منابع کارشناسی ارشد با موضوع : تعیین نوع … – منابع مورد نیاز برای مقاله و پایان نامه : دانلود پژوهش های پیشین

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 :

رویکردهای ترافیکی
هزینه
توپوگرافی منطقه
منفعت استفاده کنندگان

پارامترهای ارزیابی

کنترل دسترسی
تاسیسات معارض
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

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

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 فر

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب