزی آرمانی بهینه شده اند. همچنین از آنجایی که شرکتهای حمل و نقل ریلی مسافری، دارای چند نوع ناوگان با سرعت حرکت و ظرفیتهای متفاوت بوده و از نظر تعداد ناوگان نیز با محدودیت روبرو هستند، برای سازگاری با شرایط واقعی، محدودیتهای تعداد ناوگان موجود نیز در مدل در نظر گرفته شده است و برای هر خط امکان خدمت رسانی با بیش از یک نوع ناوگان وجود دارد. مدل پیشنهادی با استفاده از مثال عددی پیاده سازی شده و جوابهای بهینه به دست آمده، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی حمل و نقل ریلی، برنامه ریزی خطوط مسافری، بهینه سازی، برنامه ریزی آرمانی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Demand Box Uncertainty Evaluation in Discrete and Continuous Transportation Network Design with Genetic and Ant Colony Algorithms
    Sh. Afandizadeh, A. Ghaffari, N. Kalantari Page 205
    Uncertain demand is one of the most important sources of uncertainties in transportation networks. It is almost based on various sources such as difficulty in forecasting of socio economic variables and the model’s deficiency. This demand is one of the main operative elements of transportation network design problems. The aim of this paper is to evaluate the effect of demand variability in discrete and continuous transportation network design problem. Thus, the uncertainty of demand has been assumed to have a maximum and a minimum rate, and the level of uncertainty in demand is assumed to vary between these extreme values as in a box. In this paper two Meta heuristic methods; Ant Colony Optimization (ACO) and Genetic Algorithm (GA), has been used to solve the aforementioned problem. It has been shown in this paper that relative to designing a network with maximum demand, the proposed method has found demands with 4 to 10 percent longer travel time. This could considerable effect on results of the network design problem.
    Keywords: Network design, variable demand, equilibrium assignment, Genetic algorithm, Ant Colony algorithm
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Solving a New Vehicle Routing Problem Considering Safety in Hazardous Materials Transportation: A Real-case Study
    R. Tavakkoli, Moghaddam, N. Norouzi, A. Salamatbakhsh, Grad, M. Alinaghian Page 223
    Transportation of hazardous materials plays a significant role in economic activities in developing as well as developed countries because of the need of industrial plants to these materials. In many cases, production plants of hazardous materials are far from the consumers, where transportation of materials affects the safety of the people involved. In this paper, besides minimizing the cost of related transportation, reduction of accident probability as minimizing the risk of hazardous materials transportation, is also considered. The importance of required time for materials delivery is another main objective. The above issue is categorized in a vehicle routing problem with time windows (VRPTW). In this paper, a new multi-objective mathematical model is presented and solved by the use of a well-known evolutionary algorithm, NSGA-II. Related computational results are compared by results of Lingo software using the ε-constraint method in small-sized test problems. A number of numerical investigations to evaluate the quality of solution sets versus time in large sizes are performed on various test instances. Results obtained by NSGA-II were compared based on two comparison metrics, namely spacing and quantity, in order to show the efficiency of the proposed NSGA-II. Finally, a real-case study was considered for shipping the Chlorine gas capsules from the Water & Wastewater Company to municipal water treatment facilities in Tehran.
    Keywords: Hazardous materials, transportation, mathematical models, NSGA, II algorithm
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Development of Driving Cycle using Monte Carlo Method for Evaluating Vehicle Design Fitness to Application
    H. Razavi Page 239
    Driving cycles are mostly developed in order to investigate emissions, fuel consumptions and/or legislations defined for a particular vehicle. On the other hand, automotive powertrains are designed or selected according to power demand analysis and simulations which are closely related to the vehicle driving pattern. When a car is utilized for a non-purposed application, its driving cycle is different so the design targets are not met. It results in lower efficiency and waste of resources, due to over or under engineering and lack of satisfaction. In this study, driving cycle of a typical passenger car is investigated in order to evaluate its design fitness. The driving cycle of the car is a combination of long modal trips which are assembled by large sets of transient micro-trips. It is constructed using actual data collected by a GPS and data logger. After filtering noises by LOWESS technique, statistical distribution of the dataset is verified so that Monte Carlo method can be implemented. Based on the acceleration results of the simulation, power demands of the vehicle and duty cycles can be derived and compared to the engine characteristics. The discrepancies indicate that the design of the vehicle powertrain does not match its application especially as a fix-route taxi.
