وزارت علوم، تحقیقات و فناوری
دانشگاه علوم و فنون مازندران
پایان نامه
مقطع کارشناسی ارشد
رشته: مهندسی سیستم های اقتصادی و اجتماعی
موضوع: بهینه سازی ظرفیت ترافیک شبکه جاده­ای شهری با افراز خطوط جاده­ای و تنظیم هوشمند سیگنال­های کنترل ترافیک
استاد راهنما: پرفسور ایرج مهدوی
دکتر بابک شیرازی
استاد مشاور: مهندس رضا حسن زاده
دانشجو: معصومه دیوسالار
تابستان ۱۳۹۲

سپاس ازسه وجود مقدس:
آنان که ناتوان شدند تا ما به توانایی برسیم…
موهایشان سپید شد تا ماروسفید شویم…
و عاشقانه سوختند تا گرمابخش وجود ما و روشنگر راهمان باشند…
پدرانمان
مادرانمان
استادانمان
چکیده
شبکه ­های حمل­ونقل شهری را می­توان مجموعه ­ای از شبکه معابر شهری و شبکه ­های حمل­ونقل عمومی فعال در آن در نظر گرفت. تصمیم­های مرتبط با طراحی شبکه ­های حمل­ونقل شهری سلسله مراتبی، تصمیمات بلندمدت، میان­مدت و کوتاه­مدت را شامل می­شوند. تصمیمات بلندمدت در ارتباط با طراحی و توسعه زیرساخت­ها و طراحی توپولوژی شبکه و تصمیمات میان­مدت در ارتباط با زیرساخت­ها و منابع شبکه مطرح هستند. جهت­دهی به معابر از تصمیمات میان­مدت و تنظیم چراغ­های راهنمایی از تصمیمات کوتاه­مدت در طراحی شبکه ­های حمل­ونقل شهری هستند.
در این پایان نامه مساله طراحی شبکه ترکیبی تصمیمات رده بلندمدت، میان­مدت و کوتاه­مدت با رویکرد بیشینه­سازی ظرفیت ذخیره شبکه ارائه شده است. ظرفیت ذخیره، بزرگترین مضرب ماتریس تقاضاست که میتوان به شبکه تخصیص داد بدون اینکه محدودیت ظرفیت معابر را نقض کند. مساله مورد مطالعه با رویکرد مدل­ ریاضی دوسطحی مدلسازی می شود. هدف سطح بالا بیشینه­سازی ظرفیت ذخیره از طریق تنظیم سیگنال چراغ راهنما در تقاطع­ها ،جهت­دهی به معابر و افزایش ظرفیت معابر از طریق اضافه کردن خط به معابر است.مساله سطح پایین، تخصیص ترافیک تعادلی کاربر است که هدف آن کمینه­سازی زمان سفر کاربران است. به دلیل نامحدب بودن مدل، از روش های فوق ابتکاری (الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه­سازی تبرید و الگوریتم زنبور عسل) برای حل آنها استفاده می کنیم. برای بررسی کارایی الگوریتم،برای حل مساله در سه سایز مختلف استفاده می شود. نتایج نشان داده که توانایی هر دو الگوریتم در بهبود وضعیت ظرفیت ذخیره یکسان است، ولی سرعت همگرایی الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه­سازی تبرید نسبت به الگوریتم زنبور عسل بیشتر است.

کلمات کلیدی: طراحی شبکه حمل ونقل ترکیبی، ظرفیت ذخیره، جهت­دهی به معابر، اضافه کردن خط، تنظیم سیگنال، برنامه ریزی دو سطحی، روش­های بالا ابتکاری
فهرست
فصل ۱- :مقدمه و کلیات تحقیق ۱
۱-۱- مقدمه ۲
۱-۲- سیستم حمل ونقل ۵
۱-۳- تقسیم بندی سیستم های حمل ونقل ۶
۱-۴- طراحی شبکه‏های حمل‏ونقل شهری و تقسیم‏بندی‏های مربوط ۷
۱-۵- طراحی شبکه ­های معابر جادهای ۸
۱-۶- جهت­دهی به معابر ۹
۱-۷- تنظیم چراغ راهنمایی ۹
۱-۸- ظرفیت ذخیره شبکه حمل ونقل ۱۰
۱-۹- مدل سازی مسایل طراحی شبکه‏های حمل‏ونقل جادهای ۱۱
۱-۱۰- محدوده پروژه ۱۳
فصل ۲- مرور بر ادبیات و پیشینه تحقیق ۱۴
۲-۱- مرور مطالعات انجام شده در زمینه RNDP 15
۲-۲- مسایل طراحی تنظیمات سیگنال(SSDP) 21
۲-۲-۱- رویکرد بهینه سازی موضعی ۲۲
۲-۲-۲- رویکرد بهینه سازی سراسری ۲۲
۲-۳- مفهوم ظرفیت ذخیره سیستم ۲۲
۲-۴- یک طرفه یا دوطرفه کردن معابر و مسایل مربوط ۲۶
۲-۵- توسعه‏ و نوآوری‏پایان نامه ۲۸
۲-۵-۱- ترکیب با تصمیمات RNDP 28
فصل ۳- مدل ریاضی پیشنهادی و روش حل ۳۲
۳-۱- تعریف مساله ۳۳
۳-۱-۱- ویژگی‏های کلی مساله ۳۳
۳-۱-۲- فرضیات مساله ۳۳
۳-۱-۳- ورودی‏های مساله ۳۴