فهرست مطالب

مهندسی حمل و نقل - سال نهم شماره 1 (پیاپی 33، پاییز 1396)

فصلنامه مهندسی حمل و نقل
سال نهم شماره 1 (پیاپی 33، پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مرتضی اسدامرجی، نسیم نهاوندی صفحات 1-15
    یکی از دلایل اصلی مرگ و میر در کشور تصادفات است به همین دلیل بررسی تصادفات و مشکلات ایمنی راه ها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. تصادف در اثر سه عامل انسان، راه و محیط اطراف و وسیله نقلیه ممکن است رخ دهدکه هریک از عوامل به تنهایی و یا مشترک با عوامل دیگر در وقوع آن سهم دارند. عامل راه و محیط اطراف با استفاده از شناسایی به موقع و رفع مشکلات قابل رفع است. ممیزی ایمنی مسیر در راستای رفع مشکلات عامل راه و محیط اطراف است. نقاط شناسایی شده در ممیزی ایمنی، به یک اندازه در بروز تصادف، جراحات و تلفات ناشی از آن نقش ندارند و برای تصمیم گیری مناسب و اصولی و بکارگیری راهکارهای موثر باید رتبه ریسک هر یک از نقاط و قطعه ها مشخص شود. به این منظور در این پژوهش با در نظر گرفتن شش معیار تصادفات، وضعیت حفاظهای کناری، علایم عمودی، علایم افقی، وضعیت روسازی و تراکم دسترسی ها یک الگوی گام به گام برای رتبه بندی قطعات یک راه برونشهری از لحاظ ایمنی ارایه شده است و در الگوی مذکور برای اولین بار 5 معیار ممیزی ایمنی و معیار تصادف انتخاب شده است. در مراحل گام به گام از روش بازدید میدانی و بررسی آمار تصادفات و روش شباهت به گزینه ایده آل استفاده شده است. به منظور اجرای الگو در یک محور برونشهری، راه اصلی دو خطه سنندج- کامیاران در استان کردستان به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و دلیل انتخاب محور مذکور تردد بالا، اهمیت و تصادف خیز بودن آن است. نتایج الگو نشان داد که پر ریسک ترین قطعات جاده نقاطی است که هم سابقه شدت تصادفات در آنها بیشتر است و هم عوامل با اهمیت ممیزی ایمنی مانند تراکم دسترسی و وضعیت روسازی در آنها وضعیت خوبی ندارد.
    کلیدواژگان: ممیزی ایمنی، شدت حادثه، نقطه حادثه خیز، شباهت به گزینه ایده آل
  • امیرسامان خیرخواه، حمیدرضا نویدی، معصومه مسی بیدگلی صفحات 17-36
    در این مقاله، مساله توزیع مواد خطرناک در شرایطی مورد بررسی قرار می‏گیرد که در آن از یک سو، توزیع‏کننده درصدد انتخاب مسیرهای اقتصادی با کمترین هزینه بر روی شبکه است و از سوی دیگر به منظور افزایش ایمنی حمل مواد خطرناک، آژانسی نظارتی به عنوان مهاجم، در صدد است که تصمیم توزیع‏کننده برای عبور از کمان‏های شبکه را تحت کنترل قراردهد و در صورتی‏که توزیع‏کننده از این کمان‏ها عبور نماید، از وی جریمه دریافت نماید. در این تحقیق، تعارض موجود بین دو تصمیم‏گیرنده در حالتی‏که آن‏ها درک یکسانی از اطلاعات شبکه ندارند، در قالب مدلی دوسطحی مدلسازی می‏شود. از آنجا که چنین مساله‏ای از نوع مسایل محاسباتی دشوار محسوب می‏شود و روش‏های دقیق برای حل این مسایل زمانبر است، دو الگوریتم فراابتکاری دوسطحی برای حل مساله توسعه داده می‏شود. همچنین به کمک نتایج حاصل از حل مسایل تصادفی در ابعاد مختلف، کارآیی الگوریتم‏های پیشنهادی در مقایسه با یکدیگر تحلیل می شوند.
    کلیدواژگان: حمله به شبکه، حمل مواد خطرناک، مسیریابی وسایل نقلیه، عدم تقارن اطلاعات، برنامه ریزی دوسطحی
  • حسن ادبی فیروزجاه، سید محمد موسوی گزافرودی، سیامک فرشاد صفحات 37-50
    برای برطرف کردن مشکلات کیفیت توان در شبکه ترکشن از جبران ساز توان استاتیکی ترکشن1 (RPC) در حضور ترانسفورماتور 11YΔ استفاده شده است. در این مقاله از قابلیت ترمز باززایی قطار و برگشت توان بهره گرفته شده است. به منظور برگشت توان در مدل بار ترکشن از یک پل تمام کنترل شونده استفاده می شود و ضرایبی مشخص به معادله جریان بار ترکشن اضافه می گردد. ترکیب قابلیت برگشت توان قطار و استفاده از RPC، به افزایش راندمان سیستم و بهبود کیفیت توان شبکه کمک می نماید. مرجع معادلات در طرح کنترلی سمت ثانویه ترانسفورماتور در نظر گرفته می شود. در این طرح کنترلی جریان های مرجع اکتیو و راکتیو و هارمونیکی از یکدیگر جدا شده و نیز از یک کنترل کننده PI برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خازن لینک DC استفاده می گردد. نهایتا با اعمال این طرح کنترل پیشنهادی، توالی منفی و هارمونیک جریان جبران شده و ضریب قدرت شبکه بهبود می یابد. به منظور اثبات صحت عملکرد تئوری جبران سازی مطرح شده، جبران ساز RPC توسط نرم افزار MATLAB/SIMULINK شبیه سازی شده و اعتبارسنجی می گردد.
    کلیدواژگان: جبران ساز توان استاتیکی ترکشن (RPC)، ترمز باززایی، توالی منفی جریان، هارمونیک جریان، ترانسفورماتور 11YΔ
  • مهدی فلاح تفتی، الهام احمدی سیروییه صفحات 65-86
    در این مقاله به بررسی تاثیر شمارشگر های معکوس تقاطعات چراغ دار از دو جنبه ایمنی و کارآیی ترافیک پرداخته شده است. پارامتر های تعداد تخلفات عبور از چراغ قرمز، نرخ زود شروع کننده، نرخ دیر ایست کننده و تعداد تصادفات جهت بررسی تاثیر آنها بر ایمنی ترافیک و پارامترهای سرفاصله اشباع ، نرخ جریان اشباع و تاخیر اولیه حرکت جهت بررسی تاثیر آنها بر کارآیی و ظرفیت تقاطع با مقایسه دو حالت شمارشگر معکوس روشن و خاموش مورد بررسی قرار گرفته اند. اطلاعات اولیه مورد نیاز از شش تقاطع واقع در شهرهای یزد و سیرجان با استفاده از تصاویر ویدوئی دوربین های نظارت تصویری استخراج و تجزیه و تحلیل شدند. مقایسه نتایج بین دو حالت شمارشگر خاموش و روشن نشان داد که تعداد تخلفات عبور از چراغ قرمز در حالت چراغ شمارشگر روشن بطور متوسط 16/1% کاهش یافته، تعداد تصادفات فاقد روندی مشخص بوده و نرخ زود شروع کننده جریان ترافیک در حالت شمارشگر روشن بطور متوسط 7/1% افزایش یافته است لکن آزمونهای آماری من- ویتنی در سطح اطمینان 95% نشان داد که تفاوت مشاهده شده برای این پارامترها به لحاظ آماری معنی دار نیست. بررسی تغییرات نرخ دیر ایست کننده ترافیک کل تقاطعات نشان داد که در حالت شمارشگر روشن این پارامتر به میزان34/2% کاهش داشته است و آزمون آماری من- ویتنی نشان داد که این تغییر به لحاظ آماری معنی دار بوده است. بررسی تاخیر اولیه شروع حرکت در مجموعه تقاطعات بررسی شده نشان داد که تفاوت معنی داری بین دو حالت شمارشگر خاموش و روشن وجود دارد. در این رابطه، میزان تاخیر اولیه در حالت شمارشگر معکوس خاموش به میزان 8/22% بیشتر از حالت روشن مشاهده گردید . آزمون t برای مقایسه سرفاصله اشباع و نرخ جریان اشباع بین دو حالت شمارشگر روشن و خاموش، تفاوت معناداری را در تقاطعات مورد بررسی نشان نداد.
    کلیدواژگان: شمارشگر معکوس چراغ راهنمائی، تخلف عبور از چراغ قرمز، نرخ زود شروع کننده، نرخ دیر ایست کننده، نرخ جریان اشباع
  • نسرین شاه حیدری، سید نادر شتاب بوشهری صفحات 87-104
    یکی از مسائل مطرح در حوزه حمل ونقل، انتخاب پروژه های سرمایه گذاری حمل ونقل بوده و یکی از زیر فصل های انتخاب پروژه های حمل ونقل، انتخاب پروژه های ساخت خیابانهای جدید و یا تعریض خیابانهای موجود در شبکه های حمل و نقل شهری است. تحقیقات زیادی در زمینه ارزیابی پروژه های ساخت و یا تعریض خیابانها در شبکه حمل ونقل شهری انجام شده است، اما تقریبا هیچ کدام از پژوهش های انجام گرفته، ارزیابی پروژه های تعریض خیابانها در شبکه حمل ونقل شهری را به تنهایی در نظر نگرفته اند. در این پژوهش ابتدا یک مدل ریاضی جهت انتخاب پروژه در شبکه خیابانهای شهری در حالتی که تنها تعریض خیابانهای شبکه مورد نظر باشد، معرفی شده، سپس یک الگوریتم ابتکاری جهت تعیین مجموعه خیابانهای کاندید جهت تعریض ارائه گردیده است. از آنجا که مسئله انتخاب پروژه در شبکه های حمل ونقل، از دیدگاه حل از نوع مسائل NP-hard است و یکی از زمان بر ترین قسمتها در حل این مسئله، حل زیر مسئله تخصیص ترافیک است، یک الگوریتم ابتکاری برای حل مسئله تخصیص ترافیک در این حالت، پیشنهاد شده است و در آخر از الگوریتم فراابتکاری تجمع ذرات جهت حل مدل انتخاب پروژه تعریض، استفاده گردیده و نشان داده شد که الگوریتم تجمع ذرات چه از نظر زمان حل و چه از نظر دقت حل نتایج قابل قبولی ارائه میدهد.
    کلیدواژگان: الگوریتم تجمع ذرات، الگوریتم تخصیص ترافیک فرانک، ولف، انتخاب پروژه در خیابانهای شهری
  • عرفان حسن نایبی، سیدحسام الدین ذگردی، محمدرضا امین ناصری، مسعود یقینی، هاشم کلانتری صفحات 105-137
    رخداد حوادث و اختلالات پیش بینی نشده در شبکه های ریلی موجب افزایش زمان های تاخیر قطارها، کاهش ظرفیت بالقوه مسیر، افت قابلیت اطمینان و استواری برنامه زمان بندی می شود. مدیریت اختلال در راه آهن، شامل مجموعه روش هایی است که جهت مدیریت رخدادهای پیش بینی نشده و کاهش انحراف از برنامه زمان بندی اولیه، اتخاذ می گردد. در این تحقیق، مسدودی موقتی بلاک های یک شبکه ریلی در اثر حوادث، به عنوان عامل اختلال در برنامه حرکت قطارها در نظر گرفته شده است. زمان شروع مسدودی و مدت زمان لازم برای رفع اختلال مشخص است. در مقاله حاضر، ابتدا مدل زمان بندی اولیه حرکت قطارها با هدف کمینه کردن مجموع زمان سفر قطارها ارائه خواهد شد. سپس مدل برنامه ریزی مجدد حرکت قطارها که توسعه یافته مدل زمان بندی اولیه است ارائه می شود. برنامه حاصل از مدل زمان بندی اولیه مبنای مقایسه بوده و به عنوان ورودی مدل زمان بندی مجدد در نظر گرفته می شود . مدل زمان بندی مجدد ارائه شده در این تحقیق می تواند در یک شبکه ریلی، برنامه جدیدی ارائه نماید که در آن مجموع وزنی تا خیرات قطارها در رسیدن به ایستگاه های مسافر گیری، کمینه شده و برنامه جدید کمترین انحراف را نسبت به برنامه اولیه داشته باشد. این برنامه جدید شامل تعیین زمان های حرکت قطارها در شبکه ریلی و تعیین ایستگاه های جدید جهت توقف برای اقامه نماز مسافرین است. به منظور افزایش سرعت حل مسئله، یک روش ابتکاری مبتنی بر محدود نمودن فضای جواب پیشنهاد شده است. جهت اعتبارسنجی مدل زمان بندی مجدد، از چند سناریوی مسدودی یک بلاک در مسیر تهران-اهواز-خرمشهر استفاده شده است. نتایج حل مسئله و مثال های واقعی نشان می دهد که مدل زمان بندی مجدد با ارائه برنامه زمان بندی مجدد در زمان معقول، از کارآیی مناسبی در تصمیم گیری بهینه در شرایط بروز اختلال از نوع مسدودی خط برخوردار است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی مجدد قطارها، مسدودی بلاک، مدیریت اختلال، شبکه ریلی
  • فاطمه صبوحی، علی بزرگی امیری صفحات 139-152
    در سال های اخیر شمار تلفات ناشی از حوادث ساخته دست بشر یا بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، طوفان و... افزایش چشمگیری یافته است.ابعاد وسیع خسارات و تلفات ناشی از این بلایا سبب شده است که طی سال های اخیر امداد رسانی به مناطق آسیب دیده و کاهش اثرات بلایا مورد توجه قرار بگیرد.که لازمه این کار مدیریت صحیح در زمان وقوع فاجعه است که سبب برنامه ریزی، سازماندهی، هدایت و کنترل فعالیت های ضروری می شود. تامین اقلام امدادی مورد نیاز پناهگاه ها یکی از مهمترین اقدامات در فاز پاسخ به فاجعه است. در این مقاله یک شبکه سه سطحی متشکل از انبارهای وسایل، مراکز تامین اقلام امدادی و پناهگاه ها در نظر گرفته شده و یک مدل ریاضی برای مسیریابی و زمان بندی همزمان وسایل حمل و نقل جهت توزیع اقلام امدادی ارائه شده است. در فرآیند توزیع اقلام امدادی، امکان خدمت گرفتن از هر مرکز تامین اقلام توسط چندین وسیله حمل و نقل، انبارهای چندگانه برای شروع حرکت وسایل امدادی و محدودیت ظرفیت برای وسایل و میزان عرضه اقلام در نظر گرفته شده است. به جهت اهمیت موضوع مدت زمان خدمت دهی در فاز پاسخ به فاجعه، هدف مدل پیشنهادی، کمینه سازی کل زمان رسیدن وسایل حمل و نقل به مراکز تامین و پناهگاه ها با در نظر گرفتن پنجره های زمانی سخت بیان شده است. در ادامه برای نشان دادن کارآیی مدل پیشنهادی، منطقه چهار شهر تهران به عنوان مطالعه موردی مورد بررسی قرار گرفته و مدل بر روی آن اجرا و نتایج محاسباتیارائه گردیده است. همچنین نتایج نشان می دهند که میزان موجودی اقلام امدادی در مراکز تامین، روی کل زمان امدادرسانی تاثیر گذار است.
