جستجو در سایت :   

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی سیستم های اقتصادی و اجتماعی

عنوان : بهینه سازی ظرفیت ترافیک شبکه جاده ای شهری با افراز خطوط جاده ای و تنظیم هوشمند سیگنال های کنترل ترافیک

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

 

 

پایان نامه

مقطع کارشناسی ارشد

 

رشته: مهندسی سیستم های اقتصادی و اجتماعی

موضوع: بهینه سازی ظرفیت ترافیک شبکه جاده­ای شهری با افراز خطوط جاده­ای و تنظیم هوشمند سیگنال­های کنترل ترافیک

استاد راهنما: پرفسور ایرج مهدوی

             دکتر بابک شیرازی

استاد مشاور: مهندس رضا حسن زاده

 

تابستان 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

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

چکیده

شبکه­های حمل­ونقل شهری را می­توان مجموعه­ای از شبکه معابر شهری و شبکه­های حمل­ونقل عمومی فعال در آن در نظر گرفت. تصمیم­های مرتبط با طراحی شبکه­های حمل­ونقل شهری سلسله مراتبی، تصمیمات بلندمدت، میان­مدت و کوتاه­مدت را شامل می­شوند. تصمیمات بلندمدت در ارتباط با طراحی و توسعه زیرساخت­ها و طراحی توپولوژی شبکه و تصمیمات میان­مدت در ارتباط با زیرساخت­ها و منابع شبکه مطرح هستند. جهت­دهی به معابر از تصمیمات میان­مدت و تنظیم چراغ­های راهنمایی از تصمیمات کوتاه­مدت در طراحی شبکه­های حمل­ونقل شهری هستند.

در این پایان نامه مساله طراحی شبکه ترکیبی تصمیمات رده بلندمدت، میان­مدت و کوتاه­مدت با رویکرد بیشینه­سازی ظرفیت ذخیره شبکه ارایه شده می باشد. ظرفیت ذخیره، بزرگترین مضرب ماتریس تقاضاست که میتوان به شبکه تخصیص داد بدون اینکه محدودیت ظرفیت معابر را نقض کند. مساله مورد مطالعه با رویکرد مدل­ ریاضی دوسطحی مدلسازی می گردد. هدف سطح بالا بیشینه­سازی  ظرفیت ذخیره از طریق تنظیم سیگنال چراغ راهنما در تقاطع­ها ،جهت­دهی به معابر و افزایش ظرفیت معابر از طریق اضافه کردن خط به معابر می باشد.مساله سطح پایین، تخصیص ترافیک تعادلی کاربر می باشد که هدف آن کمینه­سازی  زمان سفر کاربران می باشد. به دلیل نامحدب بودن مدل، از روش های فوق ابتکاری (الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه­سازی تبرید و الگوریتم زنبور عسل) برای حل آنها بهره گیری می کنیم. برای مطالعه کارایی الگوریتم،برای حل مساله در سه سایز مختلف بهره گیری می گردد. نتایج نشان داده که توانایی هر دو الگوریتم در بهبود وضعیت ظرفیت ذخیره یکسان می باشد، اما سرعت همگرایی الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه­سازی تبرید نسبت به الگوریتم زنبور عسل بیشتر می باشد.

 

 

 

کلمات کلیدی: طراحی شبکه حمل ونقل ترکیبی، ظرفیت ذخیره، جهت­دهی به معابر، اضافه کردن خط، تنظیم سیگنال، برنامه ریزی دو سطحی، روش­های بالا ابتکاری

 

 

فهرست

 

