توسعه روز‌افزون شهر نشینی، صنایع و بخصوص صنایع پشتیبانی، جابجایی انسان و کالا را به صورت مسأله‌ای در آورده است که پیچیدگی آن دائماً در حال افزایش می‌باشد. رشد شهری باعث افزایش تقاضا در صنعت حمل و نقل شده که به تبع آن شهرها و صنایع بزرگ را دست به گریبان مشکلات زیادی در زمینه‌های تراکم ترافیکی، آلودگی هوا، اتلاف وقت‌های طولانی در مسیر سفرهای روزانه افراد، افزایش مصرف سوخت و استهلاک وسایل نقلیه و غیره کرده است.

برای حل مشکلات ترافیکی و مسایل اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی ناشی از آن در شهرهای بزرگ، صنایع تولیدی و بخش خدمات نیاز به یک سیستم مجهز و کارآمد حمل و نقل می‌باشد. در نتیجه تقاضای رو به افزایش برای راه‌حل‌هایی که اجرایی باشند و بتوانند تمامی منافع پیش‌بینی شده از جمله صرفه‌جویی در هزینه‌ها را با در نظر گرفتن حداکثر سرویس و استفاده بهینه از سرمایه و تجهیزات را حاصل نمایند وجود دارد. حمل و نقل داخل سازمانی، مسیر حرکت اتوبوس‌ها، سرویس‌های مدارس، سیستم‌های توزیع و نگهداری پخش پول و سرویس‌های بانکی و جمع‌آوری ضایعات صنعتی و غیره از جمله مسایلی هستند که می‌توان به آنها اشاره کرد.

برنامه ریزی حمل و نقل، امروزه یکی از زمینه‌های اساسی و مطرح در شاخه‌های مختلف علوم همانند تحقیق در عملیات، مهندسی صنایع و مهندسی عمران می‌باشد. هدف عمده این رشته، کمینه‌سازی هزینه حمل و نقل کالا و مواد بین دو سطح تولیدکننده و مصرف کننده می‌باشد، به طوری که تقاضای هر مصرف‌کننده باید توسط تولیدکنندگان ارضاء گردد. در این حالت با توجه به نوع مسأله مورد نظر عواملی همانند طول مسیر، کیفیت مسیر از لحاظ ساختاری و محیطی، ترافیک مسیر، گنجایش وسایل نقلیه و غیره مد نظر قرار می‌گیرند. چنانچه علاوه بر دو سطح تولید کننده و مصرف کننده، سطوح میانی نیز وجود داشته باشند، به آن شبکه حمل و نقل گفته می‌شود. به عنوان نمونه مسیریابی اتوبوس‌های داخل شهری حالت خاصی از شبکه حمل و نقل می‌باشد.

1-2- ضرورت و اهمیت برنامه‌ریزی حمل‌ونقل

حمل و نقل یکی از بخش‌های عمده و مهم، از اقتصاد هر کشوری به شمار می‌رود و همچنین یکی از مهمترین بخش‌های تشکیل دهنده هزینه تمام شده محصولات نهایی است. توسعه روز افزون شهر‌نشینی، صنایع و بخصوص صنایع پشتیبانی، جابجایی انسان و کالا را بصورت مسأله‌ای در آورده‌است که پیچیدگی آن دائماً در حال افزایش است. رشد شهری باعث افزایش فزاینده تقاضا در صنعت حمل‌ونقل شده که به تبع آن شهرها و صنایع بزرگ را دست به گریبان مشکلات زیادی در زمینه‌های تراکم ترافیکی، آلودگی هوا، اتلاف وقت طولانی در مسیر سفرهای روزانه افراد، افزایش مصرف سوخت و استهلاک وسایل نقلیه و غیره کرده است. برای حل مشکلات ترافیکی و مسایل اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی ناشی از آن در شهرهای بزرگ، صنایع تولیدی و بخش خدمات نیاز به یک سیستم مجهز و کارآمد حمل‌ونقل دارند. در نتیجه تقاضای رو به افزایش برای راه‌حل‌هایی که اجرایی بوده و بتواند تمامی منافع پیش‌بینی‌شده از جمله صرفه‌جویی در هزینه‌ها را با در نظر گرفتن حداکثر سرویس و استفاده بهینه از سرمایه و تجهیزات حاصل نماید، وجود دارد. نظافت خیابان‌ها، حمل‌ونقل داخل سازمانی، مسیرحرکت اتوبوس ها، سرویس مدارس، سیستم‌های توزیع و نگهداری پخش پول و سرویسهای بانکی و جمع آوری ضایعات صنعتی و غیره ازجمله مسایلی است که می توان به آن اشاره کرد.

در دهه‌های اخیر نتایج سودمندی در پروژه‌های بهینه‌سازی، بر مبنای روش‌های تحقیق در عملیات و برنامه‌ریزی ریاضی، در مدیریت موثر تدارک کالا و خدمت‌رسانی سیستم‌های توزیع دیده شده است. تعداد زیادی از کاربردهای واقعی جهانی، هم در آمریکای شمالی و هم در اروپا، بطور وسیع نشان داده که استفاده از روال‌های کامپیوتری برای برنامه‌ریزی فرآیند توزیع، صرفه‌جویی قابل توجهی را (معمولاً بین 5% تا 25%) در هزینه‌های عمومی حمل‌ونقل موجب می‌شود. در واقع، فرآیند حمل‌ونقل شامل همه مراحل سیستم‌های تولید و توزیع است. موفقیت بهره‌برداری از تکنیک‌های تحقیق در عملیات مدیون پیشرفت سیستم‌های کامپیوتری هم از نظر سخت‌افزار و هم از نظر نرم‌افزار و افزایش یکپارچگی سیستم‌های اطلاعاتی فرآیندهای تولید و تجاری است. فاکتور دیگر موفقیت که دارای اهمیت فوق العاده‌ای است، پیشرفت ابزارهای مدل‌سازی در سال‌های اخیر است. در واقع، مدل‌های پیشنهاد شده همه مشخصه‌های مسایل توزیع در کاربردهای واقعی، و الگوریتم‌های متناظر و اجراهای کامپیوتری را به حساب آورده و جواب‌های خوبی را برای نمونه‌های واقعی‌ جهانی در مدت زمان معقول پیدا می کند. (تاث وهمکاران،2002).

1-3- حمل‌ونقل در ایران

بخش حمل‌ونقل نیز به عنوان یکی از زیر بخش‌های مهم اقتصادی کشور که تولید آن به قیمت‌های ثابت دارای نرخ رشد بالاتری نسبت به نرخ رشد اقتصاد ملی بوده است، نیاز به توجه بیشتری در نظام مدیریتی کشور دارد. بررسی داده‌های آماری حساب های ملی در بازه ی بین دو مقطع زمانی 1370 تا 1386 نشان می دهد که در این دوره زمانی سهم فعالیت‌های حمل و نقل از تولید ناخالص ملی افزایش یافته است. افزایش سهم نسبی بخش حمل و نقل، انبارداری و ارتباطات از این عملکرد در سطح ملی 8/2 درصد بوده است. جدول (1-1)، مقایسه ارزش حمل و نقل در تولید ناخالص ملی در کشور در سال‌های 1370 تا 1386 را نشان می‌دهد. (شریعت،2004).

 بدین ترتیب، در روند تحولات اقتصادی، بخش حمل‌و‌نقل در سال‌های پس از انقلاب، بخصوص حمل‌و‌نقل زمینی، برجستگی بیشتری یافته و تکیه‌گاه اصلی جابجایی بار و مسافر بوده است، لذا با توجه به حجم بالای ارزش افزوده این بخش، اهمیت بیش از پیش بررسی و برنامه‌ریزی حمل و نقل در ایران به منظور تقلیل بخشی از هزینه‌های مربوطه احساس شده و برخورد علمی و منطقی با این مبحث مهم، امری ضروری است.