بهینهسازی زمانبندی حرکت و توقف قطارهای مترو با استفاده از الگوریتمNSGA-II برای کاهش زمان سفر و افزایش کارآیی اقتصادی و زیست محیطی سیستم

در طراحی و توسعه سیستمهای حملونقل عمومی مانند راهآهن شهری، علاوه بر طراحی مسیر شبکه و مکان ایستگاهها، ارایه زمانبندی حرکت ناوگان نیز مرحلهای از طراحی است. در زمانبندی مترو، جدا از فاصله زمانی میان ورود دو قطار متوالی به ایستگاهها، متغیرهایی مانند مدتزمان شتابگیری قطارها در شروع حرکت بین دو ایستگاه، اندازه شتاب حرکت آنها، مدتزمان ترمز گرفتنآنها در پایان حرکت بین دو ایستگاه، اندازه شتاب آنها در هنگام ترمز و مدتزمان توقف آنها در ایستگاهها، تاثیر بسزایی در معیارهای زمانبندی مانند مدتزمان سفر مسافران، هزینههای شرکت بهرهبرداری مترو و انرژی مصرف شده توسط قطارها دارد. از آنجایی که معیارهای مذکور در تضاد با یکدیگر هستند، در این مطالعه سعی شده است با استفاده از الگوریتم II-NSGA ،بهینهسازی زمانبندی حرکت و توقف قطارهای خط 1 متروی تهران انجام گیرد. برای این کار، پس از مدلسازی مسیله و طراحی توابع هدف بهینهسازی مطابق با معیارهای موردنظر در طراحی، راهحلهای واقع در سطح پارتو مسیله به دست آمد. به علت تعداد زیاد راهحلها، با استفاده از تحلیل Means-K خوشهبندی راهحلها صورت گرفت و مراکز خوشهها به عنوان راهحلهای کاندید که در اختیار مدیر تصمیمگیرنده قرار میگیرد، مشخص شد. با بررسی نتایج به دست آمده، میتوان نتیجه گرفت که روش ارایه شده در این تحقیق، مجموعهای از راهحلهای متنوع را در اختیار تصمیمگیرنده میگذارد که وی میتواند بسته به اهمیت هر کدام از سه معیار زمان، هزینه و انرژی مصرفشده، در شرایط مختلف راهحل ترجیح داده شده را برگزیند. در مرحله آخر، با مقایسه توابع هدف به ازایراهحلهای کاندید با زمانبندی کنونی، راهحل ترجیح داده شده انتخاب شد. نتایج این مطالعه نشان میدهد که بکارگیری این راهحل در مقایسه با زمانبندی کنونی، زمان سفر مسافران و هزینه ناشی از خالی ماندن ظرفیت قطارها را به ترتیب تا 16/7 و 13/5 درصد کاهش میدهد.

Keywords:

زمانبندی مترو , بهینهسازی چندهدفه , الگوریتم II-NSGA , تحلیل Means-K