پایان نامه ارشد : بهینه سازی مکان شمارنده های ترافیکی جهت دستیابی به چگونگی توزیع

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی صنایع

گرایش : سیستم­های اقتصادی اجتماعی

عنوان : بهینه سازی مکان شمارنده های ترافیکی جهت دستیابی به چگونگی توزیع

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

 

رشته: مهندسی صنایع-سیستم­های اقتصادی اجتماعی

 

عنوان:

بهینه سازی مکان شمارنده های ترافیکی جهت دستیابی به چگونگی توزیع
سفر میان نواحی ترافیکی

 

اساتید راهنما:

پروفسور ایرج مهدوی

دکتر بابک شیرازی

استاد مشاور:

دکتر صابر شیری پور

1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در هر اجتماع انساني در مكانهاي گوناگون چه شهري يا روستايي ايجاد امكانات آمد و رفت از ضروريات اجتناب ناپذير به شمار مي آيد و در اين حركتها نيز سعي بر اين است كه با حمل مايحتاج انسان مسائل مورد نظر را نيز حل نمايند. حال اگر سيستمي استوار پديد آيد كه بتواند اين رفت و آمدهاي انساني و حمل كالاهاي مورد نياز آنها را در اين فضا به صورت صحيح تنظيم نمايد ، مي توان از يك برنامه ريزي حمل و نقل صحبت به ميان آورد . برنامه ريزي حمل ونقل  شهري يك ارزيابي مداوم برنامه هاي حمل و نقل براي رسيدن به اهداف و مقاصد توسعه تمام يك استان و يك جامعه شهري است ، به عبارت ديگر برنامه ريزي حمل ونقل فن نظام يافته اي از تجزيه و تحليل عناصر حمل ونقل و ترافيك است كه هدف آن ايجاد ايمني در سيستم حمل و نقل كار آمد و ناسب در ارتباط با نيازهاي جاري و آينده و اولويتهاي جامعه مي باشد .در این پژوهش سعی داریم با استفاده از ابزار برنامه ریزی حمل ونقل مکان های مناسب برای نصب شمارنده های ترافیکی جهت دستیابی به تقاضای سفر در شبکه حمل و نقل شهری بررسی  کنیم.

 

کلمات کلیدی:

ماتریس مبدا-مقصد تقاضای سفر ، مدل های مکان یابی ، مکان یابی شمارنده های ترافیک

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

فصل اول : كليات تحقيق و ساختار پايان نامه…………………………………………………………… 8

  • ضرورت و اهداف برنامه ریزی حمل و نقل شهری………………………………. 9
  • ضرورت آگاهی از تقاضای سفر برای برنامه ریزی شهری……………………. 10
  • تعریف مساله……………………………………………………………………………. 14
  • محتویات ………………………………………………………………………………… 14

1-4-1 فصل اول : کلیات تحقیق……………………………………………………. 19

1-4-2  فصل دوم : ادبیات موضوعی و پیشینه ی تحقیق………………………. 19

1-4-3  فصل سوم : روش تحقیق………………………………………………….. 19

1-4-4  فصل چهارم : نتایج تحقیق………………………………………………. 19

1-4-5  فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………… 19

 

فصل دوم: ادبیات موضوعی و پیشینه ی تحقیق………………………………………………………. 22

  • مقدمه……………………………………………………………………………………… 23
  • روش های مدل کردن ترافیک……………………………………………………….. 24
  • تخمین ماتریس تقاضای مبدا-مقصد با استفاده از رویکرد آماری…………. 30
    • حداکثر احتمال……………………………………………………………… 30
    • حداقل مربعات عمومی………………………………………………….. 31
    • استنباط بیزین……………………………………………………………… 33

2-4     تعیین تعداد و محل شمارشگرهای ترافیکی………………………………………. 35

فصل سوم: ارائه مدل ریاضی……………………………………………………………………………… 45

  • مقدمه……………………………………………………………………………………… 46
  • تعریف مسئله……………………………………………………………………………. 46
  • ارایه ی مدل ریاضی پیشنهادی………………………………………………………. 48
    • اندیس­ها…………………………………………………………………….. 48
    • پارامترها…………………………………………………………………….. 48
    • متغیرهای تصمیم­گیری…………………………………………………… 49
    • مدل ریاضی………………………………………………………………… 49
    • تحلیل مدل…………………………………………………………………. 50

فصل چهارم: محاسبات و یافته­های تحقیق……………………………………………………………… 52

  • مقدمه……………………………………………………………………………………… 53
  • مثال عددی……………………………………………………………………………….. 53

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات آتی……………………………………………………………….. 56

  • نتیجه­گیری……………………………………………………………………………….. 57
  • پیشنهادات آتی………………………………………………………………………….. 58

منابع………………………………………………………………………………………………………………. 59

منابع فارسی………………………………………………………………………………………………… 59

منابع لاتین………………………………………………………………………………………………….. 59

 

    

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                         صفحه

فصل چهارم

جدول (4-1) کمان های بهینه مثال عددی شبکه حمل و نقل…………………………………………… 53

 

جدول(4-2) مؤلفه های ماتریس تقاضای سفر اولیه………………………………………………………. 54

جدول (4-3) مؤلفه­های ماتریس تقاضای سفر تخمینی………………………………………………….. 54

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                      صفحه                

فصل اول

شکل(1-1)شبکه کوچک برای اثبات وجود ماتریس تقاضای سفر چندگانه……………………….. 17

فصل دوم

شکل(2-1)اهمیت جریان خالص و ناخالص با توجه به قانون 3 یانگ……………………………….. 38

شکل(2-2)نمودار میانگین اطلاعات زوج مبدا-مقصد w  با توجه به احتمال سفر آن……………… 41

فصل سوم

شکل(3-1)مثال شبکه ساده برای بررسی مساله تکرار لینک …………………………………………… 50

فصل چهارم

شکل(4-1)شبکه حمل و نقل مورد بررسی………………………………………………………………… 53

 

فصل اول

کلیات تحقیق

 

 

1-1- ضرورت و اهداف برنامه­ريزي حمل­و­نقل شهري

رشد و توسعه­ي جوامع شهري، سبب افزايش نياز اين جوامع به خدمات همگاني و اجتماعي شده­است. انجام بسياري از فعاليت­هاي اجتماعي و اقتصادي نيازمند تسهيلات حمل­ونقلي است. شهرها براي خدمات حمل­ونقل تا حدود زيادي به سيستم خيابان­هاي خود متکي هستند. اين سيستم­ها براي جواب­گويي به تقاضاي فزاينده­ي ترافيک اتومبيل­ها، ترافيک تجاري، حمل­ونقل عمومي، دسترسي به زمين­هاي اطراف و همچنين پارکينگ­ها، هميشه در حال تحمل بار اضافي هستند.

تسهيلات حمل­ونقل نياز اساسي يک جامعه براي رشد و توسعه است. با توجه به سرمايه­ي عظيم لازم براي انواع پروژه­هاي شهري، نتايج عدم برنامه­ريزي مناسب از هميشه حادتر شده است. اين موضوع، لزوم توجه به برنامه­ريزي صحيح در حيطه حمل­ونقل را مورد تأکيد قرار مي­دهد. عدم برنامه­ريزي صحيح بخش حمل­ونقل مي­تواند خسارت­هاي زيادي  را بر روي توسعه­ي شهر، منطقه و حتي يک کشور داشته­باشد. به­عنوان مثال در ترافيک شهري مشکلات عديده و محسوسي وجود دارد که لزوم توجه به برنامه­ريزي حمل­ونقل را نمايان مي­سازد؛ خيابان­هاي شلوغ، آلودگي هواي شهرها، تصادف­هاي ترافيکي و خسارت­هاي مالي و جاني حاصل از تصادف­ها، راه­بندان­ها، بهم خوردن نظم و آرامش مراکز مسکوني و درماني، ايجاد استرس و فشار روحي، اشکال در دسترسي مناطق مختلف و . . .. همه­ي اين موارد لزوم برنامه­ريزي حمل­ونقل را در سطح شهري و برون­شهري روشن مي­سازد.

در مباحث مربوط به حمل­ونقل، منظور از برنامه­ريزي فرآيند يا فعاليتي است که طي آن اقدامات لازم احتمالي براي آينده جهت سوق دادن يک مجموعه يا سيستم حمل­ونقلي به سوي يک وضعيت دلخواه مورد بررسي قرار مي­گيرد. وضعيت دلخواه يادشده مي­تواند به يک­سري اهداف مثبت در آينده و يا پيشگيري از ايجاد مسائل و مشکلات در آينده را شامل گردد. اين فرآيند در نهايت منجر به اتخاذ تصميم و سپس انجام اقدامات مؤثر در راستاي تحقق و حصول اهداف و وضعيت دلخواه مي­گردد.

هدف از برنامه­ريزي سيستم­هاي حمل­ونقل، طراحي نزديک به بهينه­ي مجموعه تسهيلات حمل­ونقل موجود و روش­هاي به­کارگيري آن­هاست. همچنين هدف ديگر برنامه­ريزي سيستم­هاي حمل­ونقل، به­کارگيري تسهيلات حمل­ونقل جديد در آينده است، به­گونه­اي که با توجه به تسهيلات حمل­ونقل موجود، اهداف مورد نظر به بهترين وجه ممکن ارضا گردند.

مهم­ترين موضوعي که در برنامه­ريزي حمل­ونقل وجود دارد، ارتباط آن با آينده و به عبارت ديگر آينده­نگري در آن است، زيرا يک فعاليت برنامه­ريزي مربوط به اقداماتي است که در زمان­هاي مختلف در آينده انجام خواهدگرفت و بين زمان انجام اقدام و زماني که نتايج و تأثيرات آن احساس مي­شود، ممکن است يک فاصله­ي زماني نسبتاً طولاني وجود داشته باشد. اين فاصله به عوامل زيادي از قبيل موضوع و مقادير کمي و کيفي اقدام مورد نظر بستگي دارد.

فرآيند پيش­بيني سفر يکي از پرکاربردترين قسمت­هاي برنامه­ريزي حمل­ونقل است. اين فرآيند مختص برنامه­ريزي حمل­ونقل شهري و برون­شهري بوده و به­کارگيري آن در برنامه­ريزي حمل­ونقل با توجه به اطلاعات مؤثر و آناليز دقيق مي­تواند به عنوان يک شاخص پيش­بيني براي توسعه­ي آينده به­کار گرفته­شود. فرآيند پيش­بيني سفر داراي يک ساختار عمومي است که بر اساس تجربه و آزمايش به­دست آمده­است، و درواقع ساختار کلي اين مدل نتيجه­ي جربيات و مطالعات دهه­ي 60 ميلادي بوده که در دهه­هاي بعد هم تغيير چنداني نکرده­است.

 

1-2- ضرورت آگاهي از تقاضاي سفر براي برنامه­ريزي شهري

تحليل و طراحي سيستم­هاي حمل­ونقل نيازمند تخمين تقاضاي فعلي و پيش­بيني تقاضاي آينده مي­باشد. اين تخمين­ها و پيش­بيني­ها مي­تواند با استفاده از منابع اطلاعاتي و روند­هاي آماري به­دست­آيند. شرط برنامه­ريزي درست در حيطه­ي حمل­ونقل شهري چه در سطح استراتژيک و چه در سطح کارکردي آگاهي از تقاضاي حمل­ونقل را مي­طلبد. به­عبارت ديگر، برنامه­ريزي حمل­ونقل شهري بدون آگاهي از تقاضاي سفر اگر ناممکن نباشد بسيار دور از ذهن است. اطلاعات مربوط به تقاضاي سفر منطقه­ي مورد مطالعه، در ماتريسي تحت عنوان ماتريس تقاضاي سفر مبدأ-مقصد ذخيره مي­شود. براي داشتن تعريفي از اين ماتريس مي­توان گفت: ماتريسي که هريک از مؤلفه­هاي آن تعداد سفر از يک ناحيه­ي ترافيکي به ناحيه­ي ديگر براي هدف سفر خاص در يک دوره­ي زماني مرجع (براي مثال ساعت پيک، متوسط روز و …) را نشان دهد، ماتريس تقاضاي سفر و يا اصطلاحاً ماتريس تقاضاي مبدأ-مقصد ناميده مي­شود. اين ماتريس را مي­توان  مهم­ترين ورودي براي مسائل برنامه­ريزي و طراحي سيستم­هاي حمل­ونقل دانست. اطلاعات تقاضاي سفر مبدأ-مقصد، مهندسين ترافيک را در شناسايي تقاضاي سفر روي تسهيلات موجود و يا آتي حمل­ونقل، کافي بودن پارکينگ­ها و ترمينال­ها، کافي بودن تسهيلات حمل­ونقل عمومي موجود، بهترين محل براي پل­ها و ترمينال­هاي جديد، اطلاعات مورد نياز براي برنامه­ريزي، تعيين محل و طراحي سيستم خيابان­هاي جديد، سيستم بزرگراه­ها و آزادراه­ها، راه­هاي جديد و توسعه­ي آن­ها، اطلاعات لازم براي برنامه­ريزي، مکان­يابي و طراحي يا توسعه­ي سيستم­هاي حمل­ونقل عمومي، اولويت­هاي اجرائي و راه حل­هاي اقتصادي براي برنامه­هاي توسعه و . . . کمک مي­نمايد.

قبل از فرآيند پيش­بيني سفر ابتدا بايد به منطقه­بندي و ناحيه­بندي محدوده­ي مورد مطالعه پرداخت:

  • منطقه­بندي: از اولين گام­هايي که در انجام مطالعات سيستم­هاي حمل­ونقل و سرمايه­گذاري­هايي که اثرات اقتصادي، اجتماعي و زيست­محيطي عمده­اي را بر محيط اطراف خود مي­گذارد، تعيين محدوده­ي جغرافيايي است که حوزه­ي نفوذ سيستم­ها و سرمايه­گذاري­هاي مالي را در بر مي­گيرد. از نظر تئوري وسعت اين منطقه نامحدود است، ولي در عمل مي­توان محدوده­اي را براي اثرات مورد مطالعه شناسايي کرد که اثرات سرمايه­گذاري مورد نظر در خارج از آن قابل چشم­پوشي باشد. بزرگي اين محدوده چنان است که عمده اثرات مورد بررسي را در بر داشته­باشد، و همچنين انجام مطالعه را از نظر صرف وقت و هزينه ممکن سازد.
  • ناحيه­بندي: براي برنامه­ريزي حمل­ونقل بايد اطلاعات اقتصادي، اجتماعي و حمل­ونقلي مربوط به نقاط مختلف توليد و جذب سفر در منطقه­ي مورد مطالعه تعيين گردد. ولي در عمل تعداد اين نقاط توليد و جذب سفر در منطقه بسيار زياد است، بنابراين با مشکلاتي در گردآوري و تحليل اطلاعات مواجه خواهيم بود. براي رفع اين مشکلات بايد منطقه­ي مورد مطالعه را به تعدادي نواحي ترافيکي تقسيم­بندي نمود. سپس براي هر ناحيه مي­بايست جمعيت، وضعيت اجتماعي، اقتصادي، تجهيزات وکاربري­ها و . . . به­دست آيند. براي مرزبندي ناحيه­ها رعايت ضوابطي ضروري است، که مهم­ترين آن­ها ذيلاً آورده­شده­است:

– هم­گوني: از آن­جايي که ناحيه­بندي نوعي گروه­بندي از واحدهاي آماري است، از اين­رو ناحيه­ها بايد از نظر داخلي (درون­گروهي) هم­گون و از نظر خارجي (برون­گروهي) ناهمگون باشند.

– هم­وزني در توليد و جذب سفر که باعث افزايش دقت در مدل­سازي مي­شود.

– دسترسي آماري: ناحيه­ها بايد چنان اختيار شوند که آمار و اطلاعات مستمر مانند جمعيت، اشتغال و ديگر اطلاعات مربوطه به سادگي قابل دسترس باشند.

– حجم محاسبات: تعداد ناحيه­ها بايد چنان باشد که حجم محاسبات آن­ها امکان­پذير و معقول باشد.

بعد از انجام گام­هاي منطقه­بندي و ناحيه­بندي مي­توان به فرآيند پيش­بيني سفر پرداخت. به­طور کلي اين فرآيند به صورت دنباله­اي از چهار مدل زير مورد استفاده قرار مي­گيرد [1] :

1-  مدل توليد سفر (تصميم براي انجام سفر به­منظور رسيدن به يک هدف مورد نظر)

2-  مدل توزيع سفر (انتخاب مقاصد سفرهاي توليد شده از هر ناحيه)

3-  مدل انتخاب گونه­ي سفر (انتخاب وسيله­ي نقليه براي انجام سفر)

4-  مدل تخصيص سفر (انتخاب مسير سفر)

در اولين مرحله، به برآورد تعداد سفرهاي توليد شده در اين نواحي پرداخته مي­شود. در مرحله­ي بعد با استفاده از مدل­هاي توزيع سفر، سفرهاي توليد شده در هر ناحيه به ساير نواحي توزيع مي­شوند. اطلاعات اين دو مرحله باعث ايجاد ماتريس تقاضاي سفر مبدأ-مقصد مي­گردد. در مرحله­ي سوم به کمک مدل­هاي انتخاب گونه­ي سفر، تقاضاي سفر بين هر زوج مبدأ-مقصد به گونه­هاي مختلف سفر اختصاص مي­يابند، و در نهايت در مرحله­ي آخر به کمک مدل­هاي تخصيص ترافيک، ماتريس تقاضاي سفر به شبکه­ي حمل­ونقل اختصاص مي­يابد و به تبع آن حجم جريان کمان­هاي شبکه­ي حمل­ونقل بدست مي­آيد.

در تحليل مسائل حمل­ونقل شهري، مدل­هاي ياد شده در بالا  نقش اساسي بازي مي­کنند. اطلاعات مربوط به مدل­هاي توليد و توزيع سفر در ماتريس تقاضاي مبدأ-مقصد نشان داده مي­شود، که اين اطلاعات به دو طريق مستقيم و غيرمستقيم قابل به­دست­آوردن مي­باشند.

روش­هاي مستقيم گردآوري اطلاعات خود به سه گروه دسته­بندي مي­گردند.

  • روش­هاي مشاهده­اي: اين گروه از روش­ها با مشاهده­ي وضع ترافيک و برداشت اطلاعات لازم از اين مشاهدات به برآورد حجم سفرهاي مبدأ-مقصد مي­پردازند. نمونه­اي از اين روش­ها ثبت شماره­ي وسايل نقليه است.
  • روش­هاي پرسشنامه­اي: اين گروه از روش­ها اطلاعات مورد نياز را از طريق توزيع پرسشنامه گردآوري مي­کنند و مي­توان آن­ها را به سه دسته­ي توزيع پرسشنامه در مبدأ سفر (ارسال کارت پستي به آدرس صاحب وسيله­ي نقليه)، توزيع پرسشنامه در مقصد سفر و توزيع پرسشنامه در حين انجام سفر دسته­بندي کرد.
  • روش مصاحبه­ي حضوري: اطلاعات مورد نياز در اين روش از طريق مصاحبه از افراد جامعه آماري به­دست مي­آيد. همچون روش پرسشنامه­اي، اين روش نيز به سه دسته­ي مصاحبه در مبدأ سفر (مصاحبه با ساکنين مکان­هاي مسکوني)، مصاحبه در زمان سفر (مصاحبه با رانندگان وسائل نقليه در کنار جاده­ها) و مصاحبه در مقصد سفر (شامل مصاحبه با خريداران در مراکز خريد، دانش­آموزان در مدارس و کارکنان در محل کار) دسته­بندي مي­گردد.