    Keywords: Driving cycles, Monte Carlo Method, vehicle design fitness
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Determination of Fracture Toughness of Rail UIC60 Steel using Charpy Impact Test in Different Temperatures
    R. Ghajar, J. Alizadeh Kaklar, M. Nemati, Y. Alizadeh Page 249
    Nowadays, railway has been identified as the safest and most proper transportation system. Failure of rails, as one of the most importance elements of railway systems, can cause accidents and affect its safety. In this study, 55 steel samples extracted from UIC60 rail have been tested by Charpy impact test equipment in different temperatures ranged between -40 and 60 C. Then, fracture toughness of rail in different temperatures has been calculated by using known experimental relation between fracture toughness and measured fracture energy. Finally, the rail critical crack length has been determined by replacing calculated fracture toughness in formula of stress intensity factor. In order to restrict rail fracture and increase service life of the rail, critical crack length, in addition to none destructive tests for maintenance process of rails
    Keywords: Rail, Charpy impact test, fracture toughness, critical crack length
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluating Bus Lines by using Geospatial Information System and Data Envelopment Analysis: A Case Study of Tehran Bus Lines
    S. Qavami, A. Karimi Mesgari Page 261

    Tehran Bus Transit System involves with two types of problems. The first type of problems is the performance-based problems, such as high fuel consumption, fast depreciation of the buses, … etc. Second type problems are spatial problems, such as unsuitable selection of bus routes and stops, the discontent of travel demand, … etc. In this paper, the efficiency of bus routes is evaluated by integrating Data Envelopment Analysis (DEA) model and Geographic Information System (GIS), from two viewpoints: performance-based and spatial problems. The parameters of number of bus stops, daily fuel consumption as input indexes and the number of passengers, the number of children and the aged people as well as the number of disabled people are selected as output indexes. The spatial data are prepared by GIS. Afterwards, the efficiency of decision making units (bus routes) is calculated using the DEA method and the more efficient routes are determined. In this model, the weights of the attributes are not required to be entered by the user; they are determined by DEA model, itself. After running the DEA model, spatial and performance-related efficiencies are calculated. The results show that, among the fourteen routes, five routes have high performance-related efficiency and three routes have high efficiency.

    Keywords: Data Envelope Analysis, GIS, efficiency, bus lines
    Abstract View Paper Original: Persian
  • A Goal Programming Approach to Line Planning Problem Considering Multi-type Rolling Stock Constraint
    M. Yaghini, A. Alimohammadian, S. Sharifi Page 273
    Line planning problem is a strategic and long-term decision in passenger railway planning. A line is a direct railway connection between two stations and is characterized by its origin and destination station, its frequency/day, the route between these two stations and the intermediate stops at passing railway stations. The line plan is the collection of all lines and, finding it, is a very complex problem. Researchers have used linear and non-linear mathematical programming for this problem. In this paper a new multi objective mixed integer linear mathematical model (MOMILP) for line planning problem is presented, in which two conflict objective functions, minimizing total operation costs and maximizing total number of direct passengers, are considered. Total operation costs consist of fixed cost, variable cost and direct passengers are the passengers that can travel from their origin station to their destination station without having to change trains. This model is solved by using goal-programming method. The companies of passenger trains use several kinds of rolling stocks that are different in speed and capacity, and the number of each kind of them is limited. Therefore, in the proposed model, the total number of existing rolling stock is limited by adding a new constraint, and more than one kind of rolling stock can be used for each line. Finally, a numerical example is presented to evaluate the performance of proposed model. The results show that by using goal programming, according to planning conditions and organizational priorities, both objective functions may be optimized simultaneously.
    Keywords: Line planning problem is a strategic_long_term decision in passenger railway planning. A line
    Abstract View Paper Original: Persian