A variant of the split vehicle routing problem with simultaneous deliveries and pickups for inland container shipping in dry-port based systems

Highlights•We study the problem of allocating containers to barges in a dry-port setting.•We develop a novel mathematical model based on the split VRP with pickups and deliveries.•A hybrid metaheuristic is developed.•The metaheuristic produces high-quality results.•Experiments on real-world data show trends and limitations of current practices.AbstractIn this paper, we will study a typical problem in inland container shipping, concerning the barge transportation of maritime containers between a dry port and a set of seaport terminals. The barges depart from the dry port and visit a set of sea terminals, where containers need either to be dropped off or picked up. The goal is to achieve economies of scale with barges and avoid trucking as much as possible. The decision thus involves finding the best allocation of containers to barges in order to guarantee on-time delivery and meet capacity restrictions. The problem will be modeled as a variant of the split vehicle routing problem with simultaneous pickups and deliveries coupled with time features. The model includes parameters that can be tuned to improve barge utilization and travelling distance. A hybrid local search meta-heuristic algorithm, combined with a branch-and-cut solver, will be developed to solve the model. Numerical experiments have been conducted to test the performance of the algorithm and provide solution analysis for practical insights. Real-world data has been collected from a local barge operator based in the Port of Rotterdam region and will be used as input for the experiments. This will result in an in-depth analysis into current planning practices. The proposed framework complements existing models in the literature and contributes to the development of a comprehensive set of decision support tools, which help in the decision-making process for inland terminals.

گونه‌ای از مساله مسیریابی وسایل نقلیه خرد شده با تحویل همزمان و پیکاپ برای حمل و نقل کانتینری داخلی در سیستم‌های بندر خشک

نکات برجسته * ما مشکل تخصیص کانتینرها به بارکش‌ها در یک محیط بندر خشک را مورد بررسی قرار می‌دهیم. ما یک مدل ریاضی جدید براساس تقسیم VRP با پیکاپ و تحویل توسعه دادیم. * یک فرا ابتکاری ترکیبی توسعه داده شده‌است. * فراابتکاری نتایج با کیفیت بالایی تولید می‌کند. * آزمایش‌ها بر روی داده‌های دنیای واقعی، روندها و محدودیت‌های اقدامات فعلی را نشان می‌دهد. در این مقاله، ما یک مشکل معمول در حمل و نقل کانتینرهای داخلی را با توجه به حمل و نقل بارج کانتینرهای دریایی بین یک بندر خشک و مجموعه‌ای از ترمینال‌های بندر مطالعه خواهیم کرد. بارکش‌ها از بندر خشک خارج می‌شوند و از مجموعه‌ای از پایانه‌های دریایی بازدید می‌کنند که در آن کانتینرها باید یا انداخته شوند و یا برداشته شوند. هدف دستیابی به اقتصادهای مقیاس با بارج و اجتناب از حمل و نقل تا حد امکان است. بنابراین این تصمیم شامل یافتن بهترین تخصیص کانتینرها به بارکش‌ها به منظور تضمین تحویل به موقع و رفع محدودیت‌های ظرفیت است. این مساله به عنوان متغیری از مساله مسیریابی وسیله نقلیه با پیکاپ و تحویل همزمان همراه با ویژگی‌های زمانی مدل‌سازی خواهد شد. این مدل شامل پارامترهایی است که می‌توانند برای بهبود استفاده از بارج و مسافت حرکت تنظیم شوند. یک الگوریتم فرا ابتکاری جستجوی محلی ترکیبی، همراه با یک حل‌کننده شاخه و برش، برای حل مدل توسعه داده خواهد شد. آزمایش‌های عددی برای تست عملکرد الگوریتم و ارائه تحلیل راه‌حل برای بینش‌های عملی انجام شده‌است. داده‌های دنیای واقعی از یک اپراتور محلی بارج در منطقه بندر روتردام جمع‌آوری شده‌است و به عنوان ورودی برای آزمایش‌ها استفاده خواهد شد. این امر منجر به تجزیه و تحلیل عمیق شیوه‌های برنامه‌ریزی فعلی خواهد شد. چارچوب پیشنهادی مکمل مدل‌های موجود در ادبیات موضوع بوده و به توسعه مجموعه‌ای جامع از ابزارهای پشتیبانی تصمیم‌گیری کمک می‌کند، که به فرآیند تصمیم‌گیری برای پایانه‌های داخلی کمک می‌کند.

ترجمه شده با