بخشی از مقاله
چکیده
جابجایی موادخطرناک همواره با نگرانیهایی درخصوص آسیبهای احتمالی وارده به انسانها و محیطزیست صورت میگیرد. علاوهبر مسیر جابجایی مبداًومقصد، حملونقل موادخطرناک اغلب تسهیلاتی هستند که به لحاظ زیستمحیطی ناخوشایند محسوب میشوند. بنابراین تلفیق تصمیمات مکانیابی و مسیریابی این مواد باتوجه به دو موضوع اقتصادی و ایمنی میبایست مدنظر قرار گیرد. هدف در این پژوهش تعیین موقعیت بهینهی احداث انبارهای نفتی در منطقه موردمطالعه و انتخاب مسیرهای جابجایی این مواد با کمترین هزینه و ریسک و بدست آوردن طول عمر مفید هر یک از انبارهای نفتی است.
تابع هدف این پژوهش در دو مرحله مورد بررسی قرار میگیرد که در مرحلهی اول هدف تعیین مسیرهایی با کمترین ریسک و در مرحلهی دوم هدف تعیین مکانهای احداث با طول عمر آنها بوده و سرانجام تحلیل حساسیت در آن صورت میگیرد. برای اعتبار سنجی این مدل، تحقیقات انجام شده در این زمینه در منطقهی مورد مطالعه - ناحیه شمال غرب ایران - مورد مطالعه و بررسی قرار میگیرد و نتایج آن تحلیل شده است .
-1مقدمه
حملونقل در سیستمهای اقتصادی، تولیدی و خدماتی از جایگاه مهمی برخوردار است و بخش قابل توجهی از تولید ناخالص ملی - GNP - هر کشوری را به خود اختصاص میدهد. به همین جهت محققان نسبت به بهبود مسیرها و حذف سفرهای غیرضروری و یا ایجاد سفرهای کوتاه جایگزین، اقدام نمودهاند. مساله مسیریابی درصدد بهینهکردن سیستم توزیع محصولات بوده بهگونهای که هزینههای توزیع و سایر اهداف مورد نظر سازمان بهینه گردد . - 1 -
حملونقل جادهای در ایران، بیش از 90 درصد از جابجایی کالا را به خود اختصاص داده است. بخشی از محمولات در حملونقل جادهای، کالاهای خطرناک هستند که به دلیل ماهیت خاص آنها با شرایط و تدابیر ویژهای باید جابهجا شوند. براساس تعریف اداره حمل و نقل آمریکا، ماده خطرناک مادهای است که بتواند باعث آسیبهای جانی، مالی و زیست محیطی شود. براساس کنوانسیون حملونقل جاده ای مواد خطرناک در اروپا که به اختصار ADR نامیده میشود، به نه طبقه اصلی تقسیمبندی شدهاند - . - 2
روزانه میلیونها تن کالا در راههای ارتباطی کشورهای مختلف جهان در حال جابهجا شدن هستند و بخشی از این گونه محمولات را محمولات خطرناک تشکیل میدهند. از طرف دیگر حملونقل موادخطرناک بخش عمدهای از اقتصاد کشورهای توسعه یافته را تشکیل میدهد به نحوی که میزان جابهجایی محمولات خطرناک در دنیا معادل 4 میلیارد تن در سال برآورد شده است. باتوجه به اینکه کاربرد موادخطرناک در صنعت بسیار گسترده است، باید نگاه عمومی نسبت به حوادث نادر ولی با تبعات قابل توجه ناشی از بروز تصادفات آنها اطمینان بخش باقی بماند از اینروست که ایمنی حملونقل مواد یاد شده از اهمیت خاصی در برنامهریزی حملونقل برخوردار است - . - 3
جابهجایی موادخطرناک همواره با نگرانیهایی در خصوص آسیب-های احتمالی وارده به انسان و محیط زیست صورت میگیرد. از این رو کاهش ریسک نیز باید همراه با هزینه حمل به عنوان معیاری مهم در تمام مراحل انتقال مواد در نظر گرفته شود. این ویژگی از موادخطرناک، تصمیمگیرندگان را وادار مینماید تا کاهش ریسک را به عنوان معیاری مهم در محاسبات خود در نظر بگیرند . - 2 بر اساس طبقه بندی ارائه شده از طرف سازمان ملل متحد، مواد خطرناک به 9 طبقه جداگانه به ترتیب مواد منفجره، گازها، مایعات قابل اشتعال، مواد اکسید کننده، مواد سمیو عفونی، مواد رادیواکتیو، مواد خورنده و در نهایت ضایعات تقسیم بندی شده اند . - 3 -
تقریبا از سال 1980، حملونقل موادخطرناک مورد توجه محققین قرار گرفته، تا به امروز روشهای مختلفی جهت طراحی مسیرهای حملونقل براساس هزینهها و ریسکهای حملونقل این مواد ارائه شده است. گاهی در یک مدل یک هدفه از الگوریتم کوتاهترین مسیر استفاده شده است. در مدلهایی که از تابع مطلوبیت اهداف استفاده کرده اند، با ترکیب وزنی اهداف در تابع اهداف، مدل چند هدفه تبدیل به مدل یک هدفه میشود که مشابه مدلهای یک هدفه قابل حل است - . - 4
مسیریابی در حملونقل موادخطرناک الزاماً کوتاهترین مسیر نیست بلکه سعی برآن است که ایمنترین مسیر برای حمل تعیین گردد. تحقیقات در زمینهی مسیریابی حملونقل موادخطرناک عموما بر دو بخش کلی متمرکز شده اند. بخش اول مرتبط با تعیین ریسک حملونقل برای عبور از یک مسیر خاص است و بخش دوم تعیین مسیری که کمترین ریسک و هزینه را برای جابهجایی محمولات خطرناک داشته باشد . - 5 -
تعیین مسیر برای جابجایی محمولات خطرناک یک مساله دو-وجهی محسوب میشود به اینصورت که مقامات محلی تلاش براین دارند که ریسک حملونقل موادخطرناک را برای عموم کاهش دهند و شرکتهای حملونقل نیز سعی میکنند مسیر-هایی را مورد استفاده قرار دهند که کمترین هزینه حمل را در بر داشته باشند بنابراین منطقی است که مقامات محلی شبکهای را برای جابجایی محمولات خطرناک تعریف نمایند و شرکتهای حملونقل از بین محورهای مجاز برای حمل چنین محمولاتی در شبکه تعیین شده مسیر خود را تعیین کنند . - 6 -
بر این اساس در مسیریابی حمل و نقل مواد خطرناک دو عامل موثر مقامات محلی و شرکت های حمل و نقل نقش دارند .مقامات محلی شبکه را تعریف می کنند و شرکت های حمل و نقل از شبکه عمومی است و هدف حمل کنندگان نیز کمتر نمودن هزینه های حمل است و از این روست که مدل های ریاضی توسعه یافته برای مسیر یابی حمل و نقل مواد خطرناک به صورت دو سطحی توسعه داده می شوند . - 7 -
پارادانگا و همکاران به ارائه یک روش بهینهسازی پاراتویی برای مسیریابی وسائط حامل موادخطرناک و مساله زمانبندی با پنجره-ی زمانی برای این وسائط پرداختند. آنها با اشاره به مسالهی زمانبندی و مسیریابی وسائط نقلیه با پنجرهزمانی در مرور ادبیات، این مساله را با اضافه نمودن تابع هدف کمینهسازی ریسک برای حملونقل مواد خطرناک، به مسالهی زمانبندی و مسیریابی مواد خطرناک با پنجرهی زمانی گسترش دادند و ضمن ارائه یک مدل بهینهسازیکه صریحاً به مشخصات چند هدفه توزیع مواد خطرناک میپردازد، کارایی مدل را با یک مثال واقعی از سیستم حملونقل هوشمند در ژاپن نشان دادند . - 8 -
چانگ و همکاران مفهوم میزان خطرآفرینی را که اخیرا در مسیریابی مواد خطرناک مطرح شده از دو جهت گسترش دادند. مدل میزان خطرآفرینی در حملونقل موادخطرناک به دلیل وجود فاکتور سطح اطمینان در آن و ایجاد یک مجموعه از مسیرهای مختلف براساس نظر تصمیمگیرنده، با مدلهای سنتی ریسک در موادخطرناک یا مدلهای مالی دارایی در خطر تفاوت دارد. در این مدل دو تابع هدف وجود دارد یکی کمینهکردن مقدار کل دارایی درخطر و دیگری توزیع مساوی ریسک در کل مسیر. نتایج نشان میدهد که میتوان با کنترل مقدار دارایی درخطر، در سطح مطلوب، به درجهی بالایی از پراکندگی ریسک دست یافت - . - 9
توکلی مقدم و همکاران در یک مدل مسیریابی موادخطرناک، علاوهبر کمینهکردن هزینههای حملونقل و ریسک، زماندهی مناسب برای خدمتدهی وسایط نقلیه به مشتریان را نیز مدنظر قرار دادند به گونهای که اگر مواد زودتر از شروع بازهی زمانی تعیین شده به دست مشتری رسانده شود، هزینهی نگهداری و اگر دیرتر از پایان این بازه برسد هزینههایی مانند توقف خط تولید را دربر خواهد داشت . - 10 -
دهباری و همکاران ، به مدلسازی مسیریابی وسایل نقلیه با درنظر گرفتن تقاضای فازی مشتریان و محدودیتهای پنجره زمانی به منظور کمینهکردن هزینه سوخت مصرفی حملونقل پرداختند . - 11 - سرافینی نیز یک مدل برنامه ریزی پویا را برای مشخص کردن مسیر با کمترین ریسک برای حمل و نقل مواد خطرناک توسعه داده است .او مدل خطیای را ارائه نمود که با حل یک مساله دو هدفه توانست مدل مسیر یابی را برای مسائل بزرگتر به کار گیرد به نحوی که در مدل توسعه داده شده پارامترهایی نظیر هزینه ریسک زیست محیطی ، هزینه تبعات ناشی از حوادث ، مسافت سفر و احتمال رخداد حوادث به صورت پارامتر هایی پویا در نظر گرفته شده اند.
