طراحی یک مدل حمل و نقل در حوزه ی بحران: مدل سازی و حل ابتکاری

نویسندگان

1 مهندسی صنایع، دانشگاه فردوسی مشهد، نویسنده پاسخگو

2 گروه مهندسی صنایع، دانشگاه فردوسی مشهد

3 مهندسی صنایع، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

بحران­ های طبیعی (مانند زلزله، سیل، طوفان) به­ دلیل ماهیت غیرمترقبه بودنشان، خسارات سنگین و جبران­ ناپذیری را به ملت­ها وارد می­ کنند. با بروز شرایط بحرانی و در نتیجه کاهش توانمندی­ ها به­ دلیل آسیب‌دیدگی زیرساخت‌ها، تقاضا برای کالاها و خدمات لجستیکی افزایش می‌یابد. فرآیندهایی که در هنگام امدادرسانی پس از وقوع یک بحران به انجام می­ رساند، لازم است به­ نحوی برنامه­ ریزی شوند تا در کوتاه­ ترین زمان ممکن پاسخ­گوی نیاز آسیب­دیدگان باشند. در این بین نحوه­ی توزیع کالاها و خدمات امدادی از جایگاه ویژه­ ای برخوردار است. مدل معرفی شده در این مقاله به ارائه­ی سیاستی جدید و کاربردی برای توزیع کالاهای مورد نیاز آسیب­دیدگان با شروع از چند انبار مرکزی می­ پردازد. از آنجایی که در عمل امکان امدادرسانی مستقیم، به تک­تک آسیب­ دیدگان وجود ندارد؛ در این مسئله، فرض کاربردی و جدیدی را به­ منظور تسریع در امدادرسانی در نظر گرفتیم که به دو طریق تقاضای نقاط تأمین می­ شود: یا نقاطِ تقاضا مستقیماً توسط وسایل نقلیه ملاقات می­ شوند یا توسط نقاطِ ملاقات شده، پوشش داده می­ شوند. هدف نهایی در این مسئله حداقل­سازی زمان امدادرسانی (مجموع زمان­ های سفر وسیله­ ی نقلیه و زمان طی مسیرِ آسیب­دیدگان به­ طور پیاده تا نقاط ملاقات شده) است. مدل ارائه شده بر روی مجموعه­ ای از داده­ های تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است. به­ علت محدودیت روش دقیق در پاسخ­دهی در زمان معقول با کیفیت مناسب، روشی ابتکاری ارائه شده است که به حل مسئله در زمانی بسیار کوتاه و با کیفیتی خوب پرداخته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Introducing a Disaster Relief Routing Problem: Mathematical Formulation and Heuristic Approach

چکیده [English]

Different natural and man- made disasters result in damage of several part of a country. Sometimes these happenings are unrecoverable and demolish critical infrastructure or reduce total efficiency of public systems. In such cases, a proper plan for distribution of vital goods plays an important role in the quality of delivered services. The proposed model in this article looks for the best strategy of humanitarian aiding relief. There are some homogenous vehicles in each depot to distribute aiding packages among demand points. Since it is not possible to visit all injured people directly, they are allowed to receive their demands within easy walking distance to nearby locations that are visited by a vehicle. The main goal is to minimize the total serving time (as a function of distance) which consist of traveled distance by vehicles and people. We apply some new set of data to investigate the result of the model. Since solving of this problem (even for small size of it) optimally is time-consuming, we also introduce a heuristic method to obtain proper solution in a reasonable time

کلیدواژه‌ها [English]

  • logistic
  • Natural Disasters
  • Capacitated Vehicle Routing Problem
  • Covering
  • Heuristic Methods

[1] Eksioglu, B.,Vural, A.V.,Reisman A., “The vehicle routing problem: a taxonomic review”, Computers and Industrial Engineering, No.57, pp. 1472–1483, 2008.

[2] Current, JR., Schilling, DA., “The covering salesman problem”, Transportation Science, No. 23(3), pp. 208-213, 1989.

[3] Golden, B., Naji-Azimi, Z., Raghavan, S., Salari, M., Toth, P., “The generalized covering salesman problem”, INFORMS Journal on Computing, doi:10. 1287/ijoc.1110.0480, 2011.

[4] Knott, R., “The logistics of bulk relief supplies Disasters”, No. 11(2), pp. 113-115, 1987.

[5] De la Torre, L.E., Dolinskaya, I.S., Smilowitz, K.R., “Disaster relief routing: Integrating research and practice”, Socio-Economic Planning Sciences, No. 46(1), pp. 88-97, 2012.

[6] Caunhye, A.M., Nie, X., Pokharel, S., “Optimization models in emergency logistics: A literature review”, Socio-Economic Planning Sciences, No. 46, pp. 4-13, 2012.

[7] Jia H, Ordóñez F, Dessouky M. A modeling framework for facility location of   medical services for large-scale emergencies. IIE Transactions 2005;39(1): 41e55.

[8] Dessouky, M., Ordóñez, F., Jia, H., Shen, Z., “Rapid distribution of medical supplies”, In: Hall R, editor. Delay management in health care systems. New York: Springer, pp. 309-338, 2006.

[9] Rawls, C. G., Turnquist, M.A., “Pre-positioning of emergency supplies for disaster response”, Transportation Research Part B: Methodological, No. 44(4), pp. 521-534, 2010.

[10] Rawls, C.G., Turnquist, M.A., “Pre-positioning and dynamic delivery planning for short-term response following a natural disaster”, Socio-Economic Planning Sciences, No. 46(1), pp. 46-54, 2012.

[11] Mete, H., Zabinsky, Z.,“Stochastic optimization of medical supply location and distribution in disaster management”, International Journal of Production Economics, No.126(1), 76 - 84, 2010.

[12] Barbaroso_glu, G., Özdamar, L., Çevik, A.,“An interactive approach for hierarchicalanalysis of helicopter logistics in disaster relief operations”, European Journalof Operational Research, No.140(1), 118 - 33, 2002.

[13] Yi, W., Kumar, A.,“Ant colony optimization for disaster relief operations”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, No. 43(6), 660 – 672, 2007.

[14] Kara, I.,“Two ındexed polynomial size formulations for vehicle routing problems”, Technical report, 2008/01, Baskent University, Ankara/Turkey 2008.

[15] Kara, I., Laporte, G., Bektas, T., “A note on the lifted Miller–Tucker–Zemlinsubtour elimination constraints for the capacitated vehicle routing problem”, European Journal of Operational Research, No. 158, pp. 793-795, 2004.

[16] Prins, C., Prodhon, C., Wolfler-Calvo, R., Solving the capacitated location-routing problem by a GRASP complemented by a learning process and a path relinking”, 4OR, NO. 4, pp. 221-238, 2006.