![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
بهینهسازی یک شبکه سلسله مراتبی هاب و ماهواره برای حمل و نقل بار شهری
افزایش جمعیت شهری، تقاضا برای جابجایی کالاهای شهری را افزایش میدهد و باعث ایجاد علاقه به راهحلهای نوآورانه لجستیک شهری میشود. این مطالعه به بررسی ادغام حمل و نقل مسافر و بار با استفاده از حمل و نقل عمومی – شبکه ریلی شهری – برای تحویل بستهها میپردازد. ما یک سیستم حمل و نقل بار سه سطحی مبتنی بر حمل و نقل عمومی پیشنهاد میکنیم. بستهها در ابتدا توسط کامیونها از انبارها به مراکز واقع در ایستگاههای قطار منتقل میشوند. سپس آنها توسط راهآهن به ایستگاههای ماهوارهای منتقل میشوند، جایی که وسایل نقلیه کوچکتر تحویل نهایی را به مقاصد نهایی انجام میدهند. این تحقیق بر تصمیمات استراتژیک مربوط به مکانهای مراکز و ماهوارهها و برنامهریزی تاکتیکی برای مسیریابی وسایل نقلیه و تخصیص بستهها تمرکز دارد. برای شناسایی مکانهای ماهوارهای بهینه که کیلومترهای طی شده توسط وسایل نقلیه را به حداقل میرسانند، ما یک الگوریتم اکتشافی تکراری توسعه میدهیم. علاوه بر این، ما امکان سنجی این رویکرد را با استفاده از دادههای تحویل بسته در دنیای واقعی و شبکه ریلی در سنگاپور ارزیابی میکنیم. یافتهها نشان میدهد که استفاده از حمل و نقل عمومی میتواند کیلومترهای طی شده توسط وسایل نقلیه را به طور قابل توجهی کاهش دهد و در نتیجه لجستیک شهری پایدار را ارتقا دهد.
مقدمه
روند شهرنشینی جهانی قابل توجه بوده است. از سال ۲۰۰۷، بیش از نیمی از جمعیت جهان در شهرها ساکن بودهاند و این رقم در حال حاضر به ۵۷٪ افزایش یافته است.1 انتظار میرود این روند ادامه یابد و پیشبینی میشود سهم جمعیت شهری تا سال ۲۰۵۰ به نزدیک به ۷۰٪ برسد. این شهرنشینی سریع منجر به افزایش تقاضا برای سیستمهای حمل و نقل بار شهری کارآمد میشود که از فعالیتهای تجاری به تجاری (B2B) و تجاری به مصرفکننده (B2C) پشتیبانی میکنند.3 رشد جمعیت شهری، که در مناطق پرجمعیت متمرکز است، تقاضا برای جابجایی کالاهای شهری را افزایش میدهد. از این رو، نیاز مبرمی به یافتن راهحلهای پایدار و نوآورانه برای لجستیک شهری وجود دارد.
علاوه بر این، ظهور تجارت الکترونیک و افزایش تحویل بستهها، وابستگی به حمل و نقل بار شهری را بیش از پیش افزایش داده است. پلتفرمهای تجارت الکترونیک برای برآورده کردن انتظارات مصرفکنندگان برای تحویل سریع، به شدت به لجستیک شهری به موقع و قابل اعتماد متکی هستند، در حالی که مشاغل نیز برای حفظ زنجیرههای تأمین خود به شبکههای حمل و نقل کارآمد وابسته هستند. در این چشمانداز پیچیده، مدیریت مؤثر حمل و نقل شهری برای حفظ زیستپذیری و پایداری شهرها ضروری است. مقابله با این چالشها برای رشد و توسعه مداوم مناطق شهری بسیار مهم است.
