مهندسی حمل و نقل
سال:1389 | دوره:2 | شماره:2 (پیاپی 6) |تعداد مقالات:7

هدف مساله یافتن کوتاه ترین مسیر همیلتونی، به دست آوردن کوتاه ترین مسیر بین مجموعه ای از شهرهاست، به گونه ای که هر شهر فقط یک بار در مسیر قرار گرفته و مسیر ساخته شده به شهر اول منتهی شود. این مساله علاوه بر جنبه نظری از جنبه کاربردی نیز اهمیت فراوانی دارد و در ساخت تراشه های الکترونیکی، زمانبندی کارها، تعیین توالی کارها و در مسیریابی وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اهمیت و کاربرد گسترده یافتن کوتاه ترین مسیر همیلتونی، در این مقاله برای اولین بار، این مساله بین 423 شهر ایران با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری حل شده است. با توجه به تفاوت الگوریتم های فرا ابتکاری، الگوریتم جستجوی ممنوعه به عنوان یک الگوریتم فرا ابتکاری مبتنی بر جواب منفرد و الگوریتم ممتیک به عنوان یک الگوریتم فرا ابتکاری مبتنی بر جمعیت، برای حل این مساله استفاده شده است. به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم های پیشنهادی، مسائل استاندارد با ابعاد مختلف 16 شهر تا 1060 شهر انتخاب گردیده است. پیاده سازی الگوریتم های پیشنهادی با استفاده از زبان جاوا صورت گرفته و در نهایت عملکرد هر الگوریتم با توجه به کیفیت جواب به دست آمده و زمان حل، ارزیابی شده و نتایج مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارآیی و اثربخشی بسیار الگوریتم های پیشنهادی است.

در سیستم حمل و نقل ریلی، گذرگاه های ریلی - جاده ای از نظر ایمنی به عنوان یک نقطه بحرانی و در سیستم جاده ای به عنوان یک مکان دارای شرایط خاص مانند پل و تونل، شناخته می شوند. بررسی ها نشان می دهند هر چند تعداد تصادفها در گذرگاه ها نسبت به دیگر نقاط جاده ای در ایران کم است، اما نسبت به تعداد گذرگاه ها و نیز نسبت به سوانح راه آهن بسیار بالا است. شناسایی گذرگاه های پرخطر به منظور بهسازی سریع و تخصیص بهینه منابع و امکانات محدود، راهکاری اساسی برای کاهش اثرات زیانبار تصادفات است. استفاده از مدل های آماری که بر اساس مشخصات ترافیکی، هندسی و تاریخچه وقوع تصادفات ساخته می شود، یکی از روش های شناسایی نقاط حادثه خیز است. با وجود ایجاد چنین مدل هایی برای دیگر نقاط مانند پل و تقاطع جاده ای تاکنون مدل پیش بینی فراوانی وقوع تصادف مخصوص گذرگاه های راه آهن ایران تهیه نشده است. در این مقاله با استفاده از اطلاعات مشخصات ترافیکی و هندسی گذرگاه ها و تصادفات واقع شده در آنها در فاصله سال های 1381-1385 با بکاربردن رگرسیون خطی تعمیم یافته، مدل پیش بینی فراوانی وقوع تصادف تهیه شده است. حجم ترافیک جاده ای و ریلی، وجود راهبند، موقعیت گذرگاه، سرعت قطارها و نوع روسازی جاده مشخصه هایی هستند که از نظر آماری معنی دار بوده و در مدل ارائه شده وارد شده است. با توجه به ضرایب به دست آمده برای هر مشخصه و تغییرات احتمالی در آینده می توان نمایی از وضعیت ایمنی هر گذرگاه در نظر گرفت. استفاده از این مدل به منظور اولویت بندی ایمن سازی گذرگاه ها، پیش بینی وضعیت آینده هر گذرگاه با تغییر شرایط گذرگاه، تخصیص منابع و ... در راه آهن کشور پیشنهاد می شود.

اهمیت حمل و نقل در توسعه کشورها و تاکید بر بهره وری در برنامه های پنج ساله توسعه از مهم ترین علل انجام تحقیقات بیشتر در مبحث کارآیی حمل و نقل است. با وجود اهمیت این دو موضوع، کمتر تحقیقی مبحث سنجش کارآیی با استخراج شاخص های مهم در صنعت حمل و نقل و با تاکید بر استان ها در طول برنامه های توسعه را مدنظر داشته است. در این تحقیق برای دستیابی به چنین هدفی و با استفاده از 6 شاخص ورودی و 6 شاخص خروجی در دو برنامه سوم و سه سال ابتدایی برنامه چهارم، به بررسی کارآیی نسبی استان ها در حمل و نقل باری و مسافری پرداخته شده است. در این راستا از مدل ریاضی تحلیل پوششی داده ها (DEA) و تحلیل حساسیت این مدل استفاده شده است. روش تحقیق مورد استفاده توصیفی - تحلیلی محسوب می گردد و داده ها از مراجع آماری معتبر استخراج شده اند. نتایج نشان از کارآیی بالای استان های بوشهر و تهران و کارآیی پایین استان کهکیلویه و بویراحمد در برنامه سوم و چهارم توسعه دارد. تعداد وسایل نقلیه عمومی درون شهری به عنوان حساس ترین شاخص ورودی و میزان مسافر حمل و نقل جاده ای به عنوان حساس ترین شاخص خروجی به دست آمدند که نشان از اهمیت این دو شاخص در کارآیی سیستم حمل و نقل کشور دارد.

توجه به ایمنی در برنامه ریزی حمل و نقل، راهبرد جدیدی در برخورد کنشی با تصادفات است. به این منظور باید ابزارهای مناسبی در سطح کلان برنامه ریزی تهیه شود تا بتوان تاثیر طرح های حمل و نقل را بر ایمنی به صورت هم فزون ارزیابی کرد. هدف پژوهش حاضر، تدوین مدل های هم فزون پیش بینی تصادفات به گونه ای سازگار با مدل های تولید سفر در فرآیند چهار مرحله ای برآورد تقاضای سفر است. مفهوم مدل های ایجاد تصادف بر اساس استفاده از نتایج مدل های ایجاد سفر و برازش خطی تعمیم یافته با توزیع دوجمله ای منفی، به این منظور معرفی شده است. در این مدل ها، رابطه تعداد تصادفات در ناحیه های ترافیکی شهری با تعداد سفرهای ایجاد (تولید/جذب) شده در آن ناحیه مورد ارزیابی قرار گرفته است. به این ترتیب ابزاری برای بررسی تاثیر سناریوهای مختلف حاصل از برنامه ریزی حمل و نقل و مدیریت تقاضای سفر بر کاهش هم زمان ازدحام و تصادفات در مطالعات جامع حمل و نقل فراهم می شود. نتایج نشان داده اند رابطه معنی داری بین تعداد تصادفات و تعداد سفرها به تفکیک هدف در ناحیه های ترافیکی وجود دارد.

یکی از مهم ترین نکات پیرامون جایگاه های عرضه سوخت مکانیابی مناسب آنهاست. هدف این پژوهش تعیین تعداد و محل مناسب قرارگیری جایگاه های عرضه سوخت با استفاده از مدل برنامه ریزی ریاضی است به گونه ای که این جایگاه ها بیشترین خدمت دهی ممکن را داشته باشند. در این تحقیق شهر مشهد برای مطالعه انتخاب شد. حوزه ترافیکی شهر مشهد به 13 منطقه و 141 ناحیه ترافیکی شهرداری تقسیم بندی شده است. اطلاعات و مشخصات مربوط به حوزه ترافیکی مشهد پس از جمع آوری، در محیط GIS سامان دهی گردید. همچنین بر مبنای مصرف بنزین در یک بازه مشخص و با در نظر گفتن شرایطی، تعداد ایستگاه های پمپ بنزین مورد نیاز محاسبه شد. برای بررسی خدمت دهی یک ناحیه در صورت احداث پمپ بنزین در آن با در نظر گرفتن سناریوهایی، پتانسیل هر ناحیه تعریف و محاسبه گردید. در ادامه به تعریف مدل ریاضی مکانیابی بر مبنای حداکثر پتانسیل خدمت دهی ناحیه ها و حل آن با استفاده از نرم افزار Lingo پرداخته شد، بهترین ناحیه ها از نظر خدمت دهی انتخاب شدند. در انتها اولویت بندی ناحیه های گزیده در قالب سناریوهای مفروض در محیط GIS ارائه گردید.

به دلیل خصوصیات مقاومتی پیشرونده در مخلوط های بازیافت شده با قیرامولسیون و سیمان، مدول برجهندگی آنها تغییر کرده و اصولا با گذشت زمان افزایش می یابد. بنابراین انتخاب مدول برجهندگی این مخلوط ها در طراحی، پیچیده تر از مخلوط های آسفالت گرم است. تخمین مدول برجهندگی در زمان های مختلف با استفاده از مقدار آن در ابتدای دوره عمل آوری امکان کنترل باربری این لایه مطابق با طراحی را فراهم می کند. از طرفی به دلیل عدم دسترسی به تجهیزات اندازه گیری مدول برجهندگی در محل پروژه، ارائه مدلی که با استفاده از آن بتوان مقدار این پارامتر را با روشی ساده تر تخمین زد، برای دستیابی به اهداف فوق مفید است. در این تحقیق با تهیه نمونه های آزمایشگاهی و انجام آزمایش های گسترده مدلی ارائه شده است که با استفاده از آن می توان با اندازه گیری مقاومت کششی غیرمستقیم (ITS) یک نمونه، مدول برجهندگی آن را در شرایط (دما و زمان) یکسان و متفاوتی از شرایط آزمایش کشش تخمین زد. به این منظور نمونه های مختلفی حاوی قیرامولسیون بهینه و مقادیر گوناگونی از سیمان های نوع I و پوزولانی، ساخته شده و پس از عمل آوری در شرایط آزمایشگاه به مدت 7، 28 و 120 روز، آزمایش های ITS و مدول برجهندگی در سه دمای 25، 5 و 10- درجه سانتیگراد بر روی آنها انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده، ابتدا مدلی ارائه شد که با استفاده از آن می توان مقدار مدول برجهندگی را در شرایطی یکسان با آزمایش ITS محاسبه کرد. سپس با در نظرگیری تاثیر دو پارامتر دما و زمان بر مدول برجهندگی، مدل فوق برای تخمین مدول برجهندگی در شرایط متفاوتی از شرایط آزمایش ITS اصلاح شد. مقایسه مقادیر به دست آمده از مدل ها با نتایج آزمایش ها حاکی از همبستگی مناسبی بین این دو دسته از مقادیر بود. همچنین نتایج به دست آمده از مدل برای مطالعات مشابه نیز بررسی شده و با توجه به تحلیل های انجام شده مدلها برای نمونه های بازیافت شده حاوی 1 تا 3 درصد سیمان و حداکثر زمان عمل آوری 120 روز دارای اعتبارند.

تاکنون برای تشخیص آسیب و محل آن به صورت گسترده از روش های حوزه زمان و حوزه فرکانس استفاده شده است. با توجه به قابلیت توابع زمان-فرکانس مربعی، در این تحقیق برای اولین بار الگوریتم جدیدی بر پایه این توابع برای شناسایی سیستم و تشخیص آسیب لرزه ای در پایه پل ها پیشنهاد شده است. برای انجام مطالعات از مدل پل PEER-W180 استفاده شده است. به این منظور پیش از رویداد زلزله، حسگرهایی در بالای هر یک از پایه های پل نصب شده و نیروی محرک به پل اعمال شده و سیگنال های پاسخ پل ثبت می شود. پس از رویداد زلزله و ایجاد آسیب در پایه پل، مجددا سیگنال های پاسخ پل تحت اثر نیروی محرک ثبت می شوند. سیگنال ها با استفاده از توزیع تداخلی کاهش یافته که یک تابع در حوزه زمان-فرکانس است پردازش شده و مشخصات دینامیکی آنها استخراج می شوند. پس از آن با استفاده از روش پیشنهادی تانسوری سه بعدی، آسیب شناسایی شده و محل آن مشخص می شود. نتایج نشان دهنده توانایی الگوریتم پیشنهادی برای شناسایی سیستم و تشخیص آسیب لرزه ای ایجاد شده در پایه پل هستند. الگوریتم پیشنهادی تنها بر مبنای پاسخ پل، سیستم را شناسایی و آسیب را تشخیص می دهد. علاوه بر آن لازم نیست مدل تحلیلی و بهنگام شده پل ساخته شود. بر اساس نتایج به دست آمده با استفاده از الگوریتم پیشنهادی، پایه آسیب دیده به درستی شناسایی شده است. علاوه بر آن بیشترین مقدار خطا در محاسبه احتمال وجود آسیب در پایه ها با استفاده از الگوریتم پیشنهادی 6.1% محاسبه شده که نشان دهنده توانایی الگوریتم در شناسایی آسیب و تعیین محل آن است.