![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
برنامهریزی مسیر چند وسیله نقلیه برای حمل و نقل بار شهری کارآمد
فضاهای پارکینگ شهری برای بارگیری/تخلیه بار معمولاً بیش از حد اشغال شدهاند که عملیات تحویل را به خطوط ترافیکی و پیادهروها منتقل میکند، ترافیک را افزایش میدهد، سر و صدا ایجاد میکند و باعث آلودگی میشود. ما یک بهینهسازی مسیریابی مبتنی بر تجزیه و تحلیل دادهها ارائه میدهیم که گردش وسایل نقلیه و استفاده از فضاهای پارکینگ را بهبود میبخشد. ما این مسئله جدید را رسمی میکنیم و یک برنامهریز مسیر چند وسیله نقلیه جدید توسعه میدهیم که از ازدحام در مناطق بارگیری/تخلیه بار جلوگیری میکند و مدت زمان کل را به حداقل میرساند. ما ابزار توسعهیافته را با یک تصویر و تجزیه و تحلیل برای حمل و نقل شهری در شهر بارسلونا ارائه میدهیم که هر روز دهها هزار تحویل را رصد میکند. سیستم ما شامل ارزیابی مؤثر مسیرهای کاندید با در نظر گرفتن زمان انتظار و تأخیرهای بیشتر سایر تحویلدهندگان به عنوان یک شهروند درجه یک در بهینهسازی است. یک جستجوی محلی دو لایه با یک روش تطبیقی تصادفی حریصانه برای جستجوی محله متغیر پیشنهاد شده است. رویکرد ما بر روی دادههای جمعآوریشده در سراسر شبکه حمل و نقل شهری بارسلونا، که شامل 3704034 فعالیت پارکینگ است، اعمال و اعتبارسنجی میشود. همانطور که نتایج نشان میدهد، راهحل ما به طور قابل توجهی استفاده از فضاهای پارکینگ موجود و گردش وسایل نقلیه را بهبود میبخشد. این تجزیه و تحلیل همچنین بینشهای مفیدی در مورد نحوه مدیریت مسیرهای تحویل و فضاهای پارکینگ برای حمل و نقل پایدار شهری و لجستیک شهری ارائه میدهد
مقدمه
مصرف بیشتر کالاها و خدمات، تقاضا برای توزیع بار شهری را افزایش میدهد. طبق گزارش آژانس محیط زیست اروپا، تقاضای بار شهری از سال 1995 تا 2014 در حمل و نقل جادهای بار حدود 34 درصد افزایش یافته است [1]. تحویلهای شهری که معمولاً در بارهای کوچک و به طور مکرر انجام میشوند، ترافیک را افزایش داده و باعث ایجاد سر و صدا و انتشار آلایندهها میشوند. کمبود مناطق بارگیری/تخلیه کافی، عملیات تحویل را به خطوط ترافیکی و پیادهروها منتقل میکند که منجر به ازدحام میشود و تهدیدی برای ایمنی سایر کاربران جاده ایجاد میکند [7].
ارائه مناطق بارگیری اختصاصی به عنوان مؤثرترین سیاست برای سازماندهی عملیات تحویل در آخرین مایل شناخته شده است [7]. شهر بارسلونا نیز از این رویکرد رایج پیروی میکند و فضاهای پارکینگ تحویل را کنترل میکند و به وسایل نقلیه اجازه میدهد تا در این مناطق که به صورت محلی به عنوان AreaDUM (توزیع شهری کالاها به زبان کاتالان) شناخته میشوند، به صورت بلادرنگ جای مشخصی را اشغال کنند. با این حال، مناطق بارگیری موجود نمیتوانند تقاضای رو به رشد حمل و نقل شهری را به سرعت جذب کنند. پارکینگها بیش از حد اشغال شدهاند و فضای زیادی برای بهبود زیرساختهای حمل و نقل شهری و پارکینگ باقی نمانده است.
در این مقاله، ما راهحل مبتنی بر علم داده خود را برای بهبود برنامهریزی حمل و نقل بار، با همکاری شهر بارسلونا ارائه میدهیم. ما دادههای تحرک از مناطق تحویل بار تحت نظارت بارسلونا را تجزیه و تحلیل میکنیم و فناوریای را برای بهبود استفاده از مناطق بارگیری/پارکینگ آنها توسعه میدهیم. بارسلونا حدود ۹۰۰۰ فضای پارکینگ برای تحویل بار در ۲۲۰۰ منطقه که برای حمل و نقل بار تعیین شدهاند، دارد. هزاران وسیله نقلیه هر روز از این مناطق بازدید میکنند که باعث ایجاد ازدحام هم در لبهها (جادهها) و هم در گرهها (مناطق بارگیری) میشوند.
ما یک رویکرد جدید برای برنامهریزی مسیرهای چندین وسیله نقلیه با یک کار بهینهسازی جمعی پیشنهاد میکنیم، برخلاف راهحلهای سنتی که صرفاً مسیرهای بهینه را برای هر وسیله نقلیه به صورت جداگانه محاسبه میکنند. ما رسماً مسئله و مدل ریاضی برنامهریزی مسیر چند وسیله نقلیه را تعریف میکنیم که نشان داده شده است NP-کامل است. ما نوعی از مسئله مسیر همیلتونی (HPP) را ارائه میدهیم که در آن هر تحویلدهنده از مجموعهای از مناطق بارگیری بازدید میکند در حالی که انتخاب مسیر او به دلیل ظرفیت محدود مناطق، بر تأخیر سایر تحویلدهندگان تأثیر میگذارد. زمان انتظار در مناطق پارکینگ/بارگیری به عنوان یک شهروند درجه یک در نظر گرفته میشود. این یک عامل عملی است که توسط رویکردهای سنتی که فقط هدف آنها به حداقل رساندن زمان سفر است، مورد توجه قرار نمیگیرد. تحویلدهندگان تمایل دارند مسیرهایی را جستجو کنند که زمان سفر خودشان را به حداقل برساند، که منجر به ازدحام در مناطق پارکینگ میشود و در نتیجه مدت زمان مسیرهای تحویل را نیز افزایش میدهد.
رویکرد ما در هدف قرار دادن یک هدف کلی در شناسایی مجموعه مسیرهای تحویل، تحرک را بهبود میبخشد و زمان صرف شده در مناطق بارگیری را به حداقل میرساند. این رویکرد، مسیرهای فرعی بهینه منفرد را زمانی که با هم هزینههای کلی سفر را به حداقل میرسانند، جابجا میکند و از تأخیرهای متوالی به دلیل ظرفیت محدود مناطق بارگیری جلوگیری میکند. برای محاسبه کارآمد هزینه کل زمان یک چیدمان مسیر شامل زمان سفر و انتظار، از یک ساختار صف اولویتدار برای حفظ ورود و خروج وسایل نقلیه استفاده میکنیم.
ما دادههای حمل و نقل بار جمعآوریشده از شهروندان و تحویلدهندگان را تجزیه و تحلیل میکنیم و سیستم خود را در حمل و نقل بار شهری در شهر بارسلونا نشان میدهیم. مجموعه دادهها شامل ۳،۷۰۴،۰۳۴ اطلاعات پارکینگ برای ۴۹۱۷۲ تحویلدهنده است. نتایج تأیید میکند که برنامهریز تحویل چند وسیله نقلیه، گردش وسایل نقلیه را بهبود میبخشد و از ازدحام در مناطق بارگیری جلوگیری میکند. مقاله ما این موضوع را مطرح میکند و نیاز به برنامهریزی جمعی حمل و نقل بار شهری را با یک کار بهینهسازی جهانی و انصاف برای همه تحویلدهندگان در سیستم نشان میدهد.
بقیه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است. در بخش بعدی، مسئله برنامهریزی مسیر چند وسیله نقلیه پیشنهادی را تعریف میکنیم. در بخش ۳، راهحل خود را ارائه میدهیم و جزئیات طراحی آن را مورد بحث قرار میدهیم. بخش ۴، پیادهسازی و نتایج تجربی ما را بر روی دادههای جمعآوریشده در سراسر شبکه حمل و نقل بار شهری بارسلونا ارائه میدهد. در بخش ۵، مروری بر کارهای مرتبط ارائه میدهیم. در نهایت، در بخش ۶ نتیجهگیری و کارهای آینده را مورد بحث قرار میدهیم.(منبع).