فصل 1- :مقدمه و کلیات پژوهش 1

1-1- مقدمه 2

1-2- سیستم حمل ونقل 5

1-3- تقسیم بندی سیستم های حمل ونقل 6

1-4- طراحی شبکه‏های حمل‏ونقل شهری و تقسیم‏بندی‏های مربوط 7

1-5- طراحی شبکه­های معابر جادهای 8

1-6- جهت­دهی به معابر 9

1-7- تنظیم چراغ راهنمایی 9

1-8- ظرفیت ذخیره شبکه حمل ونقل 10

1-9- مدل سازی مسایل طراحی شبکه‏های حمل‏ونقل جادهای 11

1-10- محدوده پروژه 13

فصل 2- مرور بر ادبیات و پیشینه پژوهش 14

2-1- مرور مطالعات انجام شده در زمینه RNDP 15

2-2- مسایل طراحی تنظیمات سیگنال(SSDP) 21

2-2-1- رویکرد بهینه سازی موضعی 22

2-2-2- رویکرد بهینه سازی سراسری 22

2-3- مفهوم ظرفیت ذخیره سیستم 22

2-4- یک طرفه یا دوطرفه کردن معابر و مسایل مربوط 26

2-5- توسعه‏ و نوآوری‏پایان نامه 28

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

2-5-1- ترکیب با تصمیمات RNDP 28

فصل 3- مدل ریاضی پیشنهادی و روش حل 32

3-1- تعریف مساله 33

3-1-1- ویژگی‏های کلی مساله 33

3-1-2- فرضیات مساله 33

3-1-3- ورودی‏های مساله 34

3-1-4- خروجی‏های مساله 34

3-1-5- تابع هدف مساله 34

3-2- مدل سازی مساله 35

3-3- مدل ریاضی 38

3-4- روش‏ حل توسعه داده شده 40

3-4-1- کلیات الگوریتم ژنتیک. 41

3-4-2- کلیات الگوریتم زنبور عسل 44

3-4-3- ویژگی مشترک الگوریتمها 45

3-4-4- الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه‏سازی تبرید 47

3-4-5- الگوریتم زنبور عسل 54

3-4-6- بهینه سازی موضعی تنظیمات سیگنال 54

فصل 4- نتایج محاسباتی 57

4-1- مقدمه 58

4-2- مساله در اندازه کوچک. 60

4-2-1- نتایج برای مساله کوچک. 61

4-3- مساله در اندازه متوسط TX 62

4-3-1- نتایج برای مساله متوسط 63

4-4- مساله در سایز متوسط CG 65

4-4-1- نتایج برای اندازه متوسط CG 68

4-5- مساله در اندازه بزرگ 71

4-5-1- نتایج برای شبکه SF 75

4-6- مطالعه قابلیت الگوریتم ها 78

فصل 5- نتیجه‏گیری و تحقیقات آتی 81

5-1- جمع‏بندی و نتیجه‏گیری 82

5-2- پیشنهادها برای کارهای آتی 82

فهرست مراجع 84

پیوست ها 88

الف- مساله تخصیص سفر 89

الف-1- توابع جریان ترافیک- زمان سفر 90

الف-2- تخصیص سفر تعادلی 91

ب- روش جستجوی بخش­بندی طلایی 97

ج- الگوریتم دایسترا 98

چکیده انگلیسی 100

 

 

فهرست شکل‌ها

شکل ‏1‑1- اجزای سیستم‏های حمل‏ونقل 6

شکل ‏1‑2- تصمیمات مورد مطالعه 9

شکل ‏3‑1- مدل سازی ریاضی یک معبر ]45[ 38

شکل ‏3‑2- یک نمودار گردشی برای الگوریتم ژنتیک. 43

شکل ‏3‑5- یک شبکه نمونه 49

شکل ‏3‑6- نمایش کروموزوم شبکه نمونه 49

شکل ‏3‑7- شماره‏دهی یال‏های شبکه نمونه برای گره محور 1 50

شکل ‏3‑8- چگونگی اجرای عملگر تقاطع 50

شکل ‏4‑1- شبکه کوچک ZY 60

شکل ‏4‑2- جهت­دهی بهینه شبکه ZY 61

شکل ‏4‑3- شبکه متوسط TX 62

شکل ‏4‑5- جهت­دهی بهینه شبکه متوسط TX 63

شکل ‏4‑7- شبکه متوسط CG 65

شکل ‏4‑8- جهت­دهی بهینه شبکه متوسط CG 68

شکل ‏4‑10- شبکه بزرگ SF 71

شکل ‏4‑12- جهت­دهی بهینه شبکه متوسط SF 75

شکل ‏0‑1- نمونه‏ای از یک نمودار تابع زمان سفر (]8[) 90

 

 

فهرست جداول

جدول ‏2‑1- اختصار مطالعات انجام شده در زمینه MNDP…………………………………….. 26

جدول ‏2‑1-مقایسه مطالعات ترکیبی در RNDP 36

جدول ‏4‑1- مسایل آزمایشی و مشخصات آنها 58

جدول ‏4‑2- مقادیر پارامترهای الگوریتم‏های HGA و BA 59

جدول ‏4‑3- ورودی های مساله ZY 60

جدول ‏4‑4- ورودی های مساله TX 62

جدول ‏4‑6- مقادیر خروجی شبکه TX 64

جدول ‏4‑8 – ورودی های مساله CG 66

جدول ‏4‑9- مقادیر خروجی شبکه CG 69

جدول ‏4‑11- ورودی های مساله SF 72

جدول ‏4‑13- مقادیر خروجی شبکه SF. 76

جدول ‏4‑15- اختصار نتایج محاسباتی 78

جدول ‏4‑18- اندازه بهبودظرفیت ذخیره مسایل آزمون 79

جدول ‏0‑1- تعدادی از توابع زمان سفر ]9[ 91

در این فصل به جایگاه مساله مورد مطالعه در ادبیات، محدوده شمول مساله، تعاریف و تقسیم­بندی­ها موجود در ارتباط با مساله مورد مطالعه در این پایان نامه می پردازیم و چگونگی مدلسازی مساله را اختصار تشریح می کنیم.

1-1- مقدمه

گسترش شهرنشینی در دهه­های اخیر موجب شده می باشد که شهرها و حومه­های آنها به عنوان مهمترین مراکز سکونت و فعالیت بشر معاصر مطرح شوند. افزایش مستمر جمعیت شهرنشین در بسیاری از کشورها به موضوع چالش برانگیزی برای مسئولان دولتی تبدیل شده می باشد. زیرا که محدودیت­های موجود در سیستم­های حمل­ونقل شهری مانند محدودیت زمین، ظرفیت معابر و مسایلی همانند این مانع از توسعه آنها همگام با رشد جمعیت و در نتیجه رشد تقاضاهای سفر می­شوند. تصمیمات برای سرمایه­گذاری و بهبود سیستم­های حمل­ونقل شهری بایستی با در نظر گرفتن مسایلی زیرا منابع مالی موجود، تاثیرات تصمیمات در بهبود ازدحام خودروها در معابر و مسایلی همانند این صورت گیرند.

در همین راستا، دسته­ای از مطالعات بهینه­سازی به طراحی و بهبود شبکه­­های حمل­ونقل شهری می­پردازد. شبکه­های حمل­ونقل شهری شامل زیرمجموعه­هایی زیرا شبکه معابر شهری و شبکه­های حمل­ونقل عمومی هستند که تصمیمات طراحی در آنها را می­توان در قالب سلسله مراتبی از تصمیم­های بلندمدت، میان­مدت و کوتاه­مدت تقسیم­بندی نمود. تصمیمات بلندمدت بیشتر به توسعه زیرساخت­ها و توپولوژی شبکه­ها اختصاص دارند. ساخت معابر جدید، توسعه ظرفیت معابر موجود، طراحی مسیرهای عبور و مرور شبکه حمل­ونقل عمومی مثال­هایی از این تصمیمات هستند. تصمیمات میان­مدت به چگونگی بهره­گیری از منابع فعلی می­پردازد، مانند جهت­دهی به معابر و تخصیص خطها در دو جهت معابر دوطرفه. نهایتاً تصمیمات کوتاه­مدتی زیرا تنظیم چراغ­های راهنمایی، تنظیم عملیات روزمره را شامل می­شوند.مسایل طراحی شبکه حمل­ونقل شهری، با رویکرد نظریه بازی­ها مدلسازی می­شوند. به جهت نوع مساله، دو گروه بازیگر وجود دارند. گروه اول مسئولان دولتی و تصمیم­گیران هستند که تأثیر رهبر را اعمال می­کنند و گروه دوم کاربران شبکه هستند که به تناسب تصمیمات اخذ شده برای شبکه توسط مسئولان، به انتخاب مسیر در شبکه می­پردازند که نتیجه آن تغییر در الگوهای جریان­های ترافیکی در سطح معابر شهر می باشد. این رویکرد مدل سازی منجر به توسعه مدل­های ریاضی دوسطحی برای این مسایل می­گردد که نا محدب هستند و حل آنها به گونه ذاتی NP-سخت می باشد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد : بهینه سازی مکان شمارنده های ترافیکی جهت دستیابی به چگونگی توزیع

جهت­دهی به معابر یا تصمیم­گیری برای یک طرفه یا دوطرفه کردن آنها، مانند تصمیماتی می باشد که می­توان ادعا نمود که به جهت نوع اثرات آن در شبکه حمل­ونقل شهری، بایستی با دقت و حساسیت بیشتری مورد توجه قرار گیرد. چنانچه در مطالعات تصریح گردید، یک طرفه کردن معابر در عین حال که منجر به افزایش ظرفیت 10 تا 20 درصدی ظرفیت جریان ترافیکی در آنها گردد، می­تواند موجب افزایش مسافت­های طی شده توسط بخشی از کاربران، افزایش ازدحام در بخش دیگری از شبکه و مورد هایی از این قبیل گردد. با عنایت به توضیحات بالا، اهمیت بهره گیری از مدل­های تصمیم­گیری که تاثیرات تغییر جهات در معابر را بر روی الگوهای جریان ترافیکی و در نتیجه عملکرد شبکه در سطح کلان در نظر بگیرند، عیان می­گردد.

تصمیم یک طرفه کردن معابر می­تواند به گونه همزمان با سایر تصمیمات طراحی شبکه معابر شهری همچون افزایش ظرفیت معابر موجود، ساخت معابر جدید ، تخصیص نامتقارن خط­ها در چگونگی جهت معابر دوطرفه و تنظیم چراغ راهنما در تقاطع­ها مقصود گردد. در این صورت، علاوه بر ایجاد هم­افزایی در بهبودهای ایجاد شده در ظرفیت ترافیکی شبکه، این احتمال هست که هزینه­های مورد نیاز برای سرمایه­گذری را، نسبت به وضعیتی که هر یک از تصمیمات جداگانه مطرح گردد، کاهش دهد.

تقاطع­های کنترلی(دارای چراغ راهنما) یکی از اجزای اصلی شبکه­های حمل ونقل جاده­ای هستند که جریان وسایل نقلیه در سطح شهر را تنظیم و تعدیل می کنند. جریان­های ترافیکی در تقاطع­های کنترلی باعث ایجاد تاخیر در وسایل نقلیه می شوند. اگرچه چراغ راهنما از حرکت دایمی وسایل نقلیه در تقاطع­ها جلوگیری می ‌کند، اما به گونه کلی در صورت محاسبه صحیح زمان بندی آن متوسط تاخیر وسایل نقلیه از زمانی که تقاطع بدون چراغ راهنماست، کمتر می باشد. افزایش تاخیر در تقاطع­ها باعث افزایش زمان سفر کاربران، افزایش آلودگی­های محیطی وصوتی و کاهش قابلیت اطمینان شبکه می گردد. پس، بایستی به تقاطع­ها و بهینه­سازی آنها از در مسایل توجه داشت.

در همین راستا، مساله مطرح شده در این پایان نامه موضوع کلی مورد بحث در سطوح بالا را در بر می­گیرند. مساله مورد مطالعه، اختصاص به ترکیب تصمیم جهت­دهی معابر با سایر تصمیمات مربوط به شبکه معابر شهری دارد که تبیین آن در سطور بالا آمد. با در نظر داشتن ویژگی­های NP-سخت بودن و نامحدب بودن مدل­های دوسطحی، برای حل مسایل در این پایان نامه از روش­های بالا ابتکاری بهره گیری می گردد.

 

با توجه با توضیحات بالا، در فصل اول به تعارف اولیه و تعیین محدوده مساله مورد مطالعه می­پردازیم. فصل دوم شامل مروری بر ادبیات و پیشینه پژوهش می باشد. در فصل سوم با تعریف متغیرها، پارامترها و مفروضات مساله، مدل ریاضی برای مساله و روش حل مدل ارایه می شوند. دسته­ای مسایل نمونه برگرفته از مقالات مرتبط با اندازه­های مختلف با روش حل پیشنهادی حل می شوند و نتایج محاسباتی در فصل چهارم ارایه می شوند. در نهایت، به جمع­بندی مطالب و ارایه پیشنهادها برای تحقیقات آتی در فصل  پنجم می پردازیم.


 

1-2- سیستم حمل ونقل

یک سیستم حمل­و­نقل[1] را می­توان به صورت مجموعه­ای از تسهیلات ثابت[2]، نهادهای جریان[3] و یک سیستم کنترلی[4] تعریف نمود که به مسافران و کالا امکان می­دهد بر محدودیت­های جفرافیایی غلبه و به موقع در فعالیت­های مورد نظر شرکت کنند]1[. در واقع، یک سیستم حمل­و­نقل شامل مجموعه­ای از اجزاء می باشد که امکان جابه جایی بشر و کالا را از مکانی به مکان دیگر فراهم می­کند. تسهیلات ثابت، اجزای فیزیکی سیستم حمل­و­نقل هستند که در یک مکان ثابت واقع می شوند و شامل یال­های شبکه[5] (مانند جاده­ها، ریل­ها و لوله­ها) و گره­های[6] (مانند تقاطع­ها، پایانه­ها، بنادر و فرودگاه­ها) سیستم هستند. طراحی این تسهیلات شامل مسایلی  زیرا مهندسی خاک و پی، طراحی سازه، طراحی شبکه­های آبیاری و طراحی هندسی می­گردد. نهاده­های جریان، واحدهایی هستند که از تسهیلات ثابت عبور می­کنند. این نهاده­ها می­توانند وسایل نقلیه، واحدهای کانتینر، واگن­های قطار و غیره باشند، مثلاً در مورد سیستم بزرگراه­ها، تسهیلات ثابت برای انواع وسایل نقلیه اعم از دوچرخه و یدک­کش­های بزرگ قابل بهره گیری هستند. سیستم کنترلی شامل کنترل جریان[7] و کنترل وسیله نقلیه[8] می­گردد. کنترل وسایل نقلیه به روش­هایی اطلاق می­گردد که وسایل نقلیه را در سیستم حمل­و­نقل هدایت می­کنند که این هدایت می­تواند دستی یا خودکار باشد. به گونه مثال، در مورد هدایت خودروها در بزرگراه­ها، عامل انسانی و رفتار بشر به عنوان سیستم کنترلی وسیله نقلیه اقدام می­کند. سیستم­های کنترل جریان شامل ابزارهایی هستند که جریان روان حرکت وسایل نقلیه را ضمن کاهش ازدحام­ در سیستم حمل­ونقل، فراهم می­کنند. این سیستم­ها می­توانند شامل انواع علامتگذاری­ها در طول مسیرهای حمل­ونقل، چراغ­های راهنمایی و مقررات وضع شده برای حرکت در مسیرها باشند.شکل 1-1 تقسیم­ بندی اجزای سیستم­های حمل ­و­نقل را نمایش می­دهد.

1-1- تقسیم بندی سیستم های حمل ونقل

طبق آن چیز که در ادبیات برنامه­ریزی حمل­ونقل مطرح می­گردد، سیستم­های حمل­ونقل را می­توان از جهات گوناگون طبقه­بندی نمود. تقسیم­بندی سیستم­های حمل­و­نقل از نظر روش حمل مورد بهره گیری، یکی از مهمترین تقسیم­بندی­های موجود در ادبیات می باشد. محدوده مورد مطالعه در این پایان نامه، روش “حمل جاده­ای” (مقصود جاده­ها، بزرگراه­ها و خیابان­ها) می باشد. نوع دیگر تقسیم­بندی را می­توان بر اساس محدوده جغرافیایی وقوع فعالیت­های حمل­و­نقل انجام داد. سیستم­های حمل­و­نقل مورد مطالعه در این پایان نامه “محدوده درون شهری” را در برمی­گیرند. بخش اعظم حمل­و­نقل شهری[1] به جابه جایی مسافر اختصاص دارد و مهمترین روش حمل مورد بهره گیری در شهرها، حمل­و­نقل زمینی می باشد. حمل­و­نقل زمینی در شهرها در قالب حمل­و­نقل شخصی (خودروها و موتورسیکلت­های شخصی و پیاده­روی) و خدمات حمل­ونقل عمومی از طریق اتوبوس­های شهری در بزرگراه­ها و مترو و سایر انواع قطارها در راه­آهن درون شهری انجام می­گردد.

شبکه­ های حمل­ ونقل شهری در واقع متشکل از شبکه معابر شهری و شبکه حمل­ونقل عمومی هستند که مانند شبکه اتوبوس و تراموا در شبکه معابر و مانند شبکه مترو یا مجزای از معابر تعریف می­شوند.

 

تعداد صفحه : 108

قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

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.

***  *** ***

دسته‌ها: مهندسی صنایع