فهرست جداول

مقدمه

مقدمه:

با افزایش جمعیت و به تبع آن رشد تقاضای سفر، مدیران حمل ونقل با چالش فرایند انتقال ایمن و کارآمد انسان و کالا با توجه به محدودیت­های تملک اراضی و بودجه مواجه می­باشند،که بویژه درآزادراه­ها و راه­های پرتراکم واقع در نواحی شهری و برونشهری که امکان افزایش ظرفیت راه وجود ندارد، ایجاد ازدحام سبب افزایش زمان سفر و کاهش ایمنی و در نتیجه شرایط غیرقابل تحمل برای راننده می­ شود. در سال­های اخیر تبدیل تقاطع­های همسطح به غیرهمسطح به عنوان یک راه حل امید بخش در مدیریت مؤثر تقاطع­ها با توجه به زیرساخت­های موجود مورد توجه قرار گرفته است که کاربرد این تبدیل منافع بالقوه­ای مانند بهبود زمان­های سفر،کاهش آلاینده­های زیست محیطی، ذخیره­ی سرمایه در بلند مدت و کاهش در مصرف سوخت را فراهم می­ کند. در سال ۱۹۷۲ میلادی واتل­ورث^[۱] و اینگرام^[۲] برای ارزیابی ترافیکی هر یک از گزینه ها، ظرفیت ساعت اوج آنها را با بهره گرفتن از یک مدل خطی محاسبه کرده ­اند. عضوی از تقاطع که تحت تأثیر حجم ماکزیمم بوده و شرایط بحرانی­تری دارد شناسایی شده و در مرحله بعدی افزایش ظرفیت می یابد تا مدل مناسب نتیجه شود. در سال ۱۹۷۳ مولینازی^[۳] و ساترلی^[۴] مقایسه تقاطع های غیر همسطح را از طریق سطح سرویس، ایمنی، انعطاف­پذیری طول و تعداد خطوط مناطق همگذری ،زمان سفر، و فاکتورهای اجتماعی بر روی تقاطع­های غیرهمسطح انجام داده­اند. در سال ۱۹۷۷ اسمیت^[۵] و گاربر^[۶] بر اساس پارامتر ایمنی دو تقاطع غیرهمسطح لوزی و تک­نقطه­ای را با هم مقایسه کردند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

تعریف مسأله:

یکی از راهکارهایی که جهت بهبودبخشی وضعیت تقاطع موجود مد نظر مهندسین قرار می­گیرد اصلاح طرح هندسی، اعمال محدودیت­های ترافیکی و غیره می­باشد که در ردیف راه حل­های کم هزینه قرار می­گیرند. در صورتی که اینگونه راهکارها نتواند مشکل ترافیکی تقاطع را حل نماید راه حل دیگری که همان تبدیل تقاطع همسطح به تقاطع غیرهمسطح می­باشد مد نظر قرار می­گیرد. با توجه به تنوع زیاد انواع تقاطع­های غیرهمسطح و حوزه عملکرد هریک از آنها و نیز هزینه­ های متفاوت اقتصادی آنها گزینه­ های متفاوتی برای انتخاب نوع تقاطع غیرهمسطح وجود دارد. در کشور ما نیز هنگامی­که یک تقاطع همسطح به یک تقاطع غیرهمسطح تبدیل می­ شود هیچگونه معیاری برای انتخاب بهینه­ تقاطع غیرهمسطح وجود ندارد . وجود مدلی که بتواند عواملی همچون عوامل ترافیکی ، اقتصادی ، زیست محیطی را در یک چارچوب کلی برای انتخاب بهینه نوع تقاطع غیرهمسطح ارائه کند از نیازهای اصلی و اساسی جامعه مهندسان می­باشد. در نتیجه ضروری است به منظور ایجاد یکنواختی روش­ها و ضوابط طراحی و اجرائی و مدیریتی این مدل تدوین شود تا بتواند به عنوان یک قضاوت کارشناسی و نیز یک راهنما مورد استفاده قرار گیرد.

در پژوهش پیش­رو،با بهره گرفتن از داده ­های ترافیکی و نرم­افزار شبیه­سازی،پنج نمونه از تقاطع­های غیرهمسطح شبیه­سازی شدند و تحت بار­های ترافیکی مختلف قرار گرفتند و در نهایت از خروجی­های نرم­افزار شبیه­سازی،معادلات مربوط به پارامترهای مورد نظر که عبارتند از زمان سفر،میزان آلاینده­های زیست محیطی و میزان مصرف سوخت بودند،حاصل گشت.سپس با بهره گرفتن از این معادلات و الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات به حل مساله پرداخته شده است.

محتوای فصول بعدی:

در ادامه ، سه فصل پیش رو می­باشد ،که فصل اول به معرفی انواع مختلف تقاطع­های غیرهمسطح و مزایا و معایب هرکدام می ­پردازد و سپس مروری بر پژوهش­های انجام گرفته در رابطه با موضوع مورد بحث که همان انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح می­باشد را شامل می­ شود.در فصل دوم با عنوان مواد و روش­ها ،به معرفی اطلاعات و داده ­های اولیه پرداخته می­ شود و نیز نحوه­ انجام و بکارگیری روش­های مورد استفاده در این پژوهش تشریح می­گردد.در فصل سوم با موضوع بحث و نتیجه ­گیری به بیان نتایج حاصله از روش­های بکار رفته (و مذکور در فصل دوم) پرداخته شده است و نهایتاً نتایج ،جمع­بندی و همچنین پیشنهاداتی برای پژوهش­های آتی ارائه می­گردد.

( بررسی منابع )

معرفی انواع تقاطع­ها

انواع تقاطع­های همسطح

الف- تقاطع های سه­شاخه (سه راهی )

متداولترین نوع سه راهی­ها T و Y شکل هستند،که این نوع از تقاطع­ها برای ارتباط راه­های فرعی،راه­های محلی و حتی تقاطع راه­های اصلی و فرعی مورد استفاده قرار می­گیرد،البته شایان ذکر است که در این نوع تقاطع­ها باید حجم ترافیک کم باشد که در غیر اینصورت باید به رفع این مشکل روی آورد که با اصلاحاتی همچون لاله­ای کردن(تعریض کردن)و یا ایجاد خطوط گردش و هدایت کننده،مشکل این تقاطع­ها برای مدت زمانی مرتفع می­ شود. ]۲و۱۱[

تقاطع سه راهی T و Y شکل]۱۷[

تقاطع سه راهی T و Y شکل اصلاح شده]۱۷[

ب- تقاطع­های چهار رویکردی ( چهارراه )

این نوع از تقاطع­ها نیز برای ارتباط راه­های فرعی،راه­های محلی و حتی تقاطع راه­های اصلی و فرعی مورد استفاده قرار می­گیرد،البته لازم به ذکر است که در این نوع تقاطع­ها باید حجم ترافیک بالا نباشد که در غیر اینصورت باید به اصلاح این تقاطع­ها پرداخت که با اصلاحاتی مانند لاله­ای کردن(تعریض کردن)و یا ایجاد خطوط گردش و هدایت کننده مشکل این تقاطع­ها برای مدت زمانی مرتفع می­ شود. ]۲و۱۱[

تقاطع چهار راهی اصلاح شده]۱۷[

ج- تقاطع های میدانی ( فلکه )

فلکه­ها نوع خاصی از تقاطع­های همسطح می باشند که به دلیل احتیاج به فضای زیاد استفاده از آنها محدود می­باشد و همچنین به دلیل اینکه ماکزیمم حجم ترافیک ورودی به فلکه ۳۰۰۰ وسیله در ساعت می­باشد،با توجه به افزایش روزافزون ترافیک،استفاده از این نوع تقاطع بسیار محدود شده است. ]۲و۱۱[

فلکه]۱۷[

انواع تقاطع­های غیرهمسطح (تبادل­ها)

الف- لوزی^[۷]

این نوع تبادل ساده­ترین و شاید معمولترین نوع تبادل می­باشد. یک تبادل لوزی کامل، وقتی شکل می­گیرد که یک رمپ قطری یک طرفه در هر یک از چهار ربع وجود داشته باشد. تبادل لوزی چند مزیت دارد: تمام ترافیک می تواند با سرعت نسبتا بالا به راه اصلی وارد و یا از آن خارج شوند و حرکات گردش به چپ به طی مسافت زیاد نیاز ندارند و به یک باند کم عرض برای حریم راه نیاز دارد.تبادل­های لوزی هم در مسیرهای شهری و هم برون شهری کاربرد دارند.این نوع تبادل­ها به خصوص در تقاطع­های اصلی که گردش به چپ همسطح در راه فرعی با حداقل تداخل با ترافیک عبوری ممکن است،کاربرد دارند. تبادل­های لوزی در جاهایی که تقاطع دارای ترافیک متوسط تا نسبتاً زیاد است نیاز به چراغ راهنمایی دارند.در یک تبادل لوزی، بزرگترین مانع ایجاد یک ترافیک روان، حرکت گردش به چپ در انتهای تقاطع می­باشد.شایان ذکر است که یکی از راهکارها برای کاهش تداخل میتواند، ایجاد ترکیبی از میدان و تقاطع غیر همسطح باشد. ]۲و۱۱[

تقاطع غیر همسطح لوزی]۱۷[

ب- تک نقطه ای^[۸]

تبادل­های شهری تک­نقطه­ای به عنوان یک تبادل شهری یا یک تبادل لوزی تک­نقطه­ای نیز شناخته می­ شود.یکی از مشخصات این نوع تبادل این است که تمام حرکات گردشی توسط یک چراغ راهنمایی کنترل می­شوند.از مشخصات دیگر این نوع تبادل­ها حریم راه کم عرض، هزینه ساخت بالا و دارا بودن ظرفیت بالاتری نسبت به تبادل­های لوزی را می توان نام برد. این تبادل­ها معمولا در مناطق شهری که حریم راه محدود است،کاربرد دارند. تبادل­های تک­نقطه­ای شهری دارای چند مزیت می­باشند که می­توان به امکان ساخت در یک حریم راه باریک اشاره نمود.از آنجا که تبادل تک­نقطه­ای در مقایسه با تبادل لوزی که دو تقاطع دارد، فقط دارای یک تقاطع می­باشد،تاخیر ایجاد شده توسط چراغ راهنمایی در محدوده تقاطع کمتر است. وجود هزینه­ های بالای ساخت تبادل­های شهری تک­نقطه­ای معمولا با کاهش هزینه­ های حریم راه جبران می­گردد. ]۲و۱۱[

تقاطع غیر همسطح تک نقطه­ای

ج- شیپوری^[۹]

این نوع تقاطع برای اتصال سه مسیر که به صورت T شکل به هم وصل شده ­اند به کار می­رود بنابراین همه جا از این نوع تقاطع نمی­ توان استفاده کرد و صرفا برای حل مشکلات سه راهی­ها از این تبادل استفاده می­ شود. ]۲و۱۱[

تقاطع غیر همسطح شیپوری]۱۷[

د- شبدری کامل^[۱۰]

تبادل­های شبدری،تبادل­های چهارراهی هستند که رمپ­های حلقوی برای انجام حرکات گردش به چپ استفاده می­ کنند.معایب اصلی تبادل­های شبدری شامل مسافت سفر طولانی برای ترافیک گردش به چپ، تداخل به وجود آمده در جریان ترافیک وکوتاه بودن طول تداخل جریان می­باشد.

از آن جا که تبادل­های شبدری نسبت به تبادل­های لوزی گسترده­ترند، از آنها کمتر در مناطق شهری استفاده می­گردد و بهتر است که در مناطق برون شهری که فضای کافی وجود دارد مورد استفاده قرار گیرند. ]۲و۱۱[

تقاطع غیر همسطح شبدری کامل]۱۷[

ه- نیمه شبدری^[۱۱]

این نوع تبادل مانند شبدری کامل است بجز اینکه حداکثر در سه طرف آن رمپ وجود دارد. این حالت برای مواقعی بکار می­رود که در چهار گوشه،زمین کافی برای ایجاد رمپ وجود نداشته باشد و یا حجم گردش به چپ در یکی از مسیرها از مسیر دیگر کمتر باشد.

ایمنی تبادل نیمه شبدری هنگامی که حرکت گردش به چپ در یک مسیر از چپ وجود داشته باشد نسبت به تبادل شبدری کامل کمتر می­باشد. ]۲و۱۱[

تقاطع غیر همسطح نیمه شبدری]۱۷[

و- جهتی^[۱۲]

از رابط­های جهتی و نیمه­جهتی برای حرکات گردشی مهم به منظور کاهش مسافت سفر، افزایش سرعت و ظرفیت استفاده می­ شود.در رابط­های جهتی و گاهی نیمه­جهتی سطح سرویس بالایی به دلیل سرعت­های نسبتاً بالا و احتمال طراحی بهتر بخش­های انتهایی قابل دسترس خواهد بود. اغلب یک رابط جهتی با دو باند ساخته می­ شود.]۲و۱۱[در این موارد ظرفیت رمپ ممکن است نزدیک به ظرفیت یک بزرگراه با تعداد خطوط مساوی برسد.یک رابط جهتی عبارت است از یک راه یک طرفه که از مسیر سفر مورد نظر زیاد منحرف نمی­ شود.تبادل­هایی که از رابط­های جهتی برای حرکات گردش به چپ اصلی استفاده می­ کنند، تبادل­های جهتی هستند.رابط­های جهتی یک یا تمام حرکات گردش به چپ تبادل را جهتی خواهد کرد حتی اگر گردش به چپ جزئی از طریق حلقه­ها صورت پذیرند. هنگامی که یک یا چند رابط از رابط­های تبادل غیر مستقیم هستند، ولی از حلقه ها مستقیم­تر باشند، تبادل را یک تبادل نیمه جهتی می­گویند. تمام رابط­های گردش به چپ یا تنها حرکات گردش به چپ اصلی ممکن است در مسیر نیمه­جهتی باشند.تبادل­های کاملاً جهتی معمولاً در تقاطع دو آزادراه با حجم ترافیک بالا ترجیح داده می­شوند.از آنجا که جریان ترافیک بین دو آزادراه از طریق این تبادل­ها آزاد است، هیچ تقاطع همسطحی وجود ندارد، فقط رابط­های رمپ مستقیم از یک آزادراه به آزادراه دیگر وجود خواهد داشت.تبادل­های کاملاً جهتی به لحاظ تعداد زیاد و طول رمپ ها و تعداد زیاد پلها بسیار پرهزینه می­باشند اما دارای ظرفیت بالایی برای جریان ترافیک عبوری و گردشی می­باشند و فضای اضافی کم برای ساخت آن مورد نیاز است. ]۲و۱۱[

تقاطع غیر همسطح جهتی]۱۷[

مروری بر پژوهش­های گذشته

روش واتل­ورث و اینگرام در انتخاب تقاطع غیرهمسطح

در این روش هم از تحلیل ترافیکی و هم از آنالیز اقتصادی جهت قیاس گزینه­ های مختلف استفاده می­ شود.برای ارزیابی ترافیکی هر یک از گزینه­ ها،ظرفیت ساعت اوج آنها با بهره گرفتن از یک مدل خطی محاسبه می­ شود.این مدل دو فرضیه دارد:

الف)نسبت حجم به ظرفیت همیشه کوچکتر از یک است.

ب)ترافیک در تمام سطح تقاطع بصورت یکنواخت توزیع شده است.

این مدل حداکثر حجمی را که قبل از ایجاد تراکم در تقاطع­های غیر همسطح می ­تواند از آن عبور کند ،می­یابد همچنین با بهره گرفتن از این مدل عضوی از تقاطع که تحت تاثیر حجم ماکزیمم شرایط بحرانی­تری دارد،شناسایی می­ شود.بر اساس نتایج بدست آمده از مدل،شکل قبل به گونه ­ای اصلاح می­ شود که ظرفیت عضو بحرانی افزایش یابد.با بهره گرفتن از این روش در هر مرحله تقاطع انتخابی دارای ظرفیت بیشتری نسبت به مرحله قبل است.بعد از یافتن شکل مناسب تقاطع،هزینه اجرایی هر یک از گزینه­ ها را محاسبه می­ کنند،حال با بهره گرفتن از این مدل و بودجه موجود با سطح خدمت مورد نظر گزینه بهینه انتخاب می­ شود.عیب عمده این روش خطی بودن مدل مورد استفاده برای انتخاب تقاطع است.در این مدل فرض شده است که میزان منفعت کاربران و ظرفیت تقاطع دارای یک رابطه خطی هستند،حال آنکه افزایش اندکی در حجم ترافیک تقاطع سبب افزایش تصاعدی مقدار هزینه کاربران می­ شود. ]۳[

روش مولینازی و ساترلی در انتخاب تقاطع غیرهمسطح

مولینازی و ساترلی روشی را برای انتخاب نوع تقاطع غیر همسطح در یک محل خاص پیشنهاد دادند که شامل مراحل زیر است:

الف)ابتدا باید مشخص شود در محل مورد نظر تبادل سیستم یا تبادل سرویس مورد نیاز است و در صورت نیاز به تبادل سیستم حتما انتهای رمپ­ها باید بدون کنترل بوده و امکان جریان آزاد فراهم شود و در صورت استفاده از تبادل سرویس رمپ­ها هم می­توانند بصورت کنترل شده و هم به شکل آزاد به کار روند.

ب)شناسایی تعداد بازوهای تقاطع

ج)شناسایی محدودیت­های طرح مانند محدودیت­های حریم،تاسیسات،کاربری زمین و موانع دیگر

د)تعیین نوع طرح اعم از پیچیده یا ساده ،به عنوان مثال زمانی که تنها دو گزینه برای انتخاب نوع تقاطع وجود دارد طراحی ساده(در زمین­های مسطح)و زمانی که چند گزینه موجود باشد طراحی پیچیده می­باشد.

هنگامی که به این سوالات اساسی پاسخ داده شد گزینه ­هایی که تامین­کننده شرایط فوق باشند از جنبه­ های مختلف مانند موارد ذیل ارزیابی می­شوند.

الف-عامل­های عملکردی

• سطح سرویس
• ایمنی
• انعطاف­پذیری
• طول و تعداد خطوط مناطق همگذری
• زمان سفر

ب- عامل­های اجتماعی

• حریم موجود
• تعداد معابری که بسته می­شوند
• میزان تاثیر بر روی اماکن عمومی و تاریخی

ج- عامل­های متنوع دیگر

• شعاع قوس­ها
• درجه عملکردی رمپ­ها
• توپوگرافی محل
• سرعت طرح
• نحوه ترکیب ترافیک (نوع وسایل نقلیه عبوری و درصد هریک)
• هزینه­ های اجرایی

پس از محاسبه هزینه گزینه­ های مختلف،برای هر یک از معیارهای فوق با در نظر گرفتن میزان اهمیت آنها یک عدد در نظر گرفته می­ شود.با توجه به درجه تطابق هر یک از گزینه­ ها در معیار مورد نظر نمره­ای به آن داده می­ شود.گزینه­ای که در مجموع دارای بالاترین نمره باشد به عنوان گزینه نهایی انتخاب می­ شود.عیب عمده این روش این است که عدد در نظر گرفته شده برای هر معیار اختیاری و دلخواه بوده و با توجه به سلایق طراح تغییر می­ کند.در نتیجه گزینه انتخابی با توجه به عدد در نظر گرفته شده برای هر معیار متغیر خواهد بود که این امر به میزان زیادی از اعتبار روش فوق می­کاهد. ]۲۲و۳[

روش اسمیت و گاربر در انتخاب تقاطع غیرهمسطح

این روش زمانی به کار برده می­ شود که بخواهیم تقاطع مورد نظر را صرفا از میان تقاطع­های لوزی یا تک­نقطه­ای انتخاب کنیم. اسمیت و گاربر مطالعات جامعی را در مورد میزان ایمنی و خصوصیات عملکردی این دو نوع تقاطع انجام دادند که نتایج آن در ادامه ارائه شده است.

زمانیکه حجم وسایل نقلیه در هر رویکرد افزایش می­یابد،میزان افزایش تاثیر در مبدل­های لوزی بیش از مبدل­های تک­نقطه­ای است.هنگامی که تعداد عابرین پیاده زیاد است مبدل­های لوزی به مبدل های تک­نقطه­ای ترجیح داده می­شوند.زیرا در تقاطع های تک­نقطه­ای میزان تاخیر جهت سازگاری تقاطع با عبور زیاد عابرین پیاده به سرعت افزایش پیدا می­ کنند.

هنگامی که یکی از دو راه متقاطع دارای مسیرهای جمع و پخش­کننده است،مبدل­های لوزی بر تک­نقطه­ای ترجیح داده می­شوند زیرا در این حالت در مبدل­های تک­نقطه­ای مجبوریم جهت سازگاری با مسیرهای جمع و پخش­کننده از چراغ­های فازبندی شده استفاده کنیم که این امر سبب افزایش میزان تاخیر می­ شود.

مبدل­های لوزی معمولا در مواردی که زاویه تقاطع خیلی حاده است بر مبدل­های تک­نقطه­ای ترجیح داده می­شوند زیرا در این حالت هزینه ساخت مبدل­های تک­نقطه­ای به علت نیاز به سازه بزرگتر افزایش یافته و فاصله دید نیز به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می­یابد.

زمانیکه حجم گردش به چپ ها در تقاطع قابل توجه است،بکار بردن مبدل های تک­نقطه­ای می تواند سطح خدمت بالاتری را نسبت به مبدل های لوزی در تقاطع ایجاد کند.مبدل های تک­نقطه­ای بعلت دارا بودن فاز گردش به چپ جداگانه دارای قابلیت انتقال میزان گردش به چپ بیشتری هستند.

هنگامیکه توزیع ترافیک در مسیر اصلی بزرگتر است مبدل­های تک­نقطه­ای و زمانیکه حجم ترافیک در مسیر فرعی بیشتر است مبدل­های لوزی بر­ترند. ]۲۳و۳[

روش سید کمال سید حسین^[۱۳] در انتخاب تقاطع غیر همسطح

شیوه مورد استفاده در این تحقیق شامل مراحل مختلفی بوده است که هر یک از این مراحل با توجه به اهداف موردنظر در پژوهش و ضرورت رعایت مسیر کلی یک طرح مطالعاتی به ترتیب صورت پذیرفته­اند. با توجه به موضوع مطالعه و دستاوردهای حاصل از بخش­های قبلی، نرم­افزار مناسب جهت تحلیل عملکرد اجزاء مختلف تقاطع­های غیر­همسطح شناخته شده و در ادامه اطلاعات مورد نیاز برای شروع تحلیل­ها از چند تقاطع در سطح شهر تهران جمع­آوری شده و بعنوان داده ­های ورودی نرم­افزار مورد استفاده قرار گرفتند. سپس از طریق تطبیق پارامترهای ترافیکی در شرایط واقعی و مدل­های شبیه­سازی شده، طی یک پروسه زمانبر شبکه مورد استفاده در مورد هر یک از تقاطع­های غیرهمسطح کالیبره شد. نهایتاً جهت شناخت نقاط ضعف و قدرت انواع تقاطع غیرهمسطح، هر یک از آنها تحت تأثیر یک سری حجم سناریو قرار گرفت و نتایج مورد نظر در هر مورد، از خروجی­های برنامه استخراج شد. با توجه به یافته­های حاصل از بررسی کتب و مقالات و خروجی­های بدست آمده از هر مدل و مطابقت آن با حجم سناریوی معادل با آن، نتایج تحقیق بدست آمده و ارائه شده است. ]۱۰[

جهت بررسی نحوه عملکرد هر یک از انواع تقاطع غیرهمسطح تحت شرایط مختلف ترافیکی، ابتدا از هر یک از انواع تقاطع یک نمونه در سطح شهر تهران انتخاب شده و خصوصیات فیزیکی و عملکردی آن برداشت شد. تقاطع­های منتخب عبارتند از: شبدری کامل،نیمه شبدری،لوزی و تک­نقطه­ای

برای ارزیابی عملکرد تقاطع­های غیرهمسطح باید داده های زیادی جمع­آوری شوند.این داده ­ها را می­توان در دوگروه دسته­بندی کرد:

ثابت(استاتیکی( و وابسته به زمان(دینامیکی (.جهت استخراج داده ­های استاتیکی تقاطع­های غیر­همسطح فوق­الذکر، پارامترهایی نظیر عرض و تعداد خطوط عبور، مساحت تقاطع، شیب مسیر، طول و شعاع قوس در رابط­ها، فاصله تقاطع­های همسطح مجاور هم، طول خطوط افزایش و کاهش سرعت، طول پاکت­های گردش به چپ و … از عکس­های هوایی موجود در سایت اینترنتی Google Earthبرداشت شده است. داده ­های دینامیکی عموماً شامل پارامترهایی نظیر حجم ترافیک، ترکیب ترافیک، زمان­بندی و فازبندی چراغ­های متغیر و … هستند که از ضبط تصویر ویدیویی از محل تقاطع در ساعت اوج ترافیک حاصل شده ­اند. علاوه بر برداشت حجم و ترکیب ترافیک، مشخصات عملکردی و رفتاری نظیر میانگین سرعت وسایل نقلیه در هر رویکرد، میانگین تأخیر در تقاطع­های چراغدار ، فاصله ما بین وسایل نقلیه و … نیز جهت کالیبراسیون مدل ساخته شده برداشت شده ­اند. برای بدست آوردن یک تصویر بهتر از نحوه عملکرد تقاطع­های غیرهمسطح، لازم است یک سری حجم سناریو برای انواع تقاطع­های غیرهمسطح اتخاذ شده و هر تقاطع تحت تأثیر هر یک از آنها مورد آنالیز قرار گیرد. به همین دلیل در این تحقیق پنج حجم متفاوت تعریف شده ­اند که، عبارتند از: ۶۵۰۰،۵۵۰۰،۴۵۰۰،۲۵۰۰،۱۵۰۰ وسیله در ساعت. برای هر یک از حجم­های اعمال شده، ده سناریو در نظر گرفته شده است که ترافیک را به اشکال مختلف در سطح تقاطع توزیع می­ کنند. حجم سناریوها طوری در نظر گرفته شده ­اند که کلیه حالات ممکن را شامل شده و بتوانند حساسیت­های ترافیکی هر یک از انواع تقاطع غیرهمسطح را نشان دهند. ]۱۰[

در این تحقیق، جهت مقایسه کیفیت خدمت­دهی تقاطع­های غیرهمسطح با یکدیگر، سطح سرویس(سطح خدمت) هر یک محاسبه شده و مبنای این قیاس قرار گرفته است. برای محاسبه سطح سرویس(سطح خدمت) هر یک از انواع تقاطع غیرهمسطح، ابتدا عناصر تأثیرگذار در نحوه عملکرد هر یک از انواع تقاطع شناخته شده، سپس سطح خدمت هر یک از این عناصر با بهره گرفتن از جداول موجود در HCM2000 (کتاب راهنمای ظرفیت راه ­ها)محاسبه و با یکدیگر قیاس شده است. جهت تحلیل عملکرد انواع مختلف تقاطع غیرهمسطح تحت شرایط مختلف ترافیکی و شناخت حساسیت و محاسن و معایب هر یک، از شبیه­سازی ترافیکی در محیط نرم­افزار AIMSUN استفاده شد. برای این کار همانطور که پیش­تر بیان شد از هر یک از انواع تقاطع غیرهمسطح یک نمونه در سطح شهر تهران انتخاب شده و پس از برداشت دقیق داده ­های استاتیکی و دینامیکی، مدل مربوط به آن ساخته شد. سپس داده­هایی نظیر میزان تأخیر، سرعت و تراکم از مدل شبیه­سازی شده استخراج شده و با مقدار واقعی این پارامترها تطبیق داده شد و در صورت وجود مغایرت، با تغییر پارامترهای رفتاری و عملکردی وسایل نقلیه و رانندگان مدل شبیه­سازی شده کالیبره شد.برای بدست آوردن یک تصویر بهتر از نحوه عملکرد تقاطع­های غیرهمسطح، یک سری حجم سناریو برای انواع تقاطع­های غیرهمسطح اتخاذ شد و هر تقاطع تحت تأثیر هر یک از آنها مورد آنالیز قرار گرفت.در ادامه نتایج حاصل از شبیه­سازی هر یک از انواع تقاطع غیرهمسطح ارائه شده است.

برخی از مهمترین نتایج حاصله از این پژوهش:

الف) سطح خدمت تبادل­های لوزی متأثر از نحوه عملکرد دو تقاطع همسطح موجود در آن است و در کل می­توان گفت زمانیکه حجم وسایل نقلیه ورودی به تقاطع ۴۵۰۰ وسیله در ساعت یا کمتر از آن است، تبادل­های لوزی در سطح خدمت D یا بهتر از آن عمل می­ کنند.

ب) نحوه عملکرد تبادل­های تک­نقطه­ای مستقیماً وابسته به کیفیت خدمت­دهی تقاطع همسطح موجود در آن است و در کل زمانیکه حجم وسایل نقلیه ورودی به تقاطع ۵۵۰۰ وسیله در ساعت یا کمتر از آن باشد، تبادل­های تک­نقطه­ای در سطح خدمت D یا بهتر از آن عمل می­ کنند.

ج) تبادل­های تک­نقطه­ای همواره دارای عملکرد بهتر و سطح خدمت مطلوب­تری نسبت به تبادل­های لوزی در حجم سناریو­های مشابه هستند.

د)نحوه توزیع ترافیک در تبادل­های تک­نقطه­ای نقش تعیین­کننده ­ای در میزان تأخیر و سطح خدمت این تقاطع­ها دارد. بنحوی که عدم تقارن در حجم چپگردهای خروجی از رمپ­ها یا چپگردهای مسیر فرعی، سبب افزایش میزان تأخیر و افت سطح خدمت تقاطع می­ شود.

ه) نحوه عملکرد تبادل­های شبدری کامل، متأثر از میزان تراکم ترافیک در مناطق همگذری و همچنین نواحی واگرایی و همگرایی ترافیک در محل اتصال رمپ­ها با بزرگراه است. با توجه به طول معمولاً کوتاه مناطق همگذری در تبادل­های درون شهری، غالباً این نواحی دارای شرایط بحرانی­تری نسبت به مناطق واگرایی و همگرایی رمپ­ها هستند. با در نظر گرفتن شکل معمول تبادل­های شبدری کامل در مناطق درون شهری می­توان گفت زمانیکه حجم ترافیک ضربدری ۱۱۷۰ وسیله در ساعت یا کمتر از آن باشد، تقاطع در سطح خدمت D یا بهتر از آن عمل می­ کنند.

و) سطح خدمت تبادل­های نیمه شبدری وابسته به میزان تراکم ترافیک در مناطق واگرایی و همگرایی رمپ­ها و نحوه عملکرد مناطق همگذری می­باشد.

در صورتیکه حجم ترافیک ضربدری در مناطق همگذری بیش از ۱۱۷۰ وسیله در ساعت باشد، می­توان با بکاربردن رمپ­های جهتی این مناطق را حذف کرد، در نتیجه سطح خدمت تبادل­های نیمه شبدری تنها وابسته به نحوه عملکرد نواحی واگرایی و همگرایی رمپ­ها خواهد بود.نتایج تحلیل­های صورت گرفته نشان می­دهد، تبادل­های نیمه شبدری در کلیه حجم سناریوها دارای عملکرد بسیار مناسبی بوده و در سطح خدمت D یا بهتر از آن عمل می­ کنند.

ز) با توجه به اینکه معمولاً ارزش زمین در مناطق درون شهری بسیار زیاد است لذا تبادل­های که حریم کمتری نیاز داشته باشند اقتصادی­تر هستند.از این حیث، تبادل­های تک­نقطه­ای در میان تقاطع­های غیرهمسطح کم هزینه­ترین تبادل بشمار می­روند و بعد از آن به ترتیب تبادل­های لوزی، نیمه شبدری و شبدری کامل در اولویت­های بعدی قرار دارند. ]۱۰[

اولویت بندی عوامل مؤثر بر انتخاب تقاطع­های غیرهمسطح توسط شهاب حسن پور^[۱۴]

نگاه تک بعدی به تقاطع­ها باعث می­ شود که گاه معضل­ها را از یک نقطه به نقطه دیگری در شبکه راه ­ها منتقل نمود.از سوی دیگر نگاه جامع دستیابی به مبدا، مقصد، و تمایلات تردد محدوده تقاطع را امکان­ پذیر نموده و ارائه راهکارهای ترکیبی را ممکن می­سازد. تامین حرکت روان و ایمن ترافیک در تقاطع­ها، باعث جلوگیری از ایجاد گره­های ترافیکی و کاهش تاخیر وارده می­ شود.بر این اساس در تحلیل­های اقتصادی، باید ارزش زمان صرفه­جویی شده و پارامترهای مثبت دیگر در این ارتباط مدنظر قرار گیرد. ]۵[

این پارامترهای مثبت عبارتند از :

1. رویکردهای ترافیکی
2. هزینه
3. توپوگرافی منطقه
4. منفعت استفاده کنندگان

پارامترهای ارزیابی

1. کنترل دسترسی
2. تاسیسات معارض
3. موقعیت نسبت به دیگر تقاطعات

• رویکردهای ترافیکی : با مطالعه بر روی رویکردهای ترافیکی تقاطع­های غیرهمسطح،نتایجی حاصل گشته است که در شکل ۱-۱۱ نشان داده شده است.

نوع تبادل	مقدار فضای لازم جهت ساخت	ظرفیت	قیمت	توضیحات
لوزی	کم	کم	کم	ساده­ترین تبادل است
تک نقطه ای	کم	متوسط	کم- متوسط	بیشتر برای مناطق شهری طراحی می­ شود و مشکل آن عدم تطبیق با عابر پیاده است
نیمه شبدری	متوسط	متوسط	متوسط	لوپ­ها باید جوری طراحی شوند که بتوانند به گردش به چپ زیادی خدمت رسانی کنند.
شبدری کامل	زیاد	متوسط	زیاد	ایمنی و ظرفیت به محدوده تداخلی وابسته است.
شیپوری	متوسط-زیاد	متوسط	متوسط-زیاد	در محل تقاطع سه شاخه باید استفاده شود.
جهتی	خیلی زیاد	زیاد	خیلی زیاد	برای اتصال آزادراه به آزادراه مناسب است.

مقایسه خصوصیات انواع مختلف تبادل ها ]۵[

• هزینه : در این پژوهش منظور از هزینه­ها،خرید زمین برای احداث تبادل و هزینه­ طراحی، ساخت و اجرای تبادل می­باشد که یکی از عوامل مهم و تاثیر­گذار در انتخاب نوع بهینه­ تقاطع غیرهمسطح می­باشد.
• توپوگرافی منطقه : در بعضی مناطق، تقاطع­های غیر­همسطح تنها گزینه­ای هستند که توجیه اقتصادی دارند. نوع توپوگرافی سایت ممکن است به گونه ­ای باشد که نیازهای طرح را برآورده کند و انواع دیگر تقاطع قابل اجرا نباشند یا هزینه­ای برابر یا بیش از تقاطع غیر همسطح داشته باشند.
• کنترل دسترسی : دستیابی به یک بزرگراه با بالاترین حد تحرک و دسترسی کنترل شده بین دو نقطه معیاری برای صدور مجوز تقاطع غیرهمسطح یا تبادل در تقاطع یک راه اصلی با فرعی است. با وجود این که کنترل دسترسی و حذف پارکینگ و ترافیک عابر پیاده مهم هستند تقاطع غیرهمسطح یا تبادل در تقاطع یک راه اصلی با فرعی، ایمنی را افزایش می­دهد. لذا کلیه تقاطع­های آزادراه باید به صورت غیرهمسطح یا تبادل طراحی شوند و هدف اصلی یک جریان مداوم و روان ترافیک در مسیر اصلی است.
• منفعت استفاده­کنندگان : هزینه ناشی از تاخیر رانندگان در تقاطع­های پرتراکم همسطح معمولا بسیار بالاست. چنین هزینه­هایی شامل سوخت، روغن، تعمیرات و تصادفاتی است که به خاطر تغییرات سرعت اتفاق می­افتد. در تبادل­ها اگرچه معمولا مسافت بیشتری نسبت به تقاطع­های نظیر طی می­ شود اما هزینه طی این مسافت اضافی بسیار کمتر از هزینه­هایی است که در تاخیر ناشی از توقف ایجاد می­ شود. نسبت منافع احداث تبادل(کاهش هزینه استفاده کنندگان برای یک سال)، بر هزینه سرمایه ­گذاری و توسعه آن ( بر حسب ارزش تبدیل شده برای یک سال)شاخص خوبی برای تعیین اقتصادی بودن تبادل است. هرچه این نسبت بزرگتر باشد، طرح توجیه اقتصادی بیشتری دارد. مقایسه این نسبت برای گزینه­ های طراحی، عامل بسیار مهمی در تعیین نوع و میزان اصلاحات است. اگر این نسبت برای یک پروژه محاسبه گردد، نسبت بزرگتر از یک، بدین معنی است که طرح از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر است. به علاوه تبادل­ها معمولا برای توسعه ­های مرحله­ ای طراحی می­شوند و توسعه ­های مقدماتی ممکن است سودهای زیادی حتی بیشتر از توسعه ­های آتی در بر ­داشته باشد. ]۵[
• تاسیسات معارض : تاسیسات زیرزمینی و زیرساختی از مهمترین مباحث در زمینه احداث هر پروژه­ای می­باشد. این تاسیسات به جهت اهمیتی که به لحاظ ساخت و قرارگیری در اعماق زمین دارند و از سویی هریک از آنها در حوزه ارگان­ها و نهادهای مختلفی هستند، هم به لحاظ ساخت و مکانیابی مجدد و هم به لحاظ هماهنگی حقوقی میان نهادهای مختلف، تاخیر زمانی زیادی را در روند پروژه پدید می­آورند. لذا گزینه­ای را بایستی انتخاب نمود که تا حد امکان دارای کمترین تعارضات با تاسیسات زیرزمینی باشد.
• موقعیت نسبت به دیگر تقاطع­ها : کمبود ظرفیت تقاطع در جاده­های پر ترافیک باعث تراکم بیش از حد در یک یا چند شاخه تقاطع می­ شود. عدم توانایی در تامین ظرفیت لازم با توسعه یا اصلاح تقاطع همسطح، دلیلی برای تبدیل یک تقاطع همسطح به تبادل است. به بیان دیگر گاهی تقاطع همسطح به صورت گلوگاه ترافیکی در می ­آید که معمولا در نقاط مرکزی شهرها چنین وضعیتی پیش می ­آید و احداث زیرگذر، روگذر یا تبادل مورد توجه قرار می­گیرد. در بسیاری از موارد، غیر همسطح کردن تقاطع، گره ترافیکی را رفع نمی­کند بلکه آن را به نقطه­ای دیگر در همان نزدیکی انتقال می­دهد. به این دلیل اثر بخشی منابعی که صرف اصلاحات ناهماهنگ موضوعی می­شوند، مورد تردید است. برای اطمینان از اثر بخشی اقدامات اصلاحی باید تاثیر ترافیکی اصلاحات مورد نظر را بر شبکه راه­های مجاور و نیز بر محیط­زیست شهری بررسی کرد.

همانگونه که ذکر گردید، تقاطع­های غیرهمسطح به لحاظ نقش زیرساختی در شبکه حمل و نقل به خصوص در معابر شهری و نیز تاثیرات بالقوه­ای که بر مطلوبیت ترافیک دارا می­باشند حائز اهمیت بسزایی هستند.لذا این اهمیت زیاد تقاطع­ها،مدیران شهری را با دغدغه­هایی برای انتخاب گزینه برتر و مناسب­تر تقاطع­ها روبرو می­نماید.از این رو ارائه الگویی که بتواند راهنمای مناسبی برای تصمیم ­گیری باشد ضروری به نظر می­رسد.لذا در این تحقیق عوامل مؤثر بر انتخاب گزینه برتر شامل رویکردهای ترافیکی، هزینه، توپوگرافی منطقه، منفعت استفاده کنندگان، کنترل دسترسی، موقعیت نسبت به دیگر تقاطع­ها و تاسیسات معارض شناخته گردید. اولویت­ بندی گزینه­ های مذکور با بهره گرفتن از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) حاکی از این است که رویکردهای ترافیکی، هزینه و توپوگرافی منطقه با ۳/۳۳% ، ۱/۲۴% و ۷/۱۵% دارای بیشترین میزان اهمیت و موقعیت نسبت به دیگر تقاطع­ها و تاسیسات معارض با ۱/۳% و ۹/۲% دارای کمترین میزان اهمیت هستند. ]۵[

لذا نکات ذیل قابل توجه است:

• در انتخاب گزینه­ ها حجم تقاضای رویکردهای ترافیکی در اولویت اول قرار گیرد.
• منفعت استفاده کنندگان و میزان دسترسی­ها دارای اولویت متوسط هستند.
• تاسیسات معارض گزینه­ ها دارای کمترین میزان اولویت باشد.

اولویت بندی پارامترهای مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح ]۵[

روش آرین امیرامجدی^[۱۵] در انتخاب تقاطع غیر همسطح

در این پژوهش در مرحله­ اول پس از انتخاب نرم­افزار مورد نظر AIMSUN تمامی تقاطع­های غیرهمسطح لوزی، تک­نقطه­ای، جهتی، شبدری کامل و نیمه شبدری با رعایت پوسته­ای مشخص در نرم­افزار مذکور مدل می­شوند.در ادامه تقاطع­های مدل شده تحت چند سناریوی ترافیکی مختلف برای احجام ترافیکی مختلف قرار گرفته و هر تقاطع غیرهمسطح در نرم­افزار شبیه­سازی شده است و پس از کالیبراسیون نرم­افزار که با توجه به داده ­های میدانی در بزرگراه نیایش بدست آمده است خروجی­های نرم­افزار استخراج می­گردد.پارامترهایی که در این تحقیق مورد بررسی قرار می­گیرند و در معادلات وارد می­شوند عبارت اند از حجم ترافیکی، میزان تولید آلاینده­های هوا، میزان مصرف سوخت، زمان سفر،هزینه ساخت و ایمنی.در ادامه و با بهره گرفتن از خروجی­های نرم­افزار AIMSUN برای پارامترهای مذکور معادله­ای بر حسب میزان حجم گردش به چپ­ها که نقش تعیین کننده ­ای را در عملکرد تقاطع­های غیرهمسطح دارند بدست می ­آید. در مرحله آخر تمامی پارامترها به هزینه ریالی تبدیل شده و در نتیجه خروجی معادلات برای هر تقاطع هزینه­ آن تقاطع می­باشد که در نتیجه تقاطعی که هزینه کمتری دارد را می­توان بعنوان تقاطع غیرهمسطح انتخابی معرفی کرد. ]۳[

برای وزن­دهی پارامتر­ها با بهره گرفتن از پرسشنامه ­های تهیه شده و با بهره­ گیری از کارشناسان و متخصصان حمل و نقل و ترافیک و نیز اساتید دانشگاهی و با بهره گرفتن از روش AHP به وزن­دهی پارامترهای اشاره شده ،پرداخته شده است و پس از وارد کردن ماتریس­ها در نرم­افزار expertchoice11 و تحلیل آنها توسط نرم­افزار، با میانگین­گیری هندسی وزن­های نهایی پارامترهای آلودگی، مصرف سوخت، زمان سفر، فضای مورد نیاز، هزینه ساخت بدست آمده­اند.

پس از بدست آوردن وزن پارامترها برای نوشتن معادله­ هزینه کلی،هر کدام از پارامترهای آلودگی ، زمان سفر ، سوخت ، فضای مورد نیاز ، هزینه ساخت در وزن­های بدست آمده از نرم­افزار Expert choice 11 ضرب شده است.در نتیجه تا این مرحله سعی شده بنابر اهمیت هر کدام از پارامترهای مورد بحث وزن آنها اعمال شود. در گام بعدی جهت همسان­سازی واحد این پارامترها برای جمع کردن آنها با هم ،تمام پارامترها را در هزینه­ های محاسبه شده از روش­های مختلف ضرب شدند و در نتیجه در این مرحله می­توان برای هر کدام از۵ نوع تقاطع غیرهمسطح ، پارامترهای تبدیل شده به هزینه را با هم جمع نمود.

در نتیجه ۵ معادله­ اصلی برای هزینه­ کل پنج نوع تقاطع غیرهمسطح حاصل می­ شود که در آن متوسط حجم گردش به چپ تقاطع مورد مطالعه ، تعداد تصادفات موجود در تقاطع ، مساحت و فضای موجود برای احداث تقاطع غیرهمسطح و منطقه­ مورد نظر در شهر تهران جهت احداث تقاطع غیرهمسطح ورودی معادله می باشند. در نهایت این ۵ معادله با وارد کردن پارامترهای فوق الذکر به ۵ هزینه کلی برای تقاطع­های تک­نقطه­ای – لوزی – جهتی – شبدری کامل و نیمه­شبدری می­رسد. تقاطعی که کمترین میزان هزینه را دارا باشد به عنوان تقاطع بهینه و منتخب معرفی می گردد.

با عنایت به بحث­های صورت گرفته و نتایج حاصله از معادلات،نتایج ذیل از این تحقیق حاصل می­ شود:

۱)با افزایش وزن آلودگی هوا، تقاطع جهتی و شبدری به ترتیب دارای اولویت­های بالا می­باشند. همچنین تقاطع­های لوزی و تک­نقطه­ای دارای کمترین اولویت انتخاب می­باشند. ]۳[

۲) همانطور که نمودارها نشان می دهند به علت وجود چراغ در تقاطع­های لوزی و تک­نقطه­ای و همچنین تداخل بالا در حرکات گردش به چپ و مستقیم، این تقاطع­ها دارای بیشترین زمان تأخیر و آلودگی هستند و در نتیجه با افزایش میزان اهمیت زمان سفر و آلودگی هوا در انتخاب نوع تقاطع غیرهمسطح، این تقاطع­ها از اولویت انتخاب کمتری برخوردار می­باشند. ]۳[

۳) در این تحقیق برای اولین بار شاخصی کلی برای انتخاب نوع بهینه تقاطع غیر­همسطح بر اساس پارامترهای ترافیکی، آلودگی هوا، هزینه ساخت، مصرف سوخت و ایمنی بصورت یکجا در یک معادله حضور داشتند. ]۳[

عنوان	روش	معایب	سال
Watteleworth & Ingram	عضوی از تقاطع که تحت تاثیر حجم ماکزیمم بوده و شرایط بحرانی­تری دارد شناسایی می­ شود و در مرحله بعدی افزایش ظرفیت می­یابد تا مدل مناسب نتیجه شود.	خطی بودن مدل مورد استفاده جهت انتخاب تقاطع بین میزان منفعت کاربران و ظرفیت تقاطع	۱۹۷۲
Mullinazzi & Satterly	مقایسه از طریق سطح سرویس، ایمنی،انعطاف­پذیری طول و تعداد خطوط مناطق همگذری،زمان سفر و فاکتورهای اجتماعی	در نظر گرفتن عددی دلخواه برای هر معیار	۱۹۷۳
Smith & Garber	براساس پارامترهای ایمنی و نحوه­ عملکرد تقاطع­های لوزی و تک­نقطه­ای با هم مقایسه شده ­اند.	کاربرد محدود در مورد دو تقاطع لوزی و تک­نقطه­ای	۱۹۷۷
Liu & Zhou	استفاده از روش AHP جهت انتخاب بهترین تقاطع غیرهمسطح	روش AHP برای پارامترهای وابسته به یکدیگر مناسب نمی ­باشد	۲۰۰۹
سید کمال سید حسین	ارائه­ الگوریتمی جهت انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح	در نظر نگرفتن پارامترهای مختلف	۱۳۸۷
شهاب حسن­پور	اولویت­ بندی عوامل مؤثر بر انتخاب نوع تقاطع­های غیرهمسطح	استفاده از تحلیل سلسله مراتبی و ارائه نکردن الگوریتم برای انتخاب تقاطع	۱۳۹۰
میثم رازی	ارزیابی پیکربندی کلی چپگردها در تقاطع­های غیرهمسطح به روش تحلیل سلسله مراتبی	بررسی یک نوع خاص از تقاطع­های غیرهمسطح(جهتی)	۱۳۹۰
آرین امیر­امجدی	استفاده از پارامترهای مختلف و بکار بردن روش AHP	روش AHP برای پارامترهای وابسته به یکدیگر مناسب نمی ­باشد	۱۳۹۰

مروری بر پژوهش­های گذشته

( مواد و روش­ها)

مقدمه

در این فصل به معرفی روش پژوهش پرداخته می­ شود و کلیه­ کارهای صورت گرفته جهت رسیدن به نتیجه نهایی تبیین می­گردد .روند پژوهش به این ترتیب است که در ابتدا علت انتخاب نرم­افزار شبیه­سازی تقاطع­ها (نرم­افزار ایمسان^[۱۶]) بیان می­ شود و پس از آن این نرم­افزار به تفصیل معرفی می­گردد ،سپس در مورد گزینش پارامترهای مؤثر بر انتخاب نوع بهینه­ تقاطع­های غیرهمسطح بحث خواهد شد و با بهره گرفتن از روش تصمیم ­گیری دیمتل^[۱۷] پارامترهای مؤثر تعیین می­شوند .در ادامه به معرفی پارامترهای منتخب و تاثیرگذار بر انتخاب نوع بهینه­ تقاطع­های غیرهمسطح پرداخته می­ شود .به منظور مدل کردن مساله می­بایست تمامی پارامترهای انتخاب شده دارای واحد یکسانی باشند بنابراین هر یک از پارامترها با روش مخصوص و مناسب با آن به هزینه تبدیل می­گردند و بعد از آن نحوه­ مدل­سازی تقاطع­های غیرهمسطح بررسی می­گردد و پس از آن به تشریح الگوریتم فرا ابتکاری انبوه ذرات و نحوه­ استفاده از آن در این پژوهش پرداخته می­ شود.

روندنمای پژوهش

معرفی نرم­افزار شبیه­سازی

شبیه­سازی : شبیه­سازی را می­توان به عنوان فرایند طراحی یک مدل از یک سیستم واقعی و کاربرد آن به منظور فهم دقیق سیستم یا ارزیابی روش­های مختلف برای عملکرد سیستم بیان کرد.استفاده از شبیه­سازی در علم مهندسی ترافیک مزایا و کاربردهای گسترده­ای دارد؛ از جمله این مزایا می­توان به این نکته اشاره کرد که در شبیه­سازی قبل از آنکه در دنیای واقعی مشکلی به خاطر اعمال سیاست­ها، روشها، طراحی ها و … به وجود آید،می­توان آنها را در دنیای مجازی مورد بررسی قرار داد.به کمک علم شبیه­سازی، طرح­های سیستم­های مختلف حمل و نقل می­توانند بدون پرداخت هزینه تأسیس یک مدل در دنیای واقعی، در دنیای مجازی آزمایش شوند.]۱۲[

از جمله معایب علم شبیه­سازی می­توان به نیاز به آموزش تخصصی برای ساخت مدل مجازی اشاره کرد.از دیگر معایب علم شبیه­سازی می­توان به متمایز بودن مدل­های ساخته شده توسط افراد مختلف، وقت­گیر و هزینه بر بودن، عدم پاسخ مناسب به مواردی که دارای جواب­های تحلیلی هستند،اشاره کرد. در نرم­افزار شبیه­ساز تمامی متغیر­ها به صورت کمیت محور تعریف شده ­اند و تحلیل نتایج و در نظر گرفتن تمامی جنبه­ های طرح بر عهده مدیر طرح است. نرم­افزارهای شبیه­ساز شامل ورودی­ ها (انواع وسایل،حجم­ها و … )،اجزای شبکه (قطعات راه،تقاطع­ها،رمپ­ها،حمل و نقل همگانی و … ) و کنترل­ها (کنترل تقاطع­های چراغ­دار، کنترل رمپ­های ورودی( می­باشند. ]۱۲[

سامانه­های شبیه­سازی را در سه گروه تقسیم ­بندی می­ کنند:

• میکروسکپی^[۱۸] ) با جزئیات زیاد(
• مزوسکپی^[۱۹] ) با جزئیات متوسط(
• ماکروسکپی^[۲۰] ) با جزئیات کم(

مدل­های شبیه­سازی میکروسکوپی علاوه بر ورودی­های سیستم، اندرکنش بین اجزای سامانه را نیز با جزئیات زیاد مدل می­ کنند. برای مثال مانور تغییر خط، به عنوان یک واقعه با جزئیات و با توجه به اطلاعاتی راجع به شرایط وسیله جلوی وسیله مورد بحث و شرایط خط عبوری مجاور مدل می­ شود. ]۱۲[

مدل­های مزوسکوپی ورودی­های سیستم را به صورت جزئی مطالعه می­ کند ولی اندرکنش بین آنها با جزئیات کمتری مورد بررسی قرار می­گیرد. مثال مانور تغییر خط به صورت دفعی و با توجه به چگالی خط­های عبوری و بدون در نظر گرفتن اطلاعات محل تغییر خط انجام می­پذیرد.

مدل­های ماکروسکوپی ورودی­ ها و اندرکنش­های بین آنان را با جزئیات کم مورد بررسی قرار می­ دهند. به عنوان مثال برای جریان ترافیک از شاخص­ های ترکیبی مثل نرخ تردد، چگالی و سرعت استفاده می­ شود. همچنین مانورهای تغییر خط عبوری در نظر گرفته نمی­شوند، بلکه به صورت ترکیب این مانورها و سایر اندرکنش­ها بین وسایل در قالب مدل­هایی مورد بررسی قرار می­گیرند. ]۱۲[ نرم­افزارهای متعددی در زمینه شبیه­سازی وجود دارند که به وسیله آنها مدل­سازی انجام می­ شود. این نرم­افزارها عبارت اند از جت­رم، سینکرو، نتسیم ، ویسیم و ویزویوم،توروس و آتوترن.

نرم­افزار سینکرو^[۲۱] یک بسته نرم­افزاری کامل برای مدل­سازی، بهینه­سازی، مدیریت و شبیه­سازی سامانه­های ترافیکی است. کاربردهای نرم­افزار سینکرو را می­توان در مواردی نظیر تجزیه و تحلیل ظرفیت، هماهنگ­سازی و بهینه­سازی تقاطع­ها، چراغ­های هوشمند، ترسیم نمودارهای فاصله – زمان، شبیه سازی ترافیکی و تقابل با کنترل­ کننده خلاصه کرد. ]۱۲[

نرم­افزار نتسیم^[۲۲] یکی از نرم­افزار­های مجموعه ترف^[۲۳] است که توسط اداره راه­های فدرال آمریکا^[۲۴] برای شبیه­سازی جریان ترافیک تهیه و ارائه شده است.

این برنامه یک مدل شبیه­سازی تصادفی ریزنگر است که عملکرد وسایل نقلیه موجود در شبکه معابر را مدل­سازی می­ کند.

نرم­افزار ویسیم^[۲۵] یک نرم­افزار خرد­نگر برای تحلیل و مدل­سازی شبکه معابر،تقاطع­ها،سیستم­های حمل و نقل عمومی،مدیریت پارک و… است که با داشتن قابلیت­ها و دقت برنامه­ ریزی بالاتر نسبت به نرم­افزارهای سینکرو و جت­رم^[۲۶] قادر به ارائه مشخصات و شاخص­ های عملکردی معابر می­باشد.نرم­افزار ویزیوم^[۲۷] نیز یک نرم­افزار کلان نگر جهت انجام برنامه­ ریزی حمل و نقل شهری است. ]۹[

نرم­افزار آتوترن^[۲۸] در محیط برنامه ­های رایانه­ای اتوکد یا لند نصب شده و عملاً یک منوی جدید به این برنامه­ ها اضافه می­ کند.این نرم­افزار با دارا بودن انواع خودروهای طرح آیین­ نامه­ های مختلف دنیا نظیر آیین­ نامه آشتو( ۲۰۰۱ )و آشتو( ۲۰۰۴ ) در منابع اطلاعاتی خود قابلیت شبیه­سازی نحوۀ حرکت و گردش خودروی مورد نظر طراح را در تقاطع یا سایر موقعیت­های مورد نظر با سرعت­های مختلف دارا است. به عبارت دیگر، بعد از تهیه پلان تقاطع مورد نظر به منظور آنالیز ابعاد و اندازه­ های شعاع قوس­ها،عرض رمپ­ها و سایر پارامترهای تقاطع و همچنین بهینه کردن ابعاد طرح تقاطع­ها و جلوگیری از به وجود آمدن مشکلات احتمالی پس از اجرای تقاطع، طراح نسبت به شبیه­سازی حرکت خودرو به ابعاد واقعی در سطح تقاطع اقدام می­ کند و نرم­افزار نیز می ­تواند یک انیمیشن از نحوه­ حرکت خودروها در تقاطع تهیه کند. ]۹[

نرم­افزار توروس^[۲۹] یک نرم­افزار پیشرفته است که در محیط نرم­افزارهای اتوکد یا لند، نصب شده و برای طراحی میادین مورد استفاده قرار می­گیرد. این نرم­افزار با بهره­ گیری از نرم­افزار آتوترن می تواند میادین را بر اساس مسیر حرکتی واقعی خودروها به صورت بهینه طراحی کرده و ضمن کوتاه کردن زمان طراحی میادین، می ­تواند فواصل دید را با توجه به سرعت مورد نظر طراح و خودروی طرح در طراحی تقاطع لحاظ کند. در ضمن می ­تواند جداول مربوط به ابعاد هندسی تقاطع را به صورت خودکار تهیه کرده تا جهت عملیات نقشه­ برداری یا اجرا از آن استفاده شود. ]۹[

نرم­افزار جت­رم یک نرم­افزار خردنگر در تحلیل مسائل ترافیکی است که نتایج حاصل از آن را به صورت کلان هم ارائه می­دهد. ایمسان نیز نسل جدید نرم­افزار مشهور جت­رم است.نرم­افزار ایمسان قادر است به طور هم زمان شبیه­سازی ماکروسکپی،مزوسکپی و میکروسکپی را انجام دهد.این در حالی است که دیگر نرم­افزارهای شبیه­سازی مانند کوریسم^[۳۰] تنها قادر به شبیه سازی یکی از این مدل­ها می­باشند و این ویژگی منحصر به فرد نرم­افزار است. شکل ۲-۲ محیط نرم­افزار ایمسان را نشان می­دهد. ]۹[

کاربردهای این نرم­افزار عبارتند از : تجزیه و تحلیل تاثیر طرح­های زیر ساختی از قبیل احداث تقاطع­های غیرهمسطح،تونل­ها،میادین و… ، مطالعات محیطی ، مطالعات هزینه­ جاده­ای و عوارضی و همچنین انتخاب محدوده­های طرح­هایی همچون طرح زوج و فرد خودروها و طرح­های ممنوعیت و همچنین طراحی شبکه معابر و سیستم پشتیبانی برای مدیریت حمل و نقل عمومی و همچنین تعریف راهبردهای پیچیده مدیریت ترافیک در شبکه مانند تصادفات،سد معبر،تغییر مسیر خودروها بر اساس حجم ترافیک و … .

از خروجی­های ایمسان می­توان به میزان مصرف سوخت،میزان تردد،میزان آلودگی هوا،سرعت در شبکه،تعداد توقف­ها در واحد زمان،چگالی،زمان سفر در شبکه،میزان تاخیر و … اشاره کرد.

محیط نرم­افزار ایمسان

عوامل مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطع­های غیرهمسطح

با توجه به پژوهش­های صورت گرفته در رابطه با عوامل مؤثر بر انتخاب نوع تقاطع­های غیرهمسطح می­توان پارامترهای رویکردهای ترافیکی ،هزینه ،توپوگرافی منطقه ،منفعت استفاده کنندگان ،کنترل دسترسی ،تاسیسات معارض و موقعیت تقاطع غیرهمسطح مورد نظر نسبت به تقاطع­های دیگر را به عنوان پارامترهای تأثیرگذار بر گزینه انتخابی دانست.

پژوهش­هایی که در این زمینه صورت پذیرفته است ،معمولاً با بهره گرفتن از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام شده ­اند ،اما روش تحلیل سلسله مراتبی برای تصمیم ­گیری در بین چند پارامتر که به یکدیگر وابسته هستند منجر به جواب دقیق نخواهد شد.از این رو در پژوهش پیش­رو از روش دیمتل به منظور اولویت­ بندی عوامل مؤثر بر انتخاب تقاطع غیرهمسطح استفاده شده است ،به این دلیل که در روش دیمتل نه­تنها وابستگی پارامترها به یکدیگر خللی در جواب نهایی ایجاد نمی­نماید بلکه وابستگی­های موجود بین پارامترها به طور کامل لحاظ می­گردد.

