بخش حمل ونقل نيز به عنوان يکي شاهرگ اصلي اقتصاد، نقش بسزايي در شکوفايي و توسعه جامعه ايفا ميکند. سنگيني ترافيک از تقاضاي بيش از ظرفيت سيستم هاي حمل و نقل نشات مي گيرد و اثرات منفي آن به شکل تاخير يا افزايش زمان سفر نمود مي يابد.قيمت گذاري تراکم يکي از مکانيزمهاي مديريت تقاضاي حمل ونقل است. در اين روش استفاده کنندگان بگونه اي ترغيب مي شوند که در طول ساعات شلوغ و پرتردد از سفر پرهيز کنند و سفرهاي خود را در ساعات کم تردد انجام دهند. بدين طريق جريان ترافيک تعديل شده و تقاضاي سفر بگونه اي در طول ساعات روز توزيع مي شود که کمتر بار ترافيکي شديد به وجود آيد. از طرف ديگر شايد بهترين گزينه جلوگيري از وقوع تراکم باشد، که خود مستلزم پيش بيني وقوع آن در زمان آينده مي باشد. مدل پيش بيني حجم ترافيک در کوتاه مدت يکي از بخش هايي است که از اين اطلاعات استفاده مي کند. اين مدل با بکارگيري اطلاعات شناسگرهاي ترافيکي هر معبر، حجم عبوري از يک معبر در لحظات پيش رو را پيش بيني ميکند، و از اين اطلاعات براي مديريت پيشگيرانه ترافيک ميتوان استفاده نمود. فهرست مطالبفصل اول : مقدمه 1-1- مقدمه. 11-2- اهداف قيمت گذاري راهها. 61-3- جمع بندي و نتيجه گيري. 8 فصل دوم : مباني نظري تحقيق 2-1- مقدمه. 112-2- هزينه هاي حمل ونقل. 122-2-1- هزينه هاي ثابت..............................................................................................................152-2-2- هزينه هاي جاري يا متغير............................................................................................182-2-3- هزينه هاي خارجي........................................................................................................202-3- قيمت گذاري حمل ونقل. 222-4- قيمت گذاري بر اساس هزينه خارجي. 222-5- پيش بيني حجم ترافيک. 252-6- کليات شبكههاي عصبي مصنوعي. 262-7- نرون بيولوژيكي. 272-8- شبكههاي عصبي مصنوعي. 282-9- تاريخچه شبكههاي عصبي مصنوعي. 302- 10- مدلهاي شبكههاي عصبي مصنوعي. 322-10-1- مدل رياضي ساختمان و عملكرد نرونها.......................................................................322-10-1-1- مدل نرون تك ورودي.. 332-10-1-2- توابع مورد استفاده در شبكه عصبي.. 342-10-1-3- مدل نرون چند قطبي.. 36 عنوان صفحه 2-10-2- ساختار شبكههاي عصبي............................................................................................372-10-2-1- شبكه تك لايه.. 372-10-2-3- شبكههاي چند لايه.. 382-10-2-3- شبکه پرسپترون.. 392-10-2-4- شبكههاي پسخور يا برگشتي.. 402-11 مزيتهاي استفاده از شبکههاي عصبي. 412-11-1- شبکههاي عصبي در مقابل کامپيوترهاي معمولي.......................................................422-12- رگرسيون. 432-13- جمع بندي و نتيجه گيري. 45 فصل سوم : مروري بر تحقيقات انجام شده 3-1- مقدمه. 473-2- تحقيقاترونهار. 573-3- تحقيقاتيانگوهوانگ. 613-4- تحقيقاتيانگومنگ. 633-5- تحقيقاتسوليوان وهاراکه. 653-6- تحقيقات صورت گرفته در ارتباط با پيش بيني ترافيک. 66 فصل چهارم : روش تحقيق 4-1- مقدمه. 704-2- تعريف سنگيني ترافيک. 714-3- پيامدهاي سنگيني ترافيک. 734-3-1- سنگيني ترافيک و تصادفات.......................................................................................754-4- محدود ساختن سنگيني ترافيک. 764-4-1- حجم ترافيک و راهنماي ظرفيت راه...........................................................................774-4-2- شرايط راه سواره رو.....................................................................................................794-4-3- وظايف عملکردي مسير ارتباطي و برآورد زمان تاخير...............................................814-4-4- سنگيي ترافيک تکرار شونده و غير تکرار شونده.....................................................834-5- راه حل هايي براي کاهش سنگيني ترافيک. 834-5-1- راه حل هاي مربوط به افزايش ظرفيت........................................................................844-5-1-1- توسعه و افزايش ظرفيت.. 85 4-5-1-3- مديريتمسيرها.. 874-5-2- راه حل هاي مربوط به تقاضا........................................................................................884-5-2-1- هزينه يابي حجم يا سنگيني ترافيک.. 884-6- برآورد هزينه هاي جانبي سفر. 914-7- تشريحمدلارائهشده. 954-8-1- مدل هاي ساده..............................................................................................................984-8-2- مدل هاي غير ساده.....................................................................................................1004-9- مدل ويکري. 1024-10 هزينه تراکم.. 1034-11- محاسبه هزينه تراکم توسط مدل توسعه يافته HCM... 1044-11-1- دادههايموردنيازمدل..............................................................................................1064-11-1-1- ارزشزمانسفر.. 1074-11-2 مطالعاتنمونهصورتگرفتهباتوجهبهمدلارزش زمان سفر..................................1074-12- پيش بيني حجم ترافيک. 1114-12-1- يادگيري شبكههاي عصبي..........................................................................................1111-1-12-4- الگوريتم يادگيري پس انتشار خط(BP) 1132-1-12-4 -ساختار مدل پيشنهادي.. 1164-12-2- رگرسيون چند متغيره................................................................................................1184-12-2-1- اهداف بررسي هاي علمي روش هاي چند متغيره.. 1194-12-2-2- كاربرد هاي روش هاي چند متغيره.. 1204-12-2-3- رگرسيون خطي ساده.. 1204-12-2-4- رگرسيون خطي چندگانه.. 1214-12-2-5- رگرسيون چند متغيره.. 1234-12-2-5-1 الگوي رگرسيوني خطي چند متغيره با متغير هاي توضيحي ثابت1234-13- جمع بندي و نتيجه گيري. 127 فصل پنجم : ارزيابي مدل پيشنهادي 5-1 مقدمه. 130 عنوان صفحه 5-2- هزينههايحمل ونقل. 1305-3- برآوردهزينهنهاييتراکم. 1325-3-1 داده هاي ورودي مدل...................................................................................................1325-3-1-1- ارزشزمانسفر.. 1335-3-1-2- توابع سرعت-جريان.. 1345-3-2- نحوه محاسبه متغير هزينه تراکم..............................................................................1365-4- برآورد سهم تردد در مسيرهاي جايگزين به ازاي سياستهاي مختلف اخذ عوارض 1395-5- مدلسازي شبکه عصبي. 1415-5-1- طراحي شبکه عصبي مصنوعي...................................................................................1425-5-2- ارزيابي شبکه طراحي شده.......................................................................................1435-6- مدلسازي رگرسيون خطي. 1465-6-1- روشتجزيهوتحليلدادهها.....................................................................................1465-6-2- نتايجآزمونمدلرگرسيون......................................................................................1475-7- شناسايي سيستم هاي اخذ عوارض. 1515-7-1- حالتهايکنونيشارژ..................................................................................................1535-7-1-1- شارژکاربرانراه.. 1535-7-2- روش هاي مستقيم.....................................................................................................1545-7-2-1- ثبت خارج از دستگاه.. 1559-7-2-2- شارژ دستي از طريق باجه هاي عوارض.. 1565-7-2-3- اسکن اتوماتيک از طريق تکنولوژي شناسايي خودکار وسيله نقليه1585-7-2-4- ترکيبي از جمع آوري دستي و الکترونيکي عوارض1615-7-2-5- ثبت در داخل وسيله نقليه.. 1625-8- جمع بندي و نتيجه گيري. 163 فصل ششم : نتيجه گيري و پيشنهادها 6-1-مقدمه. 1656-2- چارچوب تحقيق. 1656-3- نتيجه گيري. 170 فهرست جداول عنوان و شماره صفحهجدول4-1 : مشخصات مدل هاي ساده جريان ترافيک .................................................................... 98جدول 4-2 : معادلات مدلهاي جريان ترافيک غير ساده ..................................................................101جدول 4-3: نتايجکمينمونه هايموردياجراشدهحمل ونقلجادهايدرپروژه UNITE ..... 108جدول 4-4: ارتباطهزينه هايزمانوسوختدوگروهوسايلنقليه.............................................. 109جدول 4-5: نحوهمحاسبهمتوسطارزشزمانسفراتومبيل هايشخصي ...................................109جدول 4-6: ارزشزمانسفراتومبيل هادرکشورهاياروپاييدرهرکيلومتر ........................... 110جدول 4-7: نتايجمحاسباتيهزينهنهاييتراکمبرخيازآزادراههاياروپادرسال 2001 ....... 110جدول 5-1 : ارزش زمان سفر وسايل نقليه در کشور ايران در سال 1387 بر حسب تومان ......... 133جدول 5-2: ظرفيت هر خط عبور آزادراهها برحسب کيفيت ترافيک و سرعت طرح .................. 134جدول 5-3 : مقدار ضرايب بهينه تابع تردد خودروها .................................................................... 138جدول 5-4 : نتايج حاصل از طراحي شبکه ..................................................................................... 144جدول 5-5 : خلاصه مدل رگرسيون خطي ...................................................................................... 147جدول 5-6 : خلاصه نتايج آزمون فرضيات ......................................................................................148 فهرست شكل ها عنوان صفحه شکل 2-1 : عملکرد هزينه هاي حمل و نقل ...................................................................................... 14شکل 2-2 : روند تحليلي هزينههاي ثابت بر حسب ميزان بهره برداري ........................................ 16شکل 2-3: عملکرد هزينه هاي ثابت بر حسب تن-مسافت ............................................................ 17شکل 2-4: هزينه هاي متغير بر حسب عملکرد حمل و نقل ............................................................ 19شكل 2-5: تعادل عرضه بنزين با احتساب هزينه هاي آلوده سازي محيط زيست ......................... 21شكل 2-6: اجزاي اصلي يک شبکه عصبي بيولوژيک ...................................................................... 27شكل 2-7: مدل نرون تک ورودي ..................................................................................................... 33شكل 2-8: توابع مورد استفاده در مدل سلول عصبي ..................................................................... 35شكل 2-9: مدل چند ورودي يک نرون ............................................................................................. 36شكل 2-10: فرم ساده شده نرون با R ورودي ................................................................................... 37شكل 2-11: شبکه تک لايه با S نرون ................................................................................................ 38شكل 2-12: شبکه پيشخور سه لايه ................................................................................................ 39شكل 2-13: نرون شبکه پرسپترون .................................................................................................. 40شكل 2-14: بلوک تاخير زماني .......................................................................................................... 41شكل 2-15: شبکه تک لايه برگشتي .................................................................................................41شکل 4-1 : نمودار سرعت بر حسب تراکم ........................................................................................ 79شکل 4-2 : نمودار سرعت بر حسب جريان ...................................................................................... 80شکل 4-3 : نمودار زمان سفر بر حسي تقاضا ....................................................................................82شکل 4-4 : نمودار تقاضا بر حسب عرضه ......................................................................................... 89 عنوان صفحه شکل 4-5: نمودار هزينه متوسط و جانبي ....................................................................................... 92شکل 4-6 : جريان ترافيک در چند روز مختلف در طول شبانه روز ............................................... 96شکل 4-7 : نحوه ارتباط سرعت، جريان و چگالي در توابع جريان ترافيک ................................... 100شکل 4-8 : نمونه جريان ترافيک در بزرگراه ها .............................................................................. 101شکل 4-9 : نمودار سرعت – تقاضا در مدل ويکري ........................................................................ 103شکل 4-10 : نمودار هزينه حاشيه اي و هزينه تراکم ....................................................................... 104شکل 4-11 : ساختار مدل پيشنهادي براي پيش بيني جريان ترافيک .......................................... 117شکل 4-12 مراحل ساخت مدل پيش بيني حجم ترافيک ............................................................. 118شکل 4-13: رگرسيون خطی ساده .................................................................................................. 121شکل 5-1: انواعهزينه هايحمل ونقل .......................................................................................... 131شکل 5-2 : نمودار ترافيك عبوري خودروها را در بازه زماني يك ساعت .....................................137شکل 5-3 : نمودار ترافيك عبوري خودروها ...................................................................................137شکل 5-4 : نمودار مبلغ تراکم در ساعت هاي مختلف ....................................................................139شکل 5-5: ارتباط مابين تقاضا، عرضه و حجم ترافيک ...................................................................139شکل 5-6: مدل چهار مرحلهاي برنامه ريزي حمل ونقل ............................................................... 140شکل 5-7 : خروجي Train شبکه عصبي ........................................................................................144شکل 5-8: خروجي مربوط به اعتبار سنجي شبکه عصبي .............................................................144شکل 5-9 : خروجي مربوط به آزمايش شبکه عصبي ......................................................................145شکل 5-10: تعداد epochهاي مورد استفاده توسط الگوريتم يادگيري شبکه .............................145شکل5-11 : مقايسه خروجي شبکه عصبي با اطلاعات موجود ........................................................146شکل5-12 : مقايسه خروجي مدل رگرسيون با اطلاعات موجود ....................................................151 فهرست نشانه هاي اختصاري TDNN = Time delay neural networkBOT = Build-operate-transferPCI = Pavement Condition IndexPSI = Present Serviceability IndexMLF = Multi-layer feed forwardTTI = Texas Transportation InstituteBPR = Bureau of Public RoadsVOTT = Value of Travel TimeHCM = Highway Capacity ManualBP = Back Propagation فصل اولمقدمه و طرح مسئله 1- مقدمه 1-1- مقدمه بخش حمل ونقل نيز به عنوان يکي شاهرگ اصلي اقتصاد، نقش بسزايي در شکوفايي و توسعه جامعه ايفا مي کند. در کشور ما تاکنون اين بخش نتوانسته به جايگاه واقعي خود دست يابد. شايد به جرأت بتوان گفت که امروزه ملاك توسعه يافتگي کشورها پس از صنعت، مربوط به توسعه ارتباطات ريلي، جاده اي، هوايي و دريايي است. بنابراين حمل و نقل را مي توان به شرياني تشبيه کرد که موجب پويايي و شکوفايي اقتصاد کشورها مي شود.اگر امروز در جهان از خدمات حمل ونقل تحت عنوان صنعت ياد مي شود بخاطر گستردگي و اهميت اين خدمات به عنوان حلقه اتصال صنايع با يکديگر و عامل ارتباط ميان بازارهاي توليد و مصرف است . بدين خاطر است که بين نظام حمل ونقل و فرآيند توسعه اقتصادي و اجتماعي جوامع همبستگي شديدي وجود دارد و اقتصاد دانان، صنعت حمل ونقل را به عنوان نيروي محرکه توسعه مي دانند و کارآمدي و توانمندي آن را زمينه ساز توسعه پايدار مي شناسند. لذا چنانچه اين بخش از اقتصاد، مورد بي مهري و بي توجهي برنامه ريزان اقتصادي قرار گيرد يا به دليل سياستگذاري هاي نامناسب کارايي لازم را نداشته باشد، خواسته يا ناخواسته اقتصاد کشورها را با مشکلات جدي مواجه خواهد کرد.