17242

17242

كنترل بهينه چراغ ها در شبكه هاي حمل و نقلي با اولويت مراكز متراكم شهري

دكتري

برنامه ريزي حمل و نقل

بهمن ماه 1393

دكتر شهريار افنديزاده

عمران

در بخش هايي از شبكه معابر شهري، مناطقي وجود دارند كه بنا به دلايلي از اولويت بيشتري برخوردار بوده و نياز است تا در ساعات اوج، از بروز تراكم و انسداد در اين محدوده ها پيشگيري به عمل آيد. اين دلايل مي تواند شامل مواردي نظير آلودگي هاي زيست محيطي، وجود كاربري هاي اداري و تجاري مهم ، محدود بودن ظرفيت شبكه معابر و يا نياز به اولويت دهي به سرويس هاي حمل و نقل همگاني باشد. بر اين اساس هدف از اين رساله، كنترل جريان ورودي به اين مناطق اولويت دار يا حفاظت شده مي باشد كه از طريق كنترل زمان بندي چراغ ها در شرياني هاي ورودي به اين محدوده ها صورت مي پذيرد. مدل تدوين شده داراي دو بخش اصلي مي باشد. بخش اول اقدام به بيشينه نمودن اختلاف فاز در شرياني هاي ورودي كرده و بر اين اساس علاوه بر به دست آوردن طول فاز بهينه ، طول صف بهينه را نيز در شرياني هاي بالادست تخمين مي زند. اين طول صف بهينه ملاكي براي حل بخش دوم مسئله مي باشد. در بخش دوم مسئله، زمان بندي چراغ ها در شرياني هاي ورودي با در نظر گرفتن سه مورد بهينه سازي مي شوند.اين سه مورد شامل حفظ تراكم در زير شبكه حفاظت شده در زير حد بحراني، نگه داشتن طول صف در نزديكي مقدار بهينه آن و پيشگيري از نوسانات بيش از حد زمان سبز در طول چرخه هاي متناوب مي باشد.براي اطمينان از اينكه مدل تدوين شده بهتر از روش هاي متداول بهينه سازي چراغ ها عمل مي كند، اين روش با شرايط بدون اعمال استراتژي نرخ بندي داخلي – خارجي در يك شبكه يكسان كه از طريق الگوريتم بهينه سازي در نرم افزار 'ويزيم' حل شده ، مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهند كه با اعمال استراتژي مد نظر، خروجي از زير شبكه كاهش نيافته و يك روند صعودي را تا پايان زمان اجراي برنامه حفظ خواهد نمود.همچنين اين مدل قادر مي باشد كه صف شرياني هاي بالادست را تا حد صف بهينه كنترل نمايد . به نحويكه در شرايطي كه استراتژي نرخ بندي در شرياني هاي بالادست اعمال مي شود ، با وجوديكه طول صف داراي مقدار بيشتري نسبت به شرايطي است كه استراتژي نرخ بندي صورت نپذيرفته وليكن به مقدار بهينه خود براي پس نزدن به بالادست نزديك است.به عبارتي تركيب استراتژي نرخ بندي داخلي و خارجي باعث كنترل شرايط جريان هم در بالادست(شرياني هاي ورودي) و هم در پايين دست(شبكه حفاظت شده) مي شود. بكارگيري استراتژي ياد شده شرايط كلي شبكه را نيز بهبود مي بخشد. به نحوي كه متوسط سرعت و تاخير در شبكه متناظرا 19 و 14 درصد بهبود داشته اند. هم چنين در اين رساله، به منظور ارزيابي مدل پيشنهادي، اقدام به مقايسه نتايج مدل و نتايج حل آخرين مطالعه انجام شده موجود در خصوص نرخ بندي در شبكه هاي شهري گرديده است كه نتايج اين بررسي نيز بهبود شاخص هاي عملكردي شبكه شامل متوسط تاخير و زمان سفر را به ميزان 8 و 6 درصد نشان مي دهد. واژه‌هاي كليدي: كنترل بهينه ، تنظيم چراغ ، نرخ بندي ، دياگرام هاي اساسي ، الگوريتم هاي فراابتكاري

1396/02/16

1/1/1900 12:00:00 AM

There are areas in some parts of the urban network that, for some reasons, have higher priority, an​d so, it is necessary to prevent congestion an​d gridlock in these areas during peak hours. These reasons can include environmental pollution, the existence of major commercial o​r administrative uses, the limited capacity of the street network, o​r the necessary prioritization of public transportation services. Accordingly, the purpose of this article is to develop a new flow control model for these protected o​r priority areas which will control the signal setting of the entrance arterial to these areas. The proposed model has two main parts. The first part attempts to maximize the offset in the arterial input an​d accordingly obtain the optimum offset an​d estimates the optimal queue length in the upstream arterials. The optimal queue length is a criterion for the second part of the problem-solving. In the second part of the question, signal setting in the arterial input is optimized by considering three cases. These include keeping congestion below the critical level through the protected network, holding the queue near the optimum value, an​d preventing fluctuations of the excessive green time during the intermittent cycle. To ensure that the developed model works better than the common lights optimization methods, it was compared with the optimization algorithm on Vissim software. To model timeliness in solving, the two Meta heuristic methods, simulated annealing algorithm an​d Imperialist competitive algorithm, were used, an​d the resulting solution was compared with that of the developed model. The model solution results show that using a rating strategy an​d flow controlling of the transport network can be effective in increasing system productivity. Moreover, the presented model showed its ability to maintain optimum conditions on the upstream arterials of the considered networks. Keywords: optimal control, signal setting, metering, fundamental diagrams, Meta heuristic algorithms