فایلها و مقالات دانشجویی

برنامه‌ریزی پویا برای زمان‌بندی سیستم اتوبوس‌رانی

چكیده:

در این مقاله سعی شده جدیدترین كاربرد سیستم های حمل و نقل عمومی پیشرفته برای برنامه ریزی پویا سیستم اتوبوسرانی به منظور زمانبندی حركت اتوبوسها، تشریح گردد. مبنای محاسباتی این روش بر اساس الگوریتم كالمن استوار است واز داده های سیستم مكانیابی خودكار وسیله نقلیه و شمارش خودكار مسافر در محاسبات خود استفاده می نمایند. وجه تمایز این روش با روشهای مشابه قبلی در این است كه زمان ماندن اتوبوس در ایستگاه و زمان حركت آن در خطوط را بطور جداگانه محاسبه می نماید لذا می تواند اثر زود و یا دیر رسیدن اتوبوس، بر زمان ماندن آن در ایستگاه و یا برعكس را مشخص نمایند. در خاتمه روش مورد نظر با روشهای شبكه عصبی، رگرسیون خطی و روش تاریخچه داده های قبلی مقایسه شده است.

كلید واژه: برنامه ریزی و زمانبندی اتوبوسرانی، برنامه پویا، حمل و نقل عمومی پیشرفته شمارش خودكار وسلیه نقلیه، مكانیابی خودكار وسیله نقلیه.

1-               مقدمه

در شهرهائی كه از سیتم های حمل و نقل عمومی پیشرفته بهره نمی برند، برنامه ریزی و زمانبندی سیستم اتوبوسرانی، از پیش تعیین شده و به صورت ثابت اعمال می گردد. مبنای محاسباتی روشهای زمانبندی مذكور اغلب مبتنی بر استراتژی بهینه می باشد كه بر اساس ویژگی های خاص و عوامل موثر پروژه مورد نظر نظیر: سرعت جریان ترافیك، طول چرخه سرویس اتوبوسرانی، زمان انتظار، زمان سفر با وسیله نقلیه، تراكم ترافیك و ... استوار است.

در اینگونه روشهای زمانبندی؛ كه در این مقاله به عنوان روشهای قدیمی معرفی می‌شوند؛ چنانچه بواسطه برخی از حوادث پیش بینی نشده نظیر: تصادفات، خرابی وسایل نقلیه در مسیر و غیره تغییری در سرعت جریان ترافیك، چگالی آن و... رخ دهد، رفتار سیستم قابل پیش بینی نبوده و منجر به بروز تأخیر می گردد. ولیكن در روشهای جدید ویا همان روشهای پویای زمانبندی حركت اتوبوسها، تغییرات ایجاد شده در جریان ترافیك در برنامه ریزی بهنگام می گردد.

برای نشان دادن اهمیت مطالعه برنامه ریزی و زمانبندی حركت اتوبوسها، از آمار و ارقام سال 1383 در شهر تهران استفاده می گردد. به طور موتوسط در هر روز هفته 2477270 مسافر توسط سیستم حمل و نقل اتوبوسرانی در شهر تهران جابجا می‌شود. حال چنانچه با زمانبندی و مدیریت صحیح حركت اتوبوسها، تأخیر هر مسافر را فقط به میزان 2 دقیقه بتوان كاهش داد. در یك روز به طور متوسط از 82575 ساعت، اتلاف وقت مسافران جلوگیری می شود و با فرض هر روز كاری 8 ساعت می توان روزانه 3/28 نفر – سال در وقت شهروندان تهرانی صرفه جویی كرد.

2-1-2- شمارش خودكار مسافر

یكی از مهمترین اطلاعات در مدیریت و برنامه ریزی سیستم حمل و نقل عمومی تخمین و یا شمارش تعداد مسافران می باشد. برای شمارش مسافران در سیستم اتوبوسرانی از روشهای مختلف استفاده می شود، كه شامل روشهای ساده نظیر شمارش دستی و روشهائی با پیشرفتة شمارش تعداد مسافران نظیر جمع آوری الكترونیكی كرایه و شمارشگرهای خودكار و... می باشد. یكی از سیستم های APC یا شمارش خودكار مسافر می باشد كه مسافرین را كه در ایستگاه، هنگام سوار یا پیاده شدن شمارش می نماید. تكنولوژی های بكار برده شده در سیستم شمارش خودكار مسافر متفاوت می باشد. در برخی از آنها با پا گذاردن مسافرین روی مادون قرمز، هنگام عبور از امواج و شكستن آن در محل درب اتوبوس مسافر شمارش می گردد. در این سیستم ها علاوه بر تعداد مسافرین معمولاً محل ایستگاه، زمان و تاریخ ورود اتوبوس به ایستگاه، زمان باز و بسته شدن درها، تعداد مسافرین داخل وسیله و تعداد مسافرین خارج وسیله را ثبت می نماید. این اطلاعات در مورد مسیرها و اتوبوسهای مشخص ثبت و ذخیره می شوند. و توسط سیستمهای ارتباطی به مراكز كنترل و ... منتقل می گردند.

2-               پیش بینی زمان اعزام و رسیدن اتوبوس به ایستگاه با استفاده از اطلاعات AVL , APC

این روش مبتنی بر اطلاعات مدیریت ناوگان؛ شامل شمارش خودكار مسافرین (APC) و مكانیابی خودكار وسایل نقلیه (AVL) بوده و در محاسبات خود از الگوریتم كالمن استفاده می‌كند.

 .

در این شكل وقتی كه اتوبوس n ام از ایستگاه i حركت می‌كند، زمان اعزام آن از سیستم AVL تشخیص داده می شود. در این لحظه الگوریتم پیش بینی كالمن؛ كه برای پیش بینی زمان حركت در خطوط می باشد؛ زمان حركت در خط بعدی را  پیش بینی خواهد كرد، یعنی زمان حركت بین ایستگاه I و I+1 و متعاقباً زمان رسیدن اتوبوس به ایستگاه پائین دست؛ یعنی ایستگاه I+1 ام؛ حاضر در ایستگاه i قرار دارد، خواهیم داشت: