مسئله ترکیب ناوگان حمل و نقل شهری

مسئله ترکیب ناوگان حمل و نقل شهری (UFFC) مربوط به تعریف ترکیب بهینه از نظر نوع و تعداد وسایل نقلیه (ترکیب ناوگان) برای پاسخگویی به تقاضای تحویل بسته در یک منطقه شهری است. مناطق شهری می‌توانند مشمول محدودیت‌های دسترسی باشند که امکان ورود به منطقه را کاهش می‌دهد. در این مقاله، محدودیت دسترسی زمانی مربوط به انواع خاص وسایل نقلیه را در نظر می‌گیریم (یعنی بازه‌های زمانی که در طی آن دسترسی به منطقه تحویل مجاز است به ویژگی‌های وسایل نقلیه بستگی دارد). بنابراین، هدف ما بحث در مورد تأثیر این محدودیت‌ها بر تصمیم ترکیب ناوگان است. برای این منظور، یک مدل بهینه‌سازی ساده و تاکتیکی را معرفی می‌کنیم که هزینه‌ها و درآمدهای مختلف در تحویل کالا را با هم مقایسه می‌کند.

مقدمه

حمل و نقل بار شهری شامل تحویل و دریافت کالا در محدوده یک منطقه شهری است. چنین فعالیت‌هایی با رشد بازار تحویل مستقیم کالاهای مصرفی به منزل (یعنی تجارت الکترونیک) به ویژه در شهرهای پرجمعیت، اهمیت قابل توجهی پیدا کرده‌اند (Chen and Conway, 2016). مسئله توزیع کارآمد و مؤثر بار شهری یک مسئله معاصر است، زیرا بر کیفیت زندگی شهروندان تأثیر مثبت و منفی می‌گذارد. افزایش جمعیت شهری به تقاضای قابل توجهی برای تحویل کالا تبدیل می‌شود که به نوبه خود مربوط به چندین وسیله نقلیه حمل کالا است که به شهر رفت و آمد می‌کنند. به عنوان مثال، خرید تجارت الکترونیک معمولاً شامل بسته‌های کوچکی است که نیاز به تحویل سریع و قابل اعتماد دارد. این به نوبه خود نیاز به ناوگانی از وسایل نقلیه دارد که در شبکه حمل و نقل در گردش هستند و کالا را از مبدا به مقصد حمل می‌کنند. مالکیت (یا اجاره) ناوگانی از وسایل نقلیه معمولاً پرهزینه است. بنابراین، پرداختن به بهینه‌سازی تعداد وسایل نقلیه مورد نیاز (Beaujon and Turnquist, 1991)، موازنه هزینه‌های سرمایه‌ای تهیه دارایی، هزینه‌های عملیاتی استفاده از دارایی، سطح خدمات مشتری و اهداف کمینه‌سازی هزینه (Wu et al., 2005) مرتبط است.

با این حال، حمل و نقل بار شهری نیز با طیف وسیعی از محدودیت‌ها و قیود مواجه است. محدودیت‌های حمل و نقل جاده‌ای (که در حال حاضر، مرتبط‌ترین شیوه حمل و نقل در مناطق شهری است) توسط مورفولوژی شهری (یعنی چیدمان خیابان‌ها، اندازه و ظرفیت خیابان) و سیاست‌های دسترسی که برای مدیریت ترافیک شهری در نظر گرفته شده‌اند، اعمال می‌شوند. به طور کلی، منظور از سیاست‌های دسترسی، کل مجموعه قوانین حاکم بر دسترسی به یک منطقه است: چنین قوانینی می‌توانند به ویژگی‌های فیزیکی (یعنی مربوط به اندازه یا وزن وسایل نقلیه) و همچنین به زمان روز (یعنی دسترسی فقط در بازه‌های زمانی از پیش تعیین شده) مربوط باشند. محدودیت‌های دسترسی در بازه‌های زمانی احتمالاً یکی از رایج‌ترین سیاست‌ها برای مدیریت دسترسی به حمل و نقل شهری هستند (مونوزوری و همکاران، ۲۰۰۵)، زیرا معرفی آنها معمولاً نسبتاً ارزان است (اگرچه اجرای آنها معمولاً پرهزینه است). این محدودیت‌ها، مناطق ترافیکی محدودی (LTZ) ایجاد می‌کنند که باید در فرآیند برنامه‌ریزی فعالیت‌های حمل و نقل بار شهری و همچنین در تعریف مجموعه منابع مورد نیاز در نظر گرفته شوند.(منبع).