کشور ايران به دليل موقعيت جغرافيايي و دسترسي به آبهاي آزاد، از موقعيت ويژه اي در حمل ونقل منطقه برخوردار است. اينکه ايران موقعيت طلايي براي ترانزيت و عبور کالا را دارد بر کسي پوشيده نيست ولي متأسفانه طي دهه اخير، عليرغم گنجاندن اين مهم در راهبردهاي اقتصادي و برنامه هاي توسعه کشور، عملاً شاهد تحقق بهره برداري از اين پتانسيل نبوده ايم. يکي از مهم ترين عوامل زيربنايي براي توسعه هر کشوري، وجود يک شبکه کارا و مناسب جهت رفع نيازهاي حمل ونقلي آن است. بطور کلي حمل ونقل به جهت رفع نيازهاي مختلف اقتصادي، اجتماعي و دسترسي صورت مي گيرد و تقاضاي آن ناشي از تقاضا براي ساير بخش ها است (صفارزاده،هدايتي،1378).بين صنعت حمل ونقل و ساير بخش هاي صنعتي از منظر اقتصاد تفاوت هايي وجود دارد . فعاليت هاي حمل ونقل داراي هزينه ثابت بسيار بالا هستند که بيشتر صرف زيرساخت هاي حمل ونقل مي شود و براي ساخت زيرساخت هاي حمل ونقل نياز به سرمايه گذاري بلند مدت است. اين دو خصيصه از جمله ويژگي هاي بارزي هستند که حمل ونقل را از نظر اقتصادي، از ديگر صنايع جدا مي کند. بر همين اساس تامين منابع مالي و جذب سرمايه گذاري در اين بخش در مقايسه با ديگر بخش هاي اقتصادي با مشکلات بيشتري همراه است.حمل ونقل جاده اي به دليل خصوصيات ويژه اي که داراست (از جمله انعطاف پذيري در انتخاب مسير، ميزان بار، زمان سفر، دسترسي به نقاط مختلف، عدم نياز به تجهيزات بارگيري و تخليه) به عنوان متداول ترين شيوه حمل ونقل در کشورهاي مختلف محسوب مي شود. در ايران نيز علاوه بر ويژگي هاي خاص حمل ونقل جاده اي، موقعيت ويژه جغرافيايي، عدم پوشش گسترده شبکه ريلي در سطح کشور، فقدان مقررات محدود کننده در خصوص آثار منفي حمل ونقل جاده اي همچون مسائل زيست محيطي، سبب گشته تا درصد بسيار بالايي از حمل ونقل کالا و مسافر توسط اين زيربخش صورت گيرد، بطوريکه هم اکنون بيش از 90 % کل حمل بار و مسافر در کشور توسط جاده انجام مي شود(سازمان راهداري و حمل و نقل جاده اي، 1383).در حاليکه فعاليت هاي حمل و نقل بيش از 9% از توليد ناخالص ملي کشور را در بر مي گيرد و در حدود 5/7 ميليون نفر از شاغلان کشور در اين حوزه فعاليت مي کنند و همچنين بر اساس برآوردهاي کارشناسان در صورتي که تمام فعاليتهاي مستقيم و غير مستقيم حمل ونقل به حساب اين بخش منظور شود، ارزش افزوده آن بالغ بر 20 % از توليد ناخالص داخلي را تشکيل خواهد داد (سايت اينترنتي بانک مرکزي جمهوري اسلامي ايران، 1389).ضرورت توجه به حمل ونقل در کشور دو چندان نمايان مي شود. در برنامه چهارم توسعه و در ماده 28 آن بطور مشخص اقداماتي در اين خصوص پيش بيني شده است که بر اساس آن دولت موظف شده است اقداماتي را به منظور تقويت اقتصاد حمل و نقل، بهره برداري مناسب از موقعيت جغرافيايي کشور، افزايش ايمني و سهولت حمل ونقل بار و مسافر انجام دهد.علاوه بر اين موارد، افزايش جمعيت، روند رو به رشد اقتصاد کشور و گذر از درحال توسعه به توسعه يافته و استعداد ترانزيت بين المللي، لزوم توسعه و ساخت هر چه بيشتر زيرساخت هاي حمل ونقل را بيشتر نمايان مي کند. اما محدوديت منابع مالي و سرمايه، اکثر کشورهاي جهان و ازجمله ايران را به فکر يافتن راه حلي جهت تامين سرمايه مورد نياز توسعه زيرساخت هاي حمل ونقل انداخته است . کشورهاي مختلف خط مشي هاي متنوعي براي تامين سرمايه در پروژه هاي راهسازي در پيش گرفته اند. از روش هاي متداول اتخاذ شده از سوي دولت ها مي توان به وضع ماليات بر سوخت و ساير کالاهاي مرتبط با حمل ونقل، ماليات بر خودرو و دريافت عوارض از رانندگان وسايل نقليه اشاره نمود. معمولاً هزينه هاي دوره بهره برداري زيربناها نيز از محل اخذ عوارض از کاربران راهها تامين مي شود (پژوهشکده حمل و نقل،1389).در دهه هاي 80 و 90 ميلادي، در سطح دنيا تمايل بسوي ساخت زيربناهاي حمل ونقل با مشارکت بخش غيردولتي به جاي زيربناهايي عمومي و رايگان صددرصد دولتي، بسيار افزايش يافت . ساخت و توسعه راهها از طريق مشارکت بخش غيردولتي به دليل استحصال فوايد و نتايج مطلوبي همچون کمک به جبران کمبود بودجه عمومي جهت ساخت و نگهداري راهها، پاسخگويي به رشد تقاضا و نيز ارتقا کيفيت و مطلوبيت خدمات حمل ونقل فراگير شده است. همچنين قيمت گذاري راهها به عنوان فرآيندي مناسب جهت بازگشت سرمايه و هزينه هاي مديريت و نگهداري راهها، از سوي کشورها پذيرفته شده و در بيشتر آنها به اجرا درآمده است (Heggie,1995).بنابراين بايد اذعان داشت که امروزه قيمت گذاري راهها به يکي از اولويت هاي کاري در رئوس سياست هاي حمل ونقل در سراسر جهان تبديل شده است . بيشتر کارشناسان و اقتصاددانان حمل ونقل و همچنين سياست مداران متقاعد شده اند که قيمت گذاري راه، و هزينه هاي جانبي مربوط به آنها، راهکار مؤثري براي کسب و جذب منابع مالي جهت توسعه و بهبود سيستم هاي حمل ونقل و همچنين مديريت تقاضا و کنترل ازدحام روي راهها است.در مجموع با بررسي اجمالي وضعيت خدمات راهسازي و راهداري در ايران مي توان گفت: کشور ايران از نظر توسعه زيرساخت ها و بهبود شبکه راههاي خود داراي نياز زيادي است. تامين منابع مالي و سرمايه از مشکلات اصلي کنوني براي رفع نيازهاي زيرساختي است. همچنين در صورت عدم ايجاد فضاي منطقي و هدفمند براي ساخت آزادراهها با مشارکت بخش غيردولتي، مشکلات تقاضاي برآورده نشده دوچندان شده و آثار نامناسبي بر اقتصاد خواهد گذاشت. علاوه براين، در صورتيکه حتي بخش غير دولتي نيز به مشارکت بخش دولتي بيايد اما ساز و کار مناسب براي بازگشت سرمايه به سرمايه گذاران در نظر گرفته نشود، مشکلات بيشتري به دولت و سيستم حمل ونقل وارد شده و بار مالي زيادي به بودجه عمومي وارد مي شود.
