تخصيص لكوموتيو و زمانبندي قطارهاي باري در راه آهن ايران

Locomotive Assignment and Freight Train Scheduling in Iranian Railways

مساله تخصيص لكوموتيو و زمانبندي حركت قطارهاي باري، از جمله مهم ترين مسايل برنامه ريزي در راه آهن است كه به دليل هزينه زياد ناشي از جابجاييهاي غيرضروري لكوموتيو و هزين ههاي ناشي از تاخير قطارهاي باري، حل آن ها به طور همزمان و تركيبي مي تواند بر كاهش هزينه خدمات حمل و نقل ريلي در راه آهن ايران، تاثير بسزايي داشته باشد. مساله تخصيص لكوموتيو شامل تخصيص لكوموتيوها به رامهاي باري است، به گون هاي كه ضمن حمل كليه رامهاي باري، كمترين جابجايي غيرفعال لكوموتيو و كمترين زمان انتظار رامهاي باري را ممكن سازد. در راه آهن ايران، قطارهاي مسافري طبق برنامه زماني مشخص در شبكه حركت م يكنند. برنامه ريزي زمان حركت قطارهاي باري شامل تع يين توالي و زمان حركت قطارهاي باري، در فواصل زماني بين قطارهاي مسافري است، به گون هاي كه تداخلي با قطارهاي مسافري نداشته باشند و كمترين تاخير زماني ممكن در رسيدن اين قطارها به مقصد ايجاد شود. در اين مقاله مسيله تخصيص لكوموتيو و زمانبندي حركت قطارهاي باري براي راه آهن ايران ، در دو فاز، پياده سازي شده است. ابتدا لوكوموتيو مورد نياز براي حمل رامهاي باري به آنها تخصيص داده مي شود و سپس برنامه زمانبندي حركت قطارهاي باري تشكيل شده، تعيين مي گردد. در فاز اول، تخصيص لوكوموتيو به رامهاي موجود با استفاده از الگوريتم ژنتيك صورت م يگيرد. در فاز دوم، بهترين برنامه تخصيص لوكوموتيو كه در فاز يك به دست آمده، در نظر گرفته شده و يك حد پايين براي زمان رسيدن قطارهاي باري به مقصدشان محاسبه مي شود. سپس مجدداً با استفاده از يك الگوريتم ژنتيك ديگر، زمانبندي قطارهاي باري انجام مي شود. براي ارزيابي روشهاي بكار گرفته شده، يك مسيله ساده به صورت تفصيلي و 30 مسيله با ابعاد مختلف براساس شرايط شبكه راه آهن ايران حل و جوابهاي آنها ارايه شده است.

Providing a cost-effective solution to the two-fold problems of assigning locomotives to trains and train scheduling is of high importance for most railway companies. Due to high cost of deadheading locomotives and tardiness of trains, solving these two problems simultaneously has a significant impact on decreasing transport expenses in Iranian railways. The locomotive assignment problem is to assign locomotives to a set of freight rakes in order to provide the hauling of all freight rakes while maintaining minimum possible movements of deadheading locomotives and minimum coupling delay of freight rakes. In Iranian railways, passenger trains run across the network according to a fixed schedule. Scheduling freight trains is to determine the departure time, arrival time and the movement sequence of freight trains during the intervals between passenger trains in the way that they do not interfere with passenger trains’ schedule and at the same time minimum delay of freight trains occurs. In this paper the problems of locomotive assignment and train timetabling have been solved in two phases. In the first phase, locomotives are assigned to freight rakes using a genetic algorithm. In the second phase, the best locomotive assignment solution which is the output of the first phase is selected and a lower bound for arrival time of freight trains on their destination is calculated. Then freight trains are scheduled using another genetic algorithm. Using the applied method, the results of 30 test problems of simultaneous locomotive assignment and freight-train scheduling are presented.