Optymalizacja sieci logistycznych transportu intermodalnego Optimization of intermodal logistics networks

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 111. Transport. 2016. Jakub Murawski _ " G Y

(2) G . OPTYMALIZACJA SIECI LOGISTYCZNYCH TRANSPORTU INTERMODALNEGO \

(3) : maj 2016. Streszczenie: !

(4)

(5)

(6) ! intermodalnych

(7)

(8) !

(9) "

(10) '

(11)

(12)

(13)

(14) eci logistycznych transportu intermodalnego oraz opisano algorytm, jaki % [

(15) ' '#

(16) Q

(17) G

(18) G [ . 1. &'?( Od wielu lat jednym z % " % $

(19)

(20)

(21)

(22) G !

(23) ' % /D;: ' \ +

(24)

(25) ! } X

(26)

(27)

(28) ! } !

(29) " ' " "

(30)

(31) } +

(32)

(33) ! X

(34) * +

(35)

(36)

(37)

(38) '

(39) } " % "G " ! .

(40)

(41) * +

(42) ' Q G ! ! % jest ograniczenie do 2050 r. emisji gazów cieplarnianych emitowanych w sektorze transportu o 60% w stosunku do poziomu z 1990 r. [1]. %[G %

(43) ! %

(44) ! _ ' X!

(45)

(46)

(47) sany w Strate \ Y

(48) >:>: )

(49)

(50) >:: -

(51) j w 2013 roku przez ówczesne Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej to stworzenie w Polsce zintegrowanego systemu transportowego, co wymaga rozbu " ! &

(52) " " }

(53) ' ( !

(54) )"

(55) & - "G ! %

(56) trans

(57) ' G %

(58) }.

(59) 428. Jakub Murawski. _ " "

(60) } "

(61) ' 9] Niestety, w chwili obecnej transport intermodalny w Polsce nie jest w najlepszej kondy ' _ G >:/ ' _

(62)

(63)

(64) }

(65) >: G dla Unii Europejskiej. Jednak dla porównania w tym samym okresie czasu w Hiszpanii D:: G "

(66) < :: G { " % 32 600 mln tkm. # G % [G %

(67) _ ' Dla porównania praca przewozowa zrealizowana kolej

(68) } _ >::

(69) / :: G % >:/: }

(70)

(71) / D:: ' !

(72) % " "

(73) G a w 2012 roku wspomniany % > >://'. 2. PROBLEM BADAWCZY @

(74) ! " "G " "

(75) } "

(76) !, % !

(77) [

(78) ! )- !

(79) ' ^

(80)

(81) } & G &

(82) G & & } tyczna oraz suprastruktura [4]. Y

(83)

(84) !

(85) &}

(86)

(87) G

(88) % [ !%" " przewozu, co %

(89) & pracy terminali. % " " "

(90) ! .

(91) G !

(92) ! systemu transportowego. W publikacji [5 % G %

(93)

(94)

(95) [

(96) !

(97) -logistycznych, cha

(98) ! " %" " &

(99) & - "' ^ %

(100)

(101) } G "}

(102) "

(103)

(104) $ "' _

(105) } " %$

(106) & G % ! &

(107) } $ "

(108) $' Definicja transportu intermodalnego przytoczona w [10 ! G % ransport intermodal % & [

(109) ! !

(110) % !" !%"G

(111) "

(112)

(113)

(114) } '

(115)

(116) } wany przez jednego operatora logistycznego na podsta

(117) ' # %} !% [ technologie transportu intermodalnego takie jak: technologia "ruchomej dro-.

(118) Optymalizacja sieci logistycznych transportu intermodalnego. 429. gi", technologia przewozu "na barana", technologia transportu bimodalnego, technologia kontenerów wielkich i specjalizowanych oraz technologia pojemników systemu ACTS (Abroll Container Transport System). ( " "

(119)

(120) [G %. w trakcie realizacji procesu transportowego z wykorzystaniem opisywanej technologii an%

(121) G

(122)

(123)

(124) " %

(125) $ '

(126) prze £ Y

(127) )£Y-' £Y & } kowane jednostki innego rodzaju takie jak nadwozia wymienne i naczepy transportu kombi ' £Y %

(128) ! "G }

(129) "

(130) !G }

(131) !

(132) " ! [7]. Problematyka

(133) %

(134) } ' ( % %[G %

(135)

(136) } " %F !

(137)

(138)

(139) G

(140) } malnych tras dla p ! ! "= ! "G rozwoju transportu intermodalnego. W opinii autora najbardziej fundamentalnym proble "

(141) } zów intermodalnych i &' @

(142)

(143) !

