ارایه یک الگوریتم حریصانه توسعه شبکه مبتنی بر توسعه با کمترین هزینه – مطالعه موردی: شبکه راه آهن کشور ایران

مسائل حمل و نقلی به سه سطح استراتژیک، تاکتیکی و کارکردی دسته بندی می شود که هریک سطح نفوذ، میزان بودجه مورد نیاز، تصمیم گیران و دوره زمانی متفاوتی دارند. مسئله طراحی و توسعه شبکه حمل و نقل ریلی یکی از مسائل مهم و کلیدی از سطح استراتژیک است. به طور خلاصه، طراحی شبکه به نحوه اختصاص دادن بودجه محدود به توسعه زیرساخت شبکه ریلی می پردازد، به گونه ای که هدفهای خاصی همچون کمینه سازی کل زمان سفر در شبکه، کمینه-سازی هزینه های توسعه یا نگهداری شبکه، بیشینه سازی درآمد حاصله از انتقال بار، یا بیشینه سازی جذب تقاضای سفر به سوی شیوه ریلی لحاظ شود. شکل عمومی مساله طراحی شبکه یک مسئله دوسطحی در رده مسائل NP-Hard به شمار می رود که حل آن در مقیاس های کوچک با دشواری روبروست. در این مقاله برای حل مسئله طراحی شبکه یک الگوریتم حریصانه ارایه می شود که سعی در کاهش هرچه بیشتر هزینه های توسعه شبکه دارد. الگوریتم با این هدف طراحی شده است که اولویت توسعه شبکه را به بلاک های با کمترین هزینه توسعه می دهد و این روند تا جایی پیش می رود که کل سطح تقاضای ورودی بتواند از شبکه انتقال پیداکند. این الگوریتم با زبان جاوا پیاده سازی شد و شبکه راه آهن ایران به عنوان مطالعه موردی استفاده شد. با توجه به ماهیت دو هدفی در مسئله، تقاضای عبوری و توسعه در شبکه، جواب های "شبه پاریتو" با درصد های متفاوت از اهمیت این دو هدف مورد بحث و بررسی قرار گرفت و نتایج الگوریتم پیشنهادی تحلیل گردید.

کلیدواژه ها:

Network design ، greedy algorithm ، multi-objective optimization ، Railway of Iran ، طراحی شبکه ، الگوریتم حریصانه ، شبکه راه آهن ایران ، بهینه سازی چند هدفه