کلمات کلیدی: طراحی شبکه حمل ونقل ترکیبی، ظرفیت ذخیره، جهت دهی به معابر، اضافه کردن خط، تنظیم سیگنال، برنامه ریزی دو سطحی، روشهای بالا ابتکاری فهرست فصل 1- :مقدمه و کلیات تحقیق11-1- مقدمه21-2- سيستم حمل ونقل51-3- تقسیم بندی سیستم های حمل ونقل61-4- طراحي شبكههاي حملونقل شهري و تقسيمبنديهاي مربوط71-5- طراحي شبكههاي معابر جادهای81-6- جهتدهی به معابر91-7- تنظیم چراغ راهنمایی91-8- ظرفیت ذخیره شبکه حمل ونقل101-9- مدل سازی مسایل طراحي شبكههاي حملونقل جادهای111-10- محدوده پروژه13فصل 2- مرور بر ادبيات و پیشینه تحقیق142-1- مرور مطالعات انجام شده در زمينه RNDP152-2- مسایل طراحی تنظیمات سیگنال(SSDP)212-2-1- رویکرد بهینه سازی موضعی222-2-2- رویکرد بهینه سازی سراسری222-3- مفهوم ظرفیت ذخیره سیستم222-4- یک طرفه يا دوطرفه کردن معابر و مسایل مربوط262-5- توسعه و نوآوريپایان نامه282-5-1- تركيب با تصميمات RNDP28فصل 3- مدل ریاضی پیشنهادی و روش حل323-1- تعريف مساله333-1-1- ويژگيهاي كلي مساله333-1-2- فرضيات مساله333-1-3- وروديهاي مساله343-1-4- خروجيهاي مساله343-1-5- تابع هدف مساله343-2- مدل سازی مساله353-3- مدل رياضي383-4- روش حل توسعه داده شده403-4-1- کلیات الگوریتم ژنتیک413-4-2- کلیات الگوریتم زنبور عسل443-4-3- ویژگی مشترک الگوریتمها453-4-4- الگوريتم ژنتيك تركيبي با شبيهسازي تبريد473-4-5- الگوریتم زنبور عسل543-4-6- بهینه سازی موضعی تنظیمات سیگنال54فصل 4- نتایج محاسباتی574-1- مقدمه584-2- مساله در اندازه کوچک604-2-1- نتایج برای مساله کوچک614-3- مساله در اندازه متوسط TX624-3-1- نتایج برای مساله متوسط634-4- مساله در سایز متوسط CG654-4-1- نتایج برای اندازه متوسط CG684-5- مساله در اندازه بزرگ714-5-1- نتایج برای شبکه SF754-6- بررسی قابلیت الگوریتم ها78فصل 5- نتيجهگيري و تحقيقات آتي815-1- جمعبندي و نتيجهگيري825-2- پيشنهادها برای کارهای آتي82فهرست مراجع84پيوست ها88الف- مساله تخصيص سفر89الف-1- توابع جريان ترافيك- زمان سفر90الف-2- تخصيص سفر تعادلي91ب- روش جستجوی بخشبندی طلایی97ج- الگوریتم دایسترا98چکیده انگلیسی100 فهرست شكلهاشکل 1‑1- اجزای سيستمهاي حملونقل6شکل 1‑2- تصمیمات مورد مطالعه9شکل 3‑1- مدل سازی رياضي يك معبر ]45[38شکل 3‑2- یک نمودار گردشی برای الگوریتم ژنتیک43شکل 3‑5- يك شبكه نمونه49شکل 3‑6- نمايش كروموزوم شبكه نمونه49شکل 3‑7- شمارهدهي يالهاي شبكه نمونه براي گره محور 150شکل 3‑8- چگونگي اجراي عملگر تقاطع50شکل 4‑1- شبکه کوچک ZY60شکل 4‑2- جهتدهی بهینه شبکه ZY61شکل 4‑3- شبکه متوسط TX62شکل 4‑5- جهتدهی بهینه شبکه متوسط TX63شکل 4‑7- شبکه متوسط CG65شکل 4‑8- جهتدهی بهینه شبکه متوسط CG68شکل 4‑10- شبکه بزرگ SF71شکل 4‑12- جهتدهی بهینه شبکه متوسط SF75شكل 0‑1- نمونهاي از يك نمودار تابع زمان سفر (]8[)90 فهرست جداولجدول 2‑1- خلاصه مطالعات انجام شده در زمينه MNDP............................................ 26جدول 2‑1-مقايسه مطالعات تركيبي در RNDP36جدول 4‑1- مسایل آزمايشي و مشخصات آنها58جدول 4‑2- مقادير پارامترهاي الگوريتمهاي HGA و BA59جدول 4‑3- ورودی های مساله ZY60جدول 4‑4- ورودی های مساله TX62جدول 4‑6- مقادیر خروجی شبکه TX64جدول 4‑8 - ورودی های مساله CG66جدول 4‑9- مقادیر خروجی شبکه CG69جدول 4‑11- ورودی های مساله SF72جدول 4‑13- مقادیر خروجی شبکه SF.76جدول 4‑15- خلاصه نتایج محاسباتی78جدول 4‑18- میزان بهبودظرفیت ذخیره مسایل آزمون79جدول 0‑1- تعدادي از توابع زمان سفر ]9[91 در اين فصل به جايگاه مساله مورد مطالعه در ادبيات، محدوده شمول مساله، تعاريف و تقسيمبنديها موجود در رابطه با مساله مورد مطالعه در اين پایان نامه می پردازیم و چگونگي مدلسازي مساله را خلاصه تشریح می کنیم.گسترش شهرنشيني در دهههاي اخير موجب شده است كه شهرها و حومههاي آنها به عنوان مهمترين مراكز سكونت و فعاليت انسان معاصر مطرح شوند. افزايش مستمر جمعيت شهرنشين در بسياري از كشورها به موضوع چالش برانگيزي براي مسئولان دولتي تبديل شده است. چرا كه محدوديتهاي موجود در سيستمهاي حملونقل شهري از جمله محدوديت زمين، ظرفيت معابر و مسایلي از اين دست مانع از توسعه آنها همگام با رشد جمعيت و در نتيجه رشد تقاضاهاي سفر ميشوند. تصميمات براي سرمايهگذاري و بهبود سيستمهاي حملونقل شهري بايد با در نظر گرفتن مسایلي چون منابع مالي موجود، تاثيرات تصميمات در بهبود ازدحام خودروها در معابر و مسایلي از اين دست صورت گيرند.در همين راستا، دستهاي از مطالعات بهينهسازي به طراحي و بهبود شبكههاي حملونقل شهري ميپردازد. شبكههاي حملونقل شهري شامل زيرمجموعههايي چون شبكه معابر شهري و شبكههاي حملونقل عمومي هستند كه تصميمات طراحي در آنها را ميتوان در قالب سلسله مراتبي از تصميمهاي بلندمدت، ميانمدت و كوتاهمدت تقسيمبندي کرد. تصميمات بلندمدت بيشتر به توسعه زيرساختها و توپولوژي شبكهها اختصاص دارند. ساخت معابر جديد، توسعه ظرفيت معابر موجود، طراحي مسيرهاي عبور و مرور شبكه حملونقل عمومي مثالهايي از اين تصميمات هستند. تصميمات ميانمدت به نحوه بهرهگيري از منابع فعلي ميپردازد، مانند جهتدهي به معابر و تخصيص خطها در دو جهت معابر دوطرفه. نهايتاً تصميمات كوتاهمدتي چون تنظيم چراغهاي راهنمايي، تنظيم عمليات روزمره را شامل ميشوند.مسایل طراحي شبكه حملونقل شهري، با رويكرد نظريه بازيها مدلسازي ميشوند. به جهت نوع مساله، دو گروه بازيگر وجود دارند. گروه اول مسئولان دولتي و تصميمگيران هستند كه نقش رهبر را ايفا ميكنند و گروه دوم كاربران شبكه هستند كه به تناسب تصميمات اخذ شده براي شبكه توسط مسئولان، به انتخاب مسير در شبكه ميپردازند كه نتيجه آن تغيير در الگوهاي جريانهاي ترافيكي در سطح معابر شهر است. اين رويكرد مدل سازی منجر به توسعه مدلهاي رياضي دوسطحي براي اين مسایل ميشود كه نا محدب هستند و حل آنها به طور ذاتی NP-سخت است.