موسسه آموزش عالی عمران و توسعه
(غیر انتفاعی – غیر دولتی)
دانشکده فنی و مهندسی
گروه مهندسی عمران
پایان نامه:
برای دریافت درجه كارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران گرایش راه و ترابری
عنوان:
تعیین نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با بهره گرفتن از الگوریتم انبوه ذرات (PSO)
استاد راهنما:
دکتر سعید سعیدی جم
استاد مشاور:
دکتر علی اصغر گهرپور
زمستان 1393
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده:
امروزه با افزایش تعداد وسایل نقلیه،تقاطعهای همسطح دچار مشکلات بسیاری هستند.راهکارهای متفاوتی برای رفع این مشکل وجود دارد که در حال حاضر تبدیل تقاطع همسطح به تقاطع غیرهمسطح بسیار مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.اما مدلی که با در نظر گرفتن عوامل مختلف تقاطع غیرهمسطح بهینه را تعیین کند،وجود ندارد و نیاز به چنین مدلی کاملاً احساس میگردد.دراین تحقیق سعی شده است تا مدلی برای انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با در نظر گرفتن عوامل مؤثر ارائه گردد. .تقاطعهای مورد بررسی در این تحقیق، تقاطعهای جهتی، شبدری کامل، نیمه شبدری، تکنقطهای و لوزی میباشند که با بهره گرفتن از نرمافزار AIMSUN شبیهسازی میشوند.پارامترهای درنظر گرفته شده برای هر کدام از تقاطعها، میزان تولید آلایندههای هوا، میزان مصرف سوخت و زمان سفر میباشند. مقدار پارامترهای ذکر شده از خروجیهای نرمافزار AIMSUN به دست میآیند و سپس تمامی آنها به هزینه تبدیل میگردند. سپس با بهره گرفتن از الگوریتم انبوه ذرات ( PSO) ادامه پژوهش انجام میگیرد که این الگوریتم برای احجام ترافیکی 1000 ، 3500 و 6500 وسیله نقلیه در ساعت،به ترتیب تقاطعهای غیرهمسطح جهتی ،لوزی و تکنقطهای را به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه ارائه نموده است.
واژه های کلیدی: تقاطع غیرهمسطح ،اولویت بندی ،الگوریتم انبوه ذرات (PSO)
فهرست مطالب
مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1
فصل 1 5
1-1-1- انواع تقاطعهای همسطح 7
1-1-2- انواع تقاطعهای غیرهمسطح 9
1-2- مروری بر پژوهشهای گذشته 16
1-2-1- روش واتلورث و اینگرام در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 16
1-2-2- روش مولینازی و ساترلی در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 16
1-2-3- روش اسمیت و گاربر در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 18
1-2-4- روش سید کمال سید حسین در انتخاب تقاطع غیر همسطح 19
1-2-5- اولویت بندی عوامل مؤثر بر انتخاب تقاطعهای غیرهمسطح توسط شهاب حسن پور 23
1-2-6- روش آرین امیرامجدی در انتخاب تقاطع غیرهمسطح 28
2-2- معرفی نرمافزار شبیهسازی 34
2-3- عوامل مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطعهای غیرهمسطح 38
2-4- مدلسازی تقاطعهای غیرهمسطح 46
2-4-5- یکسان سازی واحد پارامترهای زمان سفر،آلایندهها و سوخت 49
2-4-5-2- هزینه تولید آلایندههای هوا 51
2-5- معرفی الگوریتم انبوه ذرات 53
2-5-1- متغیرهای مستقل و وابسته پژوهش 54
2-5-1-1- متغیرهای وابسته تحقیق 55
2-5-1-2- متغیرهای مستقل تحقیق 55
2-5-2- تعریف مدل و تابع هدف مسئله 55
2-5-4- کدگذاری و شیوه نمایش جوابها 56
2-5-5- روندنمای الگوریتم انبوه ذرات 58
2-5-5-1 محاسبه ی مقدار برازندگی 60
2-5-3-2- انتخاب Pbest و Gbest 61
2-5-4- نحوه پیادهسازی الگوریتم انبوه ذرات 62
3-3- معادلات مربوط به پارامترهای زمان سفر و میزان آلاینده و سوخت 76
3-5- معادلات میزان تولید آلاینده 76
3-6- معادلات میزان مصرف سوخت 77
3-7- محاسبهی محدودیتهای مسئله 77
