همسطح به تقاطع غیرهمسطح بسیار مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.اما مدلی که با در نظر گرفتن عوامل مختلف تقاطع غیرهمسطح بهینه را تعیین کند،وجود ندارد و نیاز به چنین مدلی کاملاً احساس می­گردد.دراین تحقیق سعی شده است تا مدلی برای انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با در نظر گرفتن عوامل مؤثر ارائه گردد. .تقاطع­های مورد بررسی در این تحقیق، تقاطع­های جهتی، شبدری کامل، نیمه شبدری، تک­نقطه­ای و لوزی می­باشند که با استفاده از نرم­افزار AIMSUN شبیه­سازی می­شوند.پارامترهای درنظر گرفته شده برای هر کدام از تقاطع­ها، میزان تولید آلاینده­های هوا، میزان مصرف سوخت و زمان سفر می­باشند. مقدار پارامترهای ذکر شده از خروجی­های نرم­افزار AIMSUN به دست می­آیند و سپس تمامی آنها به هزینه تبدیل می­گردند. سپس با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات ( PSO) ادامه­ی پژوهش انجام می­گیرد که این الگوریتم برای احجام ترافیکی 1000 ، 3500 و 6500 وسیله نقلیه در ساعت،به ترتیب تقاطع­های غیرهمسطح جهتی ،لوزی و تک­نقطه­ای را به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه ارائه نموده است.



واژه­های کلیدی: تقاطع غیرهمسطح ،اولویت­بندی ،الگوریتم انبوه ذرات (PSO)




فهرست مطالب

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1
فصل 1 5
1-1- معرفی انواع تقاطع­ها 7
1-1-1- انواع تقاطع­های همسطح 7
1-1-2- انواع تقاطع­های غیرهمسطح 9
1-2- مروری بر پژوهش­های گذشته 16
1-2-1- روش واتلورث و اینگرام در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 16
1-2-2- روش مولینازی و ساترلی در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 16
1-2-3- روش اسمیت و گاربر در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 18
1-2-4- روش سید کمال سید حسین در انتخاب تقاطع غیر همسطح 19
1-2-5- اولویت­بندی عوامل مؤثر بر انتخاب تقاطع­های غیرهمسطح توسط شهاب حسن پور 23
1-2-6- روش آرین امیرامجدی در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 28
فصل 2 31
2-1- مقدمه 33
2-2- معرفی نرم­افزار شبیه­سازی 34
2-3- عوامل مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطع­های غیرهمسطح 38
2-3-2- منابع آلاینده هوا 43
2-3-3- زمان سفر 45
2-3-4- سوخت 45
2-4- مدل­سازی تقاطع­های غیرهمسطح 46
2-4-1- پارامترهای ترافیکی 46
2-4-2- مشخصات فنی خودروها 47
2-4-3- مدل­سازی 48
2-4-4- خروجی­های نرم­افزار 49
2-4-5- یکسان سازی واحد پارامترهای زمان سفر،آلاینده­ها و سوخت 49
2-4-5-1- هزینه­ی زمان سفر 49
2-4-5-2- هزینه­ی تولید آلاینده­های هوا 51
2-4-5-3- هزینه­ی سوخت 53
2-5- معرفی الگوریتم انبوه ذرات 53
2-5-1- متغیرهای مستقل و وابسته پژوهش 54
2-5-1-1- متغیرهای وابسته تحقیق 55
2-5-1-2- متغیرهای مستقل تحقیق 55
2-5-2- تعریف مدل و تابع هدف مسئله 55
2-5-3- محدودیت مسئله 56
2-5-4- کدگذاری و شیوه نمایش جواب­ها 56
2-5-5- روندنمای الگوریتم انبوه ذرات 58
2-5-5-1 محاسبه ی مقدار برازندگی 60
2-5-3-2- انتخاب Pbest و Gbest 61
  />2-5-3-3- ضرایب یادگیری 61
2-5-4- نحوه­ی پیاده­سازی الگوریتم انبوه ذرات 62
2-5-4-1- نحوه کدنویسی 63
2-5-4-2- نحوه پیاده­سازی 64
فصل 3 65
3-1- مقدمه 67
3-2- خروجی­های نرم­افزار 67
3-3- معادلات مربوط به پارامترهای زمان سفر و میزان آلاینده و سوخت 76
3-4- معادلات زمان سفر 76
3-5- معادلات میزان تولید آلاینده 76
3-6- معادلات میزان مصرف سوخت 77
3-7- محاسبه­ی محدودیت­های مسئله 77
3-8- نتایج اجرای الگوریتم انبوه ذرات 78
3-9- اعتبار سنجی مدل 82
3-10- نتیجه­گیری کلی 83
3-11- پیشنهادات 84
پیوست 1 85
پیوست 2 93
پیوست 3 99
منابع و مراجع …………………………………………………………………………. ………………………………………………………….105






فهرست شکل­ها
شکل 1-1 تقاطع سه راهی T و Y شکل 7
شکل 1-2 تقاطع سه راهی T و Y شکل اصلاح شده 8
شکل 1-3 تقاطع چهار راهی اصلاح شده 8
شکل 1-4 فلکه 9
شکل 1-5 تقاطع غیر همسطح لوزی 10
شکل 1-6 تقاطع غیر همسطح تک­نقطه­ای 11
شکل 1-7 تقاطع غیر همسطح شیپوری 12
شکل 1-8 تقاطع غیر همسطح شبدری کامل 13
شکل 1-9 تقاطع غیر همسطح نیمه شبدری 14
شکل 1-10 تقاطع غیر همسطح جهتی 15
شکل 1-11 اولویت­بندی پارامترهای مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح 27
شکل 2-1 روندنمای پژوهش 33
شکل 2-2 محیط نرم­افزار ایمسان 37
شکل 2-3 میزان تأثیرگذاری سه عامل مورد بررسی بر انتخاب گزینه برتر تقاطع غیرهمسطح 41
شکل 2-4 مقایسه سهم منابع آلاینده های هوا 44
شکل 2-5 سهم گروه­های مختلف سیستم حمل و نقل در آلودگی منتشره از منابع متحرک در هوای تهران 44
شکل 2-6 تقاطع غیرهمسطح جهتی در نرم­افزار ایمسان 48
شکل 2-7 هزینه خسارات ناشی از آلاینده­های مختلف هوا در ایران ( گزارش بانک جهانی 2006 (EER, 52
شکل 2-8 روندنمای الگوریتم انبوه ذرات 59
شکل 2-9 شبه کد الگوریتم انبوه ذرات 61
شکل 2-10 روندنمای اجرای مراحل تحلیل 62
شکل 3-1 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای 68
شکل 3-2 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل 68
شکل 3-3 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری 69
شکل 3-4 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی 69
شکل 3-5 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی 70
شکل 3-6 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای 70
شکل 3-7 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل 71
شکل 3-8 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری 71
شکل 3-9 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی 72
شکل 3-10 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی 72