مکانیابی هاب

محمد سهیل محمدی کمال آبادی

93-92نیمسال دوم

بسم اهلل الرحمن الرحیم

1

فهرست مقدمه

تعریف هاب و مکانیابی هاب

ي مکانیابی هاب با مسائل مکانیابی كالسیكمسئلهتفاوت

ضرورت مسائل مکان یابی هاب

اهداف

هابانواع مسائل مکان یابی

مزایا و معایب استفاده از هاب

مکانیابی هاب

2

مقدمهمسائل مکان یابی محور زیر مجموعه اي از مسائل بهینه سازي شبکه اي می باشد.

مطرح شد1969این مسائل قدمت طوالنی ندارد و اولین مقاله در سال.

این مسائل با هدف طراحی بهینه انواع شبکه هاي حمل و نقل مطرح می شود.

داراي كاربرد بسیار گسترده اي می باشد:

مکان یابی فرودگاه ها

خدمات پستی

انبارهاي زنجیره تامین

خطوط برق و نیرو

. . . .و

مکانیابی هاب

3

:مقدمهالارسارتباطیهايشبکهولجستیكونقل،حملهايسیستمدرموضوعتریناساسی

راحیطاستراتژیكمسئله.استمقصدبهمبدانقطهاز(اطالعاتوكاالانسان،مانند)جریاناامشود،ارسالمقصدومبدانقاطبینجریانمقدارياستنیازكهمواقعیدرهابشبکه

.ودشمیمطرحاست،پرهزینهبسیاریاوناممکننقاطهمهمیانمستقیمارتباطبرقراري

قاطنوانتخاب،هاهاببرقراريبرايهاگرهازتعداديهاب،تخصیصومکانیابیمسئلهدروواصلنقاطعنوانبههابشبکهدرهاهاب.شوندمیدادهتخصیصهاهاببهمقصدومبدا

توزیعوانتقالآوري،جمعاعمالوسازندمیمیسررانقاطمیانمستقیمغیرارتباطمیانی،یا.دهندمیانجامراجریان

ابهبهمبدانقطهازجریانارسالترتیببهجریانتوزیعوانتقالآوري،جمعازمنظور)دمقصنقطهبههابازجریانارسالوها،هاببینجریانارسالآن،بهیافتهتخصیص

(است

مکانیابی هاب

4

رمستقیمغیارتباطایجاددلیلبهآناقتصاديصرفههابشبکهكارگیريبهاصلیمشخصهیكزاكهاستحالیدراین.استهابازاستفادهباجریانتركیبومقصد،ومبدانقاطمیانبهراریانجحجموفاصلهبهبستهمختلفیهايهزینهمتفاوتارتباطیوسایلازاستفادهطرف.كندمیتحمیلهابشبکه

مکانیابی هاب

5

:هابمکانیابیوهابازسیاريبدرطبقه بنديوانتقالتعویض،نقاطعنوانبهكههستندویژه ايتسهیالتهاهاب

-مبدأجفتهرخدمت رسانیجايبههابتسهیالت.می شوندگرفتهكاربهتوزیعسیستم هاي.مایندمی نمتمركزآنازناشیاقتصاديصرفه جویی هايازاستفادهمنظوربهراجریان هامقصد،

باوشدهتركیبهابیكبهمسیرشانرويمختلفمقصدهايبایکسانمبدأازجریان های سازيیک.می شوندتركیباستیکسانمقصدشانامّادارندمتفاوتیمبدأهايكهجریان هایی

.می گیردصورتهابهابیننیزومقصدتاهابازوهابتامبدأمسیررويبر

هابمکانیابیبهراجعتحقیقات(Hub location)مهمیجایگاهاخیردههدوطولدرهايکهشبازفراوانياستفادهنتیجهدرامر ایناست،دادهاختصاصخودبهمکانیابیزمینهدر

.استبودهمدرنارتباطاتوونقلحملدرهاب

مکانیابی هاب

6

كاربردهاي مدل هاي مکانیابی هاب:شاملنقلوحملدر

مسافرانهواییحمل

باریاموادهوایی حمل

(شبهیكتحویلسیستممثالبراي)سریعارسال

پستیعملیات

سریعترانزیتسیستم

محسوبنقلوحملدهندهسازمانمراكزیاهاترمینالعنوانبههابتسهیالتهمچنین.شوندمی

مکانیابی هاب

7

:كالسیكمکانیابیمسائلباهابمکانیابیيمسئلهتفاوترختهگسسنقاطدرخدمتبرايتقاضاكالسیك،گسستهتسهیالتمکانیابیمسئلهیااصلهفبهمربوطعمدتاهدفتابعواندشدهدادهاستقرارگسستهنقاطدر تسهیالتدهد،می

.باشدمیتقاضانقاطوتسهیالتبینهزینه

وشود، یممشخصمقصدچندینومبداچندینبینجریانباتقاضاهابمکانیابیمسائلدریك.ندهستمقصدهاومبداهابینجریانبراي,تمركزیاارتباطنقاطعنوانبههابتسهیالت

.دهدجهتتغییرجریانكهدهدمیاجازهارتباطنقطهعنوانبههاب

رايب,كوچكمجزايجریانچندینتركیببرايراتمركزكاراستممکنهابیكعالوه،بهکهتعملکرداستممکنهاهابچنینهمكند، فراهمرابزرگترجریانبه,مبداچندینازمثال.دهندانجامرامختلفمقاصدبرايتركوچكجریانچندینبهتربزرگجریانكردنتکه

مکانیابی هاب

8

ضرورت مسائل مکان یابی هابطالعاتاوكاالانتقاللزوموزیادهايبخششاملسیستمیكهشودمیبردهبکارجاییدر.داردوجودانسانو

تاسقیمتگرانبسیارمقصدبهمبداازمستقیمبطوركاالارسالمواردازبسیاريدر.

