1.2.1. ارزیابی بازار……………………………………………………………………………………………..

 

 

3

 

 

 

 

    1.2.2. ارزیابی فنی………………………………………………………………………………………………

 

 

3

 

 

 

 

    1.2.3. ارزیابی مالی……………………………………………………………………………………………..

 

 

4

 

 

 

 

    1.2.4. ارزیابی اقتصادی………………………………………………………………………………………….

 

 

4

 

 

 

 

1.3. هدف از اجرای پروژه و ضرورت انجام آن……………………………………………………………………..

 

 

5

 

 

 

 

    1.3.1. مکان­یابی پروژه …………………………………………………………………………………………

 

 

5

 

 

 

 

    1.3.2. معرفی دانش پروژه……………………………………………………………………………………..

 

 

5

 

 

 

 

1.4. معرفی محصول………………………………………………………………………………………………..

 

 

6

 

 

 

 

     1.4.1. کالاهای جایگزین……………………………………………………………………………………….

 

 

9

 

 

 

 

          1.4.1.1. اهمیت کالای جایگزین…………………………………………………………………………..

 

 

9

 

 

 

 

          1.4.1.2.  شاخص های نقاط قوت كالاهای جایگزین………………………………………………………

 

 

9

 

 

 

 

1.5. تنگناها و موانع اجرایی…………………………………………………………………………………………

 

 

10

 

 

 

 

1.6. جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………..

 

 

10

 

 

 

 

 

فصل 2: تبیین مساله

 

 

 

 

 

 

2.1. مقدمه …………………………………………………………………………………………………………

 

 

12

 

 

 

 

2.2. برنامه پروژه…………………………………………………………………………………………………….

 

 

13

 

 

 

 

    2.2.1. تعیین محل اجرا…………………………………………………………………………………………

 

 

13

 

 

 

 

    2.2.2. تعیین ظرفیت یا وسعت ومحدوده­ی كار ……………………………………………………………….

 

 

15

 

 

 

 

     2.2.3. تأمین منابع لازم ……………………………………………………………………………………….

 

 

17

 

 

 

 

     2.2.4. فناوری مناسب………………………………………………………………………………………….

 

 

18

 

 

 

 

     2.2.5. تامین منابع مالی ……………………………………………………………………………………….

 

 

19

 

 

 

 

2.3. مراحل مطالعات امکان­سنجی………………………………………………………………………………….

 

 

20

 

 

 

 

    2.3.1. شناسایی امكانات ……………………………………………………………..

 

 

20

 

 

 

 

    2.3.2. امكان­سنجی مقدماتی (بررسی پیش از مطالعه امکان­سنجی)………………………..

 

 

22

 

 

 

 

       2.3.2.1. تحلیل حساسیت……………………………………………………………………………………

 

 

23

 

 

 

 

  2.3.3. امكان­سنجی نهایی…………………………………………………………………………………………

 

 

25

 

 

 

 

2.4. تعریف مساله…………………………………………………………………………………………………..

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.1. امکان سنجی به روش ریاضی منطقی‌………………………………………………..	27
2.4.1.1. مزایای رویکرد………………………………………………………………………………………	30
2.4.1.2. معایب رویکرد………………………………………………………………………………………	30
2.4.2. رویکرد سنجی شیوه­نامه­ای در پروژه‌های امکان­سنجی……………………………………….	30
2.4.1.1. مزایای رویکرد………………………………………………………………………………………	34
2.4.1.2. معایب رویکرد………………………………………………………………………………………	34
2.5. تعریف مساله…………………………………………………………………………………………………..	35
2.6. جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………..	35
فصل 3: مرور ادبیات
3.1. مقدمه …………………………………………………………………………………………………………	36
3.2. روش­های پیشنهادی سازمان­های بین­المللی…………………………………………………………………..	37
3.2.1. سازمان ملل متحد(1951)…………………………………………………………………………..	37
3.2.2. موسسه پژوهشی استانفورد(1954)………………………………………………………………….	37
3.2.3. سازمان ملل متحد(1958)…………………………………………………………………………..	38
3.2.4. سازمان توسعه صنعتی ملل متحد(1978) ………………………………………………………….	38
3.2.5. سازمان توسعه صنعتی ملل متحد(1986)…………………………………………………………..	38
3.2.6. سازمان توسعه صنعتی ملل متحد(1991 و 1995)…………………………………………………	39
3.3. جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………..	40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل 4: مدل پیشنهادی و روش حل
4.1. مقدمه ………………………………………………………………………………………………………..	41
4.2.  مطالعه­ی نمونه­ها …………………………………………………………………………………………….	42
4.2.1.  مطالعات امکان سنجی واحد تولید مونومر وینیل استات ………………………………………………..	42
4.2.1.1.  بررسی تنگناها در این مطالعه……………………………………………………………………….	43
4.2.2.  پارک علم و فناوری استان گیلان………………………………………………………………………..	48
4.2.2.1. تعیین شاخص­های کلان ارزیابی اقتصادی توسعه پارک­های علم و فناوری در ایران………………	50
4.2.2.2.  معیارهای ارزیابی طرح مطالعاتی (مرحله اول)…………………………………………………….	53
4.2.2.3.  معیارهای ارزیابی (مرحله دوم)……………………………………………………………………	54
4.2.2.4.  روش شناختی مربوط به ارزیابی اقتصادی توسعه پارک علم و فناوری گیلان……………………	54
4.2.2.5. . شناخت تنگناهای کلان پارک­های علم و فناوری………………………………………………..	55
4.3.  مدل پیشنهادی……………………………………………………………………………………………….	58
4.3.1. ساختار شیوه­نامه­ای امکان­سنجی…………………………………………….	59
4.3.2.ساختار امکان­سنجی بر مبنای مدل پیشنهادی……………………………………………………………	61
4.3.3. مباحث نظری مسئله……………………………………………………………………………………..	62
4.3.4. شرح روابط بین مولفه­های مدل مطرح شده در این پروژه……………………………………………….	62
4.4.  نقد و ارزیابی مباحث نظری مربوط به مساله…………………………………………………………………	74
4.5. جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………..	78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل 5: نتیجه­گیری و تحقیقات آتی
5.1. نتیجه­گیری……………………………………………………………………………………………………….	80
5.2. تحقیقات آتی …………………………………………………………………………………………………….	81
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………	82

 

چکیده­ :

 

 

در این رساله به موضوع بسیار شناخته شده “امکان­سنجی¹” پروژه­ها با رویکرد سیستمی پرداخته می­شود. تلاش بر این است حتی­الامکان از مدل­های ریاضی-منطقی و تسهیلات گراف به موضوع “امکا­ن­سنجی” روی آورده شود. در گام­های آغازین کارهای پییشین درباره­ی امکان­سنجی مطالعه شد و بر اساس آن مولفه­های موضوع و عوامل کلان مربوط تعیین شد.

 

 

سپس، روابط بین مولفه­ها و عوامل کلان مربوط به موضوع “امکان­سنجی” به صورت ماتریس ربط­ها برای نمایش بود و نبود ربط با صفر و یک استخراج شد. در این ماتریس از قوت ربط صرف­نظر شد. مزیت بزرگ ماتریس یاد شده در این است که می­توان یک ساختار گرافی برای موضوع “امکان­سنجی” فراهم کرد.

 

 

در گام بعد، یک ساختار دو سطحی برای امکان­سنجی ارائه شد. در این ساختار ارتباط بین مولفه­ها و زیر مولفه­ها از ماتریس یاد شده قابل تعیین است. به لحاظ محدودیت پژوهش، از پرداختن به تفصیل بیشتر و استخراج سطوح زیرین پرهیز شده است. در این مرحله پرسش بنیادین رساله مطرح می­شود که چگونه می­توان امکان­سنجی را از چنبره­های ابهامات متنی و نیز از گوناگونی تفاوت ­شیوه­نامه­ای² دور نمود. برای این منظور، گزاره­های رایج در مطالعات ­امکان­سنجی به دو دسته کمیت­پذیر³ و کمیت­ناپذیر⁴ تفکیک شد. کمیت­پذیرها شامل همه عوامل و روابط موجود در مولفه­ها یا بین مولفه­ای است که می­توان یه صورت ریاضی-منطقی تبدیل کرد و کمیت ­ناپذیرها را نمی­توان تبدیل کرد.

 

 

سرانجام می­توان یک موضوع مورد امکان­سنجی را به دو بخش “فضای امکان” و “اهداف” مورد نظر تقسیم کرد. هر یک از این دو بخش خود به دو زیربخش کمیت­پذیر و کمیت ­ناپذیر تفکیک می­شود. “فضای امکان” با تنگناها شناخته می­شود. این ویژگی­ها برای تنگناها نیز صادق خواهد بود. در مورد اهداف در امکان­سنجی، ظاهرا هدف معادل مفهوم goal مورد نظر است- البته کمتر هدف با نامطلوبیت دو سویه مورد نظر است- با این وجود برای هدف­ها –به معنایی که یاد شد- نیز کمیت­پذیری و کمیت ناپذیری مطرح است. در این رساله مجموعه­ای از اهداف و تنگناهای کمیت­پذیر آورده شده است، سهم مهم این رساله ارایه­ی یک نگاه نو بر پایه رویکرد سیستمی به موضوع مرسوم و شناخته شده “امکان­سنجی” است. این نگاه از فنون و ابزارهای رویکرد سیستمی بهره گرفته است. دستاورد پژوهش نشان دادن امکان بهره­گیری از تسهیلات ریاضی-منطقی برای صورت­بندی بخشی از امکان­سنجی است.

 

 

1.1.مقدمه

 

 

طرح یا پروژه چیست؟

 

 

طرح یا پروژه، ایده یا پیشنهادی است که به صورت مجموعه­ای از کارها و عملیات مطرح می­شود.همچنین پروژه را چنین تعریف می­کنند:

 

 

پروژه، متشکل از فعالیت­های منطقی و مرتبط به یکدیگر است که زیرنظر یک مدیریت و ارگان اجرایی مشخص، در چارچوب برنامه زمانی و بودجه از پیش تعیین شده­ای اجرا می­گردد]2[.

 

 

به طور کلی هدف­های اصلی پروژه­ها، کیفیت­ها یا کمیت­هایی هستند که اگر به طور مستقیم قابل سنجش و اندازه­گیری نباشند، مقدار یا کیفیت و چگونگی آنها، هم قبل و هم بعد از اجرای پروژه، از طریق سنجش و اندازه­گیری متغیرها، نمود­ها

 

 

و شاخص­ها، به طور غیرمستقیم قابل اندازه­گیری است. هدف­های فرعی یا مقاصد پروژه، غالبا کمیت­ها و پدیده­هایی هستند که به طور مستقیم قابل سنجش و اندازه­گیری­اند و دسترسی به مقادیر آنها، موجب تشخیص مقادیر هدف­های اصلی پروژه می­شود.

 

 

پروژه را بر حسب هزینه، موضوع، اندازه یا حجم و حیطه تاثیرگذاری آن به گروه­های مختلفی تقسیم کرده­اند. برخی از انواع پروژه­ها عبارتند از :

 

 

 

1. پروژه احداث و تجهیز کارخانه

 

 

1. پروژه احداث و تجهیز یک بیمارستان

 

 

1. پروژه ایجاد خط تولید یک محصول جدید

 

 

1. پروژه تغییر تکنولوژی تولید یک محصول

 

 

1. پروژه بازسازی و اصلاح تشکیلات اداری

 

 

1. پروژه طراحی و ایجاد یک سیستم اطلاعاتی

 

 

1. پروژه تحقیق و توسعه.

 

 

هر پروژه، یک “دوره زندگی” مشخص دارد. “دوره زندگی” پروژه، از ابتدا تا انتها، از مراحل قابل تشخیص و قابل تعریفی تشکیل شده است. در هر یک از مراحل اجرای یک پروژه، بنا بر موضوع، نوع، طبیعت و اندازه آن، کارها و فعالیتهای گوناگونی انجام می­شود. از این رو، مراحل زندگی یک پروژه، ممکن است با سایر پروژه­ها متفاوت باشد. هر پروژه در یک تقسیم­بندی عمومی، دارای مراحل بررسی، تعریف، طراحی، ساخت یا اجرا، نصب و راه­اندازی و بهره­برداری و ارزیابی است.

 

 

مهندسان مشاور و پیمانکاران، معمولا مراحل بررسی و تعریف (امکان­سنجی یا تهیه و ارزیابی پروژه) را فاز یک، مرحله طراحی را فاز دو و مراحل ساخت، اجرا و نصب و راه­اندازی را فاز سه می­نامند.

 

 

. جنبه­ های ارزیابی طرح

 

 

در انجام مطالعات توجیهی یک طرح، چهار جنبه زیر ارزیابی می­شود]10[ :

 

 

 

• ارزیابی بازار

 

 

• ارزیابی فنی

 

 

• ارزیابی مالی

 

 

• ارزیابی اقتصادی

 

 

 

1.2.1 . ارزیابی بازار

 

 

ارزیابی بازار، یک کار مقدماتی در انجام مطالعات یک طرح است که در آن دو پرسش زیر مطرح می­گردد:

 

 

 

1. نیاز بازار به محصول یا خدمات مورد نظر چقدر خواهد بود؟

 

 

1. سهم بازار برای محصول یا خدمات طرح مورد نظر چقدر خواهد بود؟

 

 

پاسخ به دو پرسش بالا به مطالعه بازار و به کارگیری روش­های پیش­بینی نیاز دارد. داده­های مورد نیاز این دو مقوله عبارتند از:

 

 

 

1. روند مصرف گذشته و سطح مصرف فعلی

 

 

1. وضعیت عرضه در گذشته و حال

 

 

1. امکانات و محدودیتهای تولید

 

 

1. وضعیت واردات و صادرات

 

 

1. وضعیت رقابت

 

 

1. ساختار هزینه

 

 

1. ثبات تقاضا

 

 

1. رفتار مصرف­کننده، مقاصد، انگیزش­ها، وضعیت، ترجیحات و نیازهای او

 

 

1. کانال­های توزیع و سیاستهای بازاریابی موجود

 

 

1. تنگناهای قانونی، فنی و اداری.

 

 

 

1.2.2. ارزیابی فنی

 

 

در هنگام بررسی و تنظیم یک طرح، ارزیابی فنی و مطالعه جنبه­های مهندسی آن بایستی صورت پذیرد. بررسی­های فنی مشخص می­کند که آیا پیش نیازهای لازم برای انجام موفق طرح، در مد نظر قرار گرفته و آیا انتخاب­های منطقی و مناسب در مورد مکان، مقیاس، فرآیند و غیره انجام شده است یا خیر]7[.

 

 

مهمترین پرسش­هایی که در ارزیابی فنی طرح مطرح می­گردد به صورت زیر است:

 

 

 

1. آیا مطالعات و آزمون­های مقدماتی انجام یا پیش­بینی شده است؟

 

 

1. آیا در دسترس بودن مواد خام، انرژی و سایر ورودی­ها تضمین شده است؟

 

 

1. آیا ظرفیت و محل اجرای طرح مناسب انتخاب گردیده است؟

 

 

1. آیا روش تولید درست انتخاب شده است؟

 

 

1. آیا ماشین­آلات و تجهیزات،مناسب انتخاب شده است؟

 

 

1. آیا تجهیزات و طرح­های تکمیلی پیش­بینی شده است؟

 

 

1. آیا برای تصفیه خروجی­های فرآیند پیش­بینی­های لازم شده است؟

 

 

1. آیا برنامه زمانی اجرای طرح واقع­بینانه در نظر گرفته شده است؟

 

 

1. آیا تکنولوژی پیش­بینی شده از نقطه نظر شرکت مناسب می­باشد؟

 

 

 

1.2.3. ارزیابی مالی

 

 

ارزیابی مالی، مشخص می­­کند که آیا برای طرح پیشنهاد شده می­توان منابع مالی لازم تامین کرد؟ آیا این طرح بازده مورد انتظار صاحبان سرمایه را خواهد داشت؟

 

 

جنبه­های مورد بررسی و ارزیابی مالی طرح عبارتند از:

 

 

 

1. میزان سرمایه و هزینه طرح

 

 

1. تامین مالی

 

 

 

2-3  ارسال داده های حساس به تاخیر …………………………………………………………………………………………29

 

 

2-4 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان………………………………………………………………..29

 

 

2-5 روش ارایه شده در  EEQR ……………………………………………………………………………………………….32

 

 

2-5-1 معرفی مشکل نقاط کور…………………………………………………………………………………………………….33

 

 

2-6 مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم………………………………………………………………………………………33

 

 

2-6-1 اهداف مسیریابی……………………………………………………………………………………………………………33

 

 

2-6-2 معیارهای تعیین مسیر بهینه …………………………………………………………………………………………….34

 

 

2-6-3 مسیریابی در شبکه‌های بیسیم ………………………………………………………………………………………….34

 

 

2-6-3-1 مسیریابی بردار فاصله ………………………………………………………………………………………………35

 

 

2-6-3-2 مسیریابی حالت اتصال …………………………………………………………………………………………….36

 

 

2-6-3-3 مسیریابی مبدا …………………………………………………………………………………………………………36

 

 

2-7 روش های انتشار اطلاعات ………………………………………………………………………………………………….36

 

 

2-7-1 روش همه پخشی (Flooding)……………………………………………………………………………………..37

 

 

2-7-2 روش شایعه پراكنی (gossiping)………………………………………………………………………………….38

 

 

2-7-3 روش SPIN………………………………………………………………………………………………………………….40

 

 

2-7-4 پیغام های SPIN …………………………………………………………………………………………………………40

 

 

2-7-5  SPIN-1 یك روش دست تكانی سه مرحله ای ……………………………………………………………..41

 

 

2-7-6 خلاصه سازی فرصت طلبانه (opportunistic data aggregation)………………………………43

 

 

2-7-7 خلاصه سازی حریصانه(greed data aggregation) ……………………………………………………43

 

 

2-7-8 پرسش تو رد تو(nested query) …………………………………………………………………………………44

 

 

2-8  الگوریتم خوشه بندی …………………………………………………………………………………………………………44

 

 

2-8-1 معیارمطلوبیت خوشه ها …………………………………………………………………………………………………45

 

 

2-8-2 ویژگی‌های یک الگوریتم خوشه بندی مناسب …………………………………………………………………..46

 

 

2-8-3 معایب روش خوشه بندی ……………………………………………………………………………………………..46

 

 

2-8-4 انواع خوشه بندی ………………………………………………………………………………………………………….46

 

 

2-8-5  الگوریتم kmeans ……………………………………………………………………………………………………..47

 

 

2-8-5-1  مراحل كار …………………………………………………………………………………………………………….47

 

 

2-8-6 پیش پردازش داده ها …………………………………………………………………………………………………….48

 

 

2-8-7 انواع ویژگی ها در خوشه‌بندی  ………………………………………………………………………………………48

 

 

2-8-8 دلایل اصلی پیش پردازش داده‌ها …………………………………………………………………………………….48

 

 

2-8-9 عملیات اصلی پیش پردازش داده ها ………………………………………………………………………………..49

 

 

2-8-10 آلودگی‌ها در خوشه بندی …………………………………………………………………………………………….49

 

 

2-8-11 روشهای مورد استفاده در پیش پردازش …………………………………………………………………………50

 

 

2-8-12 روش (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)…………………………………..50

 

 

2-8-12-1 جزئیات الگوریتم LEACH …………………………………………………………………………………52

 

 

 

2-8-12-2 فاز تبلیغات……………………………………………………………………………………………………………52

 

 

2-8-12-3 فاز تشكیل دسته‌ها…………………………………………………………………………………………………53

 

 

2-8-12-4 فاز تشكیل برنامه……………………………………………………………………………………………………53

 

 

2-8-12-5 فاز انتقال داده‌ها…………………………………………………………………………………………………..54

 

 

فصل سوم :روش تحقیق

 

 

3-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………..56

 

 

3-2 فاز  اول: استقرار اولیه  ………………………………………………………………………………………………………..58

 

 

3-2-1 توسعه اولیه …………………………………………………………………………………………………………………58

 

 

3-2-2خوشه‌بندی …………………………………………………………………………………………………………………..58

 

 

3-2-2-1 استفاده از روش BSK-Means  برای خوشه بندی گره ‌ها …………………………………………61

 

 

3-2-3 مسیریابی………………………………………………………………………………………………………………………63

 

 

3-2-3-1  مسیریابی جهت اتصال به گره سرخوشه……………………………………………………………………64

 

 

3-2-3-2  مسیریابی سرخوشه به سمت فوق گره……………………………………………………………………….64

 

 

3-2-3-3 مسیریابی به سمت چاهک متحرک …………………………………………………………………………….65

 

 

3-2-3-4 مسیریابی وایجاد کانال خصوصی بین فوق‌گره‌ها…………………………………………………………..65

 

 

3-3 فاز دوم : حیات و ادامه زندگی شبکه……………………………………………………………………………………..66

 

 

3-3-1  اولویت بندی اطلاعات………………………………………………………………………………………………….66

 

 

3-3-2 تصمیم گیری برای ارسال داده‌ها ……………………………………………………………………………………..67

 

 

3-3-3 تصمیم‌گیری در مورد جهش حرکت چاهک متحرک…………………………………………………………..68

 

 

3-3-4 نحوه آگاهی فوق‌گره متصل به چاهک متحرک، به سایر فوق‌گره ها و نرک ایستگاه…………………..70

 

 

3-3-5 ارسال  غیر مستقیم اطلاعات چاهک متحرک……………………………………………………………………..70

 

 

3-4 مقایسه روش های ارایه شده………………………………………………………………………………………………….71

 

 

3-4-1 روش چاهک ثابت…………………………………………………………………………………………………………71

 

 

3-4-2 روش چاهک متحرک……………………………………………………………………………………………………..72

 

 

3-4-3 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان(DualSink)…………………………………….73

 

 

3-4-4 روش ارایه شده …………………………………………………………………………………………………………….74

 

 

3-5 طرح و نقشه ……………………………………………………………………………………………………………………….75

 

 

3-6 مزایای استفاده از این روش نسبت به سایر روش‌ها…………………………………………………………………..76

 

 

فصل چهارم :تجزیه و تحلیل داده ها و ارزیابی کارایی

 

 

4-1  ارزیابی کارایی ………………………………………………………………………………………………………………….78

 

 

4-1-1 جزییات شبیه سازی …………………………………………………………………………………………………….78

 

 

4-1-2 مدل انرژی مصرفی گره‌ها ……………………………………………………………………………………………80

 

 

4-1-3 مقایسه انرژی مصرف شده در روش ارایه شده ……………………………………………………………….80

 

 

4-1-4 تاثیر روش ارایه شده ،بر نرخ گم شدن بسته‌ها ………………………………………………………………..82

 

 

4-1-5 متوسط تعداد گام طی نموده برای رسیدن به چاهک ………………………………………………………….83

 

 

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادهای تحقیق

 

 

5-1نتایج………………………………………………………………………………………………………………………………86

 

 

5-2 پیشنهادهای تحقیق……………………………………………………………………………………87

 

 

فهرست جداول

 

 

جدول4-1 پارامترهای شبیه سازی………………………………………………………………………………………………..79

 

 

فهرست اشکال

 

 

شکل 1-1معماری ارتباطی شبکه های حسگر بیسیم…………………………………………………………………………. 6

 

 

شکل 1-2 ساختمان داخلی گره  حسگر…………………………………………………………………………………………. 6

 

 

شکل 2-1 انواع خوشه بندی در شبکه های حسگر بیسیم……………………………………………………………….. 21

 

 

شکل 2-2یک چاهک سیال در حال حرکت در طول یک خط مستقیم……………………………………………… 28

 

 

شکل2-3  انواع روش های جابه حایی کنترل شده…………………………………………………………………………. 29

 

 

(شکل 2-4 )روش ارایه شده در EEQR……………………………………………………………………………………. 32

 

 

(شکل 2-5) پدیده تصادم…………………………………………………………………………………………………………… 37

 

 

(شکل 2-6) پدیده هم پوشانی…………………………………………………………………………………………………….. 38

 

 

شکل 2-7 روش شایعه پراکنی…………………………………………………………………………………………………….. 39

 

 

شکل 2-8 روش دست تکانی……………………………………………………………………………………………………… 42

 

 

شکل 2-9 نحوه دسته بندی در زمان های t و t+c………………………………………………………………………… 51

 

 

شکل 2-10 میران نرمال شده مصرف  انرژی سیستم درصد گره‌های سردسته……………………………………. 52

 

 

شکل3-1 نمایه ای از طرح پیاده‌سازی شده…………………………………………………………………………………… 58

 

 

شکل 3-2  خوشه بندی با روش Leach ……………………………………………………………………………………. 62

 

 

شکل 3-3 روش خوشه‌بندی با روش BSK-Means…………………………………………………………………… 63

 

 

شکل 3-4 نمایه چاهک ثابت و نحوه اتصال گره‌ها………………………………………………………………………… 71

 

 

شکل 3-5 نمایه روش چاهک متحرک و نحوه اتصال گره‌ها……………………………………………………………. 72

 

 

شکل 3-6 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان (Dual Sink) ………………………………. 73

 

 

شکل 3-7 نمایش گرافیکی طرح پیشنهادی………………………………………………………………………………….. 74

 

 

فهرست نمودارها

 