اگرچه اين روش داراي معايب زيادي از جمله صرف وقت و هزينه بسيار زياد مي­باشد، ولي با اين وجود به علت اين­که ساختار سفرها، بين مبادي و مقاصد شکل مي­گيرد، ناگزير انجام مطالعات جامع براي منطقه­ي مورد مطالعه ضروري مي­باشد. از طرفي با توجه به هزينه­ي بالاي جمع­آوري اطلاعات مربوط به تقاضاي سفر از طريق روش مستقيم، جمع­آوري اين­گونه اطلاعات در فواصل زماني کوتاه ميسر نيست. لذا براي اصلاح و به­روزرساني ماتريس تقاضاي سفر روش­هاي غير مستقيم مورد توجه پژوهشگران قرارگرفته­است، که اين روش­ها خود بر دو نوع­اند:

  • به­دست آوردن ماتريس تقاضاي سفر به کمک مدل­هاي ساخته­شده براي شهرهاي مشابه
  • استفاده از مدل­هاي برنامه­ريزي رياضي براي تخمين ماتريس­هاي تقاضاي مبدأ-مقصد از مشاهدات حجم جريان ترافيک بر روي خيابان­ها

چون اطلاعات ماتريس تقاضاي مبدأ-مقصدي که از طريق مستقيم به­دست آمده، داراي خطاهاي ناشي از آمارگيري و يا خطاهاي ايجاد شده از مدل­هاي حمل­ونقلي مي­باشد، ممکن است اطلاعات اين ماتريس دقيق نباشد. يکي از کارهايي که در جهت افزايش دقت اطلاعات اين ماتريس­ها مي­توان انجام داد، اصلاح اين ماتريس با استفاده از اطلاعات واقعي حجم جريان ترافيک تعدادي از کمان­هاي شبکه­ي حمل­ونقل (يعني نوع دوم روش­هاي غير مستقيم) مي­باشد. در اين روش حجم ترافيک در بعضي از خيابان­هاي شبکه در ساعت­هايي خاص شمارش شده، و با استفاده از اين اطلاعات و به­کارگيري روش­هاي برنامه­ريزي رياضي، ماتريس تقاضاي مبدأ-مقصد تخمين، تصحيح و يا همچنين براي به­روزرساني ماتريس­هاي تقاضاي سفر قديمي، استفاده کرد که اين عمل هزينه­ي جمع­آوري اطلاعات براي تخمين ماتريس تقاضا را به شدت کاهش مي­دهد. از آن­جا که کيفيت ماتريس تخمين­زده شده به دقت داده­هاي ورودي نظير ماتريس تقاضاي مبدأ-مقصد اوليه و همچنين، محل استقرار نقاط شمارش ترافيک وابسته مي­باشد، و از طرفي منابع تخصيص داده­شده (تجهيزات، بودجه و …) براي شمارش حجم خيابان­ها محدود است، بنابراين انتخاب مجموعه­اي از کمان­هاي مناسب (کمان­هايي که شمارش حجم آن­ها بيشترين اطلاعات را براي تصحيح ماتريس تقاضاي مبدأ-مقصد به ما مي­دهند) بسيار مهم مي­باشد.

 

 

تعداد صفحه : 67

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --