23677

به‌كارگيري توابع چگالي و طول صف در مدل¬هاي تخصيص پوياي ميان‌نگر

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-حمل و نقل

1396

99/11/21

دكتر شهريار افنديزاده

عمران

يكي از روش‌هاي سنتي براي بهبود وضع شبكه¬ها، ساخت راه¬هاي جديد است كه امروزه به‌خصوص در مناطق شهري پرازدحام و شلوغ، به دليل بالا بودن هزينة ساخت آن ديگر گزينة مطلوبي به نظر نمي¬رسد. روش‌هاي مديريت ترافيك يكي از گزينه¬هاي مؤثر در اين امر به شمار مي¬آيد. مسئلة تخصيص ترافيك به‌ويژه تخصيص ترافيك پويا با فراهم‌آوردن بستري براي بررسي وضعيت شبكة موردمطالعه و همچنين ايجاد الگوي جريان ترافيك، يكي از ابزارها و اجزاي مهم در بحث مديريت ترافيك مي¬باشد. در اين پژوهش ابتدا، تئوري محاسباتي براي تعادل كاربر پويا در شبكه¬هاي بزرگ¬مقياس معرفي‌شده؛ سپس با بهره¬گيري از يك روش بارگذاري شبكة پوياي مبتني بر مدل گسترش شبكه LWR (Lighthill, Whitham and Richards)، مسئلة بارگذاري شبكة پويا به‌عنوان يك سيستم معادلات جبري ديفرانسيلي فرموله مي¬گردد. مدل بارگذاري شبكة پوياي حاصله، قادر به شكل‌گيري، انتشار و اتلاف صف¬هاي فيزيكي است. در ادامه براي تسهيل امر، سيستم معادلات جبري ديفرانسيلي، گسسته مي¬شود. محاسبة تعادل كاربر پويا با فرمول-بندي¬هاي رياضي معادل مانند نابرابري متغير، نابرابري متغير ديفرانسيلي، مسئلة نقطه ثابت و مسئلة مكمل غيرخطي تسهيل مي¬گردد. اين پژوهش براي حل مسائل تعادل كاربر پويا از الگوريتمي بر اساس فرمول نقطه ثابت بهره مي¬برد. نوآوري اين پژوهش ايجاد بستة نرم¬افزاري به زبان c++ جهت پياده¬سازي هر دو سيستم معادلات جبري ديفرانسيلي و الگوريتم نقطه ثابت، با درنظرگرفتن پس¬زدگي صف مي¬باشد. برنامة نام¬برده به¬گونه¬اي توسعه مي¬يابد كه مي¬توان از آن براي حل مسائل تعادل كاربر پويا و بارگذاري شبكة پويا در هر شبكة بزرگ¬مقياس به كار گرفته شود. برنامه نوشته شده جهت آزمايش براي شبكة شهري شيكاگو با 86179 جفت مبدأ - مقصد و 250000 مسير پياده‌سازي شده و پس از 69 بار تكرار با درنظرگرفتن آستانة 001/0 به همگرايي رسيده و نتايج آن مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج حاصله نشان مي¬دهد، نرخ عزيمت جريان تنها زماني كه تأخير مؤثر در آن كمينه و برابر مي¬شود، مقادير غيرمنفي به خود مي-گيرد كه اين خود نشان‌دهندة برقراري مفهوم تعادل كاربر پويا و صحت كار مي¬باشد.

1400/03/08

Application of density and queue length functions in mesoscopic dynamic traffic assignment

2/10/2022 12:00:00 AM

One of the traditional ways to improve the condition of networks is to build new roads, which are no longer a desirable option today, especially in crowded urban areas, due to the high cost of construction. traffic management methods are one of the effective options in this regard. the issue of traffic assignment, especially dynamic traffic assignment, is one of the important tools and components in the traffic management discussion by providing a platform for examining the status of the network under study and also creating a traffic flow pattern. in this study, first, a computational theory for dynamic user equilibrium in large-scale networks is introduced; then, using a dynamic network loading method based on the LWR network expansion model, the dynamic network loading problem is formulated as a system of differential algebraic equations. the resulting dynamic network loading model is capable of forming, propagating, and dissipating physical queues. to facilitate this, the system of differential algebraic equations is discretized. dynamic user equilibrium calculation is facilitated by equivalent mathematical formulations such as variable inequality, differential variable inequality, fixed point problem, and nonlinear complement problem. this research uses an algorithm based on the fixed-point formulation to solve dynamic user equilibrium problems. the innovation of this research is to create a software package in C++ language to implement both systems of differential algebraic equations and fixed-point algorithm, taking into account queue regression. the program is developed in such a way that it can be used to solve dynamic user equilibrium problems and dynamic network loading on any large-scale network. the mentioned c++ program was implemented for testing for the Chicago metropolitan area with 86,179 origin-destination pairs and 250,000 routes, and after 69 repetitions, the convergence with the threshold of 0.001 was reached and the results were evaluated. the results show that the flow departure rate assumes non-negative values only when the effective delay is minimized and equalized, which indicates the establishment of the concept of dynamic user equilibrium and accuracy of research.

تخصيص ترافيك پويا , بزرگ‌مقياس , ميان¬نگر , صف و پس¬زدگي جريان

Dynamic Traffic Assignment , Large Scale , Mesoscopic , Queue and Flow Spillback