تخصیص سرمایه‌گذاری در شبکه حمل و نقل بر مبنای قابلیت اطمینان

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

امدادرسانی به موقع بلافاصله پس از رخ دادن یک حادثه مانند زلزله یا سیل در یک شبکه حمل و نقلی شهری، اصلی­ترین عامل نجات آسیب­دیدگان به شمار می‌‌‏‏رود. این موضوع به حفظ مناسب عملکرد اجزای شبـکه وابسـته است. عوامل مختـلف محیـطی می‌‌‏‏توانند عملکرد شبکه حمل و نقلی را دچار اختلال نمایند. این اختلال در خدمت­دهی اجزای شبکه بروز پیدا می‌‌‏‏کند. مثلاً پلی می‌‌‏‏شکند و از شبکه خارج می‌‌‏‏شود و یا در اثر آسیب­دیدگی، دیگر نمی‌‌‏‏تواند با همه ظرفیت خود سرویس­دهی کند. در این مقاله با در نظر داشتن عملکرد احتمالی ظرفیت کمان­ها، مدلی جهت تخصیص سرمایه برای بهبود عملکرد آن­ها ارائه شده است. حل این مدل مشخص می‌‌‏‏کند کدام کمان­ها می‌‌‏‏بایست تحت سرمایه­گذاری قرار گیرند به نحوی که پس از وقوع حادثه، قابلیت اطمینان شبکه در سطح مطلوبی حفظ شود. بدین منظور، شاخص­های ارزیابی مناسب برای توصیف عملکرد شبکه انتخاب و برای برآورد کرانه بالا و پایین قابلیت اطمینان شاخص­های مورد نظر، از روش محتمل­ترین حالت اسـتفاده شده اسـت. در این شاخـص که می‏بایست معرف کیفیت سرویس­دهی شبکه باشد، قابلیت اطمینان اتصال مبدأ- مقصدها و زمان سفر کل شبکه در نظر گرفته شده است. سپس الگوریتم ژنتیک جهت حل مدل بهینه­سازی ارائه شده، مورد استفاده قرار گرفته و در نهایت مدل، در یک شبکه حمل و نقلی به کار گرفته شده است. در این مثال روش محتمل­ترین حالت با روش شبیه­سازی مونت کارلو مقایسه و در مورد دقت آن بحث شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reliability Based Resource Allocation for Transportation Network

نویسندگان [English]

  • Afshin Shariat Mohaymany 1
  • Shideh Ehteshamrad 2
  • Mohsen Babaei 2
1 Faculty of Civil Engineering, Iran University of Science & Technology
2 Department of Civil Engineering, Iran University of Science & Technology

کلیدواژه‌ها [English]

  • Investment assignment
  • Network travel time reliability
  • Connectivity reliability
  • genetic algorithm
  • Most probable states
  • Monte-Carlo simulation
[1]        Due, Z. P., Nicholson, A. J., "Degradable Transportation Systems: Sensitivit & Reliability Analysis", Transportation Research Part B: Methodological, 1997, 31 (3), 225-237.
[2]        Yin, Y., Ieda, H., "Optimal Improvement Scheme for Network Reliability", Transportation Research Record, 2002, 1783, 1-6.
[3]        Chen, A., Yang, H., Lo, H. K., Tang, W. H. "Capacity Reliability of a Road Network: An assessment Methodology and Numerical Results", Transportation Research Part B: Methodological, 2002, 36 (3), 225-252.
[4]        Poorzahedi, H., Shetab Bushehri, S. N., "Network Performance Improvement under Stochastic Events with Long-term Effects", Transportation, 2005, 32, 65-85.
[5]        Sanchez-Silva, M., Daniels, M., Lleras, G., Patino, D., "A Transport Network Reliability Model for the Efficient Assignment of Resources", Transportation Research Part B: Methodological, 2005, 39, 47-63.
[6]        Chootinan, P., Wong, S. C., Chen, A., "A Reliability-Based Network Design Problem", Journal of Advanced Transportation, 2005, 39 (3), 247-270.
[7]        Sumalee, A., Watling, D. P., Nakayama, S., "Reliable Network Design Problem, the Case with Uncertain Demand & Total Travel Time Reliability", Transportation Research Record, 2006, 1964, 81-90.
[8]        Golroo, A., Shariat Mohaymani, A., "Upgrading of Degradable Transportation Network by Investment Prioritization in Resourse Allocation", Journal of Applied Science, 2008, 8 (13), 2404-2411.
[9]        Taylor, M. A. P., D’ Este, G. M., "Concepts of Network Vulnerability and Applications to the Identification of Critical Elements of Transport Infrastructure", the 26th Australian Transport Research Forum, Wellington, New Zealand, 2003.
[10]     Joseph, Y. J. C., "Flexible Management of Transportation Networks", PhD Thesis, University of California USA, 2010.
[11]     Chen, A., Kim, J., Zhou, Z., Chootinan, P., "Alpha Reliable Network Design Problem", Transportation Research Record, 2008, 2029, 49-57.
[12]     Yin, Y., Madanat, S. M., Lu, X. Y., "Robust Improvement Schemes for Road Networks under Demand Uncertainty", European Journal of Operational Research, 2009, 198 (2), 470-479.
[13]     Dimitrious, L., Stathopoulos, A., "Reliable Stochastic Design of Road Network System", International Journal of Industrial and System Engineering, 2008, 3 (5), 549-574.
[14]     Shariat Mohaymany, A., Babaei, M., "An Approximate Reliability Evaluation Method for Improving Transportation Network Performance", Transport, 2010, 25 (2), 193-202.
[15]     Li, V., Silvester, J., "Performance Analysis of Networks with Unreliable Components", IEEE Transactions on Communications, 1984, 32, 1105-111.
[16]     Chiou, S., Li, V., "Reliability Analysis of a Communication Network with Multimode Components", IEEE Journal of Selected Areas in Communications, 1986, SAC-4 (7), 1156-1161.