برنامه‌ریزی اعتباری عدد صحیح فازی جهت مدل‌سازی و حل مسأله حمل و نقل و امداد بشردوستانه پس از بحران در شرایط فازی

نوع مقاله: مقاله علمی- پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه علوم کامپیوتر دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

در شرایط پس از بحران، یکی از مهمترین هدف­های سازمان­های حمل­ونقل بشردوستانه حمل کالاهای ضروری در سریع­ترین زمان ممکن به مکان حادثه است. بدین منظور باید تصمیماتی در زمینه تأمین سریع وسایل نقلیه موردنیاز و زمان­بندی و مسیریابی آنها اتخاذ شود. مسأله حمل­ونقل کمک­های بشردوستانه در شرایط پس از بحران، به دلیل کمبود وسایل نقلیه، شرایط عدم قطعیت حاکم بر مسأله و تغییرات آنی و غیرقابل پیش­بینی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این مقاله مسأله تأمین، مسیریابی و زمان­بندی وسایل نقلیه به صورت یکپارچه و در شرایط عدم قطعیت با هدف رساندن کالاهای ضروری در پنجره زمانی مشخص به مکان­های آسیب­دیده با کمترین هزینه در نظر گرفته شده است. بر این اساس در این تحقیق، ابتدا منابع عدم قطعیت در مسأله حمل­ونقل و امداد بشردوستانه پس از بحران استخراج شده است که شامل عدم قطعیت در هزینه استفاده از وسیله نقلیه، زمان سفر و محدودیت­های فازی است. سپس یک مدل برنامه­ریزی عدد صحیح آمیخته فازی برای مسأله پیشنهاد شده است که همزمان تابع هدف فازی، محدودیت­های فازی و پارامترهای فازی را شامل می­شود. جهت برخورد با عدم قطعیت و ارائه راهکاری که قادر به یافتن استراتژی­های پایدار در مقابل تغییرات محیطی در شرایط پس از بحران باشد راهکار برنامه­ریزی اعتباری فازی و رابطه اعتبار فازی پیشنهاد شده است. مدل نهایی مسأله در نرم­افزار بهینه­سازی AMPL پیاده­سازی و نتایج محاسباتی در راستای ارزیابی مدل و راهکار پیشنهادی ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fuzzy Integer Credibility Programming for Modeling and Solving Humanitarian Relief and Transportation Problem After the Crisis Under Uncertainty

نویسنده [English]

  • Maliehe Niksirat
Assistant Prof. in Department of Computer Sciences, Birjand University of Technology, Birjand, Iran.
چکیده [English]

After the crisis, one of the most important goals of humanitarian logistics organizations is to transport essential goods to the affected areas as quickly as possible. To this end, decisions must be made on the supply of vehicles and their routing and scheduling. The problem of humanitarian aid transportation after the crisis is of particular importance because of the lack of vehicles, the uncertainty conditions, and the immediate and unpredictable changes. This paper deals with the issue of supply, routing and scheduling of vehicles in uncertain conditions with the aim of delivering the necessary goods within the specified time window to affected locations at the minimum cost. Accordingly, at first, the sources of uncertainty in the post-crisis transport and humanitarian relief problem are extracted, including uncertainties in the cost of using the vehicles, travel time and also fuzzy constraints. Then a fuzzy mixed integer programming model for the problem is proposed that simultaneously incorporates the fuzzy objective function, fuzzy constraints and fuzzy parameters. To achieve a sustainable strategy, fuzzy credibility programming approach has been proposed to deal with uncertainty and provide a solution that can find sustainable strategies against post-crisis environmental changes. The final model is implemented in AMPL optimization software and computational results are presented to evaluate the proposed model and method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Humanitarian relief and transportation
  • Vehicle routing problem
  • Vehicle scheduling problem
  • Fuzzy integer programming
  • Fuzzy Credibility programming
  • بیگی، سکینه. و حسین‌زاده، الهام. (۱۳۹۸). مدلسازی ریاضی مسأله مکانیابی- مسیریابی در شرایط بحرانی با در نظر گرفتن امنیت مسیر، ‌فصلنامه ‌علمی‌ آینده­پژوهی دفاعی، ۴ (۱۳): ۸۹-۱۱۰.
  • صبوحی، ‌فاطمه.، حیدری، ‌مهدی. و ‌بزرگی امیری،‌ علی. (۱۳۹۶). ارائه‌ مدل ‌مسیریابی ‌و ‌زمان‌بندی‌ جهت‌ تخلیه ‌اضطراری ‌با ‌در ‌نظر‌ گرفتن ‌امکان ‌تراکنش ‌بین ‌پناهگاه­ها، نشریه ‌بین­ المللی ‌مهندسی‌ صنایع ‌و ‌مدیریت ‌تولید، 28(۱): ۵۵-67.
  • طیبی، جواد.، کاظمی، محمدرضا. و‌ هداوندی،‌ اسماعیل. (۱۳۹۶). آینده‌پژوهی‌ در سیستم‌های‌ دفاعی با استفاده از رویکردی مبتنی بر برنامه­ریزی ریاضی به­منظور مکانیابی‌ تسهیلات‌ درمانی‌ و تقسیم­بندی مناطق، ‌فصلنامه‌ علمی ‌آینده­پژوهی دفاعی، ‌2 (۷): ۷-۳۰.
  • قاسمی، پیمان.، خلیلی دامغانی، کاوه.، حافظ الکتب، اشکان. و رئیسی، صدیق. (۱۳۹۷). ارائه یک مدل ریاضی چندهدفه مکانیابی، تخصیص و توزیع کالاهای امدادی در شرایط عدم قطعیت، مطالعات مدیریت صنعتی، ۱۶(۵۱): ۱۰۷-۱۴۴.
 

  • Abounacer, R., Rekik, M. & Renaud, J. (2014). An exact solution approach for multi-objective location–transportation problem for disaster response, Computers & Operations Research, 41: 83-93.
  • Bruni, M., Beraldi, P. & Khodaparasti, S. (2018). A fast heuristic for routing in post-disaster humanitarian relief logistics, Transportation research procedia, 30: 304-313.
  • Caunhye, A.M., Zhang, Y., Li, M. & Nie, X. (2016). A location-routing model for prepositioning and distributing emergency supplies, Transportation research part E: logistics and transportation review, 90: 161-176.
  • Dastjerd, N.K. & Ertogral, K. (2018). A Fix-and-optimize heuristic for the integrated fleet sizing and replenishment planning problem with predetermined delivery frequencies, Computers & Industrial Engineering, 127: 778-787.
  • Dong, J.-Y. & Wan, S.-P. (2018). A new trapezoidal fuzzy linear programming method considering the acceptance degree of fuzzy constraints violated, Knowledge-Based Systems, 148: 100-114.
  • Faiz, T., Vogiatzis, C. & Noor-E-Alam, Md. (2019). A Column Generation Algorithm for Vehicle Scheduling and Routing Problems, Computers & Industrial Engineering, 130: 222-236. 
  • Galindo, G. & Batta, R. )2013(. Review of recent developments in OR/MS research in disaster operations Management, European Journal of Operational Research, 230 (2): 201-211.
  • Ghodratnama, A., Torabi, S. A. & Tavakkoli-moghaddam, R. (2012). Credibility-based fuzzy programming models to solve the budget-constrained flexible flow line problem, Iranian Journal of Fuzzy Systems, 9 (6): 1-29. 
  • Gunawan, F. E. (2015). Empirical Assessment on Factors Affecting Travel Time of Bus Rapid Transit, International Journal of Engineering and Technology, 7 (1): 327-334.
  • Hatami-Marbini, A., Agrell, P. J., Tavana, M. & Emrouznejad A. (2013). A Stepwise Fuzzy Linear Programming Model with Possibility and Necessity Relation, Journal of Intelligent and Fuzzy Systems, 25: 81–93.
  • Hesamian, G. & Bahrami, F. (2017). Credibility theory oriented preference index for ranking fuzzy numbers, Iranian Journal of Fuzzy Systems, 14 (6): 103-117.
  • Li, F., Golden, B. & Wasil, E. (2007). The open vehicle routing problem: Algorithms, large-scale test problems, and computational results, Computers & operations research, 34 (10): 2918-2930.
  • Li, H. & Gong, Z. (2011). Fuzzy Linear Programming with Possibility and Necessity Relation, Fuzzy Information and Engineering, 78: 305-311.
  • Maghfiroh, M.F. & Hanaoka, S. (2018). Dynamic truck and trailer routing problem for last mile distribution in disaster response, Journal of Humanitarian Logistics and Supply Chain Management, 8 (2): 252-278.
  • Mohamadi, A. & Yaghoubi, S. (2017). A bi-objective stochastic model for emergency medical services network design with backup services for disasters under disruptions: An earthquake case study, International Journal of Disaster Risk Reduction, 23: 204-217.
  • Ramik J. (2007). Optimal solutions in optimization problem with objective function depending on fuzzy parameters, Fuzzy Sets and Systems, 158 (17): 1873–1881.
  • Ramik, J. (2006). Duality in fuzzy linear programming with possibility and necessity relations, Fuzzy Sets and Systems, 157 (10): 1283-1302.
  • Shavarani, S.M. & Vizvari, B. (2018). Post-disaster transportation of seriously injured people to hospitals, Journal of Humanitarian Logistics and Supply Chain Management, 8 (2): 227-251. 
  • ·      Yadav, H. &  Yadav,  D. K. (2016). A method for generating membership function from numerical data, Journal of Intelligent and Fuzzy Systems, 29 (5): 2227-2233.
  • Zhang, Y.M., Huang, G.H., Lin, Q.G. & Lu, H.W. (2012). Integer fuzzy credibility constrained programming for power system management, Energy, 38 (1): 398–405.