Sürdürülebilir şehir içi dinamik araç rotalama problemi üzerine bir karar destek sistemi önerisi
A decision support tool for sustainable urban dynamic vehicle routing problem
Yazar: HASAN DÜNDAR
Danışman: DOÇ. DR. MİNE ÖMÜRGÖNÜLŞEN ; DOÇ. DR. MEHMET SOYSAL
Hacettepe Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / İşletme Ana Bilim Dalı / Üretim Yönetimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İşletme = Business Administration
Dizin: Araç yönlendirme problemi = Vehicle routing problem ; Gezgin satıcı problemi = Travelling salesman problem ; Karar destek sistemleri = Decision support systems ; Sürdürülebilirlik = Sustainability ; Yakıt tüketimi = Fuel consumption ; Yeşil lojistik = Green logistic

Özet:
Lojistik sektörü, sürdürülebilirlik çerçevesinde getirilen yasal düzenlemeler ve kısıtlamalar ile şekillendirilmektedir. Söz konusu düzenlemelerden bazıları, araç kullanımına bağlı sera gazları salınımı sorunu, bu gazların insan sağlığına zararlı etkileri, gürültü seviyesindeki artışı ve trafik kazaları gibi tüm olumsuz faktörleri azaltmak üzere alınmaktadır. Bu çalışmada, dinamik şehir içi dağıtım problemleri için sürdürebilir lojistik yönetimi kapsamında kullanılabilecek bir karar destek sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için çalışmanın ilk kısmında, sürdürülebilir şehir içi araç rotalama probleminde temel lojistik amaçları ve performans göstergelerini tanımlamak, literatürde yer alan karar destek modelleri analiz edilmiştir. Literatür taraması sonucuna göre, yeşil veya sürdürülebilirlik göstergelerini dikkate alan çalışmalarda, sera gazı salınımının azalmasının yanı sıra, lojistik maliyetlerinin de önemli oranda azalabileceği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda, sera gazlarını minimize etmek için kullanılan yakıt tüketimi hesaplamalarında, yolların gerçek eğimlerinin dikkate alınmadığı tespit edilmiştir. Bu bulgudan yola çıkarak, çalışmanın ikinci kısmında, gezgin satıcı probleminde, kapsamlı yakıt tüketimi ve dinamik müşteri talebini dikkate almanın performans göstergelerine etkisi araştırılmıştır. Detaylı yakıt tüketimi hesaplamak için gerçek eğimler coğrafi bilgi sisteminden, gerçek mesafe ile hızlar ise, Google haritalardan elde edilmiştir. Detaylı yakıt tüketiminin hesaplanması ile oluşturulan rotalarda ne kadar fayda sağlandığını tespit etmek için; mesafe, seyahat süresi, eğim sıfır olarak kabul edilerek hesaplanan yakıt tüketimi, eğim ortalama olarak kabul edilerek hesaplanan yakıt tüketimi ve gerçekçi eğim dikkate alınarak hesaplanan yakıt tüketimi ile oluşturulan rotaların nümerik analizleri yapılmıştır. Ankara merkez ilçelerdeki 42 adet aile sağlığı merkezlerinden laboratuvar örneği toplama senaryosu için geliştirilen karar destek sistemi, araç yola çıktıktan sonra oluşan talep güncellemelerini (talep ekleme-çıkartma) dikkate alarak rota optimizasyonu yapabilmektedir. Elde edilen sonuçlara göre, gerçek eğim dikkate alınarak yakıt tüketiminin hesaplanması, statik senaryolarda %1,15'e kadar, dinamik senaryolarda %34,15'e kadar yakıt tasarrufu sağlamaktadır. Bu çalışmanın, şehir içi sürdürülebilir araç rotalama problemi ve yakıt tüketimi hesaplama yöntemi konularındaki gelecek çalışmalara rehberlik etmesi açısından, literatüre katkıda bulunacağı düşünülmektedir.

Abstract:
The logistics industry is modified by legal regulations and restrictions introduced within the context of sustainability. These regulations are taken to reduce all negative factors such as greenhouse gas emission problems related to vehicle use, harmful effects of these gases on human health, an increase in noise level and traffic accidents. In this study, it is aimed to develop a decision support system that can be used within the scope of sustainable logistics management for dynamic urban distribution problems. To achieve this aim, in the first part of this study, the main logistic objectives and performance indicators in the sustainable urban vehicle routing problem and the decision support models in the literature were analyzed. According to the results of the literature review, it has been observed that in studies taking the green or sustainability indicators into account, logistics costs might be reduced significantly in addition to the decrease in greenhouse gas emissions. Also, it was found that the realistic slope of the roads was not considered in the fuel consumption functions employed. In the light of this finding, in the second part of the study, the effects of considering explicit fuel consumption calculation and dynamic customer demand on the performance indicators of the traveling salesman problem were investigated. Realistic road slopes were obtained from the geographic information system and actual distances, and speeds were obtained from Google maps, to calculate an explicit fuel consumption. In order to determine how much benefit was achieved in the routes created by calculating explicit fuel consumption, numerical analysis of the routes created with distance minimization, travel time minimization, fuel minimization by assuming the road slope as zero, fuel minimization by assuming the slope as average, and fuel minimization by assuming the slope as realistic, was made. The decision support system developed for the collection of laboratory samples from 42 family health clinics, in central districts of Ankara, can handle the dynamic requests. It can optimize the routes by taking into account the demand updates (demand addition-subtraction) occurring after the start of delivery operations. According to the results obtained, the calculation of fuel consumption by taking the realistic road slopes into account provides fuel savings of up to 1.15% in static scenarios and 34.15% in dynamic scenarios. It is seen that this study will contribute to the literature in terms of guiding future studies on urban sustainable vehicle routing problem and fuel consumption calculation method.