جابجایی بار در حمل و نقل عمومی به عنوان یک راه حل عملی و سازگار با محیط زیست برای مقابله با چالشهای فوق الذکر، مورد توجه قرار گرفته است. حمل و نقل عمومی (FOT) یک استراتژی لجستیکی است که از منابع حمل و نقل عمومی، مانند وسایل نقلیه عمومی یا زیرساختها، برای حمل و نقل کالا استفاده میکند5. این رویکرد از شبکه حمل و نقل عمومی موجود برای تسهیل جابجایی کارآمد بار استفاده میکند، در حالی که وابستگی به وسایل نقلیه تحویل را کاهش میدهد.
به طور خاص، در ساعات غیر اوج که سیستم حمل و نقل عمومی اغلب با ظرفیت مازاد کار میکند، بستهها را میتوان به طور ایمن در وسایل نقلیه حمل و نقل عمومی ذخیره و حمل کرد. این بهرهبرداری نوآورانه از فضای کم استفاده شده، کارایی سیستم حمل و نقل را بهینه میکند. بستهها را میتوان در چرخ دستیهای اختصاصی قرار داد که میتوانند حمل و نقل ایمن و راحت توسط یک شرکت حمل و نقل را که تحویل را انجام میدهد، تسهیل کنند. آزمایشها در شهرهایی مانند پاریس، توکیو، ساپورو، پکن، شنژن، سنگاپور و مادرید نشاندهنده علاقه جهانی به این استراتژی است6،7،8،9،10،11.
در این مقاله، سناریوهای جابجایی کالاهای شهری با استفاده از حمل و نقل عمومی را تجزیه و تحلیل میکنیم. هدف، تحویل بستهها از یک انبار به مقصد آنها از طریق شبکه ریلی شهری در عرض یک روز است. در ابتدا، وسایل نقلیه تحویل، بستهها را از انبار مبدا به مراکز مستقر در ایستگاههای قطار منتقل میکنند. متعاقباً، بستهها با استفاده از شبکه ریلی به ماهوارهها، که آنها نیز در ایستگاههای قطار واقع شدهاند، منتقل میشوند. در ماهوارهها، بستهها بر روی وسایل نقلیه تحویل کوچکتر که از ماهوارهها کار میکنند، تخلیه میشوند. در نهایت، از این وسایل نقلیه برای تحویل بستهها به مقصد نهایی آنها استفاده خواهد شد. پیکربندی سه سطحی مربوطه در شکل 1 نشان داده شده است.
در این سیستم حمل و نقل بار مبتنی بر حمل و نقل عمومی، باید تصمیمات استراتژیک و تاکتیکی مختلفی گرفته شود. مکان انبار و مقاصد تحویل بسته از قبل مشخص است. با این حال، نیاز به انتخاب مکانهای هاب و ماهواره از بین تمام ایستگاههای قطار در امتداد شبکه ریلی وجود دارد. علاوه بر این، تصمیمات تاکتیکی شامل تخصیص بستهها به هابها و ماهوارههای خاص برای تضمین مدیریت لجستیک کارآمد، پایدار و مقرون به صرفه است.
در این مقاله، ما چارچوبی برای تعیین مکانهای بهینه هابها و ماهوارهها به منظور به حداقل رساندن مسافت طی شده توسط وسایل نقلیه تحویل بسته برای تحویل بستهها پیشنهاد میکنیم. این مشکل به دلیل پیچیدگی ترکیبی مرتبط با هابها و ماهوارههای بالقوه که مستقیماً بر مسافت طی شده توسط وسایل نقلیه تأثیر میگذارد، چالش برانگیز است. برای مقابله با این چالشها، ما یک الگوریتم اکتشافی مقیاسپذیر و تکراری توسعه دادیم که قادر به حل این مشکل است. علاوه بر این، ما این رویکرد را در مورد تحویل بستهها در سنگاپور اعمال میکنیم و شاخصهای کلیدی عملکرد را برای ارزیابی عملکرد سیستم رصد میکنیم. دادههای دنیای واقعی، شامل تحویل بسته و اطلاعات شبکه ریلی از شهر-ایالت سنگاپور، در مطالعه موردی دقیق برای نشان دادن اثربخشی این رویکرد استفاده شدهاند.(منبع)