Ублажавање последица поремећаја у одвијању саобраћаја применом метахеуристике оптимизација колонијом пчела : докторска дисертација
Nikolić, Miloš Lj., 1984-
Teodorović, Dušan B., 1951-
Popović, Jovan B., 1950-
Vukadinović, Katarina S., 1961-
Vidović, Milorad B., 1957-
Vujčić, Vera, 1947-
У дисертацији су разматрани проблеми ублажавања последица поремећаја у одвијању планираних редова вожњи, редова летења и планова дистрибуције робе. Разматрани проблеми спадају у тешке проблеме комбинаторне оптимизације. Транспортне мреже на којима долази до поремећаја у одвијању планираних активности карактерише постојање веома великог броја чворова и грана. Комбинаторна природа проблема поремећаја у одвијању планираних транспортних активности, као и велике димензије транспортних мрежа условили су да се назначени проблеми решавају метахеуристиком Оптимизација колонијом пчела. Од начина доделе паркинг позиција авионима на већим аеродромима, зависе како трошкови авио компанија, тако и квалитет услуга у ваздушном саобраћају. У дисертацији је разматран проблем додељивања паркинг позиција авионима у случајевима кашњења појединих летова. У ситуацијама када долази до кашњења није могуће опслужити авионе на унапред предвиђеним паркинг позицијама. У дисертацији је развијен модел који одређује нови план опслуживања авиона. Посебно су разматрани случајеви када постоји сарадња међу авио компанијама при коришћењу паркинг позиција. Развијени модели су тестирани на примеру А терминала аеродрома у Денверу. Због отказа возила из техничких разлога у јавном градском превозу, диспечери често морају, да на одређеним линијама, обављају саобраћај са бројем возила који је мањи од планираног. У зависности од броја возила која су отказала, може доћи до значајног пада квалитета услуга које се пружају путницима. Ублажавање насталих поремећаја у извршавању планираног реда вожње могуће је постићи: 1) одређивањем новог скупа линија на којима се одвија саобраћај, 2) прерасподелом расположивих возила на већ постојеће линије и 3) прерасподелом 2 расположивих возила и модификовањем постојећих линија. У докторској дисертацији су развијени модели који омогућавају ублажавање последица поремећаја насталих недостатком планираног броја возила. Развијени модели омогућавају пројектовање нове мреже линија и/или прерасподелу расположивих аутобуса по линијама јавног превоза. Кроз развијене моделе се тежило минимизацији броја неопслужених путника, максимизацији нивоа комфора на линијама, минимизацији укупног времена путовања, минимизацији укупног броја преседања путника, итд. У дисертацији су разматрани и проблеми поремећаја планираних активности у процесу дистрибуције робе. Компаније које се баве дистрибуцијом робе најчешће дефинишу дневне руте возила којих се придржавају током дужег временског периода. Поремећаји често настају у случајевима када поједини корисници испоставе захтеве за количинама робе које су значајно веће од уобичајених. У оваквим ситуацијама укупна потражња дуж једне или више рута превазилази носивости возила, тако да је потребно пројектовати нови скуп рута возила. У дисертацији је развијен модел за пројектовање новог скупа рута возила којим се тежи минимизирању негативних последица поремећаја (број неопслужених корисника, број измена у односу на постојеће руте, укупна дужина рута). Поред решавања проблема поремећаја у одвијању планираних редова вожњи, редова летења и планова дистрибуције робе, у дисертацији је извршена и емпиријска студија метахеуристике Оптимизација колонијом пчела. У оквиру студије изналажене су екстремне вредности великог броја функција применом Оптимизације колонијом пчела. Резултати студије, као и резултати решавања проблема ублажавања поремећаја, су показали да коришћена метахеуристика може да пронађе веома квалитетна решења у прихватљивом времену рада рачунара.
Операциона истраживања у саобраћају / Transport and Traffic Engineering Операциона истраживања у саобраћају / Operations research applications in transport and traffic engineering Datum odbrane: 20.03.2015.
This doctoral dissertation deals with problems caused by disruptions in performing planned schedules in public transit and air transportation, as well as by disruptions in operations in distribution systems. The dissertation presents results of an effort to define new, ad hoc schedules for these situations. These problems arise in transportation networks characterized by a large number of nodes, branches, vehicles and crews. The problems considered here belong to the class of difficult combinatorial optimization problems whose optimal solution is difficult to find. The approach to problems of generating new, ad hoc schedules in cases of disturbances is based on the Bee Colony Optimization (BCO) metaheuristic. The BCO algorithm is a stochastic, random-search technique that belongs to the class of population-based algorithms. The way in which the gate assignment at the airport is performed highly influences airline operating costs, as well as the level-of-service offered the passengers. The dissertation tackles the problem of generating a new gate assignment plan in the situations when some flights are delayed. In such situations, aircraft cannot be serviced at the earlier planned gates. The dissertation develops a model that generates the new gate assignment plan. The main attention is given to cases when the gates can be used in the system of collaboration among competitive airlines. The models developed are tested on one example at the terminal A at Denver International Airport, Colorado. In many cases, lower service reliability in public transit can be influenced by the fact that some of the planned buses are out of operation due to different technical reasons. Depending on how many vehicles are out of operations, passengers’ level of service can be significantly decreased. Mitigation of disruptions can be done in the 4 following way: 1) by modification of the existing public transit network (canceling operations at some lines, shortening some lines, etc), 2) by reassignment of available vehicles among the existing lines, 3) by simultaneous reassignment of available vehicles and modification of the existing network of lines. The models that can mitigate disruptions caused by shortage of buses are also developed in this dissertation. The models developed design a new transit network and/or to reassign available number of buses among the bus lines. These models minimize the total number of unserved passengers, maximize the passengers’ level of service, minimize the total waiting time, minimize the total number of passenger transfers, etc. Dissertation also considers the problems of goods distribution to the customers caused by disruptions. Logistic distribution companies normally define daily vehicle routes that could be used during the longer period of time. Disruptions usually arise in cases when demand at some nodes is much higher than usual. In such situations, the total demand along one or more planned routes could be higher than the vehicle capacity. Consequently, a new set of vehicle routes must be generated. The dissertation develops a vehicle routing model that can generate a new set of routes in such a way that the negative consequences of disruptions are minimized (the number of unserved customers, the total number of route changes, and the total route distance) too. Besides solving the disruption problems in performing planned schedules, the Bee Colony Optimization metaheuristic has been performed. In this study, the Bee Colony Optimization has been used to find extreme values of large number of benchmark functions. The results of the study, as well as the results obtained by solving the problems caused disruptions in planned schedules, show that the BCO metaheuristic can generate high-quality solutions with relatively small CPU time.
srpski
2015
Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno 2.0 Austria License.
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/at/legalcode
Disruption management, the Bee Colony Optimization, Multi-criteria optimization, Lexicographic method
Ублажавање поремећаја, Оптимизација колонијом пчела, Вишекритеријумска оптимизација, Лексикографка оптимизацијаНаучна област: Операциона истраживања у саобраћају