ارائه روشي جهت تحقق پرداخت الكترونيكي عوارض در كشور با استفاده از الگو هاي داده كاوي word
بخش حمل ونقل نيز به عنوان يکي شاهرگ اصلي اقتصاد، نقش بسزايي در شکوفايي و توسعه جامعه ايفا ميکند. سنگيني ترافيک از تقاضاي بيش از ظرفيت سيستم هاي حمل و نقل نشات مي گيرد و اثرات منفي آن به شکل تاخير يا افزايش زمان سفر نمود مي يابد.قيمت گذاري تراکم يکي از مکانيزمهاي مديريت تقاضاي حمل ونقل است. در اين روش استفاده کنندگان بگونه اي ترغيب مي شوند که در طول ساعات شلوغ و پرتردد از سفر پرهيز کنند و سفرهاي خود را در ساعات کم تردد انجام دهند. بدين طريق جريان ترافيک تعديل شده و تقاضاي سفر بگونه اي در طول ساعات روز توزيع مي شود که کمتر بار ترافيکي شديد به وجود آيد. از طرف ديگر شايد بهترين گزينه جلوگيري از وقوع تراکم باشد، که خود مستلزم پيش بيني وقوع آن در زمان آينده مي باشد. مدل پيش بيني حجم ترافيک در کوتاه مدت يکي از بخش هايي است که از اين اطلاعات استفاده مي کند. اين مدل با بکارگيري اطلاعات شناسگرهاي ترافيکي هر معبر، حجم عبوري از يک معبر در لحظات پيش رو را پيش بيني ميکند، و از اين اطلاعات براي مديريت پيشگيرانه ترافيک ميتوان استفاده نمود. فهرست مطالبفصل اول : مقدمه 1-1- مقدمه. 11-2- اهداف قيمت گذاري راهها. 61-3- جمع بندي و نتيجه گيري. 8 فصل دوم : مباني نظري تحقيق 2-1- مقدمه. 112-2- هزينه هاي حمل ونقل. 122-2-1- هزينه هاي ثابت..............................................................................................................152-2-2- هزينه هاي جاري يا متغير............................................................................................182-2-3- هزينه هاي خارجي........................................................................................................202-3- قيمت گذاري حمل ونقل. 222-4- قيمت گذاري بر اساس هزينه خارجي. 222-5- پيش بيني حجم ترافيک. 252-6- کليات شبكههاي عصبي مصنوعي. 262-7- نرون بيولوژيكي. 272-8- شبكههاي عصبي مصنوعي. 282-9- تاريخچه شبكههاي عصبي مصنوعي. 302- 10- مدلهاي شبكههاي عصبي مصنوعي. 322-10-1- مدل رياضي ساختمان و عملكرد نرونها.......................................................................322-10-1-1- مدل نرون تك ورودي.. 332-10-1-2- توابع مورد استفاده در شبكه عصبي.. 342-10-1-3- مدل نرون چند قطبي.. 36 عنوان صفحه 2-10-2- ساختار شبكههاي عصبي............................................................................................372-10-2-1- شبكه تك لايه.. 372-10-2-3- شبكههاي چند لايه.. 382-10-2-3- شبکه پرسپترون.. 392-10-2-4- شبكههاي پسخور يا برگشتي.. 402-11 مزيتهاي استفاده از شبکههاي عصبي. 412-11-1- شبکههاي عصبي در مقابل کامپيوترهاي معمولي.......................................................422-12- رگرسيون. 432-13- جمع بندي و نتيجه گيري. 45 فصل سوم : مروري بر تحقيقات انجام شده 3-1- مقدمه. 473-2- تحقيقاترونهار. 573-3- تحقيقاتيانگوهوانگ. 613-4- تحقيقاتيانگومنگ. 633-5- تحقيقاتسوليوان وهاراکه. 653-6- تحقيقات صورت گرفته در ارتباط با پيش بيني ترافيک. 66 فصل چهارم : روش تحقيق 4-1- مقدمه. 704-2- تعريف سنگيني ترافيک. 714-3- پيامدهاي سنگيني ترافيک. 734-3-1- سنگيني ترافيک و تصادفات.......................................................................................754-4- محدود ساختن سنگيني ترافيک. 764-4-1- حجم ترافيک و راهنماي ظرفيت راه...........................................................................774-4-2- شرايط راه سواره رو.....................................................................................................794-4-3- وظايف عملکردي مسير ارتباطي و برآورد زمان تاخير...............................................814-4-4- سنگيي ترافيک تکرار شونده و غير تکرار شونده.....................................................834-5- راه حل هايي براي کاهش سنگيني ترافيک. 834-5-1- راه حل هاي مربوط به افزايش ظرفيت........................................................................844-5-1-1- توسعه و افزايش ظرفيت.. 85 4-5-1-3- مديريتمسيرها.. 874-5-2- راه حل هاي مربوط به تقاضا........................................................................................884-5-2-1- هزينه يابي حجم يا سنگيني ترافيک.. 884-6- برآورد هزينه هاي جانبي سفر. 914-7- تشريحمدلارائهشده. 954-8-1- مدل هاي ساده..............................................................................................................984-8-2- مدل هاي غير ساده.....................................................................................................1004-9- مدل ويکري. 1024-10 هزينه تراکم.. 1034-11- محاسبه هزينه تراکم توسط مدل توسعه يافته HCM... 1044-11-1- دادههايموردنيازمدل..............................................................................................1064-11-1-1- ارزشزمانسفر.. 1074-11-2 مطالعاتنمونهصورتگرفتهباتوجهبهمدلارزش زمان سفر..................................1074-12- پيش بيني حجم ترافيک. 1114-12-1- يادگيري شبكههاي عصبي..........................................................................................1111-1-12-4- الگوريتم يادگيري پس انتشار خط(BP) 1132-1-12-4 -ساختار مدل پيشنهادي.. 1164-12-2- رگرسيون چند متغيره................................................................................................1184-12-2-1- اهداف بررسي هاي علمي روش هاي چند متغيره.. 1194-12-2-2- كاربرد هاي روش هاي چند متغيره.. 1204-12-2-3- رگرسيون خطي ساده.. 1204-12-2-4- رگرسيون خطي چندگانه.. 1214-12-2-5- رگرسيون چند متغيره.. 1234-12-2-5-1 الگوي رگرسيوني خطي چند متغيره با متغير هاي توضيحي ثابت1234-13- جمع بندي و نتيجه گيري. 127 فصل پنجم : ارزيابي مدل پيشنهادي 5-1 مقدمه. 130 عنوان صفحه 5-2- هزينههايحمل ونقل. 1305-3- برآوردهزينهنهاييتراکم. 1325-3-1 داده هاي ورودي مدل...................................................................................................1325-3-1-1- ارزشزمانسفر.. 1335-3-1-2- توابع سرعت-جريان.. 1345-3-2- نحوه محاسبه متغير هزينه تراکم..............................................................................1365-4- برآورد سهم تردد در مسيرهاي جايگزين به ازاي سياستهاي مختلف اخذ عوارض 1395-5- مدلسازي شبکه عصبي. 1415-5-1- طراحي شبکه عصبي مصنوعي...................................................................................1425-5-2- ارزيابي شبکه طراحي شده.......................................................................................1435-6- مدلسازي رگرسيون خطي. 1465-6-1- روشتجزيهوتحليلدادهها.....................................................................................1465-6-2- نتايجآزمونمدلرگرسيون......................................................................................1475-7- شناسايي سيستم هاي اخذ عوارض. 1515-7-1- حالتهايکنونيشارژ..................................................................................................1535-7-1-1- شارژکاربرانراه.. 1535-7-2- روش هاي مستقيم.....................................................................................................1545-7-2-1- ثبت خارج از دستگاه.. 1559-7-2-2- شارژ دستي از طريق باجه هاي عوارض.. 1565-7-2-3- اسکن اتوماتيک از طريق تکنولوژي شناسايي خودکار وسيله نقليه1585-7-2-4- ترکيبي از جمع آوري دستي و الکترونيکي عوارض1615-7-2-5- ثبت در داخل وسيله نقليه.. 1625-8- جمع بندي و نتيجه گيري. 163 فصل ششم : نتيجه گيري و پيشنهادها 6-1-مقدمه. 1656-2- چارچوب تحقيق. 1656-3- نتيجه گيري. 170 فهرست جداول عنوان و شماره صفحهجدول4-1 : مشخصات مدل هاي ساده جريان ترافيک .................................................................... 98جدول 4-2 : معادلات مدلهاي جريان ترافيک غير ساده ..................................................................101جدول 4-3: نتايجکمينمونه هايموردياجراشدهحمل ونقلجادهايدرپروژه UNITE ..... 108جدول 4-4: ارتباطهزينه هايزمانوسوختدوگروهوسايلنقليه.............................................. 109جدول 4-5: نحوهمحاسبهمتوسطارزشزمانسفراتومبيل هايشخصي ...................................109جدول 4-6: ارزشزمانسفراتومبيل هادرکشورهاياروپاييدرهرکيلومتر ........................... 110جدول 4-7: نتايجمحاسباتيهزينهنهاييتراکمبرخيازآزادراههاياروپادرسال 2001 ....... 110جدول 5-1 : ارزش زمان سفر وسايل نقليه در کشور ايران در سال 1387 بر حسب تومان ......... 133جدول 5-2: ظرفيت هر خط عبور آزادراهها برحسب کيفيت ترافيک و سرعت طرح .................. 134جدول 5-3 : مقدار ضرايب بهينه تابع تردد خودروها .................................................................... 138جدول 5-4 : نتايج حاصل از طراحي شبکه ..................................................................................... 144جدول 5-5 : خلاصه مدل رگرسيون خطي ...................................................................................... 147جدول 5-6 : خلاصه نتايج آزمون فرضيات ......................................................................................148 فهرست شكل ها عنوان صفحه شکل 2-1 : عملکرد هزينه هاي حمل و نقل ...................................................................................... 14شکل 2-2 : روند تحليلي هزينههاي ثابت بر حسب ميزان بهره برداري ........................................ 16شکل 2-3: عملکرد هزينه هاي ثابت بر حسب تن-مسافت ............................................................ 17شکل 2-4: هزينه هاي متغير بر حسب عملکرد حمل و نقل ............................................................ 19شكل 2-5: تعادل عرضه بنزين با احتساب هزينه هاي آلوده سازي محيط زيست ......................... 21شكل 2-6: اجزاي اصلي يک شبکه عصبي بيولوژيک ...................................................................... 27شكل 2-7: مدل نرون تک ورودي ..................................................................................................... 33شكل 2-8: توابع مورد استفاده در مدل سلول عصبي ..................................................................... 35شكل 2-9: مدل چند ورودي يک نرون ............................................................................................. 36شكل 2-10: فرم ساده شده نرون با R ورودي ................................................................................... 37شكل 2-11: شبکه تک لايه با S نرون ................................................................................................ 