استفاده از روش بهینه‌سازی و فرا‌ابتکاری به‌منظور کاهش سرفاصله زمانی اتوبوس (نمونه موردی: خطوط اتوبوس‌رانی قزوین)

یکی از مهم‌ترین پارامترها در ارزیابی میزان رضایت مسافران سیستم اتوبوس‌رانی، فراوانی اتوبوس‌ها و یا سرفاصله زمانی بین آن‌هاست. در این مطالعه مسئله بهینه‌سازی فراوانی سیستم حمل‌ونقل عمومی موردبررسی قرارگرفته است، که هدف آن تعیین فاصله زمانی بین اتوبوس‌های بعدی برای مجموعه‌ای از خطوط حمل‌ونقل عمومی است که توسط برنامه‌های سفر آن‌ها تعیین می‌شود. نتیجه حاصله باید تقاضای مبدامقصد داده‌شده و محدودیت در ناوگان اتوبوس‌رانی موجود را برآورده سازد. به‌این‌ترتیب یک مدل برنامه‌ریزی خطی مختلط عدد صحیح (milp) برای یک مدل از قبل موجود پیشنهاد شد، که در اصل به‌عنوان یک فرمول دوسطحی غیرخطی تدوین‌شده است. فرمولاسیون پیشنهادی قادر به حل موارد واقعی بهینگی مسائل کوچک‌مقیاس با استفاده از تکنیک milp است. برای حل موارد بزرگ‌مقیاس یک روش فرا ابتکاری پیشنهاد شد که دقت آن با مقایسه نتایج دقیق برآورد شده است. هر دو رویکرد دقیق و تقریبی، با استفاده از موارد موجود تست‌شده است، به‌این‌ترتیب از سیستم حمل‌ونقل عمومی شهر قزوین به‌عنوان نمونه‌های موردی در این مطالعه استفاده شد. اگرچه سیستم حمل‌ونقل عمومی آن دارای 22 خط بود، پیشرفتی حدود 6 درصد با استفاده از این مدل به دست آمد. این نشان می‌دهد که حتی در موارد کوچک، جا برای بهبود بهره‌وری سیستم وجود دارد. ازآنجاکه یافتن بهینگی کلی از شهر قزوین پس از مقدار قابل‌توجهی از زمان اجرا امکان نداشت، در این مطالعه یک روش راه‌حل جایگزین پیشنهاد شد. بنابراین، یک رویکرد فرا ابتکاری جستجوی ممنوعه ارائه شد که نتایج آن در مقایسه با مدل دقیق، رقابتی است.

Using optimization and metaheuristic method to reduce the bus headway (Case study: Qazvin Bus Routes)

One of the most important parameters in assessing the satisfaction of passengers in a bus system is bus frequency or bus headway. In this study, optimization of the public transportation system’s frequency has been investigated, which aims to determine time interval between the next buses for a set of public transport lines determined by their travel plans. Origindestination demand and restrictions on existing bus fleets should be considered by results. In this way, a model (MILP) was proposed for a preexisting model which originally formulated as a nonlinear twolevel formula. The proposed formulation is capable of solving the real optimality of small scale problems using the MILP technique. In order to solve large scale, a metaheuristic method has been proposed that its accuracy is estimated by comparing exact results. Both an exact and approximate approach have been tested using existing cases, thus, the public transportation system of Qazvin has been used as case study. Although its public transport system has 22 lines, an improvement of about 6% was achieved using this model. This shows that, even in small cases, there are improvements in system efficiency. Since the general improvement of Qazvin bus system was not possible after a considerable amount of runtime, an alternative solution approach was proposed in this study. Therefore, a tabu search method has been proposed, which results in a competitive comparison with the exact model.