پایاننامه کارشناسی ارشد عمران حمل و نقل بزرگراه کنترل رمپ

۱۰۵ هزار تومان ۸۰ هزار تومان
افزودن به سبد خرید

جهت خرید و دانلود پایاننامه کارشناسی ارشد عمران حمل و نقل بزرگراه کنترل رمپ با ایمیل sellthesis@gmail.com در ارتباط باشید


پایاننامه کارشناسی ارشد عمران حمل و نقل بزرگراه کنترل رمپ


پایان نامه کارشناسی ارشد عمران حمل و نقل بررسی رفتار تصادفی ظرفیت عملی بزرگراه و تاثیر آن در کنترل رمپ


چکیده:

کنترل رمپ، یکی از موثرترین استراتژی‌های مدیریت بزرگراه است و مزایای زیادی در مواردی مانند افزایش خروجی در گلوگاه‌ها، کاهش زمان سفر، تعداد تصادفات و … ایجاد کرده است. کنترل رمپ شامل دو محدودیت درحال رقابت با هم است: ظرفیت بزرگراه و صف رمپ. اجرا و ارزیابی کنترل رمپ نشان می‌دهد که این دو محدودیت با توجه به فرض نادرست ثابت بودن ظرفیت و برآورد نادرست طول صف نمی‌توانند موفق عمل کنند. در این پایان نامه، دو روش بهبود یافته برای برطرف کردن این مشکلات در بحث ظرفیت پیشنهاد شده است. روش اول، برآوردی است از ظرفیت لحظه ای که برای پرداختن به کاستی های ظرفیت که به طور ثابت در نظر گرفته شده است، مناسب است. هنگامی که تراکم شروع می شود، استفاده از ظرفیت عملی متغیر با زمان توصیه شده است. این موضوع با روش میانگین متحرک بر اساس ترافیک لحظه‌ای محاسبه شده است. روش ترکیبی روی استراتژی کنترل ناحیه طبقه بندی شده از طریق نرم افزار شبیه‌سازی میکروسکوپیک AIMSUNمورد آزمایش قرار گرفت. روش دوم یک استراتژی پیشنهادی برای کنترل رمپ، با محدود کردن احتمال است. این موضوع ابتدا با مطالعه تابع چگالی احتمال برای ظرفیت در شرایط متفاوت جریان در طول دوره انجام شد. بررسی‌ها نشان داد که توزیع ظرفیت لحظه ای در محدوده ی سطح اشغال و تراکم به صورت توزیع احتمال نرمال است. در این روش، مقدار ظرفیت بر اساس شرایط لحظه‌ای ترافیک و احتمال قابل قبول در سطح ریسک تعیین شده به صورت پویا تغییر می کند. جهت ارزیابی بهره وری محدودیت ظرفیت تصادفی پویا، یک متدلوژی برای الگوریتم ZONE به کار گرفته شد و از طریق شبیه‌سازی میکروسکوپیک مورد آزمایش قرار گرفت.
كلمات كليدي: ظرفیت عملی بزرگراه، کنترل رمپ، محدودیت احتمال، رفتار تصادفی


فهرست مطالب

1 کلیات تحقیق 1
1-1 مقدمه 2
1-2 شرح مسئله 3
1-3 اهداف پژوهش 5
1-4 سابقه تحقیق و اهمیت پژوهش 5
1-5 فرضیه‌های پژوهش 6
1-6 روش انجام پژوهش 7
1-7 مراحل پژوهش 7
1-8 دامنه کاربرد 8
2 پیش زمینه و مروری بر تحقیقات گذشته 9
2-1 مقدمه 10
2-2 بهبود در برآورد ظرفیت بزرگراه 10
2-2-1 برآورد ظرفیت لحظه‌ای 12
2-2-2 برآورد جریان ترافیک کوتاه مدت 14
2-3 الگوریتمهای کنترل رمپ 15
2-3-1 الگوریتم ALINEA 17
2-3-2 الگوریتم Bottleneck 18

3 مبانی و اصول و متدولوژی 21
3-1 استراتژی‌های کنترل رمپ استفاده شده در پژوهش 22
3-1-1 الگوریتم ZONE 22
3-1-2 استراتژی کنترل Zone طبقه بندی شده (SZM) 24
3-1-3 ارزیابی مقدماتی 27
3-2 برآورد ظرفیت لحظه‌ای 27
3-2-1 برآورد ظرفیت نظری بزرگراه‌ها 28
3-2-1-1 روش جديد HCM براي تعيين ظرفيت يا حداكثر تردد سرويس در بزرگراه‌هاي چند خطه 29
3-2-1-2 طبیعت تصادفی 31
3-2-1-3 بسته نرم افزار R 32
3-2-2 برآورد ظرفیت عملی 33
3-2-2-1روش میانگین متحرک 34
3-3 کنترل رمپ با محدودیت احتمال 36
3-3-1 مدل خطی جبری برای کنترل رمپ 36
3-3-2 برنامه‌ریزی احتمال محدود شده رفتار تصادفی 38
3-4 معرفی محور مورد مطالعه 40
4 روش پیشنهادی در برآورد ظرفیت بزرگراه (مطالعه موردی: بزرگراه نیایش) 42
4-1 مقدمه 43
4-2 روش اول: برآورد ظرفیت لحظه‌ای 44
4-2-1 تاریخ‌های آزمایش 44
4-2-2 روش پیشنهادی 45
4-2-2-1 برآورد ظرفیت نظری 47
4-2-2-2 برآورد ظرفیت عملی 52
4-2-2-3 اشغال بحرانی 55
4-2-3 آزمایش و نتایج 56
4-2-3-1 فرایند کالیبراسیون 56
4-2-3-2 پویایی ظرفیت متغیر با زمان 58
4-2-4 بهبود عملکرد 59
4-3 روش دوم: کنترل رمپ با محدودیت احتمال 62
4-3-1 رفتار تصادفی ظرفیت بزرگراه تحت شرایط متفاوت جریان 62
4-3-1-1 محل آزمایش 63
4-3-1-2 روز آزمایش 63
4-3-1-3 جمع آوری دادهها 64
4-3-1-4 برازش توزیع نرمال 67
4-3-1-5 معنای توزیع ظرفیت تصادفی آزادراه 69
4-3-2 الگوریتم ZONE در بزرگراه نیایش با در نظر گرفتن محدودیت احتمال 72
4-3-2-1 الگوریتم ZONE با در نظر گرفتن محدودیت احتمال 72
4-3-2-2 آزمایش شبیه سازی 75
4-3-2-3 فرایند معتبرسازی 75
4-3-2-4 نتایج آزمایش 76
5 نتایج و پیشنهادات 80
5-1 نتایج 81
5-2 پیشنهادات 83
6 مراجع 85
چکیده انگلیسی 92


1-1 مقدمه
رشد جمعیت و اشتغال، با اتکای بر خودرو و سیستم‌های بزرگراهی به عنوان ابزار اصلی تحرک شهری همراه شده است، این موضوع مسئولیت عظیمی در بخش زیرساخت های حمل و نقل وارد کرده است. با توجه به توسعه شهری، عدم دسترسی راه‌ها و محدودیت‌های زیست محیطی، اضافه کردن خطوط بیشتر و یا ساخت بزرگراه اضافی راه حل‌هایی بلند مدت نیستند. در عوض، استراتژی‌های مدیریت موثر در بزرگراه در حال توسعه برای به حداکثر رساندن استفاده از زیرساخت‌های موجود ترجیح داده می‌شود.
رمپ می‌تواند به عنوان اتصال بین دو تسهیلات بزرگراه تعریف شود که شامل مقطعی از راه با طول کافی است تا ایمنی پیوستن وسایل نقلیه از رمپ ورودي به مسیر اصلی را تضمین نماید. با افزایش تقاضاي وسایل نقلیه در رمپ ورودي، موقعیت‌هاي نامعینی براي پیوستن به بزرگراه شلوغ بوجود می‌آید. براي کنترل تقاضاي اضافه شده به رمپ ورودي، چندین استراتژي کنترل رمپ با محدود کردن تعداد وسایل وارد شده به جریان اصلی توسعه یافته‌اند. کنترل رمپ، یکی از موثرترین استراتژی های مدیریت بزرگراه، به مدت طولانی بوده که قادر به تولید مزایای زیادی برای عموم خواهد بود. مواردی از قبیل افزایش میزان خروجی در گلوگاه‌ ها، کاهش زمان سفر، بهبود قابلیت اطمینان زمان سفر و کاهش تعداد تصادفات و همچنین انتشار آلودگی وسایل نقلیه 2001 (Cambridge Systmatics). در این روش کنتورهای رمپ به صورت علائم ترافیکی کنترل کننده که بر روی رمپ‌های ورودی آزادراه‌ها و بزرگراه‌ها نصب می‌شوند، میزان خودروهایی که به خط اصلی وارد می‌شوند را کنترل می‌نمایند. به طوری که میزان جریان پایین دست افزایش نیابد. بدین وسیله انتقال حداکثر جریان ترافیک با سرعت یکنواخت امکان پذیر است.کنترل رمپ‌ها در تخلیه ترافیک در یک نرخ اندازه‌گیری شده بر اساس شرایط لحظه‌ای ترافیک نقش دارند، در نتیجه به خاطر اجتناب از نقض توازن حساس تقاضا- ظرفیت در مسیر راه اصلی جریان ترافیک آرام ادامه می‌یابد. از سوی دیگر، کنترل رمپ‌ها ترافیک رمپ را با استفاده از شکستن دسته ‌های ورودی وسایل نقلیه به منظور کاهش اغتشاش در نواحی همگرا تنظیم می‌کنند. در نتیجه تصادفات برخورد از پهلو و عقب که ناشی از محدودیت دسترسی رمپ هستند کاهش می‌یابند. با این حال، کنترل رمپ‌ها پتانسیل ایجاد صف‌های طولانی را دارند که ممکن است موجب انسداد جریان از رمپ بالادست و اغتشاش در عملکرد سطح خیابان شود.


1-2 شرح مسئله
یک استراتژی کنترل رمپ موثر و موفق به طور کلی روابط بین جریان خط اصلی و زمان انتظار وسیله نقلیه و صف در ورودی رمپ‌ها را بهبود بخشیده و متعادل می‌سازد. بنابراین، دو محدودیت در تعارض کنترل رمپ عبارتند از: ظرفیت بزرگراه و صف رمپ. یک نمونه استراتژی اجرا شده کنونی، کنترل ناحیه طبقه بندی شده یا (SZM) می‌باشد. در این استراتژی، محدودیت‌ ظرفیت بررسی شده است. در نظر گرفتن این محدودیت‌، از یک سو، تعادل بین ظرفیت تقاضا را در بزرگراه حفظ می‌کند؛ از سوی دیگر، تاخیر حداکثر رمپ تحت شرایط مرزی از پیش تعیین شده را در بیشترین حد ممکن نگه می‌دارد.

مرور

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.