(144)

(145) &G !

(146)

(147) . & &

(148) ' % !% [ " "

(149) "

(150) G takie jak: lokalizacja terminala, w [ G G % " technologii. ^ [ G %

(151)

(152) ! " }

(153) G ! " } ' { % " | G

(154) !

(155) [ &

(156) !' !

(157) " ! % " [

(158) !G

(159) [ ! "

(160) [ F inwestora ì ! " ! po zrealizowaniu inwestycji; operatora terminala ì minimalizacja kosztów utrzymania obiektu; potencjalnych klientów (np. organizatorów przewozów) ì

(161) [ } !

(162)

(163) "

(164) $ ì ograniczenie negatywnego <]. %[G

(165)

(166) G

(167) G

(168) } [

(169)

(170)

(171)

(172) } G

(173) G "

(174) } mnianymi uczestnikami procesu, tj. inwestorami, potencjalnymi klientami, operatorami logistycznymi, czy osobami odpowiedzialnymi za tworzenie strategicznych planów trans-.

(175) 430. Jakub Murawski.

(176) "' G

(177)

(178)

(179)

(180) } nie metod modelowania matematycznego oraz algorytmów optymalizacyjnych.. 3. MODEL MATEMATYCZNY Przedmiotowy model matematyczny problemu optymalizacji intermodalnych sieci logi" G %

(181) % ! % terminalu G

(182)

(183)

(184)

(185) G !

(186) ! ! } ' _

(187) odbiorcy doce ' X! %

(188) F

(189) " przewozy [

(190)

(191) %

(192) [ !

(193) % "

(194) !" " [

(195) ! ! !% !

(196) "G ! % " [ '. Rys. 1. Struktura intermodalnego systemu transportowego. W strukturze intermodalnego systemu transportowego zaprezentowanej na rys. 1 % !% [

(197) . F ! )

(198)

(199)

(200) - ! )

(201) $

(202) -

(203) !

(204) "

(205) )! !" % !% [

(206)

(207) !

(208) } wych);

(209) $

(210) "

(211)

(212) !

(213)

(214) arametrami ekonomicznymi i technicznymi;.

(215) Optymalizacja sieci logistycznych transportu intermodalnego. 431. "

(216) " " [

(217) & ' Model matematyczny intermodalnego systemu transportowego IST %

(218) [

(219) !

(220) F IST. S , P, T , C , Z , O. (1). gdzie: S – struktura intermodalnego systemu transportowego, P – ! !

(221) ! !

(222) "G T – zbiór numerów technologii transportu intermodalnego, C – zbiór charakterystyk, Z – zadanie przewozowe zadane dla intermodalnego systemu transportowego, O – organizacja intermodalnego systemu transportowego.. N

(223)

(224) % G % F zbiór I numerów nadawców; zbiór J numerów odbiorców; zbiór H numerów terminali transportu intermodalnego; zbiór R numerów technologii transportu intermodalnego; dwuwymiarowa binarna macierz F

(225) % ) ! "} nicznych) przystosowanie h-tego terminalu do r-tej technologii transportu intermodalnego; dwuwymiarowa macierz Q jaka [ [

(226)

(227) i- j- trójwymiarowa macierz K1

(228) po i- h-tym terminalem z wykorzystaniem r-tej technologii transportu intermodalnego; trójwymiarowa macierz K2

(229) po h-tym terminalem a h'-tym terminalem z wykorzystaniem r-tej technologii transportu intermodalnego; trójwymiarowa macierz K3

(230) po h-tym terminalem a j- r-tej technologii transportu intermodalnego; dwuwymiarowa macierz K4

(231)

(232) }

(233) - - dwuwymiarowa macierz KP

(234) w h-tym terminalu z wykorzystaniem r-tej technologii transportu intermodalnego; dwuwymiarowa macierz KE

(235) "- }

(236) r-tej technologii transportu intermodalnego; wektor NT " "-tego terminalu; dwuwymiarowa macierz NR ok

(237) h-tego terminalu r-tej technologii transportu intermodalnego; wektor ZT [

(238) "-tego terminalu;.

(239) 432. Jakub Murawski. dwuwymiarowa macierz ZR [

(240) "-tego terminalu

(241) ! r-tej technologii transportu intermodalnego; wektor ZM [ !

(242) [

(243) } na w h-tym terminalu aby je "

(244) ' W om

(245) "

(246) &

(247) F dwuwymiarowa binarna macierz Y & przystosowaniu h-tego r-tej technologii transportu intermodalnego: trójwymiarowa macierz X1

(248) !