38شكل 2-12: شبکه پيشخور سه لايه ................................................................................................ 39شكل 2-13: نرون شبکه پرسپترون .................................................................................................. 40شكل 2-14: بلوک تاخير زماني .......................................................................................................... 41شكل 2-15: شبکه تک لايه برگشتي .................................................................................................41شکل 4-1 : نمودار سرعت بر حسب تراکم ........................................................................................ 79شکل 4-2 : نمودار سرعت بر حسب جريان ...................................................................................... 80شکل 4-3 : نمودار زمان سفر بر حسي تقاضا ....................................................................................82شکل 4-4 : نمودار تقاضا بر حسب عرضه ......................................................................................... 89 عنوان صفحه شکل 4-5: نمودار هزينه متوسط و جانبي ....................................................................................... 92شکل 4-6 : جريان ترافيک در چند روز مختلف در طول شبانه روز ............................................... 96شکل 4-7 : نحوه ارتباط سرعت، جريان و چگالي در توابع جريان ترافيک ................................... 100شکل 4-8 : نمونه جريان ترافيک در بزرگراه ها .............................................................................. 101شکل 4-9 : نمودار سرعت – تقاضا در مدل ويکري ........................................................................ 103شکل 4-10 : نمودار هزينه حاشيه اي و هزينه تراکم ....................................................................... 104شکل 4-11 : ساختار مدل پيشنهادي براي پيش بيني جريان ترافيک .......................................... 117شکل 4-12 مراحل ساخت مدل پيش بيني حجم ترافيک ............................................................. 118شکل 4-13: رگرسيون خطی ساده .................................................................................................. 121شکل 5-1: انواعهزينه هايحمل ونقل .......................................................................................... 131شکل 5-2 : نمودار ترافيك عبوري خودروها را در بازه زماني يك ساعت .....................................137شکل 5-3 : نمودار ترافيك عبوري خودروها ...................................................................................137شکل 5-4 : نمودار مبلغ تراکم در ساعت هاي مختلف ....................................................................139شکل 5-5: ارتباط مابين تقاضا، عرضه و حجم ترافيک ...................................................................139شکل 5-6: مدل چهار مرحلهاي برنامه ريزي حمل ونقل ............................................................... 140شکل 5-7 : خروجي Train شبکه عصبي ........................................................................................144شکل 5-8: خروجي مربوط به اعتبار سنجي شبکه عصبي .............................................................144شکل 5-9 : خروجي مربوط به آزمايش شبکه عصبي ......................................................................145شکل 5-10: تعداد epochهاي مورد استفاده توسط الگوريتم يادگيري شبکه .............................145شکل5-11 : مقايسه خروجي شبکه عصبي با اطلاعات موجود ........................................................146شکل5-12 : مقايسه خروجي مدل رگرسيون با اطلاعات موجود ....................................................151 فهرست نشانه هاي اختصاري TDNN = Time delay neural networkBOT = Build-operate-transferPCI = Pavement Condition IndexPSI = Present Serviceability IndexMLF = Multi-layer feed forwardTTI = Texas Transportation InstituteBPR = Bureau of Public RoadsVOTT = Value of Travel TimeHCM = Highway Capacity ManualBP = Back Propagation فصل اولمقدمه و طرح مسئله 1- مقدمه 1-1- مقدمه بخش حمل ونقل نيز به عنوان يکي شاهرگ اصلي اقتصاد، نقش بسزايي در شکوفايي و توسعه جامعه ايفا مي کند. در کشور ما تاکنون اين بخش نتوانسته به جايگاه واقعي خود دست يابد. شايد به جرأت بتوان گفت که امروزه ملاك توسعه يافتگي کشورها پس از صنعت، مربوط به توسعه ارتباطات ريلي، جاده اي، هوايي و دريايي است. بنابراين حمل و نقل را مي توان به شرياني تشبيه کرد که موجب پويايي و شکوفايي اقتصاد کشورها مي شود.اگر امروز در جهان از خدمات حمل ونقل تحت عنوان صنعت ياد مي شود بخاطر گستردگي و اهميت اين خدمات به عنوان حلقه اتصال صنايع با يکديگر و عامل ارتباط ميان بازارهاي توليد و مصرف است . بدين خاطر است که بين نظام حمل ونقل و فرآيند توسعه اقتصادي و اجتماعي جوامع همبستگي شديدي وجود دارد و اقتصاد دانان، صنعت حمل ونقل را به عنوان نيروي محرکه توسعه مي دانند و کارآمدي و توانمندي آن را زمينه ساز توسعه پايدار مي شناسند. لذا چنانچه اين بخش از اقتصاد، مورد بي مهري و بي توجهي برنامه ريزان اقتصادي قرار گيرد يا به دليل سياستگذاري هاي نامناسب کارايي لازم را نداشته باشد، خواسته يا ناخواسته اقتصاد کشورها را با مشکلات جدي مواجه خواهد کرد.کشور ايران به دليل موقعيت جغرافيايي و دسترسي به آبهاي آزاد، از موقعيت ويژه اي در حمل ونقل منطقه برخوردار است. اينکه ايران موقعيت طلايي براي ترانزيت و عبور کالا را دارد بر کسي پوشيده نيست ولي متأسفانه طي دهه اخير، عليرغم گنجاندن اين مهم در راهبردهاي اقتصادي و برنامه هاي توسعه کشور، عملاً شاهد تحقق بهره برداري از اين پتانسيل نبوده ايم. يکي از مهم ترين عوامل زيربنايي براي توسعه هر کشوري، وجود يک شبکه کارا و مناسب جهت رفع نيازهاي حمل ونقلي آن است. بطور کلي حمل ونقل به جهت رفع نيازهاي مختلف اقتصادي، اجتماعي و دسترسي صورت مي گيرد و تقاضاي آن ناشي از تقاضا براي ساير بخش ها است (صفارزاده،هدايتي،1378).بين صنعت حمل ونقل و ساير بخش هاي صنعتي از منظر اقتصاد تفاوت هايي وجود دارد . فعاليت هاي حمل ونقل داراي هزينه ثابت بسيار بالا هستند که بيشتر صرف زيرساخت هاي حمل ونقل مي شود و براي ساخت زيرساخت هاي حمل ونقل نياز به سرمايه گذاري بلند مدت است. اين دو خصيصه از جمله ويژگي هاي بارزي هستند که حمل ونقل را از نظر اقتصادي، از ديگر صنايع جدا مي کند. بر همين اساس تامين منابع مالي و جذب سرمايه گذاري در اين بخش در مقايسه با ديگر بخش هاي اقتصادي با مشکلات بيشتري همراه است.حمل ونقل جاده اي به دليل خصوصيات ويژه اي که داراست (از جمله انعطاف پذيري در انتخاب مسير، ميزان بار، زمان سفر، دسترسي به نقاط مختلف، عدم نياز به تجهيزات بارگيري و تخليه) به عنوان متداول ترين شيوه حمل ونقل در کشورهاي مختلف محسوب مي شود. در ايران نيز علاوه بر ويژگي هاي خاص حمل ونقل جاده اي، موقعيت ويژه جغرافيايي، عدم پوشش گسترده شبکه ريلي در سطح کشور، فقدان مقررات محدود کننده در خصوص آثار منفي حمل ونقل جاده اي همچون مسائل زيست محيطي، سبب گشته تا درصد بسيار بالايي از حمل ونقل کالا و مسافر توسط اين زيربخش صورت گيرد، بطوريکه هم اکنون بيش از 90 % کل حمل بار و مسافر در کشور توسط جاده انجام مي شود(سازمان راهداري و حمل و نقل جاده اي، 1383).در حاليکه فعاليت هاي حمل و نقل بيش از 9% از توليد ناخالص ملي کشور را در بر مي گيرد و در حدود 5/7 ميليون نفر از شاغلان کشور در اين حوزه فعاليت مي کنند و همچنين بر اساس برآوردهاي کارشناسان در صورتي که تمام فعاليتهاي مستقيم و غير مستقيم حمل ونقل به حساب اين بخش منظور شود، ارزش افزوده آن بالغ بر 20 % از توليد ناخالص داخلي را تشکيل خواهد داد (سايت اينترنتي بانک مرکزي جمهوري اسلامي ايران، 1389).ضرورت توجه به حمل ونقل در کشور دو چندان نمايان مي شود. در برنامه چهارم توسعه و در ماده 28 آن بطور مشخص اقداماتي در اين خصوص پيش بيني شده است که بر اساس آن دولت موظف شده است اقداماتي را به منظور تقويت اقتصاد حمل و نقل، بهره برداري مناسب از موقعيت جغرافيايي کشور، افزايش ايمني و سهولت حمل ونقل بار و مسافر انجام دهد.علاوه بر اين موارد، افزايش جمعيت، روند رو به رشد اقتصاد کشور و گذر از درحال توسعه به توسعه يافته و استعداد ترانزيت بين المللي، لزوم توسعه و ساخت هر چه بيشتر زيرساخت هاي حمل ونقل را بيشتر نمايان مي کند. اما محدوديت منابع مالي و سرمايه، اکثر کشورهاي جهان و ازجمله ايران را به فکر يافتن راه حلي جهت تامين سرمايه مورد نياز توسعه زيرساخت هاي حمل ونقل انداخته است . کشورهاي مختلف خط مشي هاي متنوعي براي تامين سرمايه در پروژه هاي راهسازي در پيش گرفته اند. از روش هاي متداول اتخاذ شده از سوي دولت ها مي توان به وضع ماليات بر سوخت و ساير کالاهاي مرتبط با حمل ونقل، ماليات بر خودرو و دريافت عوارض از رانندگان وسايل نقليه اشاره نمود. معمولاً هزينه هاي دوره بهره برداري زيربناها نيز از محل اخذ عوارض از کاربران راهها تامين مي شود (پژوهشکده حمل و نقل،1389).در دهه هاي 80 و 90 ميلادي، در سطح دنيا تمايل بسوي ساخت زيربناهاي حمل ونقل با مشارکت بخش غيردولتي به جاي زيربناهايي عمومي و رايگان صددرصد دولتي، بسيار افزايش يافت . ساخت و توسعه راهها از طريق مشارکت بخش غيردولتي به دليل استحصال فوايد و نتايج مطلوبي همچون کمک به جبران کمبود بودجه عمومي جهت ساخت و نگهداري راهها، پاسخگويي به رشد تقاضا و نيز ارتقا کيفيت و مطلوبيت خدمات حمل ونقل فراگير شده است. همچنين قيمت گذاري راهها به عنوان فرآيندي مناسب جهت بازگشت سرمايه و هزينه هاي مديريت و نگهداري راهها، از سوي کشورها پذيرفته شده و در بيشتر آنها به اجرا درآمده است (Heggie,1995).بنابراين بايد اذعان داشت که امروزه قيمت گذاري راهها به يکي از اولويت هاي کاري در رئوس سياست هاي حمل ونقل در سراسر جهان تبديل شده است . بيشتر کارشناسان و اقتصاددانان حمل ونقل و همچنين سياست مداران متقاعد شده اند که قيمت گذاري راه، و هزينه هاي جانبي مربوط به آنها، راهکار مؤثري براي کسب و جذب منابع مالي جهت توسعه و بهبود سيستم هاي حمل ونقل و همچنين مديريت تقاضا و کنترل ازدحام روي راهها است.در مجموع با بررسي اجمالي وضعيت خدمات راهسازي و راهداري در ايران مي توان گفت: کشور ايران از نظر توسعه زيرساخت ها و بهبود شبکه راههاي خود داراي نياز زيادي است. تامين منابع مالي و سرمايه از مشکلات اصلي کنوني براي رفع نيازهاي زيرساختي است. همچنين در صورت عدم ايجاد فضاي منطقي و هدفمند براي ساخت آزادراهها با مشارکت بخش غيردولتي، مشکلات تقاضاي برآورده نشده دوچندان شده و آثار نامناسبي بر اقتصاد خواهد گذاشت. علاوه براين، در صورتيکه حتي بخش غير دولتي نيز به مشارکت بخش دولتي بيايد اما ساز و کار مناسب براي بازگشت سرمايه به سرمايه گذاران در نظر گرفته نشود، مشکلات بيشتري به دولت و سيستم حمل ونقل وارد شده و بار مالي زيادي به بودجه عمومي وارد مي شود.