3-8- نتایج اجرای الگوریتم انبوه ذرات 78
منابع و مراجع …………………………………………………………………………. ………………………………………………………….105
فهرست شکلها
شکل 1-1 تقاطع سه راهی T و Y شکل 7
شکل 1-2 تقاطع سه راهی T و Y شکل اصلاح شده 8
شکل 1-3 تقاطع چهار راهی اصلاح شده 8
شکل 1-5 تقاطع غیر همسطح لوزی 10
شکل 1-6 تقاطع غیر همسطح تکنقطهای 11
شکل 1-7 تقاطع غیر همسطح شیپوری 12
شکل 1-8 تقاطع غیر همسطح شبدری کامل 13
شکل 1-9 تقاطع غیر همسطح نیمه شبدری 14
شکل 1-10 تقاطع غیر همسطح جهتی 15
شکل 1-11 اولویت بندی پارامترهای مؤثر بر انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح 27
شکل 2-2 محیط نرمافزار ایمسان 37
شکل 2-3 میزان تأثیرگذاری سه عامل مورد بررسی بر انتخاب گزینه برتر تقاطع غیرهمسطح 41
شکل 2-4 مقایسه سهم منابع آلاینده های هوا 44
شکل 2-5 سهم گروههای مختلف سیستم حمل و نقل در آلودگی منتشره از منابع متحرك در هوای تهران 44
شکل 2-6 تقاطع غیرهمسطح جهتی در نرمافزار ایمسان 48
شکل 2-7 هزینه خسارات ناشی از آلایندههای مختلف هوا در ایران ( گزارش بانک جهانی 2006 (EER, 52
شکل 2-8 روندنمای الگوریتم انبوه ذرات 59
شکل 2-9 شبه کد الگوریتم انبوه ذرات 61
شکل 2-10 روندنمای اجرای مراحل تحلیل 62
شکل 3-1 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تکنقطهای 68
شکل 3-2 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل 68
شکل 3-3 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری 69
شکل 3-4 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی 69
شکل 3-5 نمودار میزان تولید آلاینده- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی 70
شکل 3-6 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تکنقطهای 70
شکل 3-7 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل 71
شکل 3-8 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری 71
شکل 3-9 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی 72
شکل 3-10 نمودار میزان مصرف سوخت- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی 72
شکل 3-11 نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح تکنقطهای 73
شکل 3-12 نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح شبدری کامل 73
شکل 3-13 نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح نیمه شبدری 74
شکل 3-14 نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح جهتی 74
شکل 3-15 نمودار زمان سفر- حجم ترافیکی برای تقاطع غیرهمسطح لوزی 75
فهرست جداول
جدول 1-1 مقایسه خصوصیات انواع مختلف تبادلها 24
جدول 1-2 مروری بر پژوهشهای گذشته 30
جدول 2-1 سهم وسایل نقلیه شمارهگذاری شده در شهر تهران 47
جدول 2-2 شکل شماتیک یک مثال از مساله انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح 58
جدول 3-1 واریانس جوابهای حاصل از الگوریتم انبوه ذرات 82
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 1972 میلادی واتلورث[1] و اینگرام[2] 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 1973 مولینازی[3] و ساترلی[4] 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 1977 اسمیت[5] و گاربر[6] بر اساس پارامتر ایمنی دو تقاطع غیرهمسطح لوزی و تکنقطهای را با هم مقایسه کردند.
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.
[1] Watteleworth
[2] Ingram
[3] Mullinazzi
[4] Satterly
[5] Smith
[6] Garber
تعداد صفحه : 122
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * parsavahedi.t@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید