طراحی شبکه‌های هاب سلسله مراتبی حلقوی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی صنایع، دانشگاه کردستان

2 دانش‌اموخته کارشناسی ارشد مهندسی صنایع،‌دانشگاه کردستان

چکیده

در این مقاله مسأله جایابی شبکه‌ای از هاب‌های سلسله مراتبی با ساختار حلقوی معرفی شده است. مسأله مفروض را می‌توان به عنوان تلفیقی از شبکه هاب میانه سلسله مراتبی و شبکه هاب حلقوی دولایه دانست. در مدل ارائه شده مکان‌یابی هاب‌های اصلی و ثانویه  به نحوی انجام می‌شود که  هزینه‌های ارسال  جریان در شبکه نهایی کمینه شود. در طراحی شبکه هاب تحقیق حاضر هاب‌های اصلی به شکل حلقه به یکدیگر متصل می‌شوند و در ادامه تخصیص هاب‌های ثانویه و گره‌های تقاضا در شبکه با هدف بهینه‌سازی هزینه صورت می‌گیرد.  چنین مسأله‌ای در شبکه‌های مخابراتی و خطوط حمل و نقل سریع هنگامی که ایجاد اتصال نقطه به نقطه مابین تمام گره‌های تقاضا به لحاظ هزینه مقرون به صرفه نباشد کاربرد دارد. در این مقاله دو مدل برای مسأله پیشنهاد شده است. در ابتدا مدلی با متغیرهای سه اندیسه(شاخص) برای مسأله ارائه گردید که مدل مبتنی بر جریان نامیده می‌شود سپس مدل جدیدی با معرفی متغیرهای چهار اندیسه ارائه  گردیده که مدل مبتنی بر مسیر نامگذاری شده است.  برای حل مدل‌های مورد بحث از دو حل کننده نرم افزاری Cplex و Xpress در محیط نرم افزار بهینه‌سازی GAMS استفاده شده و در انتها مدل و حل کننده بهتر با توجه به نتایج به‌دست آمده معرفی شده است. همچنین با تغییر در پارامترهای ورودی حل کننده نرم‌افزاری زمان حل مسأله کاهش یافت. در این مقاله از مجموعه داده شناخته شده شبکه پستی  ترکیه برای ارزیابی و اعتبار سنجی  مدل‌ها استفاده شده است

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Hierarchical Cycle Hub Location Problem

نویسندگان [English]

  • alireza eydi 1
  • khaled barzegar 2
1 Department of Industrial Engineering, University of Kurdistan
2 Department of Industrial Engineering, University of Kurdistan
چکیده [English]

This paper presents the hierarchical cycle hub location problem. This new problem is an extension of the cycle hub location problem (CHLP). It is a three-layered hub network problem where the top level consists of a cycle network connecting the so-called central hubs and the second and third level are unions of star networks connecting the intermediate hubs to central hubs and the demand centers to intermediate and central hubs, respectively. The problem is to decide on the locations of a predetermined number of intermediate and central hubs and the connections in order to minimize the total routing cost in the resulting network. We also propose two mixed integer linear programming formulations for the problem. The behavior of the proposed models, in terms of solution time, is evaluated on the basis of an extensive computational study on Turkish pastal network dataset. The results achieved by CPLEX and Xpress solvers, based on the proposed MILP formulation, are compared to each other. We have also reduced the time to solve the problem by changing the parameters of the solver

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hub Location / Hierarchical Networks / Cycle In Network / Mathematical Modeling

Mur, S, Kara, B Y (2009); A Hub Covering Network Design Problem For Cargo Applications In Turkey, In: The Journal Of The Operational Research Society 60 (10), pp. 1349–1359, Http://Www.Jstor.Org/Stable/40295695.

Alumur, Sibel A. Et. Al. (2009): The Design Of Single Allocation Incomplete Hub Networks, In: Transportation Research Part B: Methodological 43 (10), pp. 936–951, Http://Linkinghub.Elsevier.Com/Retrieve/Pii/S0191261509000496, Zugriff: 27.05.2014.

Alumur, Sibel A. Et. Al. (2012): Hierarchical Multimodal Hub Location Problem With Time-Definite Deliveries, In: Transportation Research Part E: Logistics And Transportation Review 48 (6), pp. 1107–1120, Http://Linkinghub.Elsevier.Com/Retrieve/Pii/S136655451200035X, Zugriff: 03.06.2014.

Calik, Hatice Et. Al. (2009): A Tabu-Search Based Heuristic For The Hub Covering Problem Over Incomplete Hub Networks, In: Computers And Operations Research 36, pp. 3088–3096.

De Camargo, Ricardo S. Et. Al. (2017): Formulations And Decomposition Methods For The Incomplete Hub Location Network Design Problem With And Without Hop-Constraints, In: Applied Mathematical Modelling 51, pp. 274–301, Http://Dx.Doi.Org/10.1016/J.Apm.2017.06.035.

Campbell, J F Et. Al. (2005): Hub Arc Location Problems: Part I: Introduction And Results, In: Management Science 51 (10), pp. 1540–1555, Http://Www.Jstor.Org/Stable/20110442.

Campbell, James F (1994): Integer Programming Formulations Of Discrete Hub Location Problems, In: European Journal Of Operational Research 72 (2), pp. 387–405, Http://Www.Sciencedirect.Com/Science/Article/Pii/0377221794903182.

Contreras, Ivan Et. Al. (2009): Tight Bounds From A Path Based Formulation For The Tree Of Hub Location Problem, In: Computers & Operations Research 36 (12), pp. 3117–3127, Http://Linkinghub.Elsevier.Com/Retrieve/Pii/S0305054808002669, Zugriff: 27.05.2014.

Contreras, Ivan Et. Al. (2010): The Tree Of Hubs Location Problem, In: European Journal Of Operational Research 202 (2), pp. 390–400, Http://Linkinghub.Elsevier.Com/Retrieve/Pii/S0377221709004214, Zugriff: 27.05.2014.

Contreras, Ivan Et. Al. (2013): The Cycle Hub Location Problem, In: Thecnical Report 59, S. 2013.

Contreras, Ivan Et. Al. (2016): Exact And Heuristic Approaches For The Cycle Hub Location Problem, In: Annals Of Operations Research, Http://Link.Springer.Com/10.1007/S10479-015-2091-2.

Current, John R/Schilling, David A (1994): The Median Tour And Maximal Covering Tour Problems: Formulations And Heuristics, In: European Journal Of Operational Research 73 (1), pp. 114–126, Http://Www.Sciencedirect.Com/Science/Article/Pii/037722179490149X.

Dukkanci, Okan/Kara, Bahar Y. (2017): Routing And Scheduling Decisions In The Hierarchical Hub Location Problem, In: Computers And Operations Research 85, pp. 45–57, Http://Dx.Doi.Org/10.1016/J.Cor.2017.03.013.

Farahani, Reza Zanjirani Et. Al. (2013): Hub Location Problems: A Review Of Models, Classification, Solution Techniques, And Applications (= 64).

Gelareh, Shahin/Nickel, Stefan (2011): Hub Location Problems In Transportation Networks, In: Transporta…