ویژگی های جمعیتی و زیست محیطی اطراف راهها و همچنین موضوعات مربوط به امداد رسانی پس از وقوع حوادث حمل مواد خطرناک در تحقیقات به عنوان معیار های مهم در نظر گرفته شده اند .علاوه بر مواردی که در بروز حوادث مواد خطرناک موثر هستند ، مسائل پس از بروز سوانح نظیر تاخیر در امداد اضطراری از اهمیت خاصی برخوردارند . - 12 - شریعت مهیمنی و خدادادیان یک مدل ریاضی را با فرض ترکیب وزنی اهداف در تابع هدف توسعه دادند که برای مشخص نمودن بهترین جریان ترافیک تخصیص یافته به شبکه مورد استفاده قرار گرفت. آنها یک مدل برنامهریزی خطی با اعداد صحیح را به نحوی توسعه دادند که ریسک جمعیتی، ریسک زیست محیطی و هزینه حملونقل در آن در نظر گرفته شده است و آن را در یک محدوده شامل سه استان در ایران و با اطلاعات واقعی برای فرآورده های نفتی - گروه سوم مواد خطرناک - اجرا نمودند.
- 13 - دردهه 70 میلادی محققین به طور رسمی اثبات نمودند که تسهیلاتی مانند پالایشگاهها به لحاظ زیستمحیطی مطلوبیت ندارند. اما مشتریان این تسهیلات، به دلایل اقتصادی همچنان مایلاند که در فاصلهی نزدیک به آنها فعالیت کنند، بیشتر تسهیلات، نه کاملا خوشایند و نه کاملا ناخوشایند هستند . - 14 - در دو دهه اخیر رویکردهای جدید در این زمینه مشاهده میشود که متداولترین آنها مکانیابی محلهای دفع زباله با هدف کمینه کردن هزینه و استفاده از ابزارهای تصمیمگیری چند معیاره برای حل میباشد.
ایزلت و ماریانوف، نیز در مدل ریاضی پیشنهادی خود به تعیین همزمان مکان و ظرفیت بهینه محلهای دفع زباله با مدنظر قرار دادن دو هدف کمینه سازی هزینه و میزان آلودگی پرداختند. در واقع این مدل از یک طرف شامل محدودیتهایی است که قانون درمورد آلودگی وضع نموده و از طرف دیگر به دنبال کمینهکردن آثار آلودگی تا حدامکان است. حتی اگر آن میزان آلودگی از نظر قانونی مجاز باشد.
همچنین در این مقاله به مقیاسهای اقتصادی نیز توجه شده است. به عنوان مثال آن دسته از محلهای دفع زباله که ابعاد بزرگتری دارند، از لحاظ هزینه مقرون به صرفهتر هستند . - 14 - مساله مکانیابی- مسیریابی شامل تعیین تعداد، مکان و ظرفیت تسهیلات به طور همزمان تعیین مجموعه مسیرهای بهینه مرتبط جهت خدمترسانی به مشتریان میباشد. توزیع مواد از تسهیلات میتواند به صورت یک بار کامیون کامل یا کمتر از آن باشد. به علاوه، معمولا مسیرها شامل چندین متقاضی هستند. از دیدگاه حل، مساله مکانیابی- مسیریابی یک مساله NP-Hard می باشد.
