ارائه ی یک مدل ریاضی و روش حل فراابتکاری برای‌ تعیین ترکیب ناوگان شناورهای عملیات جست‌وجو و نجات دریایی (مطالعه‌ی موردی: مراکز نجات خلیج فارس و دریای عمان)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشکده مهندسی صنایع و سیستم ها، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

حملونقل دریایی، از مقرون‌ به‌صرفه‌ترین راههای انتقال کالا‌ها تلقی می‌شود. با این ‌وجود، سوانح دریایی، این موضوع را تحت تأثیر قرار می‌دهد. یکی از مسائل پراهمیت در کاهش خسارات ناشی از وقوع سوانح دریایی، برنامه‌ریزی نحوه‌ی به‌کارگیری ناوگان شناورهای در دسترس مراکز نجات دریایی است. در این پژوهش، با به‌کارگیری مفاهیم عمومی مسالهای با نام تعیین ترکیب ناوگان دریایی، یک مدل ریاضی دوهدفه، از نوع برنامه‌ریزی اعداد مختلط، ارائه شده است که به تعیین ترکیب، استقرار و تعدیل ناوگان شناورهای یک مرکز نجات دریایی می‌پردازد. این مساله، به صورت آزمایشی بر روی اطلاعات مرتبط با مراکز نجات دریایی جنوب ایران به کار گرفته شده و توسط تلفیقی از یک الگوریتم ابتکاری و الگوریتم فراابتکاری استراتژی‌های تکاملی گروهی، بهینه‌سازی شده است. نتایج به گونه‌ای بوده که علاوه بر پوشش‌دهی حداکثری تقاضا (از جنس سوانح دریایی) و تعدیل ناوگان به بهترین شکل ممکن، هزینه‌ی بهره‌برداری مناسبی از ناوگان شناورها حاصل شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A mathematical model and a metaheuristic algorithm for maritime search and rescue (SAR) vessel fleet composition: A pilot study on rescue centers of the Persian Gulf and the Oman Sea

نویسنده [English]

  • Ehsan Safaei 2
2 Department of Industrial and Systems Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Since the ago times, maritime transportation has been considered as a one of the most effective, secure and economical ways for shipment of goods and humans. However, maritime accidents are the subject can cause a huge damage on the maritime transportation. In the recent decades, there has been a lot of effort to reduce and control maritime transportation damage (For example, the International Maritime Organization conventions such as SAR, SALVAGE and MARPOL can be mentioned). However, the maritime accident occurrence is still high. The conditions of Iran are the same. Iran maritime industry are facing with various type of maritime accidents and these accidents result in human and asset casualties. Therefore, it is imperative to implement appropriate plan in this subject. The planning of the maritime Search and Rescue (SAR / S&R) vessel fleet in Maritime Rescue Coordination Centers (MRCCs) is an important problem that can control and reduce the damages caused by maritime accidents remarkably. In this research, we utilized the general concepts of ‘Fleet Composition Problem (FCP)’ and ‘Maritime Fleet Size and Mix Problem (MFSMP)’ to provide a bi-objective (Twofold Objective) mathematical model on the basic of mixed-integer programming (MIP). This model is aimed to specify the composition (size and mix), deployment (assignment fleet to stations of MRCCs), and adjustment of vessel fleet (through chartering, lay-upping and sharing strategy) in a MRCCs. We ran a pilot study on MRCCs that located in the south of Iran (the Persian Gulf and the Oman Sea) for a quarterly planning period (three months - spring season). We optimized the relative mathematical model by a mixture of our heuristic for constraint handling and Grouping Evolution Strategy (GES) algorithms. Our model could successfully cover the demands and determine the adjustment strategies in a reasonable vessel fleet’s utilization cost: 72 million USD during the planning period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fleet Planning
  • Fleet composition
  • Maritime Fleet Size and Mix Problem (MFSMP)
  • Fleet Deployment
  • Grouping Evolution Strategies (GES)