آرین امیر­امجدی

استفاده از پارامترهای مختلف و بکار بردن روش AHP

روش AHP برای پارامترهای وابسته به یکدیگر مناسب نمی ­باشد

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱۳۹۰

مروری بر پژوهش­های گذشته
( مواد و روش­ها)
مقدمه
در این فصل به معرفی روش پژوهش پرداخته می­ شود و کلیه­ کارهای صورت گرفته جهت رسیدن به نتیجه نهایی تبیین می­گردد .روند پژوهش به این ترتیب است که در ابتدا علت انتخاب نرم­افزار شبیه­سازی تقاطع­ها (نرم­افزار ایمسان^[۱۶]) بیان می­ شود و پس از آن این نرم­افزار به تفصیل معرفی می­گردد ،سپس در مورد گزینش پارامترهای مؤثر بر انتخاب نوع بهینه­ تقاطع­های غیرهمسطح بحث خواهد شد و با بهره گرفتن از روش تصمیم ­گیری دیمتل^[۱۷] پارامترهای مؤثر تعیین می­شوند .در ادامه به معرفی پارامترهای منتخب و تاثیرگذار بر انتخاب نوع بهینه­ تقاطع­های غیرهمسطح پرداخته می­ شود .به منظور مدل کردن مساله می­بایست تمامی پارامترهای انتخاب شده دارای واحد یکسانی باشند بنابراین هر یک از پارامترها با روش مخصوص و مناسب با آن به هزینه تبدیل می­گردند و بعد از آن نحوه­ مدل­سازی تقاطع­های غیرهمسطح بررسی می­گردد و پس از آن به تشریح الگوریتم فرا ابتکاری انبوه ذرات و نحوه­ استفاده از آن در این پژوهش پرداخته می­ شود.
روندنمای پژوهش
معرفی نرم­افزار شبیه­سازی
شبیه­سازی : شبیه­سازی را می­توان به عنوان فرایند طراحی یک مدل از یک سیستم واقعی و کاربرد آن به منظور فهم دقیق سیستم یا ارزیابی روش­های مختلف برای عملکرد سیستم بیان کرد.استفاده از شبیه­سازی در علم مهندسی ترافیک مزایا و کاربردهای گسترده­ای دارد؛ از جمله این مزایا می­توان به این نکته اشاره کرد که در شبیه­سازی قبل از آنکه در دنیای واقعی مشکلی به خاطر اعمال سیاست­ها، روشها، طراحی ها و … به وجود آید،می­توان آنها را در دنیای مجازی مورد بررسی قرار داد.به کمک علم شبیه­سازی، طرح­های سیستم­های مختلف حمل و نقل می­توانند بدون پرداخت هزینه تأسیس یک مدل در دنیای واقعی، در دنیای مجازی آزمایش شوند.]۱۲[
از جمله معایب علم شبیه­سازی می­توان به نیاز به آموزش تخصصی برای ساخت مدل مجازی اشاره کرد.از دیگر معایب علم شبیه­سازی می­توان به متمایز بودن مدل­های ساخته شده توسط افراد مختلف، وقت­گیر و هزینه بر بودن، عدم پاسخ مناسب به مواردی که دارای جواب­های تحلیلی هستند،اشاره کرد. در نرم­افزار شبیه­ساز تمامی متغیر­ها به صورت کمیت محور تعریف شده ­اند و تحلیل نتایج و در نظر گرفتن تمامی جنبه­ های طرح بر عهده مدیر طرح است. نرم­افزارهای شبیه­ساز شامل ورودی­ ها (انواع وسایل،حجم­ها و … )،اجزای شبکه (قطعات راه،تقاطع­ها،رمپ­ها،حمل و نقل همگانی و … ) و کنترل­ها (کنترل تقاطع­های چراغ­دار، کنترل رمپ­های ورودی( می­باشند. ]۱۲[
سامانه­های شبیه­سازی را در سه گروه تقسیم ­بندی می­ کنند:

• میکروسکپی^[۱۸] ) با جزئیات زیاد(

• مزوسکپی^[۱۹] ) با جزئیات متوسط(

• ماکروسکپی^[۲۰] ) با جزئیات کم(

مدل­های شبیه­سازی میکروسکوپی علاوه بر ورودی­های سیستم، اندرکنش بین اجزای سامانه را نیز با جزئیات زیاد مدل می­ کنند. برای مثال مانور تغییر خط، به عنوان یک واقعه با جزئیات و با توجه به اطلاعاتی راجع به شرایط وسیله جلوی وسیله مورد بحث و شرایط خط عبوری مجاور مدل می­ شود. ]۱۲[
مدل­های مزوسکوپی ورودی­های سیستم را به صورت جزئی مطالعه می­ کند ولی اندرکنش بین آنها با جزئیات کمتری مورد بررسی قرار می­گیرد. مثال مانور تغییر خط به صورت دفعی و با توجه به چگالی خط­های عبوری و بدون در نظر گرفتن اطلاعات محل تغییر خط انجام می­پذیرد.
مدل­های ماکروسکوپی ورودی­ ها و اندرکنش­های بین آنان را با جزئیات کم مورد بررسی قرار می­ دهند. به عنوان مثال برای جریان ترافیک از شاخص­ های ترکیبی مثل نرخ تردد، چگالی و سرعت استفاده می­ شود. همچنین مانورهای تغییر خط عبوری در نظر گرفته نمی­شوند، بلکه به صورت ترکیب این مانورها و سایر اندرکنش­ها بین وسایل در قالب مدل­هایی مورد بررسی قرار می­گیرند. ]۱۲[ نرم­افزارهای متعددی در زمینه شبیه­سازی وجود دارند که به وسیله آنها مدل­سازی انجام می­ شود. این نرم­افزارها عبارت اند از جت­رم، سینکرو، نتسیم ، ویسیم و ویزویوم،توروس و آتوترن.
نرم­افزار سینکرو^[۲۱] یک بسته نرم­افزاری کامل برای مدل­سازی، بهینه­سازی، مدیریت و شبیه­سازی سامانه­های ترافیکی است. کاربردهای نرم­افزار سینکرو را می­توان در مواردی نظیر تجزیه و تحلیل ظرفیت، هماهنگ­سازی و بهینه­سازی تقاطع­ها، چراغ­های هوشمند، ترسیم نمودارهای فاصله – زمان، شبیه سازی ترافیکی و تقابل با کنترل­ کننده خلاصه کرد. ]۱۲[
نرم­افزار نتسیم^[۲۲] یکی از نرم­افزار­های مجموعه ترف^[۲۳] است که توسط اداره راه­های فدرال آمریکا^[۲۴] برای شبیه­سازی جریان ترافیک تهیه و ارائه شده است.
این برنامه یک مدل شبیه­سازی تصادفی ریزنگر است که عملکرد وسایل نقلیه موجود در شبکه معابر را مدل­سازی می­ کند.
نرم­افزار ویسیم^[۲۵] یک نرم­افزار خرد­نگر برای تحلیل و مدل­سازی شبکه معابر،تقاطع­ها،سیستم­های حمل و نقل عمومی،مدیریت پارک و… است که با داشتن قابلیت­ها و دقت برنامه­ ریزی بالاتر نسبت به نرم­افزارهای سینکرو و جت­رم^[۲۶] قادر به ارائه مشخصات و شاخص­ های عملکردی معابر می­باشد.نرم­افزار ویزیوم^[۲۷] نیز یک نرم­افزار کلان نگر جهت انجام برنامه­ ریزی حمل و نقل شهری است. ]۹[
نرم­افزار آتوترن^[۲۸] در محیط برنامه ­های رایانه­ای اتوکد یا لند نصب شده و عملاً یک منوی جدید به این برنامه­ ها اضافه می­ کند.این نرم­افزار با دارا بودن انواع خودروهای طرح آیین­ نامه­ های مختلف دنیا نظیر آیین­ نامه آشتو( ۲۰۰۱ )و آشتو( ۲۰۰۴ ) در منابع اطلاعاتی خود قابلیت شبیه­سازی نحوۀ حرکت و گردش خودروی مورد نظر طراح را در تقاطع یا سایر موقعیت­های مورد نظر با سرعت­های مختلف دارا است. به عبارت دیگر، بعد از تهیه پلان تقاطع مورد نظر به منظور آنالیز ابعاد و اندازه­ های شعاع قوس­ها،عرض رمپ­ها و سایر پارامترهای تقاطع و همچنین بهینه کردن ابعاد طرح تقاطع­ها و جلوگیری از به وجود آمدن مشکلات احتمالی پس از اجرای تقاطع، طراح نسبت به شبیه­سازی حرکت خودرو به ابعاد واقعی در سطح تقاطع اقدام می­ کند و نرم­افزار نیز می ­تواند یک انیمیشن از نحوه­ حرکت خودروها در تقاطع تهیه کند. ]۹[
نرم­افزار توروس^[۲۹] یک نرم­افزار پیشرفته است که در محیط نرم­افزارهای اتوکد یا لند، نصب شده و برای طراحی میادین مورد استفاده قرار می­گیرد. این نرم­افزار با بهره­ گیری از نرم­افزار آتوترن می تواند میادین را بر اساس مسیر حرکتی واقعی خودروها به صورت بهینه طراحی کرده و ضمن کوتاه کردن زمان طراحی میادین، می ­تواند فواصل دید را با توجه به سرعت مورد نظر طراح و خودروی طرح در طراحی تقاطع لحاظ کند. در ضمن می ­تواند جداول مربوط به ابعاد هندسی تقاطع را به صورت خودکار تهیه کرده تا جهت عملیات نقشه­ برداری یا اجرا از آن استفاده شود. ]۹[
نرم­افزار جت­رم یک نرم­افزار خردنگر در تحلیل مسائل ترافیکی است که نتایج حاصل از آن را به صورت کلان هم ارائه می­دهد. ایمسان نیز نسل جدید نرم­افزار مشهور جت­رم است.نرم­افزار ایمسان قادر است به طور هم زمان شبیه­سازی ماکروسکپی،مزوسکپی و میکروسکپی را انجام دهد.این در حالی است که دیگر نرم­افزارهای شبیه­سازی مانند کوریسم^[۳۰] تنها قادر به شبیه سازی یکی از این مدل­ها می­باشند و این ویژگی منحصر به فرد نرم­افزار است. شکل ۲-۲ محیط نرم­افزار ایمسان را نشان می­دهد. ]۹[
کاربردهای این نرم­افزار عبارتند از : تجزیه و تحلیل تاثیر طرح­های زیر ساختی از قبیل احداث تقاطع­های غیرهمسطح،تونل­ها،میادین و… ، مطالعات محیطی ، مطالعات هزینه­ جاده­ای و عوارضی و همچنین انتخاب محدوده­های طرح­هایی همچون طرح زوج و فرد خودروها و طرح­های ممنوعیت و همچنین طراحی شبکه معابر و سیستم پشتیبانی برای مدیریت حمل و نقل عمومی و همچنین تعریف راهبردهای پیچیده مدیریت ترافیک در شبکه مانند تصادفات،سد معبر،تغییر مسیر خودروها بر اساس حجم ترافیک و … .
از خروجی­های ایمسان می­توان به میزان مصرف سوخت،میزان تردد،میزان آلودگی هوا،سرعت در شبکه،تعداد توقف­ها در واحد زمان،چگالی،زمان سفر در شبکه،میزان تاخیر و … اشاره کرد.
محیط نرم­افزار ایمسان
عوامل مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطع­های غیرهمسطح
با توجه به پژوهش­های صورت گرفته در رابطه با عوامل مؤثر بر انتخاب نوع تقاطع­های غیرهمسطح می­توان پارامترهای رویکردهای ترافیکی ،هزینه ،توپوگرافی منطقه ،منفعت استفاده کنندگان ،کنترل دسترسی ،تاسیسات معارض و موقعیت تقاطع غیرهمسطح مورد نظر نسبت به تقاطع­های دیگر را به عنوان پارامترهای تأثیرگذار بر گزینه انتخابی دانست.
پژوهش­هایی که در این زمینه صورت پذیرفته است ،معمولاً با بهره گرفتن از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام شده ­اند ،اما روش تحلیل سلسله مراتبی برای تصمیم ­گیری در بین چند پارامتر که به یکدیگر وابسته هستند منجر به جواب دقیق نخواهد شد.از این رو در پژوهش پیش­رو از روش دیمتل به منظور اولویت­ بندی عوامل مؤثر بر انتخاب تقاطع غیرهمسطح استفاده شده است ،به این دلیل که در روش دیمتل نه­تنها وابستگی پارامترها به یکدیگر خللی در جواب نهایی ایجاد نمی­نماید بلکه وابستگی­های موجود بین پارامترها به طور کامل لحاظ می­گردد.
تکنیکDEMATELمخفف عبارتDecision Making Trial And Evaluation Laboratory است. تکنیک دیمتل توسط فونتلا^[۳۱] و گابوس^[۳۲] به سال ۱۹۷۱ ارائه شد. تکنیک دیمتل که از انواع روش‌های تصمیم‌گیری بر اساس مقایسه‌های زوجی است، با بهره‌مندی از قضاوت خبرگان در استخراج عوامل یک سیستم و ساختاردهی نظام‌مند به آنها با بکارگیری اصول نظریه گراف‌ها، ساختاری سلسله‌مراتبی از عوامل موجود در سیستم ،همراه با روابط تاثیر و تاثر متقابل ارائه می‌دهد، بگونه‌ای که شدت اثر روابط مذکور را به صورت امتیاز عددی معین می‌کند. روش دیمتل جهت شناسایی و بررسی رابطه متقابل بین معیارها و ساختن نگاشت روابط شبکه به کار گرفته می‌شود. از آنجا که گراف­های جهت­دار ،روابط عناصر یک سیستم را بهتر می­توانند نشان دهند، لذا تکنیک دیمتل مبتنی بر نمودارهایی است که می تواند عوامل درگیر را به دو گروه علت و معلول تقسیم نماید و رابطه میان آن­ها را به صورت یک مدل ساختاری قابل درک درآورد. تکنیک دیمتل عموماً برای بررسی مسائل بسیار پیچیده جهانی به‌وجود آمد. دیمتل نیز برای ساختاردهی به یک دنباله از اطلاعات مفروض کاربرد دارد. به‌طوریکه شدت ارتباطات را به‌صورت امتیازدهی مورد بررسی قرار می­دهد. ]۲۵[
مزیت این روش نسبت به تکنیک تحلیل شبکه ای، روشنی و شفافیت آن در انعکاس ارتباطات متقابل میان مجموعه­ وسیعی از اجزاء می باشد. به طوری که متخصصان قادر هستند با تسلط بیشتری به بیان نظرات خود در رابطه با اثرات میان عوامل بپردازند.
ساختاردهی به عوامل پیچیده در قالب گروه ­های علت و معلولی ،دیگر مزیت روش دیمتل می­باشد.این مورد یکی از مهمترین کارکردها و یکی از مهم ترین دلایل کاربرد فراوان آن در فرایندهای حل مسئله است. بدین صورت که با تقسیم بندی مجموعه­ وسیعی از عوامل پیچیده در قالب گروه ­های علت و معلولی، تصمیم­گیرنده را در شرایط مناسب­تری از درک روابط قرار می­دهد. این موضوع سبب شناخت بیشتری از جایگاه عوامل و نقشی که در جریان تاثیرگذاری متقابل دارند، می‌شود.
پنج مرحله برای انجام تکنیک دیمتل شناسائی کرده‌اند: ]۲۵[

• تشکیل ماتریس ارتباط مستقیم (M) : با بهره گرفتن از پرسشنامه ­های مربوط به روش دیمتل از دیدگاه چند فرد خبره و کارشناس استفاده می‌شود و آنها با دادن عددهایی از ۰ تا ۴ ،به موارد مورد پرسش ،تاثیر هریک را تعیین می­ کنند و با محاسبه­ی میانگین نظرات M تشکیل می­ شود.