Καταμερισμός Λεωφορείων σε Αμαξοστάσια: Προσέγγιση Μικτού Ακέραιου Μη Γραμμικού Προγραμματισμού

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται ένα μοντέλο μικτού ακέραιου – μη γραμμικού μαθηματικού προγραμματισμού για τον καταμερισμό του στόλου των λεωφορείων στα διαθέσιμα αμαξοστάσια. Η αντικειμενική συνάρτηση του μοντέλου ελαχιστοποιεί το κόστος των μη παραγωγικών ‘νεκρών’ οχηματοχιλιομέτρων. Στοιχεία από τον Οργανισμό Αστικών Συγκοινωνιών Αθήνας χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση του μοντέλου. Εναλλακτικά σενάρια διαμορφώθηκαν με στόχο την εξαγωγή αποτελεσμάτων του κόστους καταμερισμού συγκροτημάτων ή γραμμών λεωφορείων αλλά και των ποσοστών πληρότητας των αμαξοστασίων. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι το προτεινόμενο μοντέλο συμβάλλει τελικά στην μείωση του λειτουργικού κόστους κατά 14% σε σχέση με τον καταμερισμό που εφαρμόζει Ο.Α.Σ.Α. και συνεισφέρει στην εξισορρόπηση της πληρότητας των αμαξοστασίων. Η άρση του περιορισμού που υπαγορεύει τα λεωφορεία φυσικού αερίου να αντιστοιχίζονται αποκλειστικά στα αμαξοστάσια που υποστηρίζουν τον τύπο αυτό, οδηγεί σε μείωση του κόστους λειτουργίας κατά 22%. Η ομαδοποίηση των λεωφορείων σε συγκροτήματα οδηγεί σε αύξηση του κόστους κατά 11% σε σχέση με τον καταμερισμό γραμμών. Επίσης, τα αμαξοστάσια τα οποία έχουν μικρή χωρητικότητα εμφανίζουν μεγάλο ποσοστό πληρότητας με συνεπαγόμενες πιθανές δυσκολίες στο συντονισμό και τη λειτουργία τους.

Τhis diploma thesis optimizes the allocation of buses to depots in order to minimize overall allocation costs in a bus network, using a mixed integer-nonlinear programming formulation. The objective function minimizes the cost of the deadhead, non-productive kilometers traveled by buses and the operational cost of the depots. Bus ‘block’ or line allocation to depots is constrained by depot capacities and characteristics. Data from the Athens Urban Transport Organization are used and results indicate considerable savings, around 14%, in total costs. Compressed natural gas buses can be handled only by specific depot stations, resulting in a 22% increase of the overall allocation cost. Τhe allocation of bus lines to depots results in an 11% decrease of the total allocation cost compared to bus block allocation. Results further suggest that depot stations with smaller capacities operate close to capacity, while allocating bus ‘blocks’ rather than lines to depots balances depot occupancies.