 

(نمودار 3-1) مصرف انرژی  BSK-Means، در مقایسه با روش‌های دیگر، در شبکه‌‌های حسگر بیسیم. 61

 

 

(نمودار 3-2)کارایی الگوریتم BSK-means  برای ارسال اطلاعات در مقایسه با سایر روش‌ها…………… 62

 

 

(نمودار 4-1) نمودار مصرف انرژی در استفاده از روش‌های در مختلف شبکه…………………………………… 81

 

 

(نمودار 4-2 ) درصد بسته های گم شده نسبت به تعداد گره‌های مورد استفاده………………………………….. 82

 

 

(نمودار 4-3) میانگین تعداد گام در حالت های چاهک متحرک و چاهک ثابت و راه‌کار کنونی در خالت استفاده از 35 گره………………………………………………………………………………………………………………………..84

 

 

چکیده

 

 

یکی از چالش های مطرح در زمینه شبکه‌های حسگر ،نحوه مسیریابی و جمع‌آوری اطلاعات از گره‌های شبکه می‌باشد .از آنجا که این شبکه‌ها از لحاظ منابع انرژی و پردازشی محدودیت دارند،نیازمند روش‌های خاصی برای مسیریابی و انتقال اطلاعات می‌باشند که مصرف انرژی پایینی داشته باشند.

 

 

برای واضح تر شدن موضوع ،در شبکه های حسگر معمولی یک گره چاهک در وسط شبکه قرار دارد که اطلاعات حس شده توسط آن، به سوی چاهک هدایت می‌گردد اما طول عمر پایین شبکه به علت از بین رفتن گره‌های اطراف چاهک و تاخیر انتها به انتهای زیاد گره به علت انتقال اطلاعات از طریق تعداد نسبتا زیادی گره برای رسیدن به چاهک ، دو مشکل اساسی در ارسال اطلاعات در شبکه های حسگر بی‌سیم معمولی هستند. دو مشکل ذکر شده  ،امروزه به عنوان یكی از مباحث بسیار داغ علمی مطرح است و تاكنون كارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش كارایی در زمینه جمع‌آوری اطلاعات در این حوزه ، صورت گرفته است. یكی از روش‌های مطرح در این زمینه، روش استفاده از چاهک متحرک است كه در این روش با حرکت چاهک در کل شبکه اطلاعات از گره‌های حسگر جمع‌آوری می‌گردد. این روش، پایه بسیاری از روش‌های مطرح شده بعدی در جهت حل مشکلات مطرح شده در حوزه مسیریابی و جمع‌آوری اطلاعات در شبكه‌های حسگر را تشكیل می‌دهد كه در این پایان‌نامه مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند و در نهایت از لحاظ قابلیت و نقاط ضعف و قوت، با یكدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند.

 

 

در این پایان‌نامه قصد داریم تا با ارایه روشی جامع، ساده و کارا دو مشکل مطرح در این گونه شبکه‌ها که باعث کارایی پایین این شبکه‌ها گردیده را بهینه تر نماییم. روش ارایه شده مبنی بر حرکت چاهک متحرک در طول شبکه است که در آن شبکه به صورت خوشه‌بندی شده می باشد و با در نظر گرفتن اولویت بسته‌ها در ارسال اطلاعات به چاهک می‌باشد .نتایج به دست آمده بهبود دو پارامتر ذکر شده را  نشان می‌دهد .

 

 

1-1مقدمه

 

 

امروزه بحث سیستم‌های كنترل و نظارت از راه دور یكی از مباحث پرچالش در زمینه علوم الكترونیك و كامپیوتر می‌باشد. لذا محققان در هر زمان به دنبال راه حلی می‌باشند تا شرایط خاص و انتظارات مدنظر را پاسخ دهد؛ در شرایط و كیفیت كاری یكسان هر چه نسبت هزینه به كارائی پائینتر باشد، همان قدر محبوبیت آن شیوه بیشتر خواهد شد.

 

 

برای آگاهی از تغییرات محیط اطراف و یا وضعیت هر مجموعه ،نیازمند یكسری تجهیزات هستیم كه بعنوان حسگر شناخته می شوند.حسگر‌ها تغییرات مدنظر (تغییرات فیزیكی یا شیمیایی) را در قالب یك پاسخ، به منظور اندازه گیری میزان تغییرات و یا وجود تغییر، ارائه می دهند. پس از جمع آوری اطلاعات مورد نیاز می‌توان سایر عملیات را بر اساس پاسخ ارائه شده، انجام داد.

 

 

پیشرفتهای اخیر در زمینه الكترونیك و مخابرات بی سیم باعث شده ،بتوانیم گره‌های حسگر چندكاره، با توان مصرفی پایین و هزینه كم داشته باشیم كه از نظر اندازه خیلی كوچك هستند و برای مسافت های كوتاه می‌توانند با هم ارتباط برقرار كنند. این گره‌های حسگر كوچك طبق نظریه شبكه های حسگر، دارای تجهیزات حس كردن، پردازش داده‌ها و مخابره می‌باشند. تفاوت اصلی شبكه های حسگر با سایر شبكه‌ها در ماهیت داده– محور (data – centric) و همچنین منابع انرژی و پردازشی بسیار محدود در آنهاست كه موجب شده تا روش های مطرح شده جهت انتقال داده‌ها در سایر شبكه‌ها و حتی شبكه‌هایی كه تا حد زیادی ساختاری مشابه شبكه‌های حسگر دارند مانند شبكه های موردی(AdHoc)، در این شبكه‌ها قابل استفاده نباشند. روند توسعه این شبكه‌ها در حدی است كه مطمئناً این شبكه‌ها در آینده نزدیك،‌نقش مهمی را در زندگی روزمره ما ایفا خواهند كرد. از كاربردهایی كه در حال حاضر برای شبكه حسگر مطرح می‌شود و روزبه‌روز بر تعدادشان افزوده می‌شود، می توان به كاربردهایی نظیر عمل ردیابی در محیط های گسترده جغرافیایی، سیستم‌های امنیتی، نظارت بر سازه‌های بزرگ، نظارت بر بیماران دارای وضعیت حساس و همچنین نظارت بر پارامترهای محیطی در مناطقی كه حضور انسان در آنها خطرناك است و بسیاری كاربردهای دیگر اشاره كرد.

 

 

شبكه های حسگر در واقع تجمع تعداد زیادی از گره‌های حسگر می‌باشند كه در محیط پراكنده شده‌اند و هر كدام به طور خودمختار و با همكاری سایر گره‌ها هدف خاصی را دنبال می‌كنند. گره‌ها، به هم نزدیك هستند و هر گره ای با گره دیگری می تواند ارتباط برقرار كند و اطلاعات خود را در اختیار گره دیگری قرار دهد و در نهایت وضعیت محیط تحت نظر، به یك گره مركزی گزارش می شود.

 

 

عواملی چون اقتصادی بودن سیستم، تواناییهای مورد انتشار، تعداد انبوه گره‌ها موجب گشته هر گرهی یكسری محدودیتهای سخت افزاری داشته باشد. این محدودیتها باید در پیاده سازی سیستم های مختلف در این گونه شبکه‌ها مورد توجه قرار گیرد. برخی از محدودیت‌های این گونه شبکه‌ها عبارتند از :

 

 

 

• هزینه پائین : بایستی سیستم نهایی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. چون تعداد گره‌ها خیلی زیاد بوده و برآورده هزینه هر گره در تعداد زیادی (بالغ بر چند صدهزار) ضرب می گردد، بنابراین هر چه از هزینه هر گره كاسته شود، در سطح كلی شبكه صرفه جویی زیادی صورت خواهد گرفت و سعی می شود هزینه هر گره به كمتر از یك دلار برسد.

 

 

• حجم كوچك : گره به نسبت محدوده ای كه زیر نظر دارند، بخشی را به حجم خود اختصاص می دهند. لذا هر چه این نسبت كمتر باشد به همان نسبت كارایی بالاتر می رود و از طرفی در اكثر موارد برای اینكه گره‌ها جلب توجه نكند و یا بتوانند در برخی مكان‌ها قرار بگیرند نیازمند داشتن حجم بسیار كوچك می باشند.

 

 

• توان مصرفی پایین : منبع تغذیه در گره‌ها محدوده می باشد و در عمل امكان تعویض یا شارژ مجدد آن مقدور نیست، لذا بایستی از انرژی موجود به بهترین نحو ممكن استفاده گردد.

 

 

• نرخ بیت پائین : به خاطر وجود سایر محدودیتها، عملاً میزان نرخ انتقال و پردازش اطلاعات در گره‌ها، نسبتاً پایین می باشد.

 

 

• خودمختار بودن : هر گره ای بایستی از سایر گره‌ها مستقل باشد و بتواند وظایف خود را طبق تشخیص و شرایط خود، به انجام برساند.

 

 

قابلیت تطبیق پذیری : در طول انجام نظارت بر محیط، ممكن است شرایط در هر زمانی دچار تغییر و تحول شود. مثلاً برخی از گره‌ها خراب گردند. لذا هر گره بایستی بتواند وضعیت خود را با شرایط بوجود آمده جدید تطبق دهد.

 

 

همانطور كه در  قبل نیز بیان شد، شبكه های حسگر در حالت كلی ماهیت داده – محور دارند و بنابراین ساختار ارتباطی بین گره‌های حسگر باید طوری طراحی شوند كه با ماهیت این شبكه‌ها هماهنگی داشته باشند. چون اكثر كاربردهای شبكه های حسگر در مواردی است كه عملاً امكان اتصال گره‌ها به یكدیگر عملی یا مقرون به صرفه نیست، در این گونه شبكه‌ها عموماً از ارتباط بیسیم استفاده می شود. و ساختار كلی این شبكه‌ها به این صورت است كه تعداد زیادی گره همسان، در محیط پراكنده می‌شوند و پس از جمع‌آوری اطلاعات مورد نظر، آن را به یك چاهک (Sink) ارسال می‌كنند. چاهک، گرهی دارای میزان انرژی بالا و تجهیزات مورد نیاز می باشد و در واقع واسط بین شبكه حسگر و محیط اطراف می‌باشد. در شبكه‌های با وسعت جغرافیایی زیاد، می توان از چندین چاهک استفاده كرد تا مسیر ارسال داده‌ها به گیرنده‌ها، بیش از حد طولانی نگردد.

 

 

از آنجایی كه ارسال مستقیم رادیویی در فواصل زیاد، به انرژی بسیار زیادی نیاز دارد، در شبكه‌های حسگر از روش‌های انتقال اطلاعات به صورت گام به گام استفاده می‌شود. علاوه بر این مورد، در اكثر موارد بین بسیاری از گره‌ها و گیرنده‌های مركزی به علت مسایلی مانند فاصله زیاد یا موانع جغرافیایی، ممكن است دید مستقیمی بین گره و گیرنده مركزی وجود نداشته باشد. روشهای متنوعی جهت پراكندن اطلاعات در شبكه های حسگر، پیشنهاد شده است كه تعدادی از آنها در فصل بعد، مختصراً آورده شده اند. در شكل 1-1 و 1-2شمایی از معماری ارتباطی در شبكه های حسگر نشان داده شده است.

 

 

تكنیك‌ها و شیوه های مورد استفاده در چنین شبكه‌ها وابستگی شدیدی به ماهیت كاربرد شبكه دارد و ساختار توپولوژی شبكه، شرایط جوی و محیطی، محدودیت‌ها و … عوامل موثری در پارامترهای كارایی و هزینه شبكه می باشند. لذا امروزه در سرتاسر دانشگاه‌های معتبر و مراكز تحقیقاتی كامپیوتری، الكترونیكی و بخصوص مخابراتی، شبكه‌های حسگر بیسیم، یك زمینه تحقیقاتی بسیار جذاب و پرطرفدار محسوب می‌شود. تحقیقات و پیشنهادات زیادی در مباحث مختلف ارائه شده است و همچنان حجم تحقیقات در این زمینه سیر صعودی دارد.

 

 

هدف اصلی تمامی این تلاش‌ها و ارائه راه‌كارها، داشتن سیستمی با شیوه های كنترلی ساده، آسان و با هزینه پائین می‌باشد كه در نهایت با پاسخگویی به نیازمندی‌های ما ، بتواند در مقابل محدودیتها (پهنای باند، انرژی ، ‌دخالت‌های محیطی ، فیدینگ و …) ایستادگی كند و شرایط كلی را طبق خواسته‌ها و تمایلات ما (انتقال حجم زیاد اطلاعات پرمحتوا، بقاء پذیری و طول عمر بالا، هزینه پائین و ..) را فراهم سازد. لذا محققین جنبه‌های مختلف را تحلیل و بررسی می‌نمایند و سعی می‌كنند ایده‌های بهینه و كارا را استخراج كنند. این ایده‌ها می‌توانند از محیط وحش اطرافمان الهام گرفته شده باشد و با استفاده از قوانین ریاضی و نظریات تئوری و آماری می‌توان آنها را تحلیل نمود.

 

 

به دلایل ذكر شده در بالا،‌بحث شبكه های حسگر در حال حاضر یكی از مباحث داغ در محافل علمی است و روز به روز بر تعداد مقاله‌هایی كه در این مورد منتشر می‌شوند افزوده می گردد. در سالهای اخیر نیز چند كنفرانس معتبر IEEE نیز در همین زمینه برگزار شده است.

 

 

یكی از چالش‌های مطرح در زمینه شبكه‌های حسگر، نحوه مسیریابی و انتقال اطلاعات جمع‌آوری شده، در گره‌های این شبكه هاست. از آنجایی كه این شبكه‌ها از لحاظ میزان انر‍ژی قابل دسترسی و منابع پردازشی موجود، محدودیت دارند، نمی توان از روش‌های مطرح شده برای سایر شبكه‌ها، در شبكه‌های حسگر استفاده كرد.

 

 

دو نوع مصرف انرژی در  شبکه در بین محققان مطرح می‌باشد

 

 

 

• میانگین مصرف انرژی گره‌ها در شبکه که در اصطلاح به آن Ebar   می‌گویند

 

 

• بیشترین میزان مصرف انرژی در شبکه در بین گره‌ها که در اصطلاح به آن Emax می گویند

 

 

یک شبکه حسگر را در نظر بگیرید که در قسمتی از شبکه انرژی گره‌های یک قسمت از شبکه به میزان زیادی مصرف می‌گردد این موضوع باعث می‌شود که قسمتی از شبکه بعد از مدتی، انرژی‌اش تمام شود و از کار بیافتد و در نتیجه نتواند اطلاعاتی در رابطه با آن ناحیه به چاهک برساند ، از طرفی در آن شبکه ،ناحیه ای وجود دارد که مصرف انرژی پایینی دارد ،در این صورت میانگین مصرف انرژی شبکه مشکلی را در این شبکه نشان نمی‌دهد اما پارامتر  Emax  این موضوع را بیان می‌کند که در یک قسمت از شبکه انرژی زیادی در حال استفاده می‌باشد .

 

 

در طراحی‌های اخیر یك WSN معمولا تشكیل شده از یك سری گره ثابت و یك چاهک ثابت که در میان ناحیه جغرافیایی قرار گرفته است. در چنین پیكربندی،مصرف كننده انرژی،ماژول ارتباطات هر گره می‌باشد. در عمل، برای ارسال اطلاعات گره‌ها به چاهک، به ارتباطات چندگانه نیاز است. با توجه به این که در هر ارتباط از انرژی شبکه کاسته می‌شود، انرژی شبکه به میزان نسبتا زیادی به ازای یک بسته کاهش پیدا خواهد کرد. در این گونه شبکه‌ها مشکل دیگری نیز وجود دارد و آن این است که در صورتی که شبکه دارای یک چاهک ثابت در محیط باشد تمامی گره‌های شبکه اطلاعات خود را  به سوی چاهک ارسال می‌کنند. هرچند چاهک، از بابت مصرف انرژی دارای محدودیتی نمی‌باشد، اما گره‌های اطراف چاهک تعداد بسته های زیادی را مبادله می کنند و این موضوع باعث می‌شود که انرژی آن‌ها زود تمام شود، با وجود این که گره‌های دور از چاهک همچنان انرژی دارند و قادر به رصد محیط می‌باشند، اما نمی‌تواننداطلاعات خود را به چاهک ارسال نمایند.

 

 

از طرفی احتمال ایجاد نقاط کور برای دسترسی درشبکه‌های با چاهک ثابت  به صورت بارزی امکان پذیر می‌باشد.از طرفی به دلیل محدودیت های جغرافیایی و یا عدم امنیت یک مسیر، برای ارسال اطلاعات حسگرها نمی‌توانند اطلاعات خود را به چاهک ثابت ارسال نمایند. این موضوع به عنوان یکی از نقاط ضعف استفاده از چاهک ثابت به شمار می‌آید .

 

 

یک راه‌کار ارایه شده در این حوزه ،استفاده از چند چاهک ثابت در شبکه می‌باشد. اما استفاده از چندین چاهک، به دلیل هزینه زیاد و محدودیت‌هایی که در مورد مکان چاهک می‌باشد مانند محیط‌های نظامی (که چاهک لزوما باید در نقطه امنی از شبکه حضور داشته باشد)، معمولا مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

 

 

راه‌کار دیگری در این زمینه توسط[1] بیان گردید و آن، استفاده از رویکرد سلسله مراتبی در ارسال اطلاعات به چاهک می‌باشد. در این روش هر گره خود را در یک مجموعه بزرگ تر عضو می‌نماید و اطلاعات خود را از طریق گره ای که نماینده آن گروه می‌باشد ارسال می‌کند. این روش میزان مسیریابی‌های مجدد و هم‌پوشانی در ارسال اطلاعات را کاهش می‌دهد. اما تاثیر قابل توجهی در ترافیک اطلاعات ارسالی به چاهک ثابت نخواهد داشت.

 

 

رویكرد دیگری كه برای افزایش طول عمر شبكه كاربرد دارد، استفاده از چاهک متحرك در این گونه شبكه‌ها است. این رویکرد در خیلی از موارد شبیه استفاده از چندین گره ثابت است، در حالی كه در حالت استفاده از چند گره ثابت نیاز به استفاده از یك ارتباط عمومی برای جمع‌آوری تمام داده‌ها در یك نقطه پایانی است. برای غلبه بر نقص های موجود در یك چاهک ثابت، استفاده از چاهک متحرك پیشنهاد شده است. یك چاهک متحرك، می‌تواند انواع مختلفی از جابه‌جایی را در میان سنسورها داشته باشد. مانند حركت تصادفی، حركت ثابت و پیش‌بینی شده از قبل و حركت های كنترل شده كه نتیجه آن بهبود در مصرف انرژی و جمع‌آوری داده می‌باشد، که به تفصیل، هریک را توضیح خواهیم داد.

 

 

روش استفاده از چاهک متحرک، مشکلات تمام شدن انرژی گره‌های اطراف چاهک و همچنین ارتباطات چندگامه و تاخیر انتها به انتها را به نسبت روش چاهک ثابت برطرف می‌کند اما دارای مشکلاتی نیز می‌باشد. در این گونه شبکه‌ها، اطلاعاتی که در یک منطقه از شبکه ایجاد می‌گردند، نمی‌توانند خود را به دلیل نبود چاهک متحرک در آن ناحیه، به موقع به چاهک برسانند.این موضوع زمانی بدتر خواهد شد که شبکه دارای ترافیک‌های حساس به تاخیر باشد . ترافیک‌های حساس به تاخیر، اطلاعاتی هستند که دارای محدودیت زمانی در ارسال و دریافت توسط مقصد هستند. در برخی از این ترافیک‌ها مانند ترافیک‌های چندرسانه‌ای، حتی ترتیب دریافت بسته حایز اهمیت می‌باشد. بنابراین، روش استفاده از چاهک متحرک، برای این‌گونه ترافیک‌ها نتیجه عکس خواهد داشت. استفاده از چاهک متحرک، معایب دیگری نیز دارد که در این جا به برخی از آن‌ها به اختصار اشاره خواهد شد و توضیحات کامل تر را در فصل بعد ارایه خواهیم کرد .از دیگر مشکلات این روش، افزایش تاخیر انتها به انتها و مسیریابی مدام به چاهک متحرک و مشکل بودن شناسایی حضور چاهک متحرک توسط چاهک ثابت را می‌توان نام برد.

 

 

راه‌کار استفاده شده دیگر، در این حوزه  استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان است. در برخی کاربرد‌ها نیاز است تا ارتباط گره‌ها با چاهک همواره برقرار باشد. یکی از این موارد، ترافیک‌های حساس به تاخیر است. در این گونه ترافیک‌ها، داده‌ها برای ارسال به چاهک دارای محدودیت در زمان دریافت هستند. در بعضی کاربرد‌ها، مانند رشته های ویدیویی حتی ترتیب دریافت نیز اهمیت دارد. در این خصوص، راه‌کارهای مختلفی ارایه شده است. یکی از مهمترین راه‌کارهای ارائه شده، استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان می‌باشد. این روش در مقلات علمی مختلف بیان گردیده و مورد علاقه بسیاری از محققین می‌باشد. مزیت این روش حضور همیشگی حداقل یک چاهک برای ارسال اطلاعات می‌باشد. اما در این روش نیز خلاهایی وجود دارد. مانند اتصال قسمت عظیمی از شبکه به چاهک ثابت و دیگری، مسیریابی همیشگی مجدد به چاهک متحرک است. در قسمت ضرورت انجام تحقیق مفصل تر در رابطه با این موضوع سخن خواهیم گفت.

 

 

1-5-9- مسایل مکان یابی پوششی هاب: 8

 

 

1-5-10- مسایل مکان یابی هاب با ساختار شبکه ستاره: 9

 

 

1-6- اهمیت و ضرورت موضوع: 9

 

 

1-7- هدف از اجراء : 9

 

 

1-8- سوالات تحقیق : 10

 

 

1-9- ساختار پایان نامه : 10

 

 

فصل دوم : ادبیات و پیشینه  تحقیق.. 11

 

 

2-1- ادبیات موضوع. 12

 

 

2-1-1- مقدمه : 12

 

 

2-2- شبکه های هاب با تخصیص تکی وچندگانه. 12

 

 

2-3- مدل ها و روش های حل.. 14

 

 

2-3-1- مدل تک تخصیصی.. 14

 

 

2-3-2- مدل چند تخصیصی.. 16

 

 

2-3-3- مدل های با هزینه ثابت ایجاد و ظرفیت محدود. 17

 

 

2-4- مکان یابی هاب در محیط رقابتی : 18

 

 

2-4-1- پیشینه مکان یابی هاب در محیط رقابتی : 18

 

 

2-5- استواری، مفهوم و نقش آن در تحقیق در عملیات… 19

 

 

2-5-1- مدل استوار مبتنی بر سناریو. 23

 

 

2-5-2- پیشینه مدل استواری در مکان یابی هاب : 30

 

 

فصل سوم : روش تحقیق.. 32

 

 

3-1- مقدمه. 33

 

 

3-1-1- فرضیات مساله: 33

 

 

3-2 – مدل پیشنهادی.. 34

 

 

3-2-1- اندیس مجموعه ها 34

 

 

3-2-2- پارامترها: 34

 

 

3-2-3- متغیرها: 35

 

 

3-2-4 تابع هدف و محدودیت ها 36

 

 

3-2-5- پیاده سازی مدل استوار. 41

 

 

3-2-6- خطی سازی محدودیت غیرخطی : 43

 

 

3-3-  الگوریتم ژنتیک… 44

 

 

3-3-1- نمایش کروموزوم: 45

 

 

3-3-2- آغازسازی: 45

 

 

3-3-3- ارزیابی: 46

 

 

3-3-4- معیار توقف : 47

 

 

3-3-5- نخبه گرایی.. 47

 

 

 

3-3-6- عملگر تقاطع. 48

 

 

3-3-7- عملگر جهش… 48

 

 

3-3-8- انتخاب… 49

 

 

3-3-9- معیار توقف… 50

 

 

فصل چهارم : محاسبات و یافته های تحقیق.. 52

 

 

4-1- معرفی مساله. 53

 

 

4-2- نتایج الگوریتم ژنتیک… 56

 

 

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات… 60

 

 

5-1- نتیجه گیری.. 60

 

 

5-2- پیشنهادات… 61

 

 

منابع و مآخذ : 63

 

 

Abstract 67

 

 

فهرست جداول

 

 

جدول (4-1)هزینه ثابت ایجاد هاب… 53

 

 

جدول (4-2)ظرفیت هاب ها 54

 

 

جدول(4-3) پارامترهای مدل استوار. 54

 

 

جدول (4-4) انواع مختلف تقاضا در سناریو ها 55

 

 

جدول (4-5) انواع مختلف هزینه در سناریو ها 55

 

 

جدول(4-6) نحوه تخصیص مراکز تقاضا به هاب ها در سناریو های مختلف… 56

 

 

جدول (4-7)مقادیر پارامترهای الگوریتم ژنتیک… 57

 

 

جدول(4-8) نتایج محاسبات برای اندازه های مختلف گره ها 58

 

 

فهرست شکل ها

 

 

شکل 1-1 . وظایف هاب درشبکه. 3

 

 

شکل 1-2 ساختار شبکه حمل ونقل با درنظرگرفتن هاب در مقایسه با شبکه های کلاسیک… 4

 

 

شکل (2-2)طبقه بندی مسایل هاب… 14

 

 

شکل(3-1).نحوه نمایش کروموزوم. 45

 

 

شکل(3-2) روند آغازسازی.. 46

 

 

شکل(3-3) روند ارزیابی.. 47

 

 

شکل(3-4) عملگر تقاطع. 48

 

 

شکل(3-5) عملگر جهش نوع 1. 49

 

 

شکل(3-6)عملگر جهش نوع 2. 49

 

 

شکل(3-7) فلوچارت الگوریتم ژنتیک… 51

 

 

چکیده

 

 

مساله مکان یابی هاب در جایی مطرح می شود که با سیستم های متشکل از بخش های زیاد و لزوم انتقال کالا یا اطلاعات یا انسان بین این بخش ها هستیم. از انجایی که برقراری ارتباط بین دو به دوی این نقاط هزینه بالایی دارد بحث طراحی شبکه هاب مطرح می گردد. مسایل مکان یابی هاب جز مسایل طراحی شبکه می باشند که به عنوان بخشی از فرآیند تصمیم گیری استراتژیک استفاده می شونددر انجام فرایند تصمیم گیری در واقعیت تمام ورودی ها قطعی نیستند ، از این رو باید در تصمیم ها پیش بینی عدم قطعیت را انجام داد. همچنین شرایط مکان یابی هاب در یک محیط رقابتی با توجه به دنیای رقابتی امروز در نظر گرفته شده که در ان جذب مشتری با توجه به کاهش  هزینه های جاری (زمان،فاصله،…) بررسی می شودهمپنین ظرفیت هاب های موجود محدود در نظر گرفته شده است..از انجاییکه در این تحقیق تقاضای هریک از گره های متقاضی نامعین می باشد،لذا از روش بهینه سازی استوار در این تحقیق استفاده می شود. نتایج محاسبات این تحقیق نشان می دهد که مساله توسط نرم افزار GAMS در اندازه های بزرگ در زمان معقول به حل بهینه دست پیدا نمی کند.به منظور نشان دادن کارایی مساله در مقیاس بزرگ، یک الگوریتم فراابتکاری (الگوریتم ژنتیک) پیشنهاد شد.

 

 

1-1-مقدمه

 

 

• بازار بورس اوراق بهادار تهران…………………………………………………………………….8

 

 

2-2-1   تاریخچه……………………………………………………………………………………………..8

 

 

2-2-2   تعاریف…………………………………………………………………………………………….12

 

 

2-2-2-1   بورس اوراق بهادار………………………………………………………………….12

 

 

2-2-2-2   سهم چیست ؟…………………………………………………………………………12

 

 

2-2-2-3   سرمایه گذاری………………………………………………………………………..12

 

 

2-2-2-4   انواع بازار ……………………………………………………………………………..12

 

 

2-2-2-5   سال مالی……………………………………………………………………………….13

 

 

2-2-2-6   صورت سود و زیان………………………………………………………………….13

 

 

2-2-2-7   ترازنامه………………………………………………………………………………….14

 

 

2-2-2-8   سود هر سهم (EPS)……………………………………………………………….14

 

 

2-2-2-9   سود تقسیمی هر سهم (DPS)……………………………………………………14

 

 

2-2-2-10  پیش بینی سود………………………………………………………………………15

 

 

2-2-2-11  تعدیل سود…………………………………………………………………………..15

 

 

2-2-2-12  قیمت پایانی سهم…………………………………………………………………..15

 

 

2-2-2-13 نسبت قیمت به درآمد………………………………………………………………15

 

 

2-2-3  شاخص کل………………………………………………………………………………………16

 

 

 

• پویایی سیستم ………………………………………………………………………………………..19

 

 

2-3-1  مقدمه………………………………………………………………………………………………..19

 

 

2-3-2  کلیات پویایی سیستم……………………………………………………………………………20

 

 

2-3-3  اصول کلی در مورد دیدگاه سیستمی ……………………………………………………..20

 

 

2-3-4  ابزارهای تفکر سیستمی ………………………………………………………………………..22

 

 

2-3-4-1  نمودار های علی حلقوی……………………………………………………………..22

 

 

2-3-4-2  نمودار های حالت جریان……………………………………………………………23

 

 

2-3-5  فرآیند مدل سازی………………………………………………………………………………..24

 

 

2-3-6 شبیه سازی………………………………………………………………………………………….27

 

 

 

• پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………………………..28

 

 

2-4-1 تحقیقات در زمینه بورس اوراق بهادار تهران………………………………………………..28
2-4-2 تحقیقات در زمینه پویایی سیستم در ایران  ………………………………………………….29

 

 

2-4-3 تحقیقات با روش پویایی سیستم در جهان……………………………………………………31

 

 

فصل سوم : مدل سازی پویایی بازار سهام

 

 

 

• مقدمه …………………………………………………………………………………………………..34

 

 

• تعریف مساله………………………………………………………………………………………….34

 

 

3-2-1  ارزش معاملات…………………………………………………………………………………….36

 

 

 

3-2-2  شاخص کل بورس اوراق بهادار تهران………………………………………………………37

 

 

3-2-3  تورم…………………………………………………………………………………………………..39

 

 

3-2-4  تولید ناخالص داخلی…………………………………………………………………………….44

 

 

 

• فرضیه های دینامیکی……………………………………………………………………………….46

 

 

3-3-1  قیمت و تقاضای سهم……………………………………………………………………………..46

 

 

3-3-2  اختلاف قیمت سهم با ارزش واقعی…………………………………………………………..48

 

 

3-3-3  شاخص کل و سرمایه گذاری در بورس…………………………………………………….49

 

 

3-3-3-1  بررسی تاثیر قیمت سهم های بزرگ بر شاخص کل……………………………..50

 

 

3-3-4  نوسان های شاخص کل و ریسک بازار……………………………………………………..54

 

 

3-3-5  سرمایه گذاری در بورس و تولید ناخالص داخلی…………………………………………55

 

 

3-3-5-1  بررسی رابطه تولید ناخالص داخلی و درآمد ملی………………………………….57

 

 

3-3-6  سپرده گذاری در بانک…………………………………………………………………………..58

 

 

 

• سرمایه گذاری در بازارهای موازی………………………………………………………..59

 

 

3-4     نمودار علی حلقوی کل مدل……………………………………………………………………….61

 

 

    فصل چهارم : شبیه سازی ، اجرای مدل و سناریوپردازی     

 

 

 

• مقدمه…………………………………………………………………………………………………..63

 

 

• مدل قیمت سهام……………………………………………………………………………………..63

 

 

4-2-1  اعتبار مدل……………………………………………………………………………………………66

 

 

4-2-2  تحلیل حساسیت و سناریو پردازی…………………………………………………………….66

 

 

4-2-2-1  مدت زمان سهامداری……………………………………………………………………..67

 

 

4-2-2-2  تعدیل سود هر سهم………………………………………………………………………..68

 

 

4-2-2-3  تعدیل سود و تغییر زمان سهامداری…………………………………………………..70

 

 

4-2-2-4  ورود سهامداران بزرگ به سهم………………………………………………………..71

 

 

 

• مدل کلی بورس اوراق بهادار…………………………………………………………………….73

 

 

4-3-1  اعتبار مدل بازار سهام……………………………………………………………………………..76

 

 

4-3-2  تحلیل حساسیت مدل بازار سهام……………………………………………………………….76

 

 

4-3-2-1  تاثیر مدت زمان سهامداری بر شاخص کل……………………………………………..77

 

 

4-3-2-2 تاثیر افزایش سرمایه گذاری در بورس…………………………………………………….77

 

 

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

 

 

5-1  نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………80

 

 

5-2  پیشنهادات………………………………………………………………………………………………..81

 

 

فهرست منابع ………………………………………………………………………………………………………..82

 

 

   فهرست تصاویر و نمودارها

 

 

شکل 2-1  نمایش ساختار حالت و جریان…………………………………………………………………23

 

 

شکل 3-1   نمودار خطی ارزش ریالی معاملات…………………………………………………………36

 

 

شکل 3-2   نمودار میله ای حجم معاملات سالیانه……………………………………………………….37

 

 

شکل 3-3   نمودار خطی شاخص کل بورس…………………………………………………………….38

 

 

شکل 3-4   نمودار خطی تورم  ………………………………………………………………………………41

 

 

شکل 3-5   تولید ناخالص داخلی……………………………………………………………………………44

 

 

شکل 3-6   حلقه علی حلقوی قیمت سهام و تقاضا برای آن…………………………………………47

 

 