(249) % "

(250) i- h-tym terminalem z wykorzystaniem r-tej technologii transportu intermodalnego; trójwymiarowa macierz X2

(251) !

(252) % "

(253) h-tym a h'-tym terminalem z wykorzystaniem r-tej technologii transportu intermodalnego; trójwymiarowa macierz X3

(254) !

(255) % "

(256) h-tym terminalem a j- z wykorzystaniem r-tej technologii transportu intermodalnego; dwuwymiarowa macierz X4

(257) !

(258) % "

(259) }

(260) - - ' B ! $

(261) "F [ !

(262) % " " " [ F. r R h H i I r R h H h ' H. r R h H j J. j I j J. x1ihr t 0. (2). x2hh ' r t 0. (3). x3hjr t 0. (4). x4ij t 0. (5). [ ! " h-tego terminala z wykorzystaniem r-tej technologii [ ! ! " danej technologii: r R h H r R h H. ¦ ¦. iI. hH. x1ihr x 2hh ' r. ¦ ¦. h 'H. x 2hh ' r. (6). x3hjr. (7). jJ. [ ! % i- [ jak zapotrzebowanie na wywóz od tego nadawcy: i I. ¦ ¦ rR. hH. x1ihr ¦ jJ x 4ij. ¦. jJ. qij. (8).

(263) Optymalizacja sieci logistycznych transportu intermodalnego. 433. [ !

(264) % j- [

(265) } trzebowanie na dowóz do tego odbiorcy: j J. ¦ ¦ rR. hH. x3hjr ¦ iI x 4ij. ¦. iI. qij. (9). % [

(266) %

(267) t-ty terminal z wykorzystaniem r-tej techno

(268) %

(269) " F r R h H. sgn. r R h H. sgn. ¦. ¦. iI. x1ihr d yhr.

(270). (10). jJ. x3hjr d yhr.

(271). (11).

(272) h % [

(273) r-tej technologii % % ! " "F. r R h H f hr t yhr. (12). [ !

(274) " h-tym terminalu z wykorzystaniem r-tej tech % [ % [

(275) . " F r R h H r R h H. ¦ ¦. iI. x1ihr d zrhr. (13). jJ. x3hjr d zrhr. (14). [ !

(276) " h-tym terminalu % [ % [

(277) F h H h H. ¦ ¦ ¦ ¦ rR. iI. x1ihr d zth. (15). rR. jJ. x3hjr d zth. (16). [ !

(278) " h- % [ % [ ków dla jakiej uruchomienie tego terminalu jest

(279) F h H h H. ¦ ¦ ¦ ¦ rR. iI. x1ihr t zmh. (17). rR. jJ. x3hjr t zmh. (18).

(280)

(281) ! F.

(282) 434. Jakub Murawski. F X 1, X 2, X 3, X 4, Y

(283) min. ¦ ¦ rR. iI. ¦ rR ¦ hH kphr . ¦. hH. ¦. iI. (19).

(284). x1ihr k1ihr ¦ hH ¦ h 'H x 2hh ' r k 2hh ' r ¦ jJ ¦ hH x3hjr k 3hjr ¦ iI ¦ jJ x 4ij k 4ij .

(285). x1ihr ¦ jJ x3hjr ¦ hH nth sgn. ¦. rR.

(286). yhr ¦ rR ¦ hH nrhr kehr

(287) yhr.

(288). # & % " "G !.

(289) '. 4. ALGORYTM OPTYMALIZACYJNY Rozpatrywany problem optymalizacji sieci logistycznych transportu intermodalnego jest problemem NP-trudnym, co oznacza % } " "

(290) {_' _ {_

(291) G ! % & [ } ' _ $

(292) % ' '

(293) } % G

(294) &G

(295)

(296) !} nym grafie [11]. W przypadku przedmiotowego problemu badawczego % G otrzymany wynik zaw

(297) ' ^ ! " % [ ' '

(298) $' {

(299) analitycznego jest niezasadne ze wzgl [

(300)

(301) G % $' *

(302) {_

(303)

(304) %

(305) ! " !' ^ $ %" " % [ G !

(306)

(307) % )

(308)

(309)

(310) $ -' " %

(311) ! wania analizowanego zagadnienia wybra ' ( ) % -

(312) ! }

(313) ! "

(314) " } ce w czasie. ( &

(315)

(316) $G !

(317) %

(318) } ' ^

(319)

(320)

(321) na

(322)

(323) ' # %

(324) [G %

(325)

(326) } % G

(327) ! ! " [3]. ( G %

(328)

(329)

(330)

(331) } !G ! " "

(332) " (np. optymalizowana funkcja jest zmienna w czasie lub ma wiele ekstremów lokalnych). #

(333) wykorzystywane nawet wtedy, gdy funkcja celu nie istnieje albo jest

(334) ' ^ ! " [ % % } % [ " '.

(335) Optymalizacja sieci logistycznych transportu intermodalnego. 435. { G !

(336) ! % ' G % " [ ! w przypadku algorytmów analitycznych dedy "

(337) !'

(338)

(339)

(340) [ " } ce w sobie zalety algorytmów ewolucyjnych z innymi metodami optymalizacyjnymi. Po G % jednak wolniejsze od stan " " " )

(341) ' ! " -' G %.

(342) ! G

(343) } ' % ezienie lepszego G [

(344) $ [' @ % %

(345) . '

(346)

(347)

(348)

(349) [ acierzy zmiennych decyzyjnych. Macierz Y która wskazuje czy dany terminal po [ " [ " } kodowana w postaci binarnej, natomiast macierze X1, X2, X3 i X4 [ } dunków jakie

(350) [

(351)

(352)

(353) ! " & zakodowane liczbami rzeczywistymi.. 5. WNIOSKI Q

(354) " "

(355) } dalnego jest wskazywany, jako ! ! _ ' @ " " " G [ "

(356)

(357) &

(358) !

(359) } dunkowych z wykorzystaniem najnowszych technologii a ogólnopolskie plany rozbudowy ich sieci ' {

(360) G %

(361)

(362) odpowiedniej

(363) "G % %" "

(364) } dywane jest zapotrzebowanie w zakresie inwestycji w nowe terminale intermodalne.

(365) %

(366) " } nali oraz ich parametrów.

(367)

(368)

(369) } intermodalnych sieci logistycznych. Opracowany model matematyczny w przy

(370)

(371)

(372) % } optymalnej

(373) "

(374) } dalnego przy okr " " " " "' Q

(375)

(376) ! "G }

(377)

(378)

(379) !

(380) [

(381)

(382)

(383) } ku rozbudowy zarówno polskiej ja

(384)

(385) !

(386) " }

(387) '

(388)

(389)

(390) & G !"

(391)

(392) zagadnienia. Przy zaproponowanym

(393) wykorzystanie projektowanego pakietu komputerowego & '.

(394) 436. Jakub Murawski. _ ! %

(395) "

(396) G %

(397)

(398) ' X!

(399)

(400) [ oraz stosunkowo wysoka [ $ )

(401) ! " ! " "-' _ G %

(402) " } "G "

(403)

(404)

(405) " !G

(406) % $

(407) "

(408) " "'

(409) } ! % % "

(410) !

(411) } nych podobnych do przedmiotowego.. Bibliografia 1. Q ' _

(412)

(413) – %

(414) ' +

(415) G Q >://' 2. Debudaj-Grabysz A., Deorowicz S., Widuch J.: Algorytmy i struktury danych: wybór zawaansowanych metod, Wyd. _ " q G X >:/' 3. Goldberg D. E.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowania, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998. 4. Jacyna M.: Wybrane zagadnienia modelowania systemów transportowych, OWPW, Warszawa 2009. 5. Jacyna M. (red.): System Logistyczny Polski. Uwarunkowania techniczno-technologiczne komodalno

(416) G B_G >:/>' 6. Mindur L. (red): Technologie transportowe, Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB, Radom 2014. 7. Neider J., Marciniak-Neider D.: Transport intermodalny, Polskie Wyd. Ekonomiczne. Warszawa 1997. 8. @ 'F Y

(417) ' Y " ' Innovatio Press, Lublin 2011. 9. @ \ Y

(418) >:>: )

(419)

(420) >:: ' Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej, Warszawa 2013. 10. Terminology on combined transport, European Conference of Ministers of Transport, European Commission, New York – Geneva 2001. 11. Wirth N.: Algorytmy + Struktury danych=Programy, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.. OPTIMIZATION OF INTERMODAL LOGISTICS NETWORKS Summary: The article contains information about perspective for intermodal freight growth and consequent need for the development of intermodal transshipment hubs network. The article presents a mathematical model of optimization task on the problem of intermodal logistics network optimization and describes algorithm which can be used to solve it. Keywords: intermodal transport, transshipment hubs, logistics network.

(421)