جهتدهي به معابر يا تصميمگيري براي یک طرفه يا دوطرفه کردن آنها، از جمله تصميماتي است كه ميتوان ادعا کرد که به جهت نوع اثرات آن در شبكه حملونقل شهري، بايد با دقت و حساسيت بيشتري مورد توجه قرار گيرد. چنانچه در مطالعات اشاره شد، یک طرفه کردن معابر در عين حال كه منجر به افزايش ظرفيت 10 تا 20 درصدي ظرفيت جريان ترافيكي در آنها شود، ميتواند موجب افزايش مسافتهاي طي شده توسط بخشي از كاربران، افزايش ازدحام در بخش ديگري از شبكه و مواردي از اين قبيل شود. با عنايت به توضيحات بالا، اهميت استفاده از مدلهاي تصميمگيري كه تاثيرات تغيير جهات در معابر را بر روي الگوهاي جريان ترافيكي و در نتيجه عملكرد شبكه در سطح كلان در نظر بگيرند، آشكار ميشود.تصميم یک طرفه کردن معابر ميتواند به طور همزمان با ساير تصميمات طراحي شبكه معابر شهري همچون افزايش ظرفيت معابر موجود، ساخت معابر جديد ، تخصيص نامتقارن خطها در چگونگی جهت معابر دوطرفه و تنظیم چراغ راهنما در تقاطعها منظور شود. در اين صورت، علاوه بر ايجاد همافزايي در بهبودهاي ايجاد شده در ظرفيت ترافيكي شبكه، اين احتمال وجود دارد كه هزينههاي مورد نياز براي سرمايهگذري را، نسبت به وضعيتي كه هر يك از تصميمات جداگانه مطرح شود، كاهش دهد.تقاطعهای کنترلی(دارای چراغ راهنما) یکی از اجزای اصلی شبکههای حمل ونقل جادهای هستند که جریان وسایل نقلیه در سطح شهر را تنظیم و تعدیل می کنند. جریانهای ترافیکی در تقاطعهای کنترلی باعث ایجاد تاخیر در وسایل نقلیه می شوند. اگرچه چراغ راهنما از حرکت دایمی وسایل نقلیه در تقاطعها جلوگیری میکند، ولی به طور کلی در صورت محاسبه صحیح زمان بندی آن متوسط تاخیر وسایل نقلیه از زمانی که تقاطع بدون چراغ راهنماست، کمتر است. افزایش تاخیر در تقاطعها باعث افزایش زمان سفر کاربران، افزایش آلودگیهای محیطی وصوتی و کاهش قابلیت اطمینان شبکه می شود. بنابراین، باید به تقاطعها و بهینهسازی آنها از در مسایل توجه داشت.در همين راستا، مساله مطرح شده در اين پایان نامه موضوع كلي مورد بحث در سطوح بالا را در بر ميگيرند. مساله مورد بررسی، اختصاص به تركيب تصميم جهتدهي معابر با ساير تصميمات مربوط به شبكه معابر شهري دارد كه شرح آن در سطور بالا آمد. با توجه به ويژگيهاي NP-سخت بودن و نامحدب بودن مدلهاي دوسطحي، براي حل مسایل در اين پایان نامه از روشهاي بالا ابتكاري استفاده می شود. با توجه با توضیحات بالا، در فصل اول به تعارف اولیه و تعیین محدوده مساله مورد بررسی میپردازیم. فصل دوم شامل مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق است. در فصل سوم با تعریف متغیرها، پارامترها و مفروضات مساله، مدل ریاضی برای مساله و روش حل مدل ارایه می شوند. دستهای مسایل نمونه برگرفته از مقالات مرتبط با اندازههای مختلف با روش حل پیشنهادی حل می شوند و نتایج محاسباتی در فصل چهارم ارایه می شوند. در نهایت، به جمعبندی مطالب و ارایه پیشنهادها برای تحقیقات آتی در فصل پنجم می پردازیم.