مثالعنوانبه)محلیاستممکنهابتسهیالتمکانیابیيمسئلهجغرافیاییيمحدوده.باشدجهانییا(شهریكبراي

.بنابراین در این شرایط كاالها از گره هاي میانی یا محور منتقل می شوند

مکانیابی هاب

9

:اهدافبراي فرستادن جریان از یك سري مبدا به یك ( تخصیص)و مسیرها ( مکانیابی)یافتن محورها

. سري مقصد می باشد بگونه اي كه فرایند توزیع و پخش جریان بهینه شود

مکانیابی هاب

10

1 32

:انواع مسائل مکان یابی (گسسته یا پیوسته)فضا

(حداقل كردن هزینه و یا زمان)نوع هدف

(تك هدفه یا چند هدفه)نوع تابع هدف

معین بودن یا نبودن تعداد محورها

(ثابت یا متغیر)هزینه ایجاد و استقرار محور

(تك یا چندگانه)تخصیص گره هاي غیر محور به محور

محدودیت هاي زمانی

مکانیابی هاب

11

:مسائل مکان یابی و تخصیص هاب به سه گروه اصلی تقسیم بندي می شوندP-hub median

(pمکان یابی هاب میانه با تعداد هاب مشخص )

P-hub centre

(pمکان یابی هاب مركز با تعداد هاب مشخص )

P-hub covering

(pمکان یابی هاب پوششی با تعداد هاب مشخص )

مکانیابی هاب

12

P-hub median:ل هزینه در مسئله میانه به دنبال انتخاب مکان تسهیالت جدید از بین نقاط مشخصی با حداق

.ممکن هستیم

اب ها مسئله هاب میانه همان مسئله میانه می باشد با این تفاوت كه تسهیالت جدید همان ه.می باشند

هاب و تخصیص نقاط غیر هاب به نقاط هاب در شرایطی كه Pهدف پیدا كردن مکان بهینه .می نیمم گردد(زمان، مسافت) هزینه هاي حمل و نقل

مکانیابی هاب

13

(:SAPH)محور با تخصیص تکی -pمسئله

مکانیابی هاب

14

Min 𝑤𝑗𝑖 ij ( 𝑋𝑘 ikCik + 𝑋𝑙 ljClj + α 𝑋𝑙𝑘 ikXljCkl )

Xik ≤ Xkk

𝑋𝑘 ik=1

𝑋𝑘 kk=p

Xik є (0,1)

و محور iفقط وقتی اجازه وجود كمان میان گره k را می دهد كه گره k به عنوان محور.انتخاب شده باشد

.هر گره غیر محور فقط باید به یك محور تخصیص داده شود

.تا باشندpنشان دهنده محورهاست كه باید

jوiجریان میان گره هزینه حمل هر واحد جریان

kبه محور iاز گره

درصد تخفیف براي مسیر میان محورها

P-hub centre

ثر هزینه مركز به دنبال یافتن تسهیالت جدید در نقاطی هستیم ، بطوري كه حداكPدر مسئله .یا فاصله مینیمم شود

حور تك مركز با در نظر گرفتن سه مسئله زیر منطبق بر مسئله مکان یابی مPشکل عمومی .تخصیصه است

مکانیابی هاب

15

داریمP-hub centreسه نوع مسئله در

.حداكثر هزینه انتقال جریان براي هر جفت مبدا و مقصد كمینه شود1)

حداكثر هزینه حمل و نقل در هر مسیر ارتباطی كمینه شود2)

.حداكثر هزینه حمل و نقل بین هاب و نقاط غیر هاب كمینه شود3)

مکانیابی هاب

16

P-hub covering:ت در مسائل پوششی محور هدف كمینه كردن كل هزینه جریان و یا هزینه استقرار محورها اس

.به طوري كه شرط پوشش برقرار شود

(Hub set covering)محور پوشش كامل

ا هدف قرار دادن محورها بگونه اي كه با حداقل هزینه ممکن براي تاسیس محورها، تمام تقاض.پوشش داده شود

( (Hub Maximal coveringمحور پوشش حداكثر

.هدف حداكثر كردن تقاضاي تحت پوشش با تعداد مشخصی از محورها دارد

مکانیابی هاب

17

:مزایا به كارگیري هاب

كاهش در مصرف انرژي

كاهش تعداد وسائط حمل و نقل

كاهش زمان حمل و نقل

كاهش تعداد تصادفات

كاهش تعداد راه هاي ارتباطی

....و

:معایب به كارگیري هابافزایش تعداد انتقال ها

انباشتگی در هاب ها

افزایش هزینه و زمان در برخی از مسیرها

مکانیابی هاب

18

:جابزاستیو

بیمار به آن نیاز دارد

که چه تلخ یا چه شیرین باشد

استمانند دارویی تغییر

نهایت سپاس از توجه شمابا موفق باشید

مکانیابی هاب

19