![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
مدل بهینهسازی مسیر کم کربن برای حمل و نقل بار چندوجهی با در نظر گرفتن ویژگیهای ارزش و زمان
با توجه به اینکه جامعه بینالمللی به طور فزایندهای بر تغییرات اقلیمی تمرکز میکند، بهینهسازی مسیرهای حمل و نقل کم کربن در سیستم حمل و نقل چندوجهی بار به یک مسئله مهم تبدیل شده است. با این حال، به دلیل تنوع در خواص بار و تأثیر عوامل مختلف بر تصمیمات مربوط به مسیر حمل و نقل، تدوین یک برنامه حمل و نقل چندوجهی کم کربن و اقتصادی همچنان یک چالش مهم است. برای پرداختن به این موضوع، این مطالعه محمولههایی با ویژگیهای مختلف از نظر ارزش و زمان را در نظر گرفت. اعداد فازی مثلثی برای نشان دادن تقاضای نامشخص برای بار به کار گرفته شدند و سطوح اطمینان برای شفافسازی معرفی شدند. یک مدل بهینهسازی تصمیمگیری مسیر کم کربن برای حمل و نقل بار چندوجهی ایجاد شد تا انتشار کربن و هزینههای زمان حمل و نقل ترکیبی را به حداقل برساند. الگوریتم ژنتیک تطبیقی فاجعه، مبتنی بر نمونهگیری مونت کارلو، برای حل مدل با استفاده از مثالهای حسابی به کار گرفته شد. در نهایت، تجزیه و تحلیل حساسیت پارامتر نشان داد که تنظیمات مربوط به مقادیر مالیات کربن و تغییرات در نسبت کامیونهای برقی و تأمین برق سبز، بیشترین تأثیر را بر برنامه تصمیمگیری مسیر کم کربن برای حمل و نقل بار چندوجهی داشته است. برای محمولههای با ارزش افزوده پایین و با زمانبندی قوی، افزایش ۶۰ درصدی مالیات کربن، شیوه حمل و نقل را از جاده به راه آهن تغییر داد. هنگامی که مالیات کربن بیش از ۱۴۰ درصد افزایش یافت، شیوه حمل و نقل از راه آهن به آبراه تغییر یافت. علاوه بر این، هنگامی که نسبت کامیونهای برقی و تأمین برق سبز هر دو از ۸۰ درصد فراتر رفت، شیوه حمل و نقل بین برخی از گرههای شهری از راه آهن به جاده تغییر یافت. هنگامی که این نسبتها بیش از ۹۰ درصد افزایش یافت، حمل و نقل جادهای به شیوه غالب تبدیل شد.
مقدمه
میزان انتشار کربن از شیوههای مختلف حمل و نقل به طور قابل توجهی متفاوت است و انتخاب منطقیترین شیوه حمل و نقل تأثیر عمیقی بر کاهش انتشار کربن مرتبط با حمل و نقل دارد [[1]، [2]، [3]]. به عنوان مثال، در چین، حمل و نقل جادهای منبع اصلی انتشار کربن در بخش حمل و نقل است که 86.76 درصد از کل انتشار کربن را تشکیل میدهد. به ویژه کامیونهای سنگین بیشترین سهم را در انتشار گازهای گلخانهای حمل و نقل جادهای دارند و 54 درصد از کل انتشار کربن از این شیوه را تشکیل میدهند [4]. علاوه بر این، در عملیات شرکت، توجه اصلی آن این است که چگونه کار حمل و نقل را به طور کارآمد و اقتصادی انجام دهد و اینکه آیا برنامهریزی مسیر حمل و نقل منطقی است یا خیر، تأثیر مستقیمی بر کارایی و هزینه حمل و نقل خواهد داشت. بنابراین، بهینهسازی ساختار و مسیرهای حمل و نقل بار و همچنین ترویج انتقال از جاده به راه آهن و جاده به آب برای حمل و نقل بار، در حال حاضر اقدامات حیاتی هستند.
حمل و نقل بار چندوجهی، به عنوان یک روش حمل و نقل هماهنگ کارآمد و اقتصادی، مزایای حمل و نقل جادهای، راهآهن و آبراه را ادغام میکند و به طور قابل توجهی انتشار کربن و هزینههای حمل و نقل را کاهش میدهد [5،6]. در نتیجه، در چارچوب اقتصادی جدید توسعه با کیفیت بالا، بررسی بهینهسازی تصمیمگیری در مورد مسیرهای کمکربن در حمل و نقل بار چندوجهی به تمرکز اصلی در این زمینه تبدیل شده است. در فرآیند حمل و نقل واقعی، به دلیل ویژگیهای مختلف ارزش و زمان محمولهها و همچنین تأثیر عرضه و تقاضای بازار، محمولههایی با ویژگیهای مختلف، الزامات متفاوتی برای پنجرههای زمانی تحویل دارند [7]. علاوه بر این، عدم قطعیت در تقاضای بار [8] تأثیر زیادی بر تصمیمگیری برای برنامههای مسیر حمل و نقل دارد. بنابراین، با توجه به تفاوت در ویژگیهای محموله و عدم قطعیت در تقاضا، مطالعه بهینهسازی تصمیمگیری در مورد مسیرهای کمکربن چندوجهی برای محمولههایی با ویژگیهای مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است.
از یک سو، تحقیقات در مورد بهینهسازی مسیر حمل و نقل چندوجهی بار بر شرکتهای حمل و نقل چندوجهی تمرکز دارد و هدف آن به حداکثر رساندن سود از دیدگاه اپراتورهای حمل و نقل چندوجهی است. بنابراین، هدف اصلی بهینهسازی برخی مطالعات، به حداقل رساندن هزینهها است [9،10]. به عنوان مثال، آیار و یامان [11] مسئله برنامهریزی مسیر حمل و نقل چندوجهی کانتینر را برای به حداقل رساندن هزینههای حمل و نقل و موجودی بررسی کردند و یک مدل برنامهریزی عدد صحیح مختلط ساختند. هائو و همکاران [12] تأثیر هزینههای حمل و نقل را بر انتخاب طرحهای مسیر حمل و نقل بیشتر بررسی کردند و یک مدل بهینهسازی مبتنی بر برنامهریزی پویا ارائه دادند. از سوی دیگر، گذشته از هزینه، زمان حمل و نقل نیز یک شاخص مهم از معقول بودن طرح بهینهسازی مسیر است.
زمانهای حمل و نقل طولانیتر منجر به هزینههای بالاتر برای نیروی انسانی و مواد، رضایت کمتر مشتری و کاهش قابل توجه رقابتپذیری بازار برای شرکتهای حمل و نقل چندوجهی میشود [13،14]. کاوفاک و همکاران [15] از یک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و یک مدل برنامهریزی عدد صحیح 0-1 برای تعیین مسیر بهینه حمل و نقل چندوجهی، با در نظر گرفتن زمان حمل و نقل و ریسک ذاتی، استفاده کردند. تاکله و جالتا [16] یک مدل برنامهریزی هدف تصمیمگیری مسیر حمل و نقل چندوجهی را توسعه دادند که به طور جامع خطرات شبکه حمل و نقل، زمان، هزینهها و آسیب بار را در نظر میگرفت و از یک الگوریتم برنامهریزی پویا برای حل آن استفاده کردند. علاوه بر این، با افزایش تأکید جهانی بر کاهش انتشار گازهای گلخانهای، کنترل آلایندهها و انتشار گازهای گلخانهای به یک مسئله جهانی تبدیل شده است. در نتیجه، انتشار کربن علاوه بر هزینه و زمان حمل و نقل، هنگام تصمیمگیری در مورد مسیرهای حمل و نقل بار چندوجهی به مهمترین هدف بهینهسازی تبدیل شده است [17،18]. تسائو و همکاران [19] یک مدل بهینهسازی غیرخطی برای به حداقل رساندن هزینههای انتشار کربن تحت تقاضای مشخص ساختند و مسئله حمل و نقل بار چندوجهی کانتینرها را در هر دو حالت حمل و نقل جادهای و ریلی مطالعه کردند. چی و همکاران [20] یک مسئله جریان چند کالایی با ظرفیت محدود را برای به حداقل رساندن هزینههای حمل و نقل، موجودی در حین حمل و نقل و انتشار کربن پیشنهاد داد و یک مدل برنامهریزی عدد صحیح مختلط ساخت.
