Tam kamyon yüklü araç rotalama problemi varyantları için sütun üretimi temelli kesin çözüm yöntemlerinin geliştirilmesi ve uygulaması
Development and application of column generation-based exact solution methods for variants of the full truckload routing problem
- Tez No: 1012844
- Danışmanlar: PROF. DR. RIZVAN EROL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Araç rotalama problemi, kesin algoritma, sütun üretimi, yapı sezgiseli, vehicle routing problem, exact algorithm, column generation, construction heuristic
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern taşımacılık sistemleri, artan yakıt maliyetleri, değişen çevresel düzenlemeler ve araç türlerinin çeşitlenmesi nedeniyle giderek daha karmaşık hâle gelmektedir. Bu nedenle, malların ve malzemelerin etkin bir şekilde taşınması dikkatli bir planlama ve çizelgeleme gerektirmektedir. Toplam operasyonel maliyetleri en aza indirmek amacıyla araç ataması, güzergâh belirleme ve sürücü yönetimine ilişkin stratejik kararların verilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada üç adet tam kamyon yükü dağıtım problemi incelenmektedir. Gerçek hayattaki uygulamalara yakınlığı sağlamak amacıyla yerel bir lojistik firmasının sıvı bazlı taşımacılık operasyonları analiz edilmiştir. İlk problem, birden fazla zaman penceresi, dorse türleri, müşteri kategorileri, ürün türleri, sınırlı kapasiteli heterojen bir filo, birden fazla depo ve yükleme, boşaltma ve yıkama gibi operasyonel faaliyetleri içeren geniş bir kısıt kümesi altında toplam taşıma maliyetlerinin minimize edilmesini amaçlamaktadır. Ayrıca güzergâhlar üzerindeki gereksiz bekleme sürelerinin azaltılması da optimizasyon sürecine dâhil edilmiştir. İkinci problem, uzun mesafeli taşımacılıkta fizibiliteyi sağlamak amacıyla sürücülerin dinlenme–mola–sürüş düzenlemelerini de modele ekleyerek ilk problemi genişletmektedir. Üçüncü problem ise liman operasyonlarına odaklanmakta olup, gemilerden sürekli boşaltma işlemleri ile araç rotalama ve sürücü çizelgelemesi tek bir bütünleşik optimizasyon çerçevesi içinde birlikte ele alınmaktadır. Bu problemleri çözmek için, araç rotalama gibi büyük ölçekli bölümlendirme problemleri için uygun olan ve diğer kesin yöntemlere kıyasla makul hesaplama süreleri içinde küçük optimalite boşlukları üretebilen sütun üretimi yöntemine dayalı bir kesin algoritma kullanılmaktadır. Yapıcı bir sezgisel algoritma ile başlangıç sütunları elde edildikten sonra, sütun üretimi çerçevesi etiket ayarlama algoritması ve sezgisel sütun üretimi, çift yönlü arama, ng-rotasyon gevşetmesi ve seçici alt problem çözümü gibi çeşitli hızlandırma teknikleriyle uygulanmıştır. Her bir problem örneği için gerçekleştirilen hesaplamalı deneyler sonucunda, %1'in altında optimalite boşluklarına makul çözüm süreleri içinde ulaşıldığı gösterilmiştir. Ayrıca ilgili girdi veri setlerine dayalı olarak ayrıntılı bir hesaplama süresi analizi de sunulmaktadır.
Özet (Çeviri)
With modern transportation systems becoming increasingly complex due to rising fuel costs, changing environmental regulations, and the diversification of vehicle types, the efficient movement of goods and materials over transportation networks requires careful planning and scheduling. Strategic decisions concerning vehicle assignment, routing, and driver management must be made in order to minimize total operational costs. In this study, three full truckload delivery problems are investigated. To ensure practical relevance, liquid-based transportation operations of a local logistics firm are analyzed. The first problem aims to minimize total transportation costs under a wide range of constraints, including multiple time windows, trailer types, customer categories, product types, a heterogeneous fleet with limited capacity, multiple depots, and operational activities such as loading, unloading, and washing. The reduction of unnecessary waiting times along routes is also incorporated into the optimization process. The second problem extends the first by incorporating drivers' rest–break–drive regulations in order to ensure feasibility over long-haul transportation. The third problem focuses on port operations, where continuous ship unloading and vehicle routing with driver scheduling are jointly considered within a single integrated optimization framework. To solve these problems, an exact algorithm based on the column generation method is employed, as it is well suited for large-scale partitioning problems such as vehicle routing and is capable of producing small optimality gaps within reasonable computational times compared to other exact approaches. Following the generation of initial columns using a construction heuristic, the column generation framework is implemented with a label-setting algorithm and several acceleration techniques, including heuristic column generation, bidirectional search, ng-route relaxation, and selective subproblem solving. Computational experiments conducted for each problem instance demonstrate that optimality gaps below 1% are achieved within reasonable solution times. Additionally, a detailed computational time analysis is provided based on the corresponding input datasets.
Benzer Tezler
- Dinamik tam kamyon yüklü araç rotalama probleminin ajan tabanlı yaklaşım ile çözülmesi
Solving dynamic full truckload vehicle routing problem using an agent-based approach
SELİN ÇABUK
Doktora
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIZVAN EROL
- Optimization of road freight operations of a third-party logistics carrier
Üçüncü-parti bir lojistik taşıyıcısının karayolu nakliye operasyonlarının optimizasyonu
ONUR CAN SAKA
Doktora
İngilizce
2020
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKoç ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği ve Operasyon Yönetimi
PROF. DR. FATMA SİBEL SALMAN
- Parallel hybrid electric truck design
Paralel hibrit elektrikli kamyon tasarımı
ONURCAN DARICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN TAHA ŞEN
- Investigation of the effects of inter-leaf friction on leaf spring damping characteristics via multi-body simulation
Yaprak yaylarda katlar arası sürtünmenin süspansiyon sönüm karakteristikleri üzerine etkilerinin çokcisimli simülasyon yöntemi ile irdelenmesi
YUNUS EMRE ERGİNSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN
- Fuzzy logic based clutch torque curve detection algorithm for heavy duty vehicles
Ağır hizmet araçları için bulanık mantık tabanlı debriyaj tork eğrisi belirleme algoritması
OGÜN CANTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU