پنجشنبه, ۱ فروردین ۱۳۹۸

ضرورت ایجاد بازار الکترونیکی بار در حمل و نقل جاده ای کشور
سردبیر | ۱۴ مهر ۱۳۹۷

ضرورت ایجاد بازار الکترونیکی بار در حمل و نقل جاده ای کشور


یکی از مشکلات بزرگ صنعت حمل و نقل جاده ای بار کشور، تردد وسایل نقلیه بدون بار در سطح جاده های کشور جهت یافتن بار مناسب می باشد که این موضوع باعث تحمیل خسارت های فراوانی از جمله گرانی هزینه های حمل، اتلاف سوخت یارانه ای ، آلودگی محیط زیست، استهلاک وسیله نقلیه، استهلاک زیرساخت ها و کاهش ایمنی تردد در جاده ها به ذینفعان شده است. مدل های تخصيص بهینه بار در مباحث تحقیق در عملیات از دهه های پیش توسعه یافته است اما بدلیل عدم وجود زیر ساخت های مناسب جمع آوری بلادرنگ اطلاعات، کاربرد آنها در ابعاد بزرگ امکان پذیر نبوده است در حالیکه با توسعه فناوری اطلاعات امروزه تلفیق این مدل ها با فناوری اطلاعات به عنوان راهکار مناسب تخصیص بار در حمل و نقل کشورهای توسعه یافته مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله با نگرش استفاده از بهترین تجربه به ارایه راهکارهایی جهت رفع این مشکل پرداخته می شود. بدین منظور پس از مرور ادبیات مدل تخصيص ، مبانی الگوی بکارگیری فناوری اطلاعات در مدل های تخصیص ارایه می شوند. سپس دو نمونه موفق پیاده سازی این الگو در جهان معرفی و در نهایت وضعیت حمل و نقل جاده ای بار کشور بررسی شده و نتایج استخراج می گردد.

١ مقدمه

امروزه با استفاده از اینترنت، جمع آوری اطلاعات با هزینه های قابل قبول امکان پذیر است و بسیاری از مشکلات قبلی وجود ندارند اما آنچه حایز اهمیت است استفاده مؤثر و کارا از اطلاعات جمع آوری شده است. دیگر امروز مانند گذشته اطلاعات سازمان ها و فرایندها در یک واحد انباشته نمی شود تا متخصصین برنامه ریزی مستقل از فعالیت های جاری روزمره بر اساس مدل های بهینه سازی به تعیین نحوه تخصیص منابع و توزیع ظرفیت ها بپردازند. با کمک فناوری اطلاعات امروزه سازمان ها می توانند همزمان با تولید و جمع آوری داده ها به پردازش آنها پرداخته و برنامه ریزی را به صورت همزمان انجام دهند. در بخش های صنعتی سیستم هایی نظیر برنامه ریزی منابع سازمان[1] این امکان را فراهم کرده است اما در بخش خدمات به ویژه حوزه هایی که پراکندگی جغرافیایی گسترده ای دارند گاهی چالشهای پیش بینی نشده ای در اجرا، مانع موفقیت می شوند.

فناوری اطلاعات ، تخصیص بلادرنگ بار با استفاده از اینترنت و شبکه های محلی را امکانپذیر می سازد [۱ و۲] و به عنوان طرحی نو در صنعت حمل و نقل جاده ای بار منجر به صرفه جویی در مصرف سوخت، کاهش زمان انتظار و کاهش تردد کامیون های بدون بار در سطح جاده ها و در نتیجه بالا رفتن ضریب ایمنی جاده های کشور در کنار سایر منافع اقتصادی می شود.

مساله پیدا کردن مناسب ترین روش تخصیص بار جزو قدیمی ترین مسایل تحقیق در عملیات به شمار می رود. اولین مساله تخصیص ارایه شده سعی در بدست آوردن تناظر یک به یک وسایل نقلیه و بارها به منظور کمینه کردن هزینه حمل و نقل داشت. این مساله فارغ از عوامل تأثیرگذار بر هزینه حمل و نقل صرفا به بهینه سازی گردش وسایل نقلیه برای حمل بارهای موجود می پرداخت. از عوامل تأثیرگذار بر قیمت می توان مسافت طی شده (با بار و بدون بار)، عمر و نوع وسیله نقلیه و نوع جاده ها و ... را نام برد. اما شاید یکی از مؤثرترین عوامل، میزان سفر بدون بار وسایل نقلیه پس از تخلیه بار در مقصد به منظور بارگیری مجدد باشد.

بنابراین برای یافتن جواب منطقی و عملی ناچار به وارد کردن عامل مسافت طی شده بدون بار در مدل هستیم که این پدیده بعنوان حمل و نقل يكسر پر یا یکسر بدون بار شناخته می شود. از آنجا که تقریبا هزینه حمل بار رابطه مستقیمی با مسافت طی شده دارد تابع هدف آشکاری که به ذهن می رسد کمینه کردن مسافت طی شده یک وسیله نقلیه بدون بار قبل از بارگیری است که از طریق یافتن مناسبترین وسیله برای حمل بار انجام می شود. یکی از محدودیت های عملی حل این مساله را می توان مدت زمانی که هر "بار" در آن باید حمل شود دانست. بازگرداندن رانندگان به شهرهای محل سکونت از دیگر محدودیت های این مساله است. علاوه بر پیچیدگی های فنی حل مساله که با اکتفا به جواب های مناسب (نه لزوما بهینه) و استفاده از روش های فرا ابتکاری [2]قابل حل است، مشکل اساسی نیاز به اطلاعات دقیق و به موقع است زیرا در محیط واقعی وضعیت اطلاعات سیستم بطور دایم در حال تغییر است و تنها راهکار بکارگیری فناوری اطلاعات است.

در بخش های بعد این مقاله ابتدا به شرح مساله تخصیص بهینه بار با استفاده از دو رویکرد مدلسازی ریاضی و فناوری اطلاعات خواهیم پرداخت سپس دو تجربه موفق در سطح جهان معرفی شده و در انتها وضعیت حمل و نقل کشور و ضرورت پیاده سازی بازار الکترونیکی در این بخش را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

۲-شرح مساله تخصیص بهینه بار

مساله تخصیص بهینه بارهای متقاضی حمل به وسیله نقلیه بسیار ساده بنظر می رسد. در هر لحظه از زمان، دهها یا صدها وسیله نقلیه در دسترس آماده برای حمل بار (یا از آنها انتظار می رود که در آینده ای نزدیک بتوانند این آمادگی را پیدا کنند و تعداد زیادی محموله نیز در انتظار حمل توسط وسیله نقلیه مناسب هستند. مساله تخصیص بهینه بار به دنبال یافتن وسیله نقلیه مناسب و تخصیص آن به بار بر اساس یک الگوریتم بهینه یابی است. هدف نهایی این مساله کمینه کردن مجموع تمامی مسیرهایی است که وسیله نقلیه باید بدون بار طی کند تا به محل بارگیری برسد، است چرا که معمولا به صاحبان وسایل نقلیه براساس میزان مسافت طی شده با کامیون پر دستمزد تعلق می گیرد.

برای درک پیچیدگی مساله فرض کنید صاحب بار یک بازه زمانی برای حمل در نظر گرفته است. همچنین ممکن است بارها احتیاج به مهارت خاص راننده (به طور مثال تجربه ترانزیت بین المللی، یا آموزش برای حمل مواد خطرناک و یا تجهیزات خاص وسیله نقلیه (کفی، یخچالدار و ...) برای حمل داشته باشند. شاید مشکل ترین مساله باز گرداندن راننده ها پس از حمل بار به شهر محل سکونت باشد. یک راننده وسیله نقلیه ممکن است روزها و یا هفته ها دور از شهر محل سکونت خود باشد. بعد از یک دوره زمانی این راننده احتیاج به تخصیص باری دارد که او را به نزدیکترین محل نسبت به شهر خود ببرد. البته ممکن است رانندگان در تمایل نسبت به این موضوع، متفاوت باشند. همچنین مشکلاتی برای توزیع کننده بار و متولی سیستم وجود دارد و این مشکلات اکثرا به حالت پویا و متغیر محیط سیستم و اجزاء درگیر در آن بر می گردد. در بنادر، کشتیها معمولا زمان ورود و حجم بار خود را از ۱ الى ۲ روز زودتر اطلاع می دهند اما بعضی اوقات درخواست خود را برای همان روز ارایه می دهند. یا اینکه رانندگانی که مشغول حمل بار هستند ممکن است یک تقریب زمانی از زمان رسیدن به مقصد داشته باشند و زمانی که برای آمادگی برداشت بار جدید نیاز خواهند داشت را بر مبنای این تقریب محاسبه کنند اما در تخمین این زمان ها ممکن است اشتباهات بسیاری صورت پذیرد. یک برنامه ریز ممکن است ابتدا یک پیش تخصيص نسبت به راننده ای که وارد منطقه خاص شده برای برداشتن بار داشته باشد اما مجبور است که محدودیت های لازم را مدنظر قرار دهد تا چنانچه راننده موفق نشد که به موقع نسبت به بارگیری اقدام کند بتوان راه حل سریع دیگری را انتخاب کند.

على رغم وجود فواید زیاد استفاده از نتایج این مساله، در واقعیت اجرای آن با چالش های است توجه همزمان به حمل بارها از مبدأ به مقصد در زمان معین و در عین حال استفاده بهینه از وسایل نقلیه، هنگامی که در محیطی پویا مورد بررسی قرار گیرد، موجب بدست آمدن مدل های خطی بزرگ مقیاس و غیر کاربردی می گردد. سابقه تحقیقات در این زمینه بیشتر در محدوده مسیریابی وسایل نقلیه و برنامه ریزی حمل و نقل می باشد. بل [۳] و همکارانش در سال ۱۹۸۳ ، براون و گراوس [۴] در سال ۱۹۸۱، گراوس و راون در سال ۱۹۸۱ و پاول و همکارانش در سال ۱۹۸۸[۵] به ترتیب همگی برای پیاده سازی مدل های بهینه سازی کامپیوتری برای عملیات اجرایی تلاشهای فراوانی کردند.

به منظور برطرف شدن این نقیصه در مدل های تخصیص بار برای اولین بار پاول اقدام به تهیه مدل صفی این مساله تحت عنوان شبکه های لجستیکی صفی[3] [۶] با بکار گیری مفاهیم تئوری صف نمود. این مدل توانایی حل این مسایل با جزییات بیشتر و سریعتر نسبت به مدل های خطی پیشین را داشت. کاربرد مساله مذکور زمان