    کلیدواژگان: بلایا، وسایل حمل و نقل، توزیع اقلام امدادی، مسیریابی و زمان بندی
|
  • Morteza Asadamraji, Nasim Nahavandi Pages 1-15
    Road crashes are one of main death causes in Iran. Therefore, studying accident records and roads’ safety problems are of significant importance. Human, environment and vehicles are three principal factors that may affect each crash individually or with others. The road factor is solvable by identifying and eliminating road troubles on time. The main goal in road safety audit is to solve environment and road problems. The detected points do not contribute to accidents and casualties equally. Thus, the points; risk level should be ranked in order to efficiently provide suggestions. A step-by-step method is introduced for road sections’ safety prioritization using 6 parameters of number of accidents, road side conditions, traffic signs, road markings, pavement status, and access point density. It’s the first time that five safety audit and accident factors are used in such models. Steps include field inspection, crash statistics analysis, expert interview, entropy, and TOPSIS. The case study is chosen as Sanandaj-Kamyaran road (Primary two-lane road) in Kordestan province due to its high traffic, importance and high number of accidents. The results reveal that the segments which are rich in accidental history and, also, suffer from important safety audit factors such as high intersection density and poor pavement quality, are of the highest risk.
    Keywords: Road safety audit, accident severity, incident-prone point, TOPSIS
  • Amir Saman Kheirkhah, Hami Reza Navidi, Masoume Messi Bidgoli Pages 17-36
    In this paper, we consider the problem of hazardous material distribution where the distributer chooses the routes on the network, and a regulatory agency controls the behavior of the distributer to traverse the specified routes. In these circumstances, the distributer wants to select some routes to minimize the total distributing costs. Most of the time, this occurs due to selecting risky arcs in which more individuals are exposed to risk. To prevent this and increase the capability to deal with the risk of hazardous material transportation through roads, the regulatory agency obliges carriers to traverse through the most secure arcs, though imposing more distribution costs.
    In reality, two decision makers may have different perceptions or asymmetric information about the network. To apply network interdiction models for real situations, we introduce the information asymmetry for these types of vehicle routing network interdiction problems and investigate its benefits and risks. For this purpose, a bi-level programming model is proposed and two bi-level meta-heuristics are suggested to solve this Stachelberg interdictor-evader game. The computational results showed that the developed co-evolutionary meta-heuristic algorithm could be more effective and more rational than the developed Bi-GA for these problems.
    Keywords: Network Interdiction, hazardous transportation, vehicle routing problem, information asymmetry, bi-level programming
  • Hassan Adabi Firozjah, Seyed Mohammad Mousavi Gazafroudi, Siamak Farshad Pages 37-50
    To resolve the problems of the power quality in traction grid, railway static power compensator (RPC) is used in present of an YΔ11 transformer. In this paper, ability of regenerative braking energy is implemented. A full-controlled bridge is used in the traction load model for return power and thus, specific coefficients are added into load current equation. In order to increase the efficiency of system and to improve the power quality, regenerative braking accompanied by RPC compensator is used. Equations reference of control scheme is considered in the transformer secondary side. In this control scheme, reference