تکنیکDEMATELمخفف عبارتDecision Making Trial And Evaluation Laboratory است. تکنیک دیمتل توسط فونتلا^[۳۱] و گابوس^[۳۲] به سال ۱۹۷۱ ارائه شد. تکنیک دیمتل که از انواع روش‌های تصمیم‌گیری بر اساس مقایسه‌های زوجی است، با بهره‌مندی از قضاوت خبرگان در استخراج عوامل یک سیستم و ساختاردهی نظام‌مند به آنها با بکارگیری اصول نظریه گراف‌ها، ساختاری سلسله‌مراتبی از عوامل موجود در سیستم ،همراه با روابط تاثیر و تاثر متقابل ارائه می‌دهد، بگونه‌ای که شدت اثر روابط مذکور را به صورت امتیاز عددی معین می‌کند. روش دیمتل جهت شناسایی و بررسی رابطه متقابل بین معیارها و ساختن نگاشت روابط شبکه به کار گرفته می‌شود. از آنجا که گراف­های جهت­دار ،روابط عناصر یک سیستم را بهتر می­توانند نشان دهند، لذا تکنیک دیمتل مبتنی بر نمودارهایی است که می تواند عوامل درگیر را به دو گروه علت و معلول تقسیم نماید و رابطه میان آن­ها را به صورت یک مدل ساختاری قابل درک درآورد. تکنیک دیمتل عموماً برای بررسی مسائل بسیار پیچیده جهانی به‌وجود آمد. دیمتل نیز برای ساختاردهی به یک دنباله از اطلاعات مفروض کاربرد دارد. به‌طوریکه شدت ارتباطات را به‌صورت امتیازدهی مورد بررسی قرار می­دهد. ]۲۵[

مزیت این روش نسبت به تکنیک تحلیل شبکه ای، روشنی و شفافیت آن در انعکاس ارتباطات متقابل میان مجموعه­ وسیعی از اجزاء می باشد. به طوری که متخصصان قادر هستند با تسلط بیشتری به بیان نظرات خود در رابطه با اثرات میان عوامل بپردازند.

ساختاردهی به عوامل پیچیده در قالب گروه ­های علت و معلولی ،دیگر مزیت روش دیمتل می­باشد.این مورد یکی از مهمترین کارکردها و یکی از مهم ترین دلایل کاربرد فراوان آن در فرایندهای حل مسئله است. بدین صورت که با تقسیم بندی مجموعه­ وسیعی از عوامل پیچیده در قالب گروه ­های علت و معلولی، تصمیم­گیرنده را در شرایط مناسب­تری از درک روابط قرار می­دهد. این موضوع سبب شناخت بیشتری از جایگاه عوامل و نقشی که در جریان تاثیرگذاری متقابل دارند، می‌شود.

پنج مرحله برای انجام تکنیک دیمتل شناسائی کرده‌اند: ]۲۵[

1. تشکیل ماتریس ارتباط مستقیم (M) : با بهره گرفتن از پرسشنامه ­های مربوط به روش دیمتل از دیدگاه چند فرد خبره و کارشناس استفاده می‌شود و آنها با دادن عددهایی از ۰ تا ۴ ،به موارد مورد پرسش ،تاثیر هریک را تعیین می­ کنند و با محاسبه­ی میانگین نظرات M تشکیل می­ شود.
2. نرمال کردن ماتریس ارتباط مستقیم N=k*M : ابتدا مجموع تمامی سطرها و ستون‌ها محاسبه می‌شود. معکوس بزرگترین مجموع عدد سطر و ستون ماتریس نرمال را تشکیل می‌دهد.

(۲-۱)

k =

1. محاسبه ماتریس ارتباط کامل :

(۲-۲)

T = N ×

1. ایجاد نمودار علّی :

• جمع عناصر هر سطر (D) برای هر عامل نشانگر میزان تاثیرگذاری آن عامل بر سایر عامل‌های سیستم است. (میزان تاثیر گذاری متغیرها)
• جمع عناصر ستون ® برای هر عامل نشانگر میزان تاثیرپذیری آن عامل از سایر عامل­های سیستم است. (میزان تاثیرپذیری متغیرها)
• بنابراین بردار افقی (D + R) میزان تاثیر و تاثر عامل مورد نظر در سیستم است. به عبارت دیگر هرچه مقدار D + R عاملی بیشتر باشد، آن عامل تعامل بیشتری با سایر عوامل سیستم دارد.
• بردار عمودی (D - R) قدرت تاثیرگذاری هر عامل را نشان می‌دهد. بطور کلی اگر D - R مثبت باشد، متغیر یک متغیر علی محسوب می‌شود و اگر منفی باشد، معلول محسوب می‌شود.

1. در نهایت یک دستگاه مختصات دکارتی ترسیم می‌شود. در این دستگاه محور طولی مقادیر D + R و محور عرضی براساس D - R می‌باشد. موقعیت هر عامل با نقطه‌ای به مختصات (D + R, D - R) در دستگاه معین می‌شود. به این ترتیب یک نمودار گرافیکی نیز بدست خواهد آمد.

در روش دیمتل اولویت­ بندی بین سه عامل انجام پذیرفته است.عامل اول پارامترهایی که به هزینه مربوط می­باشند که شامل مقدار فضای لازم جهت ساخت تقاطع غیرهمسطح ،هزینه ساخت و… می­باشد ،عامل دوم مربوط به منفعت استفاده­کنندگان می­باشد که شامل زمان سفر ،مصرف سوخت و تولید آلاینده­های هوا است و عامل سوم مربوط به عوامل پیرامونی تقاطع غیرهمسطح است که شامل نقاط دسترسی ،تاسیسات معارض و موقعیت تقاطع غیرهمسطح مورد نظر نسبت به سایر تقاطع­ها می­باشد.

با بهره گرفتن از روش دیمتل اولویت­ بندی در مورد سه عامل فوق­الذکر انجام گرفته است و پنج مرحله­ فوق­الذکر در رابطه با آن صورت پذیرفته است.در نهایت گراف زیر حاصل گردیده است که میزان تأثیر و تأثّر هر یک از عامل­های مورد بررسی را نمایش می­دهد:

میزان تأثیرگذاری سه عامل مورد بررسی بر انتخاب گزینه برتر تقاطع غیرهمسطح

با توجه به شکل ۲-۳ که میزان تأثیرگذاری سه عامل مورد بررسی برای انتخاب نوع بهینه­ تقاطع غیرهمسطح را نمایش می­دهد ، عامل اول دارای بالاترین اولویت ،عامل دوم دارای اولویت متوسط و عامل سوم هم دارای پایین­ترین اولویت هستند.

• در رابطه با عامل اول ،از آن جهت که مربوط به هزینه­ های تقاطع غیرهمسطح می­باشد و هزینه­ های ساخت و همچنین مقدار فضای لازم برای ساخت یک نوع خاص از تقاطع غیرهمسطح در مکان­های مختلف تقریباً یکسان است ،بنابراین وارد کردن این عامل در بحث بهینه­سازی تأثیر چندانی بر نتیجه نخواهد داشت ،چرا که در صورت اعمال این عامل در مدل و تابع هدف مسئله ،فقط می­بایست یک عدد که همان هزینه­ مربوط به ارزش زمین زیرساخت و هزینه­ مربوط به احداث سازه­ی تقاطع غیرهمسطح می­باشد را لحاظ نمود.
• اما در مورد عامل دوم ،به دلیل اینکه تمامی پارامترهای زیرمجموعه­ی آن به حجم ترافیک وابسته می­باشند و در عین حال دارای اولویت متوسط هستند ،به عنوان پارامترهای تأثیرگذار انتخاب می­شوند و در تابع هدف مساله اعمال می­گردند.
• اما عامل سوم به دلیل تأثیرگذاری اندک بر انتخاب گزینه­ی بهینه ،از در نظر گرفتن این عامل در تابع هدف ،صرف نظر گردیده است.

منابع آلاینده هوا

برای سهولت مطالعه،منابع مختلف آلودگی هوا بصورت ذیل دسته­بندی می­شوند:

• منابع طبیعی
• منابع مصنوعی ( ثابت و متحرک )

الف-منابع طبیعی

منابع طبیعی آلودگی هوا از قبیل طوفان­های گرد و غبار،آتش­سوزی جنگل­ها،آتشفشان­ها،گرده گیاهان و نشت گاز طبیعی و آلودگی ناشی از آن­ها یک پدیده دائمی است که به علت فرآیندهای طبیعی مقدار آن کم و بیش در سطح زمین ثابت می­ماند.مقدار آلودگی طبیعی در مقایسه با آلودگی مصنوعی خیلی بیشتر و قابل توجه می­باشد.اما در طبیعت چندین سیستم خودپالایی وجود داشته که سطح زمین را برای حیات موجودات مناسب و قابل تحمل می­سازد.نقش انسان در کنترل آلودگی ناشی از منابع طبیعی بسیار کم است.اما انسان به وسیله بر هم زدن تعادل اکولوژیکی و طبیعی ناشی از آلودگی مصنوعی،می ­تواند وضع را بدتر کند و به آلودگی طبیعی بیافزاید. ]۱۳[

ب-منابع مصنوعی

منابع مصنوعی انتشار آلاینده­های هوا را به دو گروه ثابت و متحرک تقسیم کرده ­اند. گروه ثابت شامل صنایع، نیروگاه­ها و مراکز تجاری و مسکونی می­شوند و منابع متحرک انواع وسایل نقلیه از موتور سیکلت تا هواپیما و کشتی را در بر می­گیرند. آلودگی ناشی از بخش حمل و نقل بعلت شهرسازی بی‌رویه و سریع به اندازه آلودگی صنعتی مهم و از اهمیت برخوردار می‌باشد. آلودگی ناشی از حمل و نقل و وسایل نقلیه به شکل گازهای خروجی از اگزوز، ذرات معلق، صدا و غیره می‌باشد. این آلودگی با اتخاذ روش‎های برنامه‌ریزی کشوری، منطقه‌ای و شهری و استفاده از اتومبیل‎ها و سوخت‌های مناسب همراه با اعمال تکنولوژی کنترل آلودگی به حداقل می‌رسد. ]۱۳[

مقایسه سهم منابع آلاینده های هوا ]۸[

سهم گروه ­های مختلف سیستم حمل و نقل در آلودگی منتشره از منابع متحرک در هوای تهران]۸[

زمان سفر

جریان ترافیک یکی از اصلی­ترین منابع انتشار آلاینده­های زیست­محیطی است که برای سلامتی انسان زیان­آور بوده و آثار زیست­محیطی بسیاری را مانند آلودگی هوای ناشی از ترافیک و تأثیر آن بر سلامت عابران­پیاده و دوچرخه­سوارها موجب می شود،که ایجاد تاخیر در سفرها و در حالت پیشرفته،ایجاد صف­های طولانی که گاهی طول آنها به چند کیلومتر می­رسد و در نتیجه افزایش زمان سفر به مقدار زیاد باعث افزایش آلودگی هوا و اتلاف انرژی­های تجدید ناپذیر می­ شود. ]۱۶[

سوخت

علی رغم اینکه استفاده از خودرو در کشورهای در حال توسعه افزایش یافته است، عملکرد زیست­محیطی و زیرساخت­های شهری در این گونه کشورها توسعه چندانی نداشته است. این امر باعث می­ شود تا بخش حمل و نقل ،افزایش مصرف انرژی را پدید آورد. از طرفی افزایش مصرف انرژی خود موجب خسارت­های زیست­محیطی بسیاری هم چون دگرگون شدن آب و هوای کره زمین و آلودگی هوای مناطق شهری می­ شود.رشد ترافیک که عمدتاً در مناطق شهری متمرکز است، باعث افزایش تولید و انتشار گازهای آلاینده با غلظت­های بالاتر در این مناطق شده است.

براساس ترازنامه انرژی کشور در سال ۱۳۸۸ بخش حمل و نقل با تولید ۶/۴۹ درصد از کل انتشار ، ۴/۳۲ درصد ،۹/۲۴ درصد ، ۹/۳۸ درصد ،۹/۹۶ درصد CO، ۷/۷۸ درصد HC، ۴۸ درصد ذرات معلق، دارای بیشترین مقدار آلایندگی در میان سایر بخش­های انرژی کشور است. به طور خاص شهر تهران به دلیل رشد سریع جمعیت، ناوگان فرسوده خودروها، تعداد زیاد واحدهای صنعتی، عوامل جغرافیایی و هواشناسی منطقه با کاهش شدید کیفیت هوا روبه رو شده است که گاهی سطح بالای غلظت آلاینده­ها مسئولان را مجبور به تعطیلی مدارس و تحمیل محدودیت­های ترافیکی کرده است. ]۱۶[

مدل­سازی تقاطع­های غیرهمسطح

مدل­سازی تقاطع­های غیرهمسطح در این پژوهش نیازمند اطلاعات مربوط به پارامترهای ترافیکی و مشخصات فنی خودروها است ،که در ادامه به معرفی آنان پرداخته شده است.

پارامترهای ترافیکی

جهت بررسی نحوه عملکرد هر یک از انواع تقاطع­های غیرهمسطح تحت شرایط مختلف ترافیکی، ابتدا از هر یک از انواع تقاطع یک نمونه در سطح شهر تهران انتخاب گردیده است و احجام ترافیکی مربوط به هر کدام برداشت شده است. تقاطع های منتخب عبارتند از:

• شبدری کامل : تقاطع بزرگراه شیخ فضل الله و یادگار امام
• نیمه شبدری : تقاطع بزرگراه شیخ فضل الله و شهید حکیم
• لوزی : تقاطع بزرگراه صدر و خیابان شریعتی
• تک نقطه ای : تقاطع بزرگراه کردستان و خیابان ملاصدرا
• جهتی : تقاطع بزرگراه شیخ فضل الله و خیابان محمدعلی جناح

حجم­های ترافیکی ۲۰۰۰،۱۶۰۰،۱۲۰۰،۸۰۰،۴۰۰ و ۲۴۰۰ وسیله نقلیه در ساعت در هر خط عبوری که داده ­های میدانی هستند که از ضبط تصویر ویدیویی از محل تقاطع در ساعت اوج ترافیک که از شرکت کنترل ترافیک شهر تهران گرفته شدند، حاصل شده ­اند و در ۱۴ سناریوی مختلف به جهت این موضوع که تمامی حالات توزیع ترافیک در سطح تقاطع لحاظ گردد،در نظر گرفته شده است، همچنین حجم سناریوها طوری در نظر گرفته شده ­اند که کلیه حالات ممکن را شامل شده و بتوانند حساسیت­های ترافیکی هر یک از انواع تقاطع غیرهمسطح را نشان دهند.که جداول مربوط به این احجام ترافیکی در پیوست ۱ آمده است.

مشخصات فنی خودروها

زمانی می­توان به خروجی­های یک مدل شبیه­سازی شده اتکا کرد و آن را اساس مطالعات بعدی قرار داد که شرایط هندسی و عملکردی مدل شبیه­سازی شده دقیقا مطابق با شرایط موجود باشد.برای این کار باید شبکه شبیه­سازی شده طبق شرایط موجود کالیبره شود.نحوه کالیبراسیون شبکه ­های شبیه­سازی شده در ادامه شرح داده شده است.

جهت کالیبراسیون مدل­های شبیه­سازی شده در این تحقیق کلیه­ خصوصیات عملکردی شبکه­ درون­شهری تهران اعم از شرایط راه،نحوه عملکرد رانندگان و خصوصیات وسایل نقلیه مورد بررسی قرار گرفته و وارد نرم­افزار شده است.به این منظور یک گروه از کارشناسان ارشد رشته راه و ترابری درمناطق مختلف شهر اقدام به جمع­آوری اطلاعات در خصوص نحوه عملکرد و رفتار رانندگان نمودند.هدف از این کار بررسی رفتار رانندگان و استخراج پارامترهای کالیبراسیون می­باشد.در مرحله بعد برای اینکه خصوصیات وسایل نقلیه که نقش بسیار بسزایی در تمامی خصوصیات ترافیکی،زیست محیطی شبکه مورد مطالعه دارند هر چه بیشتر به شرایط واقعی موجود در ایران نزدیک باشد،سهم وسایل نقلیه مختلف شماره­گذاری شده در تهران از مرکز شماره­گذاری پلیس راهور ناجا دریافت شد که در جدول ذیل آمده است. ]۱۶[

نوع وسیله نقلیه	پراید	پژو	پژو ۲۰۶	پیکان	تندر ۹۰	ریو	سمند	زانتیا
سهم (%)	۲۷	۲۲	۱۹	۱	۸	۶	۱۰	۷

سهم وسایل نقلیه شماره­گذاری شده در شهر تهران

با مراجعه به پایگاه اینترنتی شرکت­های ایران­خودرو^[۳۳] و سایپا^[۳۴] مشخصات مورد نیاز از این وسایل نقلیه استخراج شده و طبق سهم­های بدست آمده در مدل شبیه­سازی شده در نرم­افزار،کلیه وسایل نقلیه وارد می­شوند.

مدل­سازی

مدل­سازی تقاطع­های غیرهمسطح لوزی ، شبدری کامل ، نیمه­شبدری ، تک­نقطه­ای و جهتی در نرم­افزار ایمسان با عنایت به آیین­ نامه­ ها،کتب و مقالات موجود،صورت می­گیرد و حجم­های ترافیکی مختلف تحت سناریوهای مختلف و همچنین مشخصات فنی خودروها در ابتدای کار بر مدل­های پنج تقاطع غیرهمسطح اعمال می­شوند.

تقاطع غیرهمسطح جهتی در نرم­افزار ایمسان

خروجی­های نرم­افزار

پس از آنکه مدل­سازی تقاطع­ها به اتمام رسید،خروجی­ها پس از اجرای نرم­افزار قابل استحصال می­باشد، که این خروجی­ها ارقام مربوط به میزان پارامترهای مورد بررسی در حجم­های مختلف ترافیکی است که پس از آنکه بر نمودار رسم شدند به صورت معادلات درجه دوم و یا درجه سوم درآمدند.

یکسان سازی واحد پارامترهای زمان سفر،آلاینده­ها و سوخت

جهت استفاده از هر سه پارامتر در معادله­ تابع هدف می­بایست هر سه پارامتر دارای یک واحد باشند تا بتوان آنها را با یکدیگر جمع کرد.به این منظور واحد هر سه پارامتر با روش­هایی که در ادامه توضیح داده شده است،به هزینه تبدیل گشته است بدین صورت که اعدادی که در ادامه از هر قسمت بدست آمده است در معادلات مربوط به همان پارامتر ضرب شده است.

هزینه­ زمان سفر

زمان سفر شامل عدم مطلوبیت­هایی است که تحت عنوان عدم مطلوبیت زمانی تعریف می­ شود.طولانی­تر شدن زمان سفر یک عامل نامطلوب برای افراد است.مهمترین عوامل موثر در عدم مطلوبیت سفر ، زمان و هزینه می باشد. ]۱[

روش­های برآورد ارزش زمان سفر: روش­های برآورد ارزش زمان سفر به دو دسته عام روش­های مفهومی- رفتاری و روش­های محاسباتی تقسیم ­بندی می­شوند.با توجه به مبانی و فرض­های مختلف،چندین روش برای برآورد پارامتر زمان سفر به وجود آمده­اند که عبارتند از:

• روش تولید محور^[۳۵]
• روش هزینه زمان^[۳۶]
• روش مبتنی بر ترجیح مشاهداتی^[۳۷]
• روش مبتنی بر ترجیح اظهاری^[۳۸]

در این پژوهش از روش چهارم جهت محاسبه­ی هزینه­ زمان استفاده شده است. ]۲۱[

برآورد ارزش زمان سفر با بهره گرفتن از توابع مطلوبیت و داده ­های ترجیح اظهاری: در روش حداکثر سازی مطلوبیت، از داده ­های بدست آمده با نظرخواهی استفاده می­ شود.مهم­ترین مسئله در این روش ساخت مدل­های مطلوبیت به شکل زیر است :

U= – αt – βc + ε ) (۲-۱

که در آن:

:t زمان سفر

:c هزینه سفر

:U تابع مطلوبیت

: ε بخش تصادفی (خطا)

با توجه به استدلال­هایی که در مباحث اقتصاد کلان و در بحث حداکثرسازی مطلوبیت مطرح­اند، نرخ جا به ­جایی در تابع مطلوبیت برای دو پارامتر زمان و هزینه بیانگر ارزش زمان سفر است. مفهوم نرخ جایگزینی را با مفهوم مطلوبیت حاشیه­ای نیز می توان بیان کرد. به این ترتیب رابطۀ زیر بیانگر ارزش زمان سفر است که از روابط مطلوبیت نتیجه شده است:

(۲-۲) = Vot

در مدل­های حمل و نقل، تابع مطلوبیت بیانگر مطلوبیت در هر نوع وسیله سفر است.بر این اساس با مشاهده رفتار مرسوم در انتخاب نوع وسیله سفر خود، مدل­های مطلوبیت ایجاد می­شوند. ]۱[

در رابطۀ مطلوبیت α و β مقادیر منفی دارند، زیرا با افزایش مقادیر زمان و هزینه از مطلوبیت کاسته می­ شود.تغییرات زمان و هزینه قابل اندازه ­گیری­اند، اما در مورد تغییرات بخش تصادفی خطا می­توان گفت که عوامل پنهانی که در مطلوبیت اثر می­گذارند در ε نهفته اند.

مسئله اصلی دراین روش، تخمین ضرایب α و β در مدل است، متداول­ترین راه تعیین ضرایب، در مواردی که مطلوبیت مقدارکمّی مشخص نیست، استفاده از روش حداکثرسازی است و قابل ذکر است که این روش از روش­های متداول اقتصادسنجی است. مدل مطلوبیت سفر در شهر تهران به صورت رابطه زیر است: ]۱و۳ [

U= – t – c + 383/2 (2-3)

در رابطه فوق مقدار α برابر ۶۸۱۵۶۲۵/۱ و مقدار β برابر ۰۰۰۳۰۴/۰ به دست آمده است. همانگونه که پیش­تر استدلال شده نسبت بیانگر ارزش زمان سفر خواهد بود،به این ترتیب روش برآورد ارزش زمان سفر بر اساس حداکثرسازی مطلوبیت برابر است با:

Vot=== 7/33188 ( ) (2-4)

در این پژوهش هزینه زمان سفر ۳۳۲۰۰ ریال بر ساعت در نظر گرفته می­ شود.

هزینه­ تولید آلاینده­های هوا

هوا مایه زندگی است و نیاز به آن بیش از نیاز به آب و غذا می­باشد . متوسط مقدار هوایی که انسان بالغ در یک شبانه روز تنفس می­ کند تقریباً ۱۵ کیلوگرم است ،در حالیکه غذا و آب مورد مصرفش به ترتیب ۱۵ و ۵/۲ کیلوگرم می­باشد.در سال ۲۰۰۶ گزارشی توسط بانک جهانی منتشر شده که به بررسی اثرات بخش انرژی بر محیط­زیست ایران پرداخته است.این گزارش، مقاله انرژی و محیط­زیست EER^[39] نام دارد. در EER برای محاسبه هزینه­ های ناشی از خسارات آلودگی هوا از تکنیکی به نام Externe استفاده شده است که بطور گسترده­ای در اتحادیه اروپا بکار گرفته می­ شود و هزینه­ های خسارت ( به ازای هر تن آلودگی ) برآورد شده در کشور­های اتحادیه اروپا را مشخص می­ کند،به اینصورت که با بهره گرفتن از برآورد برابری قدرت خرید از سرانه تولید ناخالص داخلی، مقادیر برای ایران تعدیل می­شوند.این گزارش هزینه­ها را برای خسارات ناشی از آلاینده­های هوا بصورت زیر برآورد نموده است. ]۳و۲۷[

هزینه خسارات ناشی از آلاینده های مختلف هوا در ایران ( گزارش بانک جهانی ۲۰۰۶ (EER,

اما در کشور ایران هم پژوهش­های بسیاری در زمینه­ تعیین هزینه­ های ناشی از آلاینده­های هوا توسط دانشجویان در پایان نامه­ ها ،اداره­ها و موسسه­های مختلف بخصوص شهرداری ­ها انجام گرفته است ،که در این پژوهش از آمار مربوط به مقاله­ زهره حسامی و فرناز والیزاده معجزی با عنوان هزینه­ های اجتماعی ناشی از آلودگی هوا در بخش حمل و نقل عمومی ،به دلیل به روز بودن آمار و ارقام استفاده شده است ،که طبق این مقاله هزینه­ ناشی از آلاینده­های هوا به ازای هر تن آلاینده ۲۱۴۵۸۰۷۵۸ ریال است.]۴ [

هزینه­ سوخت

با توجه به وضعیت کنونی سوخت در کشورمان هزینه هر لیتر بنزین بصورت آزاد و معادل ۱۰۰۰۰ ریال در نظر گرفته می­ شود.

معرفی الگوریتم انبوه ذرات

الگوریتم فرا ابتکاری بهینه سازی انبوه ذرات ^[۴۰] یک روش محاسباتی تکاملی مبتنی بر جمعیت جواب­ها است.مانند سایر الگوریتم­های جمعیت محور ، الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات نیز ابزار بهینه­سازی است که می ­تواند انواع مختلفی از مسایل بهینه­سازی را حل نماید . این الگوریتم با الهام­گیری از رفتار اجتماعی گروهی از پرندگان مهاجر که در تلاش برای دستیابی به مقصد ناشناخته­ای هستند ، توسط ابراهات و کندی^[۴۱] توسعه داده شده است . ] ۸ و۲۰[

در الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات ، جمعیت جواب­ها گروه^[۴۲] نامیده می شود و هر جواب مانند یک پرنده در گروهی از پرندگان است و ذره^[۴۳] نام دارد و شبیه کرموزوم در الگوریتم ژنتیک است.تمامی ذرات دارای مقدار شایستگی^[۴۴] هستند که با بهره گرفتن از تابع شایستگی^[۴۵] محاسبه می­گردد و تابع شایستگی ذرات باید بهینه گردد . جهت حرکت هر ذره توسط بردار سرعت^[۴۶] آن ذره تعیین می­ شود . در مقایسه با الگوریتم ژنتیک ، این الگوریتم از دو مزیت برخوردار است :

۱) سهولت پیاده­سازی و ۲) تعداد پارامتر­های قابل تنظیم کمتر . بر خلاف الگوریتم ژنتیک در فرایند تکاملی،در الگوریتم بهینه­سازی گروه ذرات،پرندگان جدیدی از نسل قبل (تولید جواب­های جدید از جواب­های قبلی ) ایجاد نمی­گردد ، بلکه هر پرنده رفتار اجتماعی خود را با توجه به تجربیاتش و رفتار سایر پرندگان گروه تکامل بخشیده و مطابق آن حرکت خود را به سوی مقصد بهبود می­دهد.به عبارت دیگر ، در این الگوریتم ، عملکرد­های تکاملی چون تقاطع و جهش وجود ندارد. الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات با جمعیتی از جواب­های اولیه تصادفی (دسته ذرات) آغاز می­گردد.هر ذره به صورت تکراری در فضای جواب حرکت می­ کند و جهت حرکت در هر گام تحت تأثیر موقعیت بهترین جواب بدست آمده توسط ذره و نیز موقعیت بهترین جواب به دست آمده در میان تمامی ذرات تعیین می­گردد .

به عبارت دیگر ، با توجه به تقلید این الگوریتم از دسته­ای از پرندگان که در حین پرواز با یکدیگر ارتباط دارند ، در زمان پرواز ، هر پرنده به سوی مشخصی نگاه می­ کند.با برقراری ارتباط میان پرندگان ، پرندگان با موقعیت بهتر شناسایی می­گردند و بر همین اساس ، هر پرنده به سوی بهترین پرنده با سرعتی که وابسته به موقعیت کنونی­اش است ، حرکت می­ کند . سپس هر پرنده از موقعیت جدیدش به جستجو ادامه می­دهد و فرایند تا زمان رسیدن پرندگان به مقصد مطلوب تکرار می­ شود. این نکته قابل ذکر است که این فرایند شامل تراکنش و هوشمندی همزمان به گونه ­ای است که پرندگان از تجربیات خودشان و نیز از تجربه سایر پرندگان جهت یافتن مسیر خوب استفاده می­ کنند . ] ۸ و۲۰[

در این قسمت، نحوه پیاده­سازی الگوریتم انبوه ذرات شرح داده می­ شود. الگوریتم با یک جمعیت اولیه که به صورت تصادفی تولید می­شوند، آغاز و با یک شرط پایانی به اتمام می­رسد. شرط پایانی برای الگوریتم اجرای ۱۰۰ تکرار متوالی الگوریتم است.

متغیرهای مستقل و وابسته پژوهش

از آنجایی که هدف نهایی این پژوهش را می­توان در تعیین تقاطع­های غیرهمسطح مناسب برای شرایط ترافیکی مختلف دانست، می­بایست قابلیت انعطاف لازم را داشته باشد و بتواند هر سه جنبه میزان مصرف سوخت، میزان آلایندگی و نیز زمان سفر را را در نظر گیرد. لذا به صورت واضح می­توان متغیرهای زیر را نام برد.

متغیرهای وابسته تحقیق

با توجه به متغیرهای مستقل ،نوع تقاطع­ غیرهمسطح مناسب ،متغیرهای وابسته­ی این پژوهش می­باشند،در واقع هر پاسخی به این سوال که “در شرایط منتخب، کدامین نوع از تقاطع­ غیرهمسطح باید استفاده شود ؟” متغیر وابسته است.

متغیرهای مستقل تحقیق

متغیر مستقل این تحقیق را می­توان همانا شرایط و داده ­های ورودی مساله دانست،یعنی:

• میزان زمان سفر
• میزان تولید آلاینده­
• میزان مصرف سوخت

تعریف مدل و تابع هدف مساله

این پژوهش به دنبال آن است تا با بهره گرفتن از الگوریتم انبوه ذرات تابع زیر را به صورت کمینه محاسبه نماید:

(۲-۵)

= T + P + F

در این رابطه:

= Z هزینه نهایی

= T رابطه زمان سفر بر حسب حجم ترافیک (V)

= P رابطه میزان تولید آلاینده­های هوا بر حسب حجم ترافیک (V)

= F رابطه میزان مصرف سوخت برحسب حجم ترافیک (V)

رابطه­ (۲-۵) به این دلیل که هر کدام از سه پارامتر مورد بررسی به تنهایی و مستقل از سایر پارامترها عمل می­ کند، همچنین به دلیل اینکه اگر میزان هر کدام از پارامترها مقداری تغییر کند،مقدار تابع هدف نیز به همان میزان تغییر خواهد کرد و نیز به دلیل برقراری مفروضات جمع پذیری پارامترها،بخش پذیری و معین بودن آنها، به صورت تابع خطی مدل گردیده است.

رابطه­ های زمان سفر ،میزان تولید آلاینده­های هوا و میزان مصرف سوخت ،حاصل از خروجی­های نرم­افزار AIMSUN می­باشند که همگی بر اساس میزان حجم ترافیک بر حسب تعداد وسیله نقلیه در ساعت هستند که در فصل آینده به آنها پرداخته می­ شود.

محدودیت مساله

از آنجا که محدودیت­های مساله می­بایست با بهره گرفتن از روابط حاصل از خروجی نرم­افزار AIMSUN محاسبه گردد ،لذا محدودیت­های موجود در فصل بعد ارائه گردیده­اند.

کدگذاری و شیوه نمایش جواب­ها

برای استفاده از الگوریتم­های فراابتکاری نیاز است هر جواب از مسئله به صورتی ساده و قابل استفاده در برنامه نویسی، کدگذاری شود. نحوه کدگذاری جواب تاثیر بسزایی در سرعت و دقت هر الگوریتم فراابتکاری دارد؛ کدگذاری جواب­ها بر اساس رعایت شرایط زیر باید صورت گیرد.

1. رابطه­ای یک به یک و پوشا بین هر جواب از مسئله و نحوه نمایش جواب ها وجود داشته باشد. یعنی هر جواب از مسئله، دقیقاً با یک ساختار نمایش داده شود و هر ساختار نمایش تنها با یک جواب از مسئله متناظر باشد.
2. هر جواب باید در فضای حافظه کوچکی ذخیره شود.
3. نمایش هر جواب باید بگونه­ای انتخاب شود تا استفاده از عملگرها و همسایگی­های مورد نیاز در الگوریتم­های فراابتکاری به آسانی صورت گیرد.

برای کدگذاری هر جواب مساله انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح ، از یک آرایه به طول تعداد انواع تقاطع غیرهمسطح استفاده می­ شود. این آرایه معرف این واقعیت است که هر یک از انواع تقاطع­های غیرهمسطح با چه وزنی انتخاب شده ­اند. ]۲۶[

برای مثال شکل ۲-۹ را در نظر بگیرید.

تقاطع غیرهمسطح لوزی	تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای	تقاطع غیرهمسطح شبدری	تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری	تقاطع غیرهمسطح جهتی
					جمعیت شماره ۱
					جمعیت شماره ۲
					جمعیت شماره ۳
					جمعیت شماره ۴
…	..	…	…	…	…
					جمعیت شماره n

شکل شماتیک یک مثال از مساله انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح

همانطور که در شکل فوق مشاهده می­ شود، پنج نوع تقاطع غیرهمسطح وجود دارد که هر یک می­بایست عددی مشخص را دریافت نمایند. حل این مساله در حالتی که تعداد حمل و نقل مشخص است تبدیل به یک معادله می­گردد که کافی است کاربر عدد حجم ترافیک را در معادله مربوط به زمان، میزان آلایندگی و مصرف سوخت قرار دهد تا مشخص گردد که در حجم ترافیکی مورد نظر، کدامین نوع تقاطع غیرهمسطح باید انتخاب شود.

لیکن از آنجا که حجم دقیق استفاده­کنندگان از تقاطع­های غیرهمسطح را نمی­ توان همواره با قطعیت مشخص نمود لذا در این تحقیق از مفهوم بازه قابل قبول برای تخمین حجم ترافیکی ورودی به تقاطع،استفاده شده است. بدین منظور در ابتدای اجرای نرم­افزار از کاربر خواسته می­ شود تا حد بالا و حد پایین را مشخص نمایند به عبارت دیگر اگر قرار است V معرف مقدار حجم ترافیکی باشد آنگاه با در اختیار داشتن حد بالا و حد پایین^[۴۷] می­توان به تخمین بازه حجم ترافیکی اقدام نمود.

بنابراین مفهوم، هر یک از سطرها معادل با یکی از اعضاء جمعیت است. از این رو هر آرایه نمایشگر میزان وضعیت جمعیت تخصیص یافته به هر یک از انواع تقاطع­های غیرهمسطح خواهد بود.

روند­نمای الگوریتم انبوه ذرات

برای آشنایی بهتر با الگوریتم فراابتکاری انبوه ذرات روند­نمای آن در شکل ۲-۱۰ آورده شده است.

روندنمای الگوریتم انبوه ذرات

الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات ابتدا با یک گروه از ذرات ( جواب­ها ) به صورت تصادفی آغاز می­ شود ، و در هر مرحله از این الگوریتم ، موقعیت ذرات به هنگام شده و الگوریتم به دنبال جواب بهینه می گردد.ذرات با توجه به سرعت بهترین موقعیتی که هر ذره^[۴۸] داشته و بهترین موقعیتی که همسایگی هر ذره ^[۴۹]داشته است به ­هنگام می­شوند .در صورتی که تمام ذرات گروه به عنوان همسایگی در نظر گرفته شود ، موقعیت بهترین ذره نقطه­ی بهینه­ کلی^[۵۰] است . در اکثر تحقیقات تمام ذرات به عنوان همسایگی در نظر گرفته می­شوند . در این پژوهش نیز به همین صورت در نظر گرفته شده است . قسمت اصلی الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات به هنگام­سازی سرعت و موقعیت ذرات با توجه به معادلات زیر است : ]۲۶[

( ۲-۶)
( ۲-۷ )

از معادلۀ (۲-۶) بردار سرعت هر ذره با توجه به سرعت ذره در مرحلۀ قبلی ( ) به هنگام می­ شود ، در این معادله نشان دهنده شماره­ ذره، نیز نشان­دهنده سلول­های هر ذره است، بهترین موقعیتی است که ذره تا به حال به دست آورده است و بهترین موقعیتی است که کل ذرات به دست آورده اند ، و و دو عدد تصادفی با توزیع یکنواخت بین ( ۱ ، ۰ ) هستند که مستقل از یکدیگر تولید می­شوند . مقادیر و ضرایب یادگیری هستند و تأثیر و را بر فرایند جستجو کنترل می­ کنند . پس از به­هنگام شدن سرعت ذرات ، موقعیت ذره با بهره گرفتن از معادله ی (۲-۷) به­هنگام می­ شود . ]۲۶ و ۲۰[

محاسبه ی مقدار برازندگی

در الگوریتم بهینه­سازی گروه ذرات، هر ذره ( جواب ) با توجه به معیار­های مشخصی ارزیابی می­ شود، که با توجه به آنها تابع شایستگی تعریف می­ شود، و برای هر ذره مقدار شایستگی بدست می ­آید. معمولاً بهترین تابع برازندگی، تابع هدف آن مسأله است. در الگوریتم انبوه ذرات ،در مسائل بیشینه­سازی تابع برازندگی همان تابع هدف می­باشد و در مسائل کمینه­سازی ،تابع برازندگی بصورت (یک بر تابع هدف) در نظر گرفته می­ شود. ]۶[

1. •  

1. • • 1.  

انتخاب PBEST و GBEST

Pbest بهترین موقعیتی است که هر ذره به آن دست یافته است، که این مشخصه را می­توان به صورت حافظه­ای برای هر ذره در نظر گرفت. معمولاً Pbest براساس تابع برازندگی ذرات تعیین می­شوند. البته معیارهای دیگری را می­توان برای تعیین بهترین موقعیت به کار برد و در عین حال قابلیت و کارایی جستجو کاهش نیابد. به عنوان مثال می­توان تابع برازندگی را طوری تعریف کرد که ذرات فقط موقعیت­های مربوط به جواب­های شدنی را به خاطر آورند و جواب­های نشدنی را در نظر نگیرند. Gbest بهترین موقعیتی است که ذرات موجود تاکنون به آن دست یافته­اند. برای انتخاب Gbest مقادیر برازندگی ذرات با یکدیگر مقایسه شده و بهترین به عنوان Gbest انتخاب می­ شود. ]۶[

ضرایب یادگیری

ضرایب یادگیری و نشان­دهنده وزن شتابی است که ذرات را به سوی Gbest و Pbest هدایت می­ کنند. این ضرایب بیانگر تمایل ذرات به الگوبرداری از رفتارهایی هستند که در گذشته باعث موفقیت شده ­اند. مقادیر و برابر با ۲ در نظر گرفته شده ­اند تا وزن یکسانی برای جستجوی محلی و جستجوی کلی، در نظر گرفته شده باشد.برای این ضرایب می­توان مقادیر ۰ و ۱ را نیز لحاظ نمود،اما چون مقدار ۰ یکی از پارامترهای جستجو را حذف می­ کند و مقدار ۱ سرعت همگرایی پایین­تری دارد،از مقدار ۲ در این تحقیق استفاده گردیده است. ]۶[

Initialization positions and velocities of swarm ;

Do { Evaluate F( ) ;

For I = 1 to Population Size :

Update Pbest

Update Gbest

For I = 1 to Population Size :

Update velocity ; //

Update Position ; //

} while ( stopping criterion is not met ) ;

شبه کد الگوریتم انبوه ذرات

نحوه­ پیاده­سازی الگوریتم انبوه ذرات

همانطور که در قسمت قبل نیز عنوان شد، برای حل این مساله خاص، نیاز به سفارشی­سازی این الگوریتم­است. از این رو در این الگوریتم از نحوه کدگذاری که در قسمت­ های قبل به تفصیل راجع به آن صحبت شد، استفاده شده است اما روند برخورد با این کدگذاری­ها دچار تفاوت ماهوی است که در ادامه توضیح داده خواهد شد.

برای آنکه بتوان بهترین عملکرد را از مجموعه متغیرهای مورد نظر انتظار داشت، ابتدا یکبار دیگر و مبتنی بر شکل روندنمای^[۵۱] ۲-۱۲ می­توان خلاصه­ای از آن ارائه داد:

روندنمای اجرای مراحل تحلیل

نمودار فوق به خوبی مشخص می­سازد که ابزار ارائه شده در این پژوهش قابلیت دارد تا با دریافت اطلاعات اولیه شامل حجم ترافیک، درصد حداقل و حداکثری استفاده از تقاطع­های غیرهمسطح و معادلات ترافیکی، نسبت به شناسایی بهترین عملکرد در بین انواع تقاطع­های غیرهمسطح اقدام نماید.

بدیهی است که کاربر می­بایست این اطلاعات را به نرم­افزار اعلام نماید. سپس با دریافت این اطلاعات و سایر داده ­های مورد نیاز از نرم­افزار خواسته می­ شود تا نسبت به یافتن بهینه­ترین تقاطع­ غیرهمسطح اقدام نماید و مشخص نماید که از کدامین نوع تقاطع­ غیرهمسطح باید استفاده­­­ نمود.

نحوه کدنویسی

به منظور اجرای الگوریتم­ معرفی شده در قسمت قبل نیاز است به تشریح شیوه برخورد با مسئله این تحقیق پرداخته شود. همانطور که قبلا نیز معرفی شد، هر سبد سهام در ادبیات الگوریتم ژنتیک به مثابه یک کروموزوم و در ادبیات حرکت دسته پرندگان (انبوه ذرات) به مثابه یک پرنده نگریسته می­ شود. در کدنویسی هر دو الگوریتم تعداد جمعیت (تعداد کروموزم­ها در الگوریتم ژنتیک و تعداد پرندگان در الگوریتم دسته حرکت پرندگان) برابر با ۱۰۰ در نظر گرفته شده ­اند و با npop مشخص گردیده­اند و تعداد تکرارهای این دو الگوریتم به صورت ثابت و برابر با ۱۰۰ تکرار در نظر گرفته شده ­اند؛ در سوی دیگر و در الگوریتم حرکت دسته پرندگان ، تعداد گروه ­های پرندگان برابر با ۱۰ در نظر گرفته شده است تا nlocals=10 باشد. برای هر یک از گروه­ ها، سر دسته­ای تعیین می­گردد که در تکرارهای متوالی، پرندگان می­بایست دائماً رفتار خود را ابتدا با رئیس این گروه تنظیم نمایند و رئیس گروه نیز حرکت خود را با بهترین پرنده هماهنگ خواهد نمود. ]۱۴[

این عمل بر مبنای بهترین پرنده رخ می­دهد که بتوان جهت­گیری کلی دسته­ها را بر مبنای رهبر هر یک از دسته‌ ها ایجاد نمود. در این حالت، می‌بایست بهترین پرنده را انتخاب نمود و برای هر یک از رهبران اقدام به جفت­گیری نمود. دراین حالت نیز دو مکان جدید برای هر رهبر بدست می‌آید که می­توان از بین آنها هیچ، یک یا دو مکان شدنی در اختیار داشت. در این شرایط است که اگر در بین جواب­های شدنی جواب بهتری نسبت به مکان فعلی پرنده رهبر دسته وجود داشته باشد، مکان پرنده به­روز شده و در غیر این صورت (و همچنین در صورت بروز جواب­های نشدنی) می­بایست رهبر فعلی را در نظر گرفت. این عمل برای هر یک از پرندگان رهبر (برترین پرندگان در هر دسته) رخ خواهد داد. ]۱۵[

متعاقب اجرای این عمل برای هر یک از مکان­های پرندگان، مکان­های حالت و مکان­های موازی­سازی نیز دچار جفت­گیری شده و تنها در مورد مکان­های حالت، شدنی بودن بررسی می­ شود.

نحوه پیاده­سازی

از نرم­افزار MATLAB در کدنویسی این تحقیق استفاده شده است. این نرم­افزار به سادگی می ­تواند فضایی بسیار دوستانه و دور از تکلف را فراهم نماید. وجود نرم­افزارهای کدنویسی دیگر در عین توان بالا دارای پیچیدگی­های زیادی هستند. در هنگام گرفتن ورودی­ ها، پردازش­ها و اشکال­زدایی و … تا دریافت خروجی­ها همگی تخصص و تجربه خاصی می­طلبند که MATLAB به کمک محیط ساده خود و ایجاد بانک دستورات که طول و پیچیدگی کدنویسی را بسیار کاهش می­دهد، توانسته است بار فکری کدنویسی سنگین را از ذهن مهندسان دور نماید. کدنویسی الگوریتم انبوه ذرات در پنج پوشه انجام شده است. هر پوشه با عنوان یک تابع^[۵۲] شناخته می­ شود.توابع اول ، دوم و سوم معادلات مربوط به زمان سفر ، میزان تولید آلاینده­ و میزان مصرف سوخت را شامل می­ شود. تابع چهارم وظیفه انجام ایجاد جمعیت اولیه و مدیریت تکرار مراحل و بررسی شدنی بودن را بر عهده دارد و تابع پنجم نیز در هر تکرار میزان تابع هدف را ارزیابی می­نماید.

نتایج و بحث

مقدمه

در این فصل ابتدا خروجی­های نرم­افزار شبیه­سازی ،پس از آن معادلاتی که از خروجی­های نرم­افزار شبیه­سازی حاصل می­ شود ،سپس محدودیت­های مسأله و بعد از آن نتایج حاصل از الگوریتم انبوه ذرات ارائه می­گردد.

خروجی­های نرم­افزار

همانطور که در فصل قبل توضیح داده شد خروجی­های نرم­افزار ایمسان پارامترهای متعددی را شامل می­ شود که در این پژوهش با توجه به بررسی­های صورت گرفته بر روی تقاطع­های غیرهمسطح پارامترهای زمان سفر، میزان مصرف سوخت و میزان تولید آلاینده­های هوا به عنوان پارامترهای موثر در انتخاب تقاطع غیرهمسطح بهینه برگزیده شدند و در معادلات لحاظ خواهند شد.بنابراین پس از استخراج خروجی­های مورد نظر و با بررسی آنها و مطالعات صورت گرفته ملاحظه می­ شود که حجم گردش به چپ­ها که باعث بوجود آمدن تداخل در تقاطع­ها می­شوند نقش بسیار مهمی را در عملکرد تقاطع­های غیرهمسطح بازی می­ کنند.

شکل­های ۳-۱ تا ۳-۱۵ شکل­های مربوط به خروجی­های آلودگی هوا ، میزان مصرف سوخت و زمان سفر بر حسب میزان تغییرات حجم گردش به چپ در تقاطع­ها می­باشند.این اشکال با میانگین­گیری از نتایج نرم­افزار ایمسان برای ۱۴ سناریوی مختلف مربوط به هر کدام از تقاطع­های مفروض، در احجام مختلف ترافیکی،که جداول مربوط به این نتایج در پیوست ۲ آمده است و سپس استفاده از نرم­افزار اکسل،رسم شده ­اند.

نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای

نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل

نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری

نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی

نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی

نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای

نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل

نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری

نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی

نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی

نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای

نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل

نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری

نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی

نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی

معادلات مربوط به پارامترهای زمان سفر و میزان آلاینده و سوخت

رابطه­ های ۳-۱ تا ۳-۱۵ رابطه­هایی می­باشند که از نمودارهای قسمت قبل و توسط نرم­افزار اکسل حاصل گردیده­اند.در این رابطه­ها V حجم گردش به چپ در تقاطع­ها می­باشد که در ضرایب بدست آمده در فصل قبل که مربوط به تبدیل این سه پارامتر به هزینه بودند،ضرب شده ­اند و بر اساس این معادلات میزان زمان سفر ، میزان تولید آلاینده و میزان مصرف سوخت بدست می ­آید.

معادلات زمان سفر

معادلات زمان سفر بر حسب حجم گردش به چپ­های تقاطع­ها به صورت زیر می­باشد:

۳-۱	تک­نقطه­ایT (sec) = 64/9302- + ۱۰۷۹۲۶۵۶۰ v
۳-۲	شبدری کامل T (sec) = 76 /14584 + ۵۲۵۱۵۷۶۰ v
۳-۳	نیمه شبدری T (sec) = 7/14272 + ۳۰۷۷۹۷۲۰ v
۳-۴	جهتی T (sec) = 3/10886 + ۳۱۸۲۷۱۸۰ v
۳-۵	لوزی T (sec) = 5/4518- + ۹۲۲۵۹۴۸۰ v

معادلات میزان تولید آلاینده

معادلات میزان تولید آلاینده بر حسب حجم گردش به چپ­های تقاطع­ها به صورت زیر می­باشد:

۳-۶	تک­نقطه­ایP )gr( = 599850- + ۶۶۶۳۶۲۴۰۰۰ v
۳-۷	شبدری کامل P )gr( = 3449460 + ۳۷۹۵۸۲۵۰۰۰ v
۳-۸	نیمه شبدری P )gr( = 9590892 + ۲۱۰۸۶۳۴۰۰۰ v
۳-۹	جهتی P )gr( = 4674444 ۳۵۱۶۵۴۰۰- v
۳-۱۰	لوزی P )gr( =387 ۲۳۵۴۸۹۵-+ ۶۰۲۴۵۵۸۰۰ v

معادلات میزان مصرف سوخت

معادلات میزان مصرف سوخت بر حسب حجم گردش به چپ­های تقاطع­ها به صورت زیر می­باشد:

۳-۱۱	تک­نقطه­ایF) lit( = 8- + ۳۶۰۸۷ v
۳-۱۲	شبدری کامل F) lit( = 4- +۴۲۸۲۶ v
۳-۱۳	نیمه شبدری F) lit( = 9 + ۲۳۷۳۲ v
۳-۱۴	جهتی F) lit( = 5 ۲۴۲۱۳+ v
۳-۱۵	لوزی F) lit( =006/0 ۳۰-+ ۴۲۸۲۶ v

محاسبه­ی محدودیت­های مساله

با توجه به تابع هدف تعریف شده برای مساله در فصل قبل و پارامترهای موجود در آن و با توجه به ماهیت مدل که ازجنس هزینه می­باشد ،لذا منفی بودن متغیر تصمیم ­گیری بی­معنا خواهد بود ،بنابراین مقدار پارامتر Z می­بایست غیرمنفی باشد.

از سوی دیگر با محاسبه­ی معادلات پارامترهای مختلف برای تمامی تقاطع­های غیرهمسطح مورد بررسی ،از مجموع بیشینه­ی هزینه­ هر پارامتر با یکدیگر ،هزینه­ای معادل ۱۴۰ میلیارد ریال برآورد گردیده است که مقدار پارامتر Z می­بایست از این مقدار کمتر باشد.

بنابراین در مورد محدودیت مدل خواهیم داشت:

(۳-۱۶)	۰۱۴۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰
(۳-۱۷)	۰۹۵۷۰۰۰۰۰۰۰۰
(۳-۱۸)	۰۴۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰
(۳-۱۹)	۰۵۳۰۰۰۰۰۰۰۰

نتایج اجرای الگوریتم انبوه ذرات

در این بخش به ارائه نتایج اجرای الگوریتم­ مورد نظر در این پژوهش پرداخته می­ شود. ابتدا خلاصه نتایج ونمودارهای عملکرد الگوریتم ­برای سه سری از مسائل به صورت نمونه به شرح زیر ارائه می­گردد تا کارایی الگوریتم­ در این حوزه به تفصیل مشخص گردد:

برای اجرای این مدل و الگوریتم مشابه آن سه نمونه متفاوت با سه رویکرد متفاوت به انجام رسیده ­اند. لازم به ذکر است از آنجا که سه معیار زمان سفر، میزان آلایندگی و میزان مصرف سوخت باید به صورت همزمان کمینه شوند لذا با فرض آنکه کاربر به همه آنها یک مقدار اهمیت داده است، وزن­های برابر یک برای همه در نظر گرفته شده است .

• ابتدا از نرم­افزار در حجم ترافیکی ۱۰۰۰ وسیله نقلیه در ساعت و با حد پایین ۵۰ درصد و حد بالای ۷۰ درصد نسبت به یافتن تقاطع غیرهمسطح بهینه درخواست شده است:

نمودار تقاطع غیرهمسطح جهتی به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه در حجم ترافیک ۱۰۰۰ وسیله نقلیه در ساعت

همانطور که مشخص است تقاطع غیرهمسطح جهتی، در حجم ترافیک ۱۰۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ، دارای مقدار کمینه نسبت به سایر تقاطع­های غیرهمسطح می­باشد و چون معیارهای بکار گرفته شده که همگی تبدیل به هزینه شده ­اند ، هر چه کمتر باشند بهتر هستند، به همین جهت به نظر می­رسد که بهترین عملکرد در این حجم ترافیک،از آن این نوع تقاطع غیرهمسطح است.

• در گام دوم از نرم­افزار خواسته شده است تا با حجم ترافیکی ۳۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت و حد بالای ۸۰ درصد و حد پایین ۷۰ درصد نسبت به یافتن تقاطع غیرهمسطح بهینه اقدام نماید:

نمودار تقاطع غیرهمسطح لوزی به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه در حجم ترافیک ۳۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت

همانطور که مشخص است بر اساس این نمودار به سادگی می­توان تحلیل­هایی راجع به بهترین تقاطع غیرهمسطح انجام داد.در اینجا نیز تقاطع غیرهمسطح لوزی،عملکرد بهتری در حجم ترافیکی ۳۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ، در رابطه با کمینه بودن هر سه پارامتر زمان سفر ، میزان تولید آلاینده­ها و میزان مصرف سوخت ، از خود نشان داده است.

• در گام سوم از نرم­افزار خواسته شده است تا با حجم ترافیکی ۶۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت و حد بالای ۸۰ درصد و حد پایین ۶۰ درصد نسبت به یافتن تقاطع غیرهمسطح بهینه اقدام نماید:

نمودار تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه در حجم ترافیک ۶۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت

همانطور که مشاهده می­ شود،تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای در حجم ترافیک ۶۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ، دارای بهترین عملکرد در بین پنج تقاطع غیرهمسطح مورد بررسی می­باشد.

اعتبار سنجی مدل

به منظور تحقیق در رابطه با درستی و دقت مدل ،با بهره گرفتن از بررسی شاخص واریانس به این موضوع پرداخته شده است.

جدول زیر مربوط به محاسبه­ی میانگین و واریانس جواب­های مختلف بدست آمده از به کار گرفتن الگوریتم انبوه ذرات می­باشد.با توجه به مقادیر به دست آمده ،در حجم­های ترافیکی ۳۵۰۰ و ۶۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ،مدل عملکرد بهتری نسبت به حجم ترافیکی ۱۰۰۰ وسیله نقلیه در ساعت داشته است.اما به طور کلی عملکرد الگوریتم رضایت­بخش بوده است.

واریانس	نوع مدل
۰۰۱۲۴۴/۰	۱۰۰۰ وسیله نقلیه در ساعت
۰۰۰۷۱۹/۰	۳۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت
۰۰۰۸۶۱/۰	۶۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت

واریانس جواب­های حاصل از الگوریتم انبوه ذرات

نتیجه ­گیری کلی

در این پژوهش، به بررسی نکات مهم و حائز اهمیت در حوزه انتخاب بهینه­ تقاطع­های غیرهمسطح پرداخته شده است تا بتوان استفاده از روش­های فرا ابتکاری (متاهیوریستیک)^[۵۳] موجود در حوزه­ الگوریتم­های هوش مصنوعی در جهت نیل به اهداف انتخاب بهینه­ تقاطع­های غیرهمسطح را فراهم نمود. از این رو در این پژوهش به کمک بررسی ابعاد فنی مباحث هوش مصنوعی، عملکرد یکی از مشهورترین این الگوریتم­ها که همانا الگوریتم فرا ابتکاری انبوه ذرات بود به تصویر کشیده شد و مبتنی بر داده ­های خروجی از این روش مشخص گردید که در حالت­هایی که عوامل مختلف ترافیکی در قالب سه معادله زمان سفر، میزان آلایندگی و مصرف سوخت سبب ایجاد تغییر رفتاری می­شوند نمی­ توان به هیچ عنوان به برنامه­ ریزی مبتنی بر روش­های سنتی اکتفا نمود و می­بایست روش­هایی وجود داشته باشند که بتوانند، برخی روابط بسیار پیچیده و محاسباتی سنگین را درک و تجزیه و تحلیل نمایند.

از این رو می­توان ادعا نمود که استفاده از روش­های هوش مصنوعی می­توانند به عنوان ابزاری مناسب برای مقابله با پیچیدگی تعدد و تنوع تقاطع­های غیرهمسطح و انتخاب بهینه تقاطع­ غیرهمسطح بر اساس مدل­های موجود در منابع مورد توجه قرار گیرد. با این وجود و از آنجا که بحث سرمایه ­های اقتصادی و اجتماعی می ­تواند اهمیت زیادی داشته باشد لذا ابزار ارائه شده قادر است نه تنها به تشخیص گزینه بهینه بپردازد بلکه می ­تواند به افزایش سرعت نسبت به ارائه تحلیل­های مختلف کمک نماید . نظر به این که حتی کوچک­ترین خطایی می ­تواند منجر به بروز از دست دادن سرمایه ­های عظیمی شود ، لذا لازم است تا به بهبود کارایی الگوریتم­های ارائه شده در حد ممکن پرداخته شود. در این راستا، الگوریتم انبوه ذرات یا حرکت دسته پرندگان که در این پژوهش از آن استفاده شده است توانسته است با عملکرد خوبی ، رضایت­بخش باشد و می­توان عنوان نمود که از آنجا که مساله مورد نظر با افزایش ابعاد به پیچیدگی بیشتری می­رسد ، لذا نه تنها این روش می ­تواند مناسب باشد بلکه می ­تواند عملکرد مناسبی نیز در برخورد با این پیچیدگی از خود نشان دهد. همانطور که نمودارهای ارائه شده در این فصل به خوبی نمایش داده­اند، می­توان اینطور عنوان نمود که عملکرد الگوریتم انبوه ذرات ، توانسته است به صورتی مناسب عمل نماید. غالب تحقیقات صورت گرفته بر مقایسه الگوریتم انبوه ذرات و مفاهیم نیز موید این مطلب است که الگوریتم انبوه ذرات را می­توان به خوبی در مسائلی که لازم به بهینه­سازی چندین راه­حل به صورت همزمان است ، بکار گرفت که در این پژوهش نیز با بهره گرفتن از الگوریتم انبوه ذرات نتایج زیر حاصل گشت:

1. در حجم ترافیکی ۱۰۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ،تقاطع غیرهمسطح جهتی
2. در حجم ترافیکی ۳۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ،تقاطع غیرهمسطح لوزی
3. در حجم ترافیکی ۶۵۰۰ وسیله نقلیه در ساعت ،تقاطع غیرهمسطح تک­نقطه­ای

به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه انتخاب گردیدند.

پیشنهادات

استفاده از روش­های مختلف دیگری بخصوص روش­های دسته­بندی در ترکیب با الگوریتم­های هوش مصنوعی مانند :

• الگوریتم ژنتیک
• سیستم­های فازی
• شبکه عصبی فازی تطبیقی

در انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح پیشنهاد می­گردد.

بر استفاده از روش­هایی چون شبکه عصبی فازی تطبیقی تاکید می­گردد زیرا اینگونه روش­ها می­توانند نه تنها اطلاعات ترافیکی شامل حجم ترافیک را درک نمایند بلکه قادر هستند ابعاد مختلفی چون تاثیر سایر شرایط ، شاخص ­ها و ویژگی­های مهم هر شهر یا محله و نیز تصمیم­های مهم مدیریتی را نیز به خوبی فهم نمایند.

سناریوهای فرض شده با احجام ترافیکی مختلف جهت شبیه­سازی تقاطع­های غیرهمسطح در نرم­افزار AIMSUN

E

W

N

S

s

w

n

n

e

s

e

s

w

w

n

e

۱

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۲

۳۶۰

۳۶۰

۱۲۰

۳۶۰

۱۰۸۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳

۳۶۰

۱۰۸۰

۱۲۰

۳۶۰

۳۶۰

۱۲۰

۵۴۰

۳۶۰

۱۸۰

۱۸۰

۱۰۸۰

۶۰

۴

۱۸۰

۷۲۰

۶۰

۵۴۰

۷۲۰

۱۸۰

۵۴۰

۳۶۰

۱۸۰

۱۸۰

۱۰۸۰

۶۰

۵

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۵۴۰

۱۰۸۰

۱۸۰

۱۸۰

۳۶۰

۶۰

۶

۳۶۰

۱۰۸۰

۱۲۰

۳۶۰

۳۶۰

۱۲۰

۵۴۰

۱۰۸۰

۱۸۰

۱۸۰

۳۶۰

۶۰

۷

۵۴۰

۷۲۰

۱۸۰

۱۸۰

۷۲۰

۶۰

۵۴۰

۱۰۸۰

۱۸۰

۱۸۰

۳۶۰

۶۰

۸

۵۴۰

۱۰۸۰

۱۸۰

۱۸۰

۳۶۰

۶۰

۵۴۰

۱۰۸۰

۱۸۰

۱۸۰

۳۶۰

۶۰

۹

۳۶۰

۱۰۸۰

۱۲۰

۳۶۰

۳۶۰

۱۲۰

۳۶۰

۳۶۰

۱۲۰

۳۶۰

۱۰۸۰

۱۲۰

۱۰

۱۸۰

۷۲۰

۶۰

۵۴۰

۷۲۰

۱۸۰

۳۶۰

۳۶۰

۱۲۰

۳۶۰

۱۰۸۰

۱۲۰

۱۱

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۱۸۰

۷۲۰

۶۰

۵۴۰

۷۲۰

۱۸۰

۱۲

۱۸۰

۷۲۰

۶۰

۵۴۰

۷۲۰

۱۸۰

۱۸۰

۷۲۰

۶۰

۵۴۰

۷۲۰

۱۸۰

۱۳

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۳۶۰

۷۲۰

۱۲۰

۱۸۰

۱۰۸۰

۶۰

۵۴۰

۳۶۰

۱۸۰

۱۴

۱۸۰

۱۰۸۰

۶۰

۵۴۰

۳۶۰

۱۸۰

۱۸۰

۱۰۸۰

۶۰

۵۴۰

۳۶۰

۱۸۰

میرمحمدی و همکاران(۱۳۹۰) تحقیقی انجام دادند که هدف از آن، بررسی تاثیر عوامل موثر بر ارتقای تمکین مودیان مالیاتی از دیدگاه کارکنان مالیاتی مودیان بزرگ مالیاتی در شهر تهران می باشد. جامعه آماری ۲۳۳ نفری این پژوهش، کارکنان مالیاتی اداره کل مودیان بزرگ مالیاتی شهر تهران می باشد که نمونه ای به حجم ۹۵ نفر از این جامعه انتخاب شد. روش نمونه گیری نیز تصادفی ساده می باشد. این پژوهش، از نظر هدف کاربردی است. در این پژوهش آگاهی مودیان در خصوص قوانین و مقررات مالیاتی و تکالیف مربوط، اعمال جرائم مالیاتی نسبت به مودیان و مصرف صحیح درآمدهای مالیاتی و اعلام آن برای مودیان مالیاتی، بر تمکین مودیان مالیاتی اثر مثبت می گذارد. نتایج آزمون فرضیه های این پژوهش، حاکی از این است که در سطح اطمینان ۹۵ درصد، از دیدگاه کارکنان مالیاتی اداره کل مودیان بزرگ مالیاتی شهر تهران، شواهدی مبنی بر رد فرضیه های آگاهی مودیان از قوانین و مقررات مالیاتی و تکالیف مربوط، اعمال جرائم مالیاتی، مصرف صحیح درآمدهای مالیاتی و اعلام آن برای مودیان مالیاتی وجود نداشت و می توان، آنها را از عوامل موثر بر ارتقای تمکین مودیان مالیاتی دانست.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

طالب نیا و همکاران(۱۳۹۰) در مطالعه ای با تاکید بر موضوع شفافیت گزارشگری مالی، به بررسی ارتباط آن با گزارشگری مالیاتی پرداختند. جامعه آماری پژوهش استان تهران و در پنچ گروه شامل اعضای هیات علمی دانشگاه، حسابرسان مستقل (حسابدار رسمی)، کارشناسان مالی بورس (به نمایندگی بورس اوراق بهادار تهران)، ممیزین مالیاتی (به نمایندگی سازمان امور مالیاتی استان تهران) و مدیران مالی (به نمایندگی تهیه کنندگان صور ت های مالی) می باشد. به منظور تجزیه و تحلیل داده ها و بررسی تاثیر گزارشگری مالیاتی بر شفافیت گزارشگری مالی در هر یک از گروه های ذکر شده از مدل آماری همبستگی و برای تفاوت بین هر جفت از همبستگی مربوط به گروه های فوق از مدل z فیشر استفاده شده است. نتایج پژوهش بیانگر وجود یک رابطه مثبت بین گزارشگری مالیاتی و شفافیت گزارشگری مالی بوده است، به طوری که در صورت تهیه گزارشگری مالیاتی به ضمیمه گزارشگری مالی، شفافیت گزارشگری مالی تا حدود زیادی تامین خواهد شد.
برزگری و فیض پور(۱۳۹۲) در تحقیقی، استدلال نمودند که سازمان امور مالیاتی رابط اصلی بین دولت و شهروندان است که عملکرد خوب آن نمادی از دولت خوب محسوب می گردد. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. بدین علت در سالهای اخیر سیاستگذاران با آگاهی یافتن از اهمیت این موضوع به دنبال روشهایی هستند تا ضمن ترویج و توسعه کسب و کار در کشور موجب اطمینان منطقی از رعایت و پرداخت داوطلبانه مالیات در کشورها گردد. یکی از این سیاستها و روشها بهره گیری از حسابرسی های مدرن با رویکرد مدیریت ریسک بوده و این رویکرد، عنصری اساسی جهت مدیریت کارآ و اثربخش رعایت تمکین مالیاتی بحساب میآید. این دیدگاه میکوشد تا با اولویتبندی عملیات در سازمان مالیاتی، مسیر تعامل بین مودیان و سازمان را به سمت تبعیت مالیاتی بهتر از سوی مودیان و کاهش تنش های مالیاتی سوق دهد. بنابراین، مقاله حاضر با هدف بررسی مبانی نظری حسابرسی مالیاتی با دیدگاه مدیریت ریسک و همچنین نگرشی بر تجارب کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه در این زمینه طراحی شده است. این مقاله همچنین میکوشد تا با بهره گیری از این تجارب، به ارائه راهکاری مناسب در این حوزه در ایران بپردازد.
رمضانی و همکاران(۱۳۹۲) در تحقیقی به بررسی حسابرسی مالیاتی مبتنی بر ریسک و معیارهای تعیین کننده آن با تأکید بر اندازه مؤدیان مالیاتی و تجربه سایر کشورها پرداختند که از طریق شناخت عوامل مؤثر بر ریسک تمکین برنامه ریزی حسابرسی بر اساس ریسک، روش های محاسبه و ارزیابی ریسک و مدیریت تمکین مالیاتی همراه با ارائه خدمات و آموزش مناسب به مؤدیان انجام شده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. بر اساس مدل ارائه شده در این تحقیق، سازمان مالیاتی می تواند با بهره گرفتن از داده های بیرونی و درونی سازمان مالیاتی از قبیل داده های گمرکی، بانکی، بیمه، اظهارنامه های قبلی و . . . به تطبیق اطلاعات مؤدیان از طریق تحلیل بر مبنای ریسک بپردازد.
حقیقت و محمدی(۱۳۹۲) در تحقیقی استدلال نمودند که نظریه مرسوم در خصوص فاصلهمالیاتی این است که انتقال منابع از مالکان به دولت را کاهش می دهد و بدین طریق منجر به افزایش ثروت مالکان می گردد. نظریه هزینه های نمایندگی فاصله مالیاتی بیان می دارد که مدیران فرصت طلب از شرایط ابهام ذاتی فاصلهمالیاتی سوء استفاده کرده و اقدام به حیف و میل منابع مالکان می نمایند. جهت روشن شدن خلاف دیدگاه مذکور از شاخص کیفیت افشاء شرکتی محاسبه شده توسط سازمان بورس اوراق بهادار تهران و تفاوت سود مشمول مالیات ابرازی و قطعی سالانه با بهره گرفتن از رگرسیون خطی چندگانه، رابطه کیفیت افشاء شرکتی و فاصلهمالیاتی و میزان توجه افراد برون سازمانی به فاصله مالیاتی؛ مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه ای متشکل از ۶۰۰ سال شرکت پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران در دوره هشت ساله ۱۳۸۲ تا ۱۳۸۹ بررسی شده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. یافته های پژوهش حاکی از آن است که شرکت های با شفافیت بالا، پتانسیل تضاد نمایندگی کمتر و فاصلهمالیاتی بیشتر نسبت به شرکت های با شفافیت پایین دارند و همچنین افراد برون سازمانی اهمیت خاصی به فاصلهمالیاتی شرکت ها قائل نیستند. بنابراین در شرکت هایی که برنامه های فاصلهمالیاتی اجرا می شود، وجود شفافیت قابل قبول از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود.
مداح و نعمت الهی(۱۳۹۲) تحقیقی استدلال نمودند که فرار از پرداخت مالیات بر واردات یکی از علل شکل گیری اقتصاد غیررسمی است. فرار مالیاتی، درآمدهای دولت را کاهش می دهد و محدودیت هایی را در اجرای سیاست های اقتصادی به وجود می آورد. در این تحقیق، رابطه بین نرخ تعرفه و فرار مالیاتی در سطح داده های تجاری ۶ رقمی بر اساس طبقه بندی سیستم هماهنگ (HS) میان ایران و ۱۲ شریک تجاری آن طی سال های (۲۰۰۸-۲۰۰۳) مورد بررسی قرار گرفته است. فرار مالیاتی بر اساس روش باگواتی به صورت تفاوت بین ارزش صادرات گزارش شده به ایران و واردات گزارش شده توسط ایران از شرکای تجاری، تعریف شده است. نتایج حاصل از تخمین مدل های فرار مالیاتی، نشان می دهد که رابطه مثبت و معنی داری بین اختلافات تجاری یا فرار مالیاتی و نرخ های تعرفه در مورد ۲۷۹۱۷ تولیدات تحت بررسی وجود دارد و کشش فرار مالیاتی نسبت به نرخ های تعرفه ۰٫ ۶۷ است؛ یعنی با افزایش ۱ درصدی نرخ تعرفه، ۰٫ ۶۷ درصد فرار مالیاتی افزایش می یابد. همچنین کشش فرار مالیاتی نسبت به نرخ تعرفه برای کالاهایی دارای نرخ تعرفه بالاتر از میانگین ۰٫ ۸ است و به عبارت دیگر، فرار از پرداخت مالیات در مورد کالاهای با نرخ تعرفه بالاتر بیشتر اتفاق می افتد. اثر مثبت نرخ تعرفه بر فرار مالیاتی در مورد کالاهای دارای نرخ تعرفه کمتر از میانگین تایید نمی شود.
مهرانی و سیدی(۱۳۹۲) به بررسی رابطه بین مالیات بر درآمد و حسابداری محافظه کارانه پرداختند. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. در پژوهش فوق دو فرضیه مبنی بر وجود رابطه مثبت و معنادار بین مالیات ابرازی و تشخیصی و محافظ هکاری مطرح گردید و با بررسی ۱۴۶ شرکت طی بازه زمانی ۱۳۸۱ الی ۱۳۹۰سعی گردید شواهد تجربی در خصوص رابطه مالیات بر عملکرد و حسابداری محافظ هکارانه ارائه شود. این پژوهش نشان داد بین متوسط مالیات ابرازی سه سال قبل شرکت و محافظه رابطه مثبت و معناداری وجود دارد. این شواهد مبین وجود انگیزه مالیاتی حسابداری محافظه کارانه در شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران می باشد. بدین صورت که با افزایش مالیات بر درآمد انگیزه برای اعمال حسابداری محافظ هکارانه افزایش می یابد و شرکتها بدین وسیله سعی در صرفه جویی در هزینه مالیاتی خود و کاهش ارزش فعلی مالیاتهای پرداختی نمایند.
ب) کیفیت گزارشگری مالی و پیامدهای آن
مدرس و حصارزاده (۱۳۸۷) در تحقیق خود به بررسی رابطه کیفیت گزارشگری مالی و کارایی سرمایه ­گذاری بر اساس مدلی کاملاً منطبق با مدل تحقیق وردی(۲۰۰۶) پرداختند. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. آنها با بررسی ۱۲۰ شرکت پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران در بین سال های ۷۹ الی ۸۵ نشان دادند که علاوه بر اینکه سطح کیفیت گزارشگری مالی با سطح کارایی سرمایه گذاری رابطه معنادار و مثبتی دارد، کیفیت گزارشگری مالی موجب­ بهبود کارایی سرمایه ­گذاری می­ شود. همچنین، این تحقیق نشان داد که بر اساس مدل استفاده شده به منظور کارایی سرمایه ­گذاری بین بیش(یا کم) سرمایه ­گذاری و کیفیت گزارشگری­مالی رابطه­ای منفی و معنادار وجود دارد. نتایج تحقیق حاکی از آن است که کیفیت گزارشگری مالی از طریق کاهش بیش(کم) سرمایه ­گذاری می تواند موجب ارتقای کارایی سرمایه ­گذاری گردد.
نیکومرام و نهندی (۱۳۸۸) تحقیقی تحت عنوان تبیین و ارائه الگویی برای تعیین و ارزیابی عوامل مؤثر بر انتخاب کیفیت گزارشگری مالی در ایران را انجام دادند.این تحقیق عوامل مؤثر بر انتخاب کیفیت گزارشگری مالی در ایران را شناسایی و ارزیابی کرده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. جامعه آماری تحقیق، شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران و دوره تحقیق از سال ۱۳۷۸ تا ۱۳۸۵ می باشد. نتایج آزمونهای تک متغیره فرضیه های تحقیق نشان می دهد کیفیت گزارشگری مالی با حاشیه سودآوری، و کارایی مدیریت شرکت رابطه مثبت و با رقابت در بازار محصول، محافظه ­کاری مدیریت، اندازه، سرمایه بر بودن فعالیت، چرخه عملیاتی و پیچیدگی محیط فعالیت شرکت رابطه منفی دارد. با این حال، بین کیفیت گزارشگری مالی با فرصتهای رشد، تمرکز مالکیت، ساختار هیئت مدیره، مالکیت اعضای هیئت مدیره، صداقت مدیریت، و اهرم مالی شرکت رابطه­ای مشاهد­ه نگردید.
سجادی و همکاران (۱۳۸۸) در طی تحقیقی به بررسی ویژگی های غیرمالی موثر بر کیفیت گزارشگری مالی در شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران پرداختند. در این تحقیق ارتباط پنج ویژگی غیرمالی شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران با کیفیت گزارشگری مالی آن ها بررسی شده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. برای اندازه گیری کیفیت گزارشگری مالی از شاخصی متشکل از ۱۵۵ قلم بر اساس استانداردهای حسابداری ایران و سایر قوانین مربوط در مورد افشاء استفاده شد و ارتباط احتمالی آن با اندازه شرکت، نوع موسسه حسابرسی، نوع صنعت، ساختار مالکیت و عمرشرکت با بهره گرفتن از مدلهای رگرسیون چندگانه بررسی شد. نتایج نشان می­دهد اندازه شرکت، عمر شرکت و نوع صنعت رابطه مثبت معنادار و ساختار مالکیت رابطه منفی با کیفیت گزارشگری مالی دارد اما رابطه نوع موسسه حسابرسی با کیفیت گزارشگری مالی از لحاظ آماری معنادار نبود.
ثقفی­و عرب مازار یزدی (۱۳۸۹)تحقیقی تحت عنوان کیفیت گزارشگری مالی و ناکارایی سرمایه ­گذاری را انجام دادند. این تحقیق با بهره گرفتن از مدل تعدیل شده وردی(۲۰۰۶) به آزمون تجربی رابطه میان کارایی سرمایه ­گذاری و کیفیت گزارشگری مالی پرداخته است. کارایی سرمایه ­گذاری به صورت مفهومی، به معنی پذیرش پروژه هایی باارزش فعلی خالص مثبت است و منظور از ناکارایی سرمایه ­گذاری، گذر از این فرصت­های سرمایه گذاری(سرمایه ­گذاری کمتر از حد) و یا انتخاب پروژه هایی با خالص ارزش­فعلی­منفی(سرمایه ­گذاری بیش از حد) است. در این تحقیق، سرمایه ­گذاری مورد انتظار، تابعی از فرصتهای رشد تلقی شده و سرمایه ­گذاری کمتر ازحد(انحراف منفی از سرمایه ­گذاری مورد انتظار) و سرمایه ­گذاری بیش از حد (انحراف مثبت از سرمایه ­گذاری مورد انتظار)، به عنوان ناکارایی سرمایه ­گذاری مطرح شده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. برای ارزیابی کیفیت گزارشگری مالی، از مدل های کیفیت اقلام تعهدی استفاده شده است. این تحقیق در ۱۵۲ شرکت پذیرفته شده در بورس تهران، بر اساس اطّلاعات مندرج در گزارش های مالی شرکت ها در فاصله سال های ۱۳۷۹ الی ۱۳۸۷ انجام شده است که نتایج نشان داد در بورس تهران بر خلاف تحقیقات بیدل و همکاران(۲۰۰۶، ۲۰۰۷ و ۲۰۰۹) و وردی ( ۲۰۰۶ ) ، عملاًهیچ گونه همبستگی معناداری میان متغیرهای مزبور وجود ندارد.
کردستانی و رحیمی (۱۳۹۰) به پژوهشی با عنوان بررسی عوامل تعیین کننده انتخاب سطح کیفیت گزارشگری مالی و اثرات اقتصادی آن در بازار سرمایه پرداخته اند. این بررسی با بهره گرفتن از اطّلاعات ۱۰۱ شرکت پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران طی دوره زمانی ۱۳۷۸ تا ۱۳۸۶ و با بهره گیری از روش تجزیه و تحلیل رگرسیون خطی چند متغیره انجام شده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. نتایج این پژوهش دلالت بر وجود یک رابطه مثبت معنادار بین مالکیت نهادی و سطح کیفیت گزارشگری مالی دارد. بین رشد فروش، سرمایه گذاری در دارایی های ثابت و اهرم مالی و سطح کیفیت گزارشگری رابطه معناداری وجود نداشته است. همچنین بین سطح کیفیت گزارشگری مالی با هزینه سرمایه سهام عادی و عدم تقارن اطّلاعاتی رابطه معناداری مشاهده نشده است.
بادآور نهندی و همکاران (۱۳۹۲) در طی پژوهشی به بررسی تأثیر شفافیت اطّلاعات حسابداری بر ناکارایی سرمایه گذاری در شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران پرداختند. هدف این پژوهش بررسی اثربخشی شفافیت اطّلاعات حسابداری در بهبود کارایی سرمایه گذاری در بورس اوراق بهادار تهران است. به این منظور، برای اندازه گیری شفافیت اطّلاعات حسابداری از مدل بارث(۲۰۰۹ ) و برای اندازه گیری کارایی سرمایه گذاری از مدل ریچاردسون (۲۰۰۶) استفاده شده است. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. نتایج پژوهش حاکی از آن است که شفافیت اطّلاعات حسابداری بر کارایی سرمایه گذاری تأثیری ندارد. این موضوع بیانگر عدم نقش فعال اطّلاعات حسابداری در توزیع برابر اطّلاعات بین گرو ههای ذینفع و نظارت آنها در هدایت صحیح منابع از سوی مدیریت به سمت سرمایه گذاری در پژوهش های بهینه می باشد.
قربانی و همکاران (۱۳۹۲) در پژوهشی تأثیر کیفیت گزارشگری مالی بر نوسان بازده غیر متعارف سهام را در شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران طی یک دوره زمانی ده ساله (از سال ۱۳۸۰ الی۱۳۸۹) مورد بررسی قرار دادند. در این پژوهش برای اندازه گیری کیفیت گزارشگری مالی از شاخص کیفیت سود بر اساس مدل فرانسیس(۲۰۰۵) و برای محاسبه نوسان بازده غیر متعارف سهام نیز از مدل سه عاملی فاما و فرنچ (۱۹۹۳) استفاده شده است. تحلیل داده های این پژوهش با بهره گرفتن از رگرسیون خطی چندگانه با بهره گرفتن از داده های ترکیبی انجام گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد که کیفیت گزارشگری مالی بر نوسان بازده غیر متعارف سهام تأثیری معکوس دارد. همچنین نتایج پژوهش دلالت بر وجود تأثیر مستقیم متغیرهای بازده سالانه سهام، اهرم مالی، جریان نقدی عملیاتی سال آینده، بر نوسان بازده غیر متعارف سهام و نیز تأثیر معکوس اندازه شرکت بر نوسان بازده غیر متعارف سهام، دارد.
ج) استراتژی شرکت و نقش آن
خلیلی عراقی و همکاران (۱۳۸۸) طی تحقیقی با عنوان اثر ریسک‌های محیط، استراتژی شرکت و ساختار سرمایه بر عملکرد شرکت‌ها انجام دادند. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. آنها به این نتیجه رسیدند که در تأثیر استراتژی بر عملکرد‌ می توان چنین بیان کرد که نرخ بازده حقوق صاحبان سهام را‌ می توان به عنوان تابعی خطی از رشد دارایی، رشد فروش، پتانسیل رشد و نقدینگی در نظر گرفت که رشد دارایی دارای بیشترین تأثیر بر نرخ بازده حقوق صاحبان سهام‌ میباشد و رشد فروش، پتانسیل رشد ونقدینگی دارای تأثیر کمتری‌ می باشد‌‌.
عرب صالحی و همکاران (۱۳۹۱) در تحقیقی به بررسی ارتباط بین ریسک محیط، استراتژی شرکت و ساختار سرمایه با عملکرد شرکت‌های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار پرداختند. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. نتایج نشان داد که بین ریسک محیط و جریان نقد آزاد هر سهم، بین ریسک محیط و نرخ بازده حقوق صاحبان سهام و بین ساختر سرمایه و جریان نقد آزاد هر سهم رابطه معنادار وجود دارد.
هنربخش و همکاران (۱۳۹۱) به بررسی اثر نسبی استراتژی‌های تجاری بر روی ارتباط بین اهرم مالی و عملکرد شرکت‌های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران پرداختند. روش تحقیق آنها از نوع همبستگی و مدل ریاضی بکار رفته، مبتنی بر رگرسیون چند متغیر است. برای آزمون فرضیات، شرکتها به ۲ طبقه دارای استراتژی رهبری هزینه یا استراتژی تمایز محصول تقسیم شده‌اند. نتایج حاکی از آن است که در هر۲ طبقه‌ی شرکت‌ها، متغیر اهرم مالی رابطه مثبتی با عملکرد شرکت دارد. همچنین نتایج نشان داده است که در شرکت‌های با استراتژی رهبری هزینه، سود تقسیمی رابطه مثبتی با عملکرد شرکت دارد. و در شرکت‌های با استراتژی تمایز محصول، متغیر اندازه شرکت، رابطه مثبت با عملکرد اما سود تقسیمی رابطه منفی با عملکرد شرکت دارند.
د) عدم اطمینان و پیامدهای آن
پورحیدری و همکاران(۱۳۹۰) در تحقیقی به بررسی این موضوع پرداختند که تحت چه شرایطی روش های بودجه بندی سرمایه ای در بین شرکت ها متفاوت است و چه چیز حاکم بر این تفاوت هاست. آنها استدلال نمودند که مدیران ممکن است ابهام را در محیط عمومی، صنعت و شرکت درک کنند. این مطالعه فرصتی را برای تحلیل اثرات عدم اطمینان های برون شرکتی (شامل عدم اطمینان رقابتی، نرخ ارز، عدم اطمینان سیاسی) و عدم اطمینان های درون شرکتی (شامل عدم اطمینان رفتاری و وصول مطالبات) در روش های بودجه بندی سرمایه ای ارائه می دهد.یافته های پژوهش حاکی از آنست که افزایش در عدم اطمینان های خاص بر بکارگیری روش های پیشرفته بودجه بندی سرمایه ای تاثیر می گذارد.

۴-۲) خلاصه پیشینه تحقیق

جدول ۲-۲) خلاصه تحقیقات خارجی

تاریخ	محققین	متغیرها و نحوه اندازه گیری	مدل	نتایج
۲۰۰۲	نیمروسکی و همکاران	ارزش ها، عقاید، گرایشها، دانش مالیاتی و رفتار تمکین مالیاتی واقعی	معادلات ساختاری	رابطه بین ارزش ها، عقاید، گرایشها، دانش مالیاتی و رفتار تمکین مالیاتی واقعی وجود دارد
۲۰۰۳	نمیروسکی و ویرینگ	نقش موسسات مالیاتی در تمکین مالیاتی	معادلات ساختاری	وکیل مالیاتی نقش عمده ای در ارائه مشورت و توصیه های مالیاتی، تصحیح اظهارنامه مالیاتی و مدیریت ریسک برای به حداقل رساندن مالیاتها بر عهده دارد.

شکل ۳-۱۳ نوع A از نمونه ۲ برای آزمایش قابلیت اطمینان-تعدادی از خانه‏های همجوار در ۲ ناحیه کرانه‏ای نقشه مقدار اهمیت بیشتری دارند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ۳-۱۴ نتیجه اجرای ۱ از نوع A از نمونه دوم برای آزمایش قابلیت اطمینان
شکل ۳-۱۵ نتیجه اجرای ۲ از نوع A از نمونه دوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نوع B:

در این نوع نیز ۲ ناحیه در نظر گرفته شده است که یکی از این ۲ ناحیه در کرانه نقشه و دیگری در میانه نقشه قرار دارد و در شکل ۳-۱۶ نشان داده شده است. در این نوع نیز برای هر یک از پیشخوان‏ها و اداره‏های ثبت احوال ۱ مکان جستجو خواهد شد. شکل‏های ۳-۱۷ و ۳-۱۸ نمونه‏هایی از این اجرا‏ها را نشان می‏دهند.
شکل ۳-۱۶ نوع B از نمونه ۲ برای آزمایش قابلیت اطمینان-تعدادی از خانه‏های همجوار در ۲ ناحیه کرانه‏ای و داخلی نقشه مقدار اهمیت بیشتری دارند.
شکل ۳-۱۷ نتیجه اجرای ۱ از نوع B از نمونه دوم برای آزمایش قابلیت اطمینان
شکل ۳-۱۸ نتیجه اجرای ۲ از نوع B از نمونه دوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نوع C:

در این نوع ۳ ناحیه در نظر گرفته شده است که این ۳ ناحیه در جاهای مختلف نقشه پراکنده شده ­اند و در شکل ۳-۱۹ قابل مشاهده است. در این نوع برای پیشخوان‏ها ۲ مکان و اداره‏های ثبت احوال ۱ مکان جستجو خواهد شد. نتیجه اجراهای ۱ و ۲ در شکل‏های ۳-۲۰ و ۳-۲۱ قابل مشاهده است.
شکل ۳-۱۹ نوع C از نمونه ۲ برای آزمایش قابلیت اطمینان-تعدادی از خانه‏های همجوار در ۳ ناحیه داخلی نقشه مقدار اهمیت بیشتری دارند.
شکل ۳-۲۰ نتیجه اجرای ۱ از نوع C از نمونه دوم برای آزمایش قابلیت اطمینان
شکل ۳-۲۱ نتیجه اجرای ۲ از نوع C از نمونه دوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نمونه ۳:

تعدادی از خانه‏های هم­جوار در یک ناحیه با بیشترین ارزش مقدار‏دهی می‏شوند. سپس مانند شکل ۳-۲۲ در ناحیه‏ای کوچکتر میان این ناحیه، تعدادی از خانه‏ها به عنوان مناطق ممنوعه تعیین می‏شوند. این حالت از آزمایش قابلیت اطمینان، در پنج نوع مختلف انجام که برای هر نوع، آزمایش ۳ بار تکرار می‏شود. در مجموع ۱۵ آزمایش صورت می‏گیرد که در ادامه هر یک شرح داده می‏شود.
شکل ۳-۲۲ نمونه ۳ از آزمایش قابلیت اطمینان-تعدادی از خانه‏های یک ناحیه منطقه ممنوعه تعیین شده که در داخل ناحیه‏ای از خانه‏های با مقدار اهمیت بیشتر محصور شده ­اند.

• • نوع A:

در این نوع آزمایش، برنامه برای جستجوی ۲ مکان مناسب جهت قرارگیری ۱ دفتر پیشخوان و ۱ اداره ثبت -احوال اجرا می‏شود. نتیجه یک اجرا در شکل ۳-۲۳ مشاهده می‏شود.

• • نوع B:

در این نوع آزمایش، برنامه برای جستجوی ۳ مکان مناسب جهت قرارگیری ۲ دفتر پیشخوان و ۱ اداره ثبت- احوال اجرا می‏شود. نتیجه یک اجرا در شکل ۳-۲۴ مشاهده می‏شود.
شکل ۳-۲۳ نتیجه یک اجرا از نوع A از نمونه سوم برای آزمایش قابلیت اطمینان
شکل ۳-۲۴ نتیجه یک اجرا از نوع B از نمونه سوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نوع C:

در این نوع آزمایش، برنامه برای جستجوی ۴ مکان مناسب جهت قرارگیری ۲ دفتر پیشخوان و ۲ اداره ثبت- احوال اجرا می‏شود.
شکل ۳-۲۵ نتیجه یک اجرا از نوع C از نمونه سوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نوع D:

در این نوع آزمایش، برنامه برای جستجوی ۵ مکان مناسب جهت قرارگیری ۳ دفتر پیشخوان و ۲ اداره ثبت احوال اجرا می‏شود.
شکل ۳-۲۶ نتیجه یک اجرا از نوع D از نمونه سوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نوع E :

در این نوع آزمایش، برنامه برای جستجوی ۶ مکان مناسب جهت قرارگیری ۴ دفتر پیشخوان و ۲ اداره ثبت- احوال اجرا می‏شود.
شکل ۳-۲۷ نتیجه یک اجرا از نوع E از نمونه سوم برای آزمایش قابلیت اطمینان

• • نمونه ۴:

تعدادی از خانه‏ها به طور پراکنده با بیشترین ارزش مقدار‏دهی می‏شوند (شکل ۳-۲۸). این حالت از آزمایش قابلیت اطمینان، در ۴ نوع مختلف انجام که برای هر نوع، آزمایش ۳ بار تکرار می‏شود. در مجموع ۱۲ آزمایش صورت می‏گیرد که در ادامه هر یک شرح داده می‏شود.

مشخصات منطقه مورد مطالعه، مواد و روش ها ۵۸
۳-۱۲-۱- محاسن روش MPSIAC
۱ـ مهم ترین عوامل موثر بر فرسایش خاک را مورد بررسی قرار می دهد.
۲ـ در این روش به سامانه های مختلف، توجه بیشتری شده است و اغلب عوامل مورد مطالعه در ارتباط مستقیم با فرسایش می باشد.
۳ـ با این روش می توان میزان فرسایش و رسوب را به صورت کمی و کیفی بدست آورد.
۴ـ برآورد حجم کل رسوب سالانه در هر حوضه مورد مطالعه امکان پذیر است.
۳-۱۲-۲- معایب روش MPSIAC
۱ـ از میان عوامل ناهمواری مختلف، تنها به شیب متوسط حوضه در این روش توجه شده است.
۲ـ فرسایش رودخانه ای، به عنوان یک عامل موثر به کار گرفته شده است در حالی که ممکن است در مناطق مختلف، سامانه های فرسایش متفاوت می باشند
۳ـ در این مدل به عامل خاک ارزش بیشتری داده شده است. بنابراین جنبه های کشاورزی این مدل نسبت به دیگر کاربری ها پررنگ تر می باشد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۴ـ دامنه زیاد نمرات عوامل نه گانه گفته شده برای این روش، موجب بروز برخی از مشکلات برای کارشناسان در فرایند تصمیم گیری می شود.
فصل چهارم
بحث و نتایج
بحث و نتایج ۶۰
۴ـ۱ـ مقدمه
مخازن سدها با هدف ذخیره کردن بخشی از جریان سیلابی رودخانه و به منظور کنترل سیل، ذخیره ی آب برای مصارف پایین دست، تولید انرژی و یا تفریحات احداث می شوند، ترسیب رسوب در آن باعث از دست رفتن حجم مفید مخزن می گردد که به آن تلفات حجم مخزن می گویند.
مواد رسوبی که وارد مخازن سدها می شوند، حاصل عمل فرسایش پوسته ی زمین می باشند که توسط رودخانه حمل و به مخزن وارد می شوند. میزان فرسایش بستگی به عوامل متعددی همچون شرایط آب و هوایی، خصوصیات زمین شناسی منطقه، وضعیت توپوگرافی، پوشش گیاهی و نوع کاربرد اراضی دارد. ازاین رو میزان ارتفاع فرسایش خاک ممکن است از ۰۶/۰ میلی متر در سال تا ۱۶/۰ میلی متر تغییر کند که بطور متوسط در حدود ۱۳۲ تن رسوب در هر کیلو متر مربع در هر سال حاصل می شود. بیش تر مواد رسوبی فرسایش یافته به صورت بار شسته، بار معلق، و بار بستر توسط رودخانه حمل می شوند. رسوبات فوق پس از رسیدن به دریاچه های طبیعی یا مصنوعی، مخازن سدها و دریاها، در اثر تغییر شرایط هیدرولیکی ترسیب می شوند. از این رو حفظ و نگهداری مخازن موجود و به حداقل رساندن تلفات حجم مخزن در اثر ترسیب رسوب در اولویت برنامه ریزان مدیریت منابع آب کشورها قرار گرفته است.مدیریت پویای مخازن مقرر می کند که کشورها هرچه سریعتر اقدام به اجرای روش هایی برای کنترل فرسایش نمایند تا آورد رسوب به حداقل ممکن برسد. هم چنین در کنار این روشها برای بازیافت بخشی از حجم مخزن از طریق روش های کنترل رسوب اقداماتی باید انجام پذیرد.بنابراین ضروری است که روش های مختلفی برای محاسبه و چگونگی توزیع رسوب در مخزن، کنترل رسوب ورودی و رسوب زدایی مخزن مطالعه و مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این تاثیر عملیات رسوب زدایی بر محیط پایین دست نیز از اهمیت زیادی برخوردار است که باید مورد توجه قرار گیرد.
بحث و نتایج ۶۱
۴-۲- تشریح مدل های تحقیق
۴-۲-۱- مدل EPM
همان طور که در فصل (۳) این تحقیق گفته شد، به طور کلی از روش EPM برای تعیین سه مورد زیر استفاده می شود که در این فصل به تشریح کامل هریک از موارد زیر خواهیم پرداخت.
تعیین شدت فرسایش و فرسایش ویژه
ضریب رسوب دهی
تعیین دبی رسوب ویژه و دبی رسوب کل
۴-۲-۱-۱- شدت فرسایش
در تعیین شدت فرسایش خاک، چهار عامل ضریب حساسیت خاک به فرسایش (y)، ضریب کاری اراضی (X_a)، ضریب فرسایش ()، و شیب آبریز (I) مورد استفاده قرار می گیرند. نمره هر یک از عامل ها (به استثنای مقدار I) به ترتیب از جدول های ۳-۵ تا ۳-۷ بدست می آید و پس از تعیین چهار عامل مزبور، با بهره گرفتن از رابطه (۴-۱) شدت فرسایش محاسبه می شود:
(۴-۱)
همچنین مقدار عامل (I )را می توان از طریق نقشه های شیب منطقه و بازدید صحرایی تعیین نمود، که مقدار شیب منطقه مورد مطالعه در این مطالعه در جدول (۳-۱) فصل سوم ارائه شده است
. بحث و نتایج ۶۲
جدول۴-۱- مقادیر ضریب حساسیت سنگ و خاک به فرسایش (y)

ردیف
شرایط سنگ شناسی و خاک شناسی
مقادیر میانگین

۱
ماسه، سنگ ریزه و شیست
۲

۲
لس، توف، خاک شور و خاک استپی
۶/۱

۳
سنگ آهک و مارن
۲/۱

1. 1. نماینده تحصیلات تکمیلی

تقدیم به:
مادر عزیزم، دریای بی­کران فداکاری و عشق
و
روح پاک پدر مهربانم که ایمان و انسانیت را به­من آموخت.

با سپاس و قدردانی فراوان از استاد ارجمند

دکتر نصرت­ا… گرانپایه
که راهنما و مشوق بنده در اجرای این پروژه بودند.

چکیده

تولید و تقویت بسامدهای رادیویی^[۱] قلب مخابرات ماهواره­ای و کاربردهای الکترونیک نوری است. صنعت مخابرات به­دنبال تقویت کننده­ های بسامد رادیویی در مقیاس کوچک­تر و موثرتر در بسامد­های بالاتر است. نانوساختارها به­ دلیل ویژگی­های منحصربه­فردشان این نیازها را برآورده می­ کنند. در این پایان نامه ویژگی­های ساختار گرافین و نحوه شکل­ گیری نانولوله­های کربنی از آن را بیان می­کنیم، شباهت­ها و تفاوت­های ساختار نانولوله کربنی^[۲] و تقویت­کننده لوله­ای موج رونده^[۳] را بررسی کرده و علت فیزیکی تقویت در این دو ساختار را مقایسه می­کنیم. معادله بولتزمن که برای نانولوله­های کربنی با بایاس همزمان AC و DC به­کارمی­رود را بررسی می­کنیم و به­تحلیل فیزیکی رسانایی تفاضلی منفی^[۴] ایجادشده در نمودارهای به­دست آمده می­پردازیم. با توجه به­عدم تطبیق امپدانسی که در استفاده از نانولوله­های کربنی در دنیای واقعی رخ می­دهد باید بستر مناسبی برای کاهش عدم تطبیق امپدانس طراحی کنیم. در این طراحی از موج­بر هم­صفحه به­ دلیل مزایایی که دارد مانند ظرفیت بسامد بالا، قابلیت ساخت در ابعاد زیر میکرو و… استفاده می­کنیم. در مسیر عبور سیگنالِ موج­بر هم­صفحه یک فضای خالی برای جاسازی نانولوله کربنی ایجاد می­کنیم، سعی بر­این است که این فضای خالی تا حد امکان کوچک باشد تا تعداد نانولوله­های کربنی به­کار رفته کاهش یابد. ساختار پیشنهاد شده باعث کاهش عدم تطبیق امپدانس شد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

کلید­واژه: نانولوله­های کربنی، تقویت در نانولوله­های کربنی بایاس­شده، معادله بولتزمن، رسانایی تفاضلی منفی.

فهرست مطالب

فصل ۱- معرفی نانولوله­های کربنی ۱
۱-۱- دیباچه ۳
۱-۲- گرافین و نحوه ساخت نانولوله­های کربنی از گرافین ۳
۱-۳- انواع نانولوله­های کربنی ۹
۱-۳-۱- نانولوله کربنی زیگزاگ  ۱۳
۱-۳-۲- نانولوله کربنی مبلی  ۱۴
۱-۴- مباحث فیزیکی ۱۵
۱-۴-۱- ناحیه­ی بریلوین ۱۵
۱-۴-۲- حالت بلاخ ۱۵
۱-۴-۳- نوسان­های بلاخ ۱۶
۱-۵- تقویت­کننده لوله­ای موج رونده ۱۷
۱-۶- کاربرد نانولوله­های کربنی ۱۹
۱-۷- مطالب پایان نامه ۱۹
فصل ۲- معادله بولتزمن ۲۱
۲-۱- دیباچه ۲۳
۲-۲- رسانایی تفاضلی منفی ۲۳
۲-۳- معادله بولتزمن ۲۴
۲-۴- معادله جریانِ رسانایی بر حسب میدان اعمالی ۲۴
فصل ۳- ساختار مناسب برای تطبیق امپدانس نانولوله­های کربنی ۳۳
۳-۱- دیباچه ۳۵
۳-۲- مدل مداری نانولوله­های کربنی ۳۵
۳-۳- عدم تطبیق امپدانس ۳۷
۳-۴- ساختار کلی موج­بری الکترومغناطیسی و روش برقراری اتصال ۳۸
فصل ۴- شبیه­سازی نانولوله کربنی با بایاسDC و AC 41