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

 

 

1-5- طراحی شبكه­های 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 شبكه‏های حمل‏ونقل جادهای 11

 

 

1-10- محدوده پروژه 13

 

 

فصل 2- مرور بر ادبیات و پیشینه تحقیق 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

 

 

2-5-1- تركیب با تصمیمات RNDP 28

 

 

فصل 3- مدل ریاضی پیشنهادی و روش حل 32

 

 

3-1- تعریف مساله 33

 

 

3-1-1- ویژگی‏های كلی 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 ژنتیك تركیبی 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- بررسی 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 ترافیك- زمان سفر 90

 

 

الف-2- تخصیص سفر تعادلی 91

 

 

ب- روش جستجوی بخش­بندی طلایی 97

 

 

ج- الگوریتم دایسترا 98

 

 

چکیده انگلیسی 100

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شكل‌ها

 

 

شکل ‏1‑1- اجزای سیستم‏های حمل‏ونقل 6

 

 

شکل ‏1‑2- تصمیمات مورد مطالعه 9

 

 

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

 

 

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

 

 

شکل ‏3‑5- یك شبكه نمونه 49

 

 

شکل ‏3‑6- نمایش كروموزوم شبكه نمونه 49

 

 

شکل ‏3‑7- شماره‏دهی یال‏های شبكه 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

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

 

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

 

 

جدول ‏2‑1-مقایسه مطالعات تركیبی 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- خلاصه نتایج محاسباتی 78

 

 

جدول ‏4‑18- میزان 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 رابطه با مساله مورد مطالعه در این پایان نامه می پردازیم و چگونگی مدلسازی مساله را خلاصه تشریح می کنیم.

 

 

1-1- مقدمه

 

 

گسترش شهرنشینی در دهه­های اخیر موجب شده است كه شهرها و حومه­های آنها به عنوان مهمترین مراكز سكونت و فعالیت انسان معاصر مطرح شوند. افزایش مستمر جمعیت شهرنشین در بسیاری از كشورها به موضوع چالش برانگیزی برای مسئولان دولتی تبدیل شده است. چرا كه محدودیت­های موجود در سیستم­های حمل­ونقل شهری از جمله محدودیت زمین، ظرفیت معابر و مسایلی از این دست مانع از توسعه آنها همگام با رشد جمعیت و در نتیجه رشد تقاضاهای سفر می­شوند. تصمیمات برای سرمایه­گذاری و بهبود سیستم­های حمل­ونقل شهری باید با در نظر گرفتن مسایلی چون منابع مالی موجود، تاثیرات تصمیمات در بهبود ازدحام خودروها در معابر و مسایلی از این دست صورت گیرند.

 

 

در همین راستا، دسته­ای از مطالعات بهینه­سازی به طراحی و بهبود شبكه­­های حمل­ونقل شهری می­پردازد. شبكه­های حمل­ونقل شهری شامل زیرمجموعه­هایی چون شبكه معابر شهری و شبكه­های حمل­ونقل عمومی هستند كه تصمیمات طراحی در آنها را می­توان در قالب سلسله مراتبی از تصمیم­های بلندمدت، میان­مدت و كوتاه­مدت تقسیم­بندی کرد. تصمیمات بلندمدت بیشتر به توسعه زیرساخت­ها و توپولوژی شبكه­ها اختصاص دارند. ساخت معابر جدید، توسعه ظرفیت معابر موجود، طراحی مسیرهای عبور و مرور شبكه حمل­ونقل عمومی مثال­هایی از این تصمیمات هستند. تصمیمات میان­مدت به نحوه بهره­گیری از منابع فعلی می­پردازد، مانند جهت­دهی به معابر و تخصیص خطها در دو جهت معابر دوطرفه. نهایتاً تصمیمات كوتاه­مدتی چون تنظیم چراغ­های راهنمایی، تنظیم عملیات روزمره را شامل می­شوند.مسایل طراحی شبكه حمل­ونقل شهری، با رویكرد نظریه بازی­ها مدلسازی می­شوند. به جهت نوع مساله، دو گروه بازیگر وجود دارند. گروه اول مسئولان دولتی و تصمیم­گیران هستند كه نقش رهبر را ایفا می­كنند و گروه دوم كاربران شبكه هستند كه به تناسب تصمیمات اخذ شده برای شبكه توسط مسئولان، به انتخاب مسیر در شبكه می­پردازند كه نتیجه آن تغییر در الگوهای جریان­های ترافیكی در سطح معابر شهر است. این رویكرد مدل سازی منجر به توسعه مدل­های ریاضی دوسطحی برای این مسایل می­شود كه نا محدب هستند و حل آنها به طور ذاتی NP-سخت است.