شکل 3-7   حلقه اختلاف قیمت سهم با ارزش واقعی………………………………………………….48

 

 

شکل 3-8  حلقه شاخص کل و سرمایه گذاری در بورس…………………………………………….52

 

 

شکل 3-9  حلقه نوسانات بازار و ریسک سرمایه گذاری…………………………………………….54

 

 

شکل 3-10  حلقه سرمایه گذاری در بورس و تولید ناخالص داخلی………………………………56

 

 

شکل 3-11  حلقه سپرده گذاری در بانک………………………………………………………………..58

 

 

شکل 3-12  حلقه ثبات اقتصادی و جذابیت بازار های موازی……………………………………….59

 

 

شکل 3-13  نمودار علی حلقوی بازار بورس اوراق بهادار……………………………………………61

 

 

شکل 4-1   نمودار جریان مدل قیمت سهام……………………………………………………………….64

 

 

شکل 4-2   خروجی قیمت مدل قیمت سهام……………………………………………………………..65

 

 

شکل 4-3   حساسیت مدل قیمت نسبت به تغییر زمان سهامداری……………………………………67

 

 

شکل 4-4   حساسیت مدل قیمت نسبت به تعدیل سود هر سهم…………………………………….68

 

 

شکل 4-5   حساسیت مدل قیمت نسبت به تعدیل سود بعد از یک زمان خاص…………………69

 

 

شکل 4-6   حساسیت مدل قیمت نسبت به تعدیل سود و زمان سهامداری………………………..70

 

 

شکل 4-7   حساسیت مدل قیمت نسبت به تقاضا در زمان مشخص…………………………………72

 

 

شکل 4-8   نمودار جریان مدل ………………………………………………………………………………74

 

 

شکل 4-9   خروجی شاخص کل بازار سهام……………………………………………………………..75

 

 

شکل 4-10  حساسیت مدل بازار سهام به مدت زمان سهامداری……………………………………77

 

 

شکل 4-11  رفتار شاخص کل با تغییر میزان سرمایه گذاری در بورس……………………………78

 

 

فهرست جداول

 

 

جدول 2-1  قطبیت روابط علی…………………………………………………………………………………23

 

 

جدول 2-2  تحقیقات در زمینه بورس اوراق بهادار تهران………………………………………………28

 

 

جدول 2-3  تحقیقات با روش پویایی سیستم در ایران……………………………………………………29

 

 

جدول 2-4  تحقیقات در زمینه بازار بورس با روش پویایی سیستم…………………………………..30

 

 

جدول 2-5  تحقیقات اقتصادی خارجی با روش پویایی سیستم……………………………………….33

 

 

جدول 3-1  تخمین رگرسیونی شاخص از سهم های بزرگ با روش حداقل مربعات…………..51

 

 

جدول 3-2  تخمین حداقل مربعات تولید ناخالص و درآمد ملی……………………………………..57

 

 

        عنوان                                                                                                         صفحه
فصل اول- مروری بر موضوع
1- مقدمه                                                                                                      1
2- ترکیبات سولفوره فرار                                                                                      1
3- نشر ترکیبات سولفوره فرار                                                                                 1
3-1- منابع طبیعی
2 3-2- منابع مربوط به فعالیتهای انسانی                                                                              3
3-2-1- فرآیندهای بی هوازی                                                                              3
3-2-2- فرآیندهای با دمای بالا                                               4
3-2-3- مصارف صنعتی                                                                                     4
3-2-4- فرآیندهای شیمیایی                                                                                 4
4- ویژگیهای ترکیبات سولفوره فرار                                                                   5
4-1- آستانة بوزایی                                                                       5
4-2- سمیت                                                                                                   6
4-2-1- سمیت برای انسان                                                                                     6
4-2-2- سمیت برای میکروارگانیسمها                                                                    7
4-3- اثر خورندگی                                                                                           7
5- اتیل مرکاپتان و ویژگیهای آن                                                                                      8
6- روشهای تخریب ترکیبات سولفوره فرار                                                                 10
6-1- روشهای فیزیکی شیمیایی                                                                            10
6-1-1- اکسیداسیون حرارتی                                                                                  10
6-1-2- احتراق کاتالیستی                                                                                        12
6-1-3- اسکرابینگ                                                                                                 14
6-1-4- جذب روی سطح جامد                                                                             15
6-2- روشهای بیولوژیک                                                                                      17
6-2-1- بیواسکرابینگ                                                                                        17
6-2-2- بیوفیلتراسیون بستر چکنده                                                                         18
6-2-3- بیوفیلتراسیون                                                                                        21
7- اصطلاحات مربوط به بیوفیلترها                                                                       24
7-1- زمان اقامت بستر خالی و زمان اقامت واقعی                                                     24
7-2- بار جرمی ورودی                                                                                    24
7-3- بازدهی حذف و ظرفیت حذف                                                                    25
8- پارامترهای مؤثر بر کارکرد بیوفیلترها                                                                 25
8-1- بستر بیوفیلتر                                                                                                 25
8-2- میزان رطوبت                                                                                         28
8-3- تخلخل                                                                                                 28
8-4- افت فشار                                                                                              29
8-5- سطح مخصوص بستر                                                                                     29
8-6- pH                                                                                                           30
8-7- دبی جریان                                                                                            31
8-8- غلظت آلاینده                                                                                         31
8-9- رطوبت فاز گاز                                                                                       32
8-10- فاز مایع                                                                                              32
8-11- دما                                                                                                    33
8-12- میکروارگانیسمها                                                                                   33
9- سیستم آنزیمی قارچ ریسه سفید فانروکائت کرایسوسپوریوم                                     36
9-1- آنزیمهای لیگنینولیتیک                                                                               36
9-2- کینتیک اکسیداسیون آلاینده های زیست محیطی توسط آنزیمهای لیگنینولیتیک            37
9-2-1- چرخة کاتالیتیک پراکسیدازها                                                                   37
9-2-2- واکنشهای منگنز پراکسیداز                                                                      38
9-2-3- واکنشهای لیگنین پراکسیداز                                                                     39
9-3- سیتوکروم پی 450                                                                                  42
9-3-1- ساختار و مکانیزم واکنش                                                                              42
10- تحقیقات انجام گرفته در ایران                                                                             44

 

فصل دوم- اهداف، نوآوریها و جزئیات تفصیلی کار
1- اهداف و مراحل انجام پروژه                                                                            47
2- نوآوریهای پروژه                                                                                         52
3- برنامه زمان بندی پروژه                                                                                 53
مراجع
 
 
فصل اول
 
مروری بر موضوع
 
1– مقدمه
جهت انجام پروژه تعریف شده در این رساله دکترا مباحث تحقیق حاضر در دو فصل ارائه شده است. فصل اول با مروری بر منابع و مستندات موجود، تعریفی جامع در زمینه ترکیبات سولفوره فرار، مشکلات زیست محیطی ناشی از آنها و روش های مختلف تخریب آنها بدست می دهد. فصل دوم مشتمل بر اهداف رسالۀ در دست، نوآوری های تحقیق و جزئیات تفصیلی جهت اجرای این مهم می باشد.
2– ترکیبات سولفوره فرار
نشر مواد بودار یک مشکل زیست محیطی متداول است و می تواند مشکلات جدی در همسایگی محل انتشار ایجاد کند. در میان این مواد بوزا، ترکیبات آلی فرار حاوی سولفور (VOSCs)[1] که از صنایع مختلفی تولید می شوند حجم زیادی را دربر می گیرند و می توانند سبب مشکلات زیست محیطی جدی شوند که سلامت عمومی را تهدید می کند. این ترکیبات عمدتا شامل دی متیل سولفید، دی متیل دی سولفید، متان تیول، کربن دی سولفید، کربونیل سولفید و اتان تیول می باشند [30]. طبیعت و غلظت مولکولهایی که توسط سلولهای بویایی تشخیص داده می شوند در افراد مختلف و نیز در شرایط محیطی مختلف نظیر دما، فشار و رطوبت فرق می کند. انسانها قادر به تشخیص مقادیر بسیار اندک مواد بودار می باشند. تخمین زده می شود که تنها 10⁸ یا 10⁹ مولکول از گازهای بودار در بینی برای تشخیص بو کافی است. این در حالی است که 1 میکروگرم از اتیل مرکاپتان در هوا تقریبا شامل 10¹⁶ مولکول است، یعنی 10⁷ یا 10⁸ برابر میزان لازم برای تشخیص. حساس بودن انسان به بو، کنترل دقیق میزان ضایعات بودار را، اگر این ضایعات در نزدیکی محل سکونت انسانها تولید شوند، ضروری می سازد [22].