انتخاب مسیر بهینه برای حمل و نقل چندوجهی بار اغلب تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار میگیرد. با توجه به درجات مختلف حساسیت زمانی، محمولههای حساس به زمان، بیشتر به محدودیتهای زمانی حمل و نقل متکی هستند. فرستندگان کالا عموماً الزامات بالاتری برای زمانبندی حمل و نقل دارند. هنگام حمل محمولههای حساس به زمان، فرستندگان کالا معمولاً خدمات حمل و نقل با سرعت حمل و نقل سریعتر و زمانبندی بیشتر را انتخاب میکنند [21]. فنگ و همکاران [22] تأثیر ویژگیهای زمانی را بر انتخاب طرحهای مسیر حمل و نقل چندوجهی بررسی کردند. شیائو و همکاران [23] محدودیت کشش زمان رسیدن را در نظر گرفتند و عامل پنجره زمانی نرم را در بهینهسازی مسیر حمل و نقل چندوجهی معرفی کردند. چن و همکاران (2023) تأثیر زمانبندی بار را تجزیه و تحلیل کردند. نتایج نشان داد که ترجیحات تقاضای مشتریان هدف مختلف حمل و نقل بر انتخاب مسیر حمل و نقل چندوجهی بهینه تأثیر میگذارد. با این حال، مطالعات فوقالذکر عمدتاً بر تأثیر ویژگیهای زمانی بر انتخاب مسیر حمل و نقل متمرکز بودهاند و عواملی مانند ویژگیهای ارزشی محموله، انواع انرژی و راندمان تبدیل انرژی را نادیده گرفتهاند. الزامات کیفی برای خدمات حمل و نقل با توجه به ارزش محموله متفاوت است. تفاوت در انواع انرژی مورد استفاده توسط ابزارهای حمل و نقل و بهبود در راندمان تبدیل انرژی منجر به تغییراتی در شدت انتشار گازهای گلخانهای میشود و در نتیجه بر انتخاب روش حمل و نقل تأثیر میگذارد. بنابراین، بررسی تأثیر ویژگیهای ارزشی و زمانی کالا، و همچنین انواع انرژی و راندمان تبدیل انرژی، بر تصمیمات مسیر حمل و نقل چندوجهی کم کربن از ابعاد مختلف ضروری است.
دستاوردهای اصلی این مطالعه به شرح زیر است: (1) طرح حمل و نقل بهینه برای محمولههایی با ویژگیهای مختلف از منظر ویژگیهای ارزش و زمان محمولهها در نظر گرفته شد، پنجرههای زمانی فازی گرهای مختلف تنظیم شدند و عدم قطعیت تقاضای بار در نظر گرفته شد. (2) با توجه به انواع مختلف انرژی ابزارهای حمل و نقل، کامیونهای باری بزرگراهی به کامیونهای دیزلی و برقی تقسیم شدند. کامیونهای برقی نیز به کامیونهایی که با برق سبز و برق غیر سبز تغذیه میشوند، طبقهبندی شدند تا تأثیر انواع مختلف انرژی و منابع انرژی بر تصمیمگیری برای مسیرهای حمل و نقل چندوجهی بار کم کربن بررسی شود. (3) با هدف به حداقل رساندن مجموع هزینه انتشار کربن حمل و نقل و هزینه زمان، یک مدل بهینهسازی برای تصمیمگیری در مورد مسیر کم کربن در حمل و نقل چندوجهی بار ایجاد شد و از یک الگوریتم ژنتیک تطبیقی فاجعه مبتنی بر نمونهگیری مونت کارلو برای حل آن استفاده شد. در نهایت، از طریق تحلیل حساسیت پارامتر، عوامل مؤثر اصلی و رتبهبندی اهمیت آنها برای بهینهسازی سیاستهای آینده شناسایی شدند تا از انتخاب مسیر کم کربن حمل و نقل چندوجهی بار فعلی و تصمیمگیری در مورد سیاستهای آینده پشتیبانی کنند.(منبع).