فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول: کلیات
1- 1- تعریف مساله 4
1- 2- اهداف 5
1- 3- اهمیت موضوع 6
4- روش تحقیق 6
فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده
1- زمانبندی دوره ای (اولیه) قطارها 9
2- 1- 1- روش های مبتنی بر مدل سازی ریاضی 10
2- 1- 2- روش های مبتنی بر حل ابتکاری مدلهای ریاضی 11
2- 1- 2-1- مدل هیگینز 13
2- 1- 2-2- مدل قصیری- مرشد سلوک 18
2- 1- 3- روش های شبیه سازی 22
2- 1- 4- روش های نوین جستجو 23
2- 2- زمانبندی ثانویه حرکت قطارها ( اصلاح و بهبود زمان بندی اولیه) 23
2- 3- تحلیل و بررسی آماری تحقیقات گذشته 24
فصل سوم: برنامه ریزی شبکه راه آهن
3 1- تعاریف و اصطلاحات 28
3- 2- بررسی شبکه های راه آهن 31
3- 2- 1- برتری حمل ونقل ریلی در مقابل سایر سیستم های حمل ونقل 32
2- 2- شبکه راه آهن جمهوری اسلامی ایران 32
فصل چهارم: مدل زمانبندی حرکت قطار ها
1-روند کلی برنامه ریزی قطار 37
4- 2- نمودار مسافت-زمان 39
4- 3- فرضیات حل مساله 40
4- 4- مدل سازی مساله و نگرش های موجود 42
4- 4- 1- تابع هدف 46
4- 2- محدودیت های مساله 46
فصل پنجم: روش های حل مدل زمان بندی حرکت قطارها
1- روشهای حل متداول جهت حل مسائل ریاضی 57
5- 2- برنامه ریزی عدد صحیح و روش های حل آن 58
5- 2- 1-- برناه ریزی صفر و یک 60
5- 2- 2- برنامه ریزی صفر و یک مخلوط 62
5- 3- حل مساله زمان بندی حرکت قطارها 64
5- 3- 1-تولید محدودیت جهت کوچک کردن فضای جستجو 65
5- 3- 2-ارایه نامساوی معتبر 65
5- 3- 3-ارایه یک روش ابتکاری جهت حد بالا برای تابع هدف 68
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
6-1- دستاورد های تحقیق 71
6 1-1- زمان بندی مسیر تهران- تبریز در شبکه سراسری راه آهن ایران 72
6-1-2- بهینه کردن زمان بندی ارایه شده توسط اداره سیر و حرکت 73
6- 2- نوآوری تحقیق 74
6- 2-1- ارایه مدلی کاربردی 74
6- 2-2-ارایه زمان بندی بهینه مسیر با توجه به زمانها ی شروع و خاتمه معقول حرکت 74
6- 2-3- کاهش زمان حل مساله 75
6- 3- خروجی های تحقیق 78
6- 4- حساسیت مدل به تغیرات حد بالای توقفات ایستگاه ها 80
6- 6- ارزیابی نتایج 80
6- 7- نتیجه گیری و پیشنهادات 82
پیوست الف: بررسی انواع فاصله زمانی بین دو قطار 85
پیوست ب: معرفی نرم افزار Cplex و GAMS ص89
1- معرفی نرم افزار Cplex ص89
1- 1- حل مدل در Cplex ص90
2- مقایسه اجمالی 90
راهنمای نرم افزار GAMS ص94
2- 1- چند نکته مهم برای شروع 94
2- 2- ساختار یک مدل در GAMS ص95
2- 3- مجموعه ها 97
2- 4- داده ها 98
2- 4- 1- ورود داده ها به وسیله لیستها 98
2- 4- 2- ورود داده ها با جدول99
2 4- 3- ورود داده ها به صورت تعیین مستقیم 100
4- 4- ورود داده از سایر برنامه ها 100
2- 5- متغیرها 101
2- 6- معادلات 101
2- 7- نماد گذاری مجموع و ضرب 101
2- 8- تعریف معادلات 102
2- 9- دستور مدل و حل 103
2- 10- دستور نمایش 104
2 -11 ".LO,.L,.UP,.M" بانک داده ص104
٢ -١١ -١- تعیین حد متغیر ها و مقادیر اولیه 105
2- 12- خروجی GAMS ص106
2- 12- 1- نسخه برگشتی مدل 106
2- 12- 2- پیغام خطا 107
2- 12- 3- نگشاته های مرجع 107
2- 12- 4- لیست معادلات 107
2- 12- 5- آمار و اطلاعات مدل 108
2- 12- 6-گزارشات وضعیت 108
2- 12- 7 - گزارشات حل 109
پیوست ج: فلوچارت های حل مساله 110
پیوست د: اطلاعات ورودی و اطلاعات شبکه 114
پیوست ه: خروجی های نرم افزار و گراف 126
منابع و ماخذ
منابع فارسی 131
منابع انگلیسی 132
چکیده انگلیسی 135
فهرست جدول ها
فهرست نقشه ها
فهرست نمودار ها
فهرست شکل ها
چکیده :
هدف اصلی این تحقیق در وهله اول ارایه مدل بومی برای زمانبندی قطار ها
در شرایط شبکه راه آهـن ایـران ودر ثانی تلاش برای به دست آوردن جواب
بهینه جهانی با روشی دقیق است. در این تحقیق بـرای نشـان دادنقدرت مدل و
راهکارهای ارایه شده ، مسیر تهران- تبریز که مثالی واقعـی در ابعـاد
نسـبتاً بـزرگ اسـت، مـوردبررسی قرار گرفت. بدین ترتیب که مساله زمانبندی
حرکت قطار ها در مسیر تک خطـه در قالـب یـک مـدلبرنامه ریزی ریاضی نوشته
می شود. پس از کد نویسی مدل ریاضی مربوطه در نرم افـزارGAMS ، در
محـیطآن CPLEX به عنوان قوی ترین نرم افزار حل در مسایل برنامه ریزی صفر و
یک مخلوط به کـار گرفتـه مـیشود. نتایج حل مساله مورد نظر چون ناشی از
حل دقیق مساله است با نتایج زمانبندی ارایـه شـده از راه آهـن مقایسه و
مشاهده گردید که طول زمان سفر به میزان چشم گیری کاهش یافته است. در این
مقالـه بـه غیـر ازاینکه زمانبندی راه آهن بهینه می شود ، حساسیت مدل نسبت
به حد بالای زمان توقف در ایسـتگاه هـا مـوردبررسی قرار می گیرد. در آخر
یک حل دیگر با آزاد گذاشتن زمان های شـروع حرکـت قطـار هـا بـرای مسـاله
زمانبندی قطار ها به دست می آید و به خصوصیات این حل اشاره و نتیجه گیری
می شود.
