12534

12534

ارايه مدل براي برآورد قابليت اطمينان زمان سفر در شبكه حمل و نقل درون شهري بزرگ مقياس

دكتري

عمران - حمل ونقل

اسفند 1391

اسفند 1391

دكتر افشين شريعت-مهيمني

چكيده از مهم¬ترين شاخص¬هاي ارزيابي در شبكه¬هاي حمل و نقلي زمان سفر است. در شرايط عدم قطعيت، زمان سفر شبكه عددي قطعي و قابل ارايه به تصميم¬گير نيست و به همين دليل شاخص معادلي براي آن تعريف شده است كه قابليت اطمينان زمان سفر ناميده مي¬شود. از عوامل اصلي پديدار شدن عدم قطعيت در زمان سفر تغييرات مداومي است كه در ظرفيت كمان¬هاي شبكه به وجود مي¬آيد. اين تغييرات در ظرفيت را مي¬توان بر اساس تواتر وقوع در قالب يك تابع توزيع احتمالي نشان داد، و تابع احتمالي ظرفيت كمان ناميد. بديهي است كه اين ظرفيت احتمالي در كمان منجر به زمان سفر احتمالي در آن شده و به تبع آن زمان سفر در مسيرهاي تشكيل شده از اين كمان¬ها نيز احتمالي و همراه با عدم قطعيت خواهد شد. يكي از مسايل اساسي در زمينه برآورد زمان سفر در شرايط عدم قطعيت، برآورد تابع احتمالي زمان سفر مسيرهاي شبكه از كمان¬هاي آن است. يكي از مشكلات اساسي در ارزيابي زمان سفر ابعاد شبكه¬هاي واقعي و بزرگ-مقياس است كه باعث طولاني شدن محاسبات مي¬شود. اين رساله چارچوبي كلي براي محاسبه قابليت اطمينان زمان سفر در شرايط وجود عدم قطعيت ارايه مي¬دهد كه قابليت به¬كارگيري منطقي در شبكه-هاي واقعي را داشته باشد. با توجه به اين كه در شبكه¬¬هاي واقعي شيوه¬هاي مختلفي در جابجايي مسافران نقش ايفا مي¬كنند سعي شده است قابليت اطمينان زمان سفر براي شيوه¬هاي حمل و نقل با سهم بيشتر در نظر قرار گرفته و محاسبه گردد. دستاورد اصلي اين رساله ارايه چارچوبي براي تخمين قابليت اطمينان (توزيع احتمال) زمان سفر است كه بر مبناي روش تابع مولد عمومي اجزاي زمان سفر در شيوه¬هاي مختلف حمل و نقل كار مي¬كند. در اين روش، توابع پيوسته احتمال زمان سفر اجزاي شبكه بايد گسسته¬سازي شوند تا بتوان از روش تابع مولد عمومي استفاده كرد. به همين دليل، سطح گسسته¬سازي توابع مهم¬ترين عامل زمان حل مسأله به حساب آمده و دقت و سرعت محاسبات با تحليل حساسيت روي اين پارامتر تعيين شده است. به طور خاص، اين چارچوب براي چهار حالت زير بررسي و چگونگي بكارگيري آن توضيح داده شده است: حالت 1: حالتي كه توابع توزيع احتمال زمان سفر كمان¬ها مستقل-از-زمان هستند؛ حالت 2: حالتي كه توابع توزيع احتمال زمان سفر كمان¬ها مستقل-از-زمان هستند و در انتخاب مسير¬ها عدم قطعيت وجود دارد؛ حالت 3: حالتي كه توابع توزيع احتمال زمان سفر كمان¬ها وابسته-به-زمان هستند؛ حالت 4: حالتي كه توابع توزيع احتمال زمان سفر كمان¬ها وابسته-به-زمان هستند و زمان اعزام در گره¬هاي بعدي مشخص است. سپس، حالات 1 و 4 با تعريف سه مسأله مختلف در سه شيوه حمل و نقلي مختلف (خصوصي، عمومي و شبه-عمومي) مصداق داده شده و براي برآورد اجزاي زمان سفر و در نتيجه برآورد قابليت اطمينان زمان سفر بكارگيري شده¬اند. از نتايج اين رساله در حوزه حمل و نقل خصوصي، مي¬توان به تخمين توزيع احتمال زمان سفر در شبكه بزرگراهي شهر تهران با دقت بالا (9/99 درصد) و زمان حل پايين (حدود 2 ثانيه) اشاره كرد. قابل ذكر است كه منظور از شبكه بزرگراهي بخشي از شبكه معابر است كه شريان-هاي اصلي شهر تهران (اعم از بزرگراه¬ها و آزادراه¬ها) را شامل مي¬شود. در حوزه حمل و نقل شبه-عمومي (مسأله سرويس مدارس)، نشان داده است كه همفزوني توابع توزيع وابسته-به-زمان احتمال زمان سفر و محاسبه زمان اعزام بر مبناي آن باعث روبرآورد يا زير¬برآورد شدن زمان سفرها شده و بنابراين زمان¬هاي اعزام به گونه¬اي به دست مي¬آيند كه قابليت اطمينان واقعي رسيدن بموقع به مدرسه به صورت روبرآورد يا زير¬برآورد به دست مي¬آيد. به عبارت ديگر، نتايج حل مدل با استفاده از زمان سفرهاي فقط احتمالي با واقعيت تطابق نداشته و بايد اثر وابسته-به-زمان بودن زمان سفرهاي احتمالي ديده شود. در حوزه حمل و نقل عمومي سنگين (مترو) نتيجه اين پژوهش نشان مي¬دهد كه تغييرات ميانگين تعداد مسافران جامانده نسبت به افزايش ضريب تغييرات سرفاصله و نسبت به ميانگين سرفاصله غيرخطي و اكيداً افزايشي است. تغييرات ميانگين تعداد مسافر جامانده نسبت به افزايش ظرفيت قطار نيز كاملاً غيرخطي ولي روند آن كاهشي است. واژه‌هاي كليدي: حمل و نقل درون¬شهري، شبكه¬هاي بزرگ-مقياس، قابليت اطمينان، زمان سفر.