پژوهشنامه حمل و نقل

در این مقاله مسئله زمانبندی حرکت قطارها با هدف حداقل کردن تأخیر قطارها مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله زمانبندی تعریف شده در این مقاله، یک مسئله برنامه‌ریزی عدد صحیح1 است که به کمک روش‌های معمول حل چون روش شاخه و حد2 قابل حل است. از آنجائی که رسیدن به جواب بهینه به کمک روش‌های دقیق چون شاخه و حد با افزایش متغیرها و محدودیت‌ها در مدت زمان قابل قبول غیر عملی است، استفاده از روش‌های فوق ابتکاری چون روش عملیات حرارتی شبیه‌سازی شده3 می‌تواند برای رسیدن به جواب‌هایی نزدیک به جواب بهینه برای مسائل بزرگ کارساز باشد. در این مقاله پس از تعریف مسئله به صورت توضیحی و سپس مدل ریاضی، الگوریتم حل این مسئله به کمک روش عملیات حرارتی شبیه‌سازی شده ارائه می‌شود. در ادامه مقادیر پارامترهای مربوط به الگوریتم ارائه شده تنظیم و در انتها نیز بخش اعتبار الگوریتم بیان می‌شود.

در این مقاله یک مدل خرد ترافیک برای بررسی رفتار حرکتی رانندگان در قسمت اصلی آزادراه ارائه شده است. در این مدل مانند مدل‌های سلولی سطح آزادراه به تعدادی سلول تقسیم شده که در هر زمان هر سلول یا خالی است یا توسط یک وسیله‌نقلیه اشغال شده است و حرکت وسایل‌نقلیه با جابجا شدن آنها در سلول‌های آزادراه توصیف می‌شود. در مدل پیشنهادی رفتار حرکتی رانندگان بر مبنای فرآیند بهینه‌سازی رانندگان جهت کاهش ریسک تصادف و افزایش سرعت توصیف شده است. در این مدل رانندگان در هر گام زمانی تصمیم می‌گیرند که در گام بعدی به کدام سلول بروند تا با کمترین ریسک تصادف و بیشترین سرعت ایمن مواجه بشوند. یک نرم افزار شبیه‌سازی خرد ترافیک با استفاده از مدل سلولی برای شبیه‌سازی مدل پیشنهادی تهیه شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی با داده‌های جمع‌آوری شده از شرایط واقعی نشان داده که مدل پیشنهادی برای توصیف رفتار حرکتی رانندگان در آزادراههای ایران معتبر است.

تراکم شدید جمعیت، ازدحام آمد و شد، آلودگی هوا و اختصاص سالانه میلیون‌ها دلار یارانه سوخت به بخش حمل‌و‌نقل درون شهری از جمله مشکلات کلان شهر تهران است. با برنامه ریزی و توسعه مناسب ناوگان حمل‌و‌نقل عمومی و صرفه جویی در مصارف انرژی حمل‌و‌نقل درون شهری می توان بر بخشی از این مشکلات غلبه کرد. اتوبوس با توجه به سرانه فضا و مساحتی که اشغال می کند، گزینه مناسبی برای توسعه ناوگان حمل‌و‌نقل عمومی در کوتاه مدت و میان مدت محسوب می شود. نفت گاز و گاز طبیعی فشرده، سوخت‌های اصلی این وسیله نقلیه هستند که با در نظر گرفتن سهم اندک ناوگان اتوبوسرانی در آلودگی هوای شهر تهران (3 الی 5 درصد) و با عنایت به تجربه سایر کشورها، بهتر است ناوگان حمل‌و‌نقل سبک در اولویت اول استفاده از گاز طبیعی فشرده (CNG) قرار گیرد. تحلیل‌های هزینه ـ فایده با استفاده از روش ارزش فعلی خالص در خصوص استفاده از گاز طبیعی و گازوئیل به عنوان سوخت در ناوگان اتوبوسرانی تهران نشانگر آن است که در صورت افزایش قیمت نفت به بشکه ای بیش از پنجاه دلار، کاهش قیمت وسایل نقلیه گاز سوز و در نهایت بکارگیری درآمد ناشی از صادرات گازوئیل مازاد جهت توسعه ناوگان اتوبوسرانی تهران، گازطبیعی به عنوان جایگزین مناسب نفت گاز برای توسعه و بهسازی ناوگان اتوبوسرانی تهران قابل استفاده است.

"ناحیه weaving از برخورد دو یا چند جریان‌ ترافیکی که در حال عبور از بزرگراه هستند به وجود می‌آید. بالا رفتن ریسک تصادفات به علت تغییرات سرعت و انجام حرکت‌های مانوری و همچنین ایجاد تأخیر در آزادراه از مسایل مربوط به نواحی تداخلی است. به منظور ارایه طرحی بهینه برای کاهش تأخیرات، ایجاد یکنواختی در سرعت و کاهش تصادفات، نیاز به بررسی و تحلیل دقیق جریان‌های ترافیکی در این نواحی است. در این تحقیق ابتدا به مطالعه روش‌های DUTCH، HCM1 و FRESIM2 جهت مدل‌سازی ناحیه تداخلی پرداخته شد. پس از مقایسه آیین‌نامه‌های HCM و DUTCH نتایج نشان داد که مدل DUTCH مدلی کاملاً ریاضی نبوده و از سوی دیگر با توجه به فرض‌های متعدد محدود کننده در این روش، متدولوژی HCM به‌عنوان روش بهینه انتخاب شد و زمان سفر و میزان تأخیر برای سناریوهای مختلف با توجه به حجم جریان‌های ترافیکی، طول ناحیه تداخلی و درصد وسایل نقلیه سنگین، بر اساس این روش مورد بررسی قرار گرفت. از سوی دیگر با شناخت نرم‌افزار FRESIM و پارامترهای پرداخت آن، ناحیه تداخلی مدل‌سازی و کالیبره شد. آنگاه با مقایسه خروجی‌های روش شبیه‌سازی و خروجی‌های حاصل از HCM، نتایج نشان داد که این نرم‌افزار علیرغم قابلیت محاسبه تأخیرات در بالادست (کاهش شتاب) و پایین‌دست (افزایش شتاب) ناحیه تداخلی، همواره تأخیر کمتری نسبت به آیین‌‌نامه HCM محاسبه می‌کند و از حجم‌های کم تا زیاد، مقدار تأخیر از 59 تا 205 درصد رشد نشان می‌دهد. روند افزایش تأخیر در HCM به صورت خطی بوده و لیکن نتایج تأخیر با استفاده از شبیه‌سازی نشان داد که در حجم‌های میانی این روند خطی بوده و در حجم‌های کم و بالا میزان تغییر آن کاهش می‌یابد. همچنین نتیجه گیری شد که علیرغم درنظرگیری همسنگ سواری در ناحیه تداخلی معادل نواحی آزادراهی معمولی توسط HCM، این مقدار در FRESIM متفاوت بوده و تأثیر آن بر افزایش میزان تأخیر در حجم‌های بالاتر، بیشتر است."