Demiryolu araçları manevra problemi: TCDD marşandiz gar manevra alanı uygulaması
Shunting problem in railways: An application to Turkish state railways at marşandiz station shunting area
Yazar: GÜLSÜM DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RİFAT AYKUT ARAPOĞLU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Ülkemizde demiryolu ile yük ve yolcu taşımacılığı Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları (TCDD) işletmesi tarafından sağlanmaktadır. Demiryolu yük taşımacılığının en zorlu bileşenlerinden biri olan manevra alanlarında, trenlerin kabul ve sevk işlemleri gerçekleştirilmekte olup bu faaliyetler yüksek maliyetli, uzun zaman alan ve emek yoğun işlemlerdir. Manevra alanlarında tren-zaman çizelgesine göre gerçekleştirilen temel işlemler; gelen vagonlarının manevra alanına varış yaptıkları tren teşkilinden ayrıştırılması, giden vagonlarla eşleştirilmesi ve giden tren teşkilini oluşturmak üzere yeniden birleştirilmesidir. Bu işlemler gelen vagonların paralel manevra hatlarına atanması yoluyla yapılır. Gelen vagonların manevra hat uzunluklarını aşmayacak ve bloklamayı önleyecek şekilde hatlara atanması problemi literatürde Demiryolu Aracı Manevra Problemi (DAMP) olarak bilinmektedir. DAMP'nin amacı toplam manevra maliyetinin en küçüklemektir.
Bu çalışmada, TCDD idaresinde Ankara ili Marşandiz Gar'daki gerçek bir problem DAMP olarak ele alınmış ve Schrijver (2003) modeli temel alınarak bir Tamsayılı Doğrusal Programlama (TDP) modeli oluşturulmuştur. Bu model GAMS yazılımı kullanılarak kodlanmış ve çözülmüştür. Çözüm sonucunda ulaşılan manevra maliyeti ile mevcut durumda katlanılan maliyetler karşılaştırıldığında manevra maliyetinin mevcut duruma göre %17 daha düşük olduğu görülmüştür. Ayrıca,  farklı vagon sıralamaları ile türetilen 12 problem çözülmüş, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Benzer şekilde, farklı ikili hatlar kullanılarak türetilen 15 problem de çözülmüştür.   

Anahtar Kelimeler: Demiryolu Yük Taşımacılığı, Demiryolu Aracı Manevra Problemi, Tamsayılı Doğrusal Programlama

Abstract:
Passenger and freight transportation in Turkey is handled by state owned Turkish State Railways (TCDD). One of the most challenging components in rail freight transportation is shunting field where inbound trains are accepted in, and outbound trains depart from and also the processes in this field are highly expensive, time consuming and labor intensive. Fundamental operations according to timetable in shunting field include decoupling of inbound cars coming from inbound trains then matching and recoupling of inbound cars to outbound cars. These operations are performed by assigning the incoming cars to a limited number of parallel shunting tracks. The problem of determination of shunting movements under the constraints of the shunting track capacity and car blocking/crossing constraints is known as "The train unit shunting problem" in the literature.  In this problem, the objective is to minimize the total shunting cost associated with the shunting movements.
In this study, a real world shunting problem which arose in Marşandiz Gar at central train station in Ankara is modeled as a DAMP and an ILP (Integer Linear Programming) model based on Schrijver (2003) is proposed. The proposed model is coded in GAMS and solved to optimality. The resultant total shunting cost is found to be 17% lower than the actual shunting cost. Moreover, 12 problem instances are generated by using different car sequences and these instances are also solved. Similarly, 15 more instances are generated by considering possible pairs of shunting tracks. 

Keywords: Rail Freight Transportation, Train Unit Shunting Problem, Integer Linear Programming