Determining priorities for winter road maintenance operations with the aim of reducing the cost and time of operation

Document Type : Original Article

Authors
Ali Kebriaei 1
Hamid Reza Behnood 2
1 Ph.D., Grad., Department of Civil Engineering, Faculty of Technical and Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Technical and Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
10.22034/road.2026.589181.2517
Abstract
The maintenance of roads in the winter includes many tasks and requires the provision of human and financial resources, and the provision of materials and the deployment of road forces. The overall goal of this research is to obtain winter road priorities based on the opinion of experts so that programs that increase the efficiency of winter maintenance operations and cost management are reviewed and finally we obtain the required items that should be done in Iran. The sample studied in this research is 97 supervising engineers, civil engineers, design engineers and contractors of the private sector and government agencies in Alborz province. The prepared questionnaire is designed in six sections and 16 questions in different sections. In order to investigate the factors affecting the reduction of cost and time in the implementation of winter road operations using the fuzzy hierarchical method, another questionnaire called the expert questionnaire (9-factor AHP questionnaire) has been prepared and designed with the opinion of professors and experts in this field to examine and compare the importance of the criteria of using anti-icing materials, routing C VRP, reducing the life of machines, using global experiences, correct management of machines (cmms) and predicting road conditions relative to each other. Based on the results, the prioritization of the criteria effective in reducing time and cost is, respectively, the use of antifreeze materials, reducing the life of machines, proper management of machines, using global experiences, predicting road conditions and C VRP routing.
Keywords
winter road maintenance
prioritization
fuzzy hierarchical analysis
C VRP routing
- پورمعلم، ناصر (۱۳۹۰). راهنمای مدیریت نگهداری زمستانی راه­ها. وزارت راه و مسکن و شهرسازی.
- جعفری، محمدحسین، حسین­جان­زاده، حسین و دیواندری، حسن (۱۳۹۷). اولویت­بندی گزینه­های تعمیر و نگهداری روسازی راه با رویکرد محدودیت بودجه (مطالعه موردی: محورکلارآباد - عباس آباد). فصلنامه جاده، دوره: 50، شماره: 95، 11-1.
- رحیمی، مهراب، امام قلی بابادی، منوچهر و نیلی پورطباطبائی، سیداکبر (۱۳۹۴). راهداری ونگهداری راه­ها در راه­های روستایی. اولین همایش علمی پژوهشی افق های نوین در علوم جغرافیا و برنامه ریزی، معماری و شهرسازی ایران.
- شهرکی ثانوی، حمیدرضا، حاجی هاشمی، شیوا، محسن رکنی (۱۳۹۵). مدیریت نگهداری زمستانی راه­ها با بکارگیری RWIS  و MDSS و اثرات زیست محیطی. دومین همایش سیستم­های حمل­ونقل هوشمند جاده­ای.
- طباطبایی، سیدعباس و رحمن، سیدعباس (۱۳۸۸).  اهمیت و جایگاه نگهداری راه­ها در ایران. اولین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت زیرساخت­ها.
- قاسمی­نژاد، حسین، جاجرمی، حسن و سرداریان، صفورا (۱۳۹۲). سیستم­های نوین نگهداری زمستانی زیرساخت
حمل­ونقل جاده. کنفرانس بین المللی عمران، معماری و توسعه پایدار شهری.
- مسرورنیا، وجیهه، رشیدی کمیجان، علیرضا (۱۳۹۵). مسیریابی وسایل نقلیه در زنجیره تامین دوسطحی همراه با پنجره زمانی و برنامه­ریزی نیروی انسانی. دومین کنفرانس بین­المللی مهندسی صنایع و مدیریت.
- مصلی­نژاد، مونا (۱۳۸۸). مقایسه روش­های مدیریت – نگهداری زمستانی راه با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی AH. نهمین کنفرانس مهندسی حمل و نقل و ترافیک ایران.
 -Addressing Climatic Uncertainty through Fleet Optimization for Robust Winter Road Maintenance Policy Design. (2024). Journal of Policy Modeling.
  -Blouin, F., Audy, J. F., & Lamghari, A. (2022). Circular Economy in Winter Road Maintenance: A Simulation Study. Sustainability, 14(23), 15635.
-Campbell, J. F., & Langevin, A. (1995).The Snow Disposal Problem in Urban Areas. Transportation Science, 29(2), 104–110.
 -Fink, J., & Loebl, M. (2020). Arc-routing for winter road maintenance. arXiv:2001.08416.
-Fink, J., Loebl, M., & Pelikánová, P. (2020).A New Arc-Routing Algorithm Applied to Winter Road Maintenance. arXiv:2001.10828.
 -Fu, L., & Sayed, T. (2001). Intelligent Snow and Ice Control Technologies for Winter Road Maintenance. Journal of Transportation Engineering.
 -Fu, L., & Usman, T. (2011). Maintenance Scheduling and Optimization of Winter Road Operations. Journal of Transportation Engineering.
 -Gamayanti, N., Alkaff, A., & Mangatas, R. (2015). Optimisasi multi depot vehicle routing problem (MDVRP) dengan variabel travel time menggunakan algoritma particle swarm optimization. JAVA Journal of Electrical and Electronics Engineering, 13(1).
 -Handa, H., & Nagata, T. (2012). Local Search for Winter Road Maintenance Scheduling. Evolutionary Computation.
 -Lorentzen, T. (2020). Climate change and winter road maintenance. Climatic Change, 161, 225–242.doi.org/10.1007/s10584-020-02662-0
 -Malovrh Rebec, K., & Turk, J. (2023). Pathway toward Sustainable Winter Road Maintenance (Case Study). Intech Open.
 -Mbiyana, K., Kans, M., Campos, J., & Håkansson, L. (2023). Literature Review on Gravel Road Maintenance: Current State and Directions for Future Research. Transportation Research Record, 2677(5), 688–705.
 -Nguyen, P. H. D., et al. (2024). Constraint-Based Snowplow Optimization Model for Winter Maintenance Operations. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 179, 103911.
-Ødegård, I., & Klein-Paste, A. (2021). Do We Need a Change in Road Winter Maintenance to Accommodate for Automated Vehicles? Transportation Research Record, 2675(10), 629–639.
-Perrier, N., Langevin, A., & Campbell, J. F. (2006). Vehicle routing for urban snow plowing operations. Transportation Science, 40(1), 87–95.
-Strong, C. K., & Schaefer, J. L. (2002). Optimizing Snow Removal Operations. Public Works Management & Policy.
-Toth, P., & Vigo, D. (Eds.). (2002).The vehicle routing problem. Society for Industrial and Applied Mathematics.
-Xie, Y., Xu, Z., Beazley, W., & Iida, F. (2026). Bi-level RL-Heuristic Optimization for Real-world Winter Road Maintenance. arXiv:2602.24097.
 -Xu, S., Wu, M., Kwon, T. J., & Perchanok, M. (2022). Optimization Models for Snowplow Routes and Depot Locations: A Real-World Implementation. Transportation Research Record, 2676(7), 372–384.
 -Yu, Z. (2010). Winter Road Maintenance Resource Allocation Models. University of Missouri.