Hub covering flow problem with hub utilization

Abstract

Taşıma problemleri arasında Ana Dağıtım Üssü (ADÜ) yerleşim problemleri önemli bir yer iş gal etmektedir. Bu türdeki problemlerde ADÜ'ler de dahil ağdaki her düğüm bir taşıma talebinin çıkış veya varış noktası olabilir. ADÜ'leri diğerlerinden farklı kılan ise bu düğümlerin geçiş noktası vazifesi de görmeleri, yani farklı çıkış düğümlerinden taşınarak birleştirilen talebin varış düğümlerine göre ayrıştırılarak gönder ilebilmesini sağlamalarıdır. ADÜ'lerin varlığı taşıma ağının yapısını basitleştirmektedir. Aynı zamanda ADÜ'ler hem taşıma araçlarının kapasitesinin daha iyi kullanılmasını, hem de ADÜ'ler arası büyük hacimlerde taşıma imkânı bulunduğundan birim taşıma maliyetinin düşmesini sağlarlar. ADÜ yerleşim problemleriyle sıklıkla kargo dağıtım, havayolu yolcu taşımacılığı ve telekomünikasyon ağlarının tasarımında karşılaşılır. Bu çalışmada özel bir ADÜ yerleşim problemi olan ADÜ kapsama problemi üzerinde durulmuştur. Bu türdeki problemlerin temel varsayımı mesafe, süre veya maliyet kısıtı nedeniyle ağdaki bazı düğümler arasında doğrudan veya dolaylı bağlantı kurulamayacağıdır. ADÜ kapsama problemi için geliştirilen matematiksel modellerde kapasite kullanımı ve taşıma maliyetleri unsurları genellikle göz ardı edilmiştir. Yazındaki bu boşluğu doldurmak amacıyla determinist çoklu atamalı karışık tam sayılı eniyileme modeli geliştirilmiştir. Önerilen model için farklı model parametrelerindeki değişimin en iyi çözümü nasıl ve ne derecede etkilediği kıyaslama veri kümesi kullanılarak yapılan sayısal deneylerle incelenmiştir. Sonuçta anılan unsurların ADÜ kapsama probleminde dikkate alınmasının ne derece önemli olduğu ortaya konmuş ve pratik çıkarımlar sunulmuştur.

Hub location problems occupy an important place among transportation problems. In such problems, each node in the network including hubs can be the origin or destination point of a transport demand. What makes hubs different from the other nodes is that they also act as transit points, that is, they enable the combined demand moved from different origin nodes to be sent by separating according to destination nodes. The existence of hubs simplifies the structure of the transport network. At the same time, hubs ensure better use of the capacity of transportation vehicles and decreases the unit transportation cost due to the possibility of transporting large volumes between hubs. Hub location problems are frequently encountered in the design of cargo distribution, airline passenger transport and telecommunication networks. In this study, hub-covering problem, which is a special hub location problem, is emphasized. The basic assumption for this type of problems is that some nodes in the network cannot be directly or indirectly connected due to distance, time or cost constraints. Capacity utilization and transportation costs are generally ignored in the mathematical models developed for the hub - covering problem. To fill this gap in the literature, a deterministic multiple assignment mixed integer optimization model has been developed. How and to what extent the change in different model parameters affects the best solution for the proposed model was examined by numerical experiments using a benchmark data set. As a result, it was revealed how important it is to consider the aforementioned elements in the hub -covering problem and practical insights have been provided.