چکیده:
هدف از پژوهش حاضر، ارائه رويكردي كامل جهت برنامه‌ريزي و زمانبندي بهينه خدمه ناوگان در سيستم ريلي مي‌باشد. در اين رويكرد، اطلاعات سفرهاي مختلف شبكه ريلي به عنوان ورودي مسئله زمانبندي خدمه در نظر گرفته ميشوند و مسئله به سه فاز مجزا تقسيم مي‌گردد. در فاز اول، كليه مأموريت‌هاي موجه با استفاده از يك الگوريتم جستجوي عمقي توليد ميشوند و در فاز دوم، مأموريت‌هاي تشكيل‌دهنده جواب بهينه يافت ميشوند. فازهاي اول و دوم به صورت متمركز براي مأموريت‌هاي موردنياز در كل شبكه حل ميشوند. جهت انتخاب مأموريت‌هاي بهينه در فاز دوم مسئله زمانبندي خدمه ريلي، يك مدل رياضي بر مبناي مفهوم انتقال خدمه پيشنهاد گرديد. در مدل پيشنهادي، براي انتقال خدمه يك جريمه در هزينه تابع هدف در نظر گرفته ميشود. نحوه اعمال اين جريمه به گونه‌اي است كه ضمن حفظ فضاي جستجوي مسئله تعداد انتقالها به حداقل ممكن كاهش مي‌يابند.
فاز سوم با هدف تخصيص گروه‌هاي خدمه به مأموريت‌هاي بهينه انجام ميشود و به صورت محلي حل مي‌گردد. به منظور حل مسئله در فاز سوم، يك مدل جديد برنامه‌ريزي رياضي در پژوهش حاضر توسعه داده شده و براي حل آن از بسته نرم‌افزاري CPLEX12 استفاده گرديده است. در اين مدل، علاوه بر تعيين مأموريت‌هاي تخصيص‌يافته به هر گروه خدمه، حداقل تعداد موردنياز خدمه در هر ايستگاه ريلي نيز مشخص ميشود. ضمن آنكه با انجام تحليل حساسيت بر روي مقادير مختلف باركاري مي‌توان بهترين مقدار را براي حداقل و حداكثر باركاري در هر دپو مشخص نمود. مهم‌ترين مزيت مدل ارائه شده در فاز سوم اين است كه در اين مدل جوابهايي كه در آنها مقدار باركاري يك گروه خدمه از ميزان حداقل تعيين شده كمتر باشد، به عنوان جواب غير ممكن شناخته نميشوند، بلكه براي چنين جوابهايي يك جريمه منطقي در تابع هدف اعمال مي‌گردد.
جهت ارزيابي الگوريتم‌ها و مدل‌هاي مورداستفاده، شبكه راهآهن سراسري جمهوري اسلامي ايران مورد بررسي قرار گرفت و اطلاعات كليه سفرهاي مسافري در اين شبكه در نظر گرفته شدند. كليه سفرهاي مسافري شبكه ريلي كشور در دو بازه زماني 4 و 6 روزه در نظر گرفته شدند و محدوديت‌هاي ويژه توليد مأموريت در شبكه راهآهن ايران لحاظ گرديدند. سفرهاي طولاني، در دپوهاي اطراف مرز نواحي به دو يا چند سفر كوچكتر تقسيم گرديدند. تعداد كل سفرهاي مورد بررسي در بازههاي 4 روزه و 6 روزه، به ترتيب برابر با 1068 و 1602 سفر به دست آمد. به منظور مشخص نمودن بهترين بازه برنامه‌ريزي مناسب با شرايط راهآهن ايران 12 سناريو مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج مقايسه سناريوها نشان داد كه سناريو با افق زماني 6 روزه و حداكثر زمان مأموريت 28 ساعت، گزينه مناسبي جهت زمانبندي خدمه ناوگان ريلي در شبكه ايران مي‌باشد. بر اساس نتايج حاصله در اين سناريو، 19025 مأموريت موجه توليد شدند. در قسمت بعدي مدل پيشنهادي فاز دوم با ضرايب جريمه مختلف بر روي اين مأموريت‌ها پياده‌سازي گرديد. با توجه به نتايج خروجي اين بخش و همچنين شرايط راهآهن ايران ضريب 1، به عنوان بهترين ضريب جريمه انتقال خدمه انتخاب شد. بر اين اساس 727 مأموريت بهينه براي بازه 6 روزه برنامه‌ريزي، انتخاب شدند. در بخش آخر مدل ارائه شده جهت تخصيص خدمه به مأموريت‌هاي بهينه به تفكيك دپوهاي مسافري كشور اجرا گرديد. در اين بخش تحليل حساسيت بر روي مقادير مختلف باركاري در دپوهاي مختلف صورت گرفت. نتايج نشان داد كه مقادير باركاري براي دپوهاي مختلف مي‌توانند متفاوت باشند.
از آنجايي كه مبادي و مقاصد و تعداد سفرهاي شبكه مرتباً در حال تغيير هستند، رويكرد كامل ارائهشده قادر است با اخذ اطلاعات به هنگام سفرهاي شبكه، جداول زماني بهينه برنامه‌ريزي خدمه ناوگان را به صورت پويا و در زماني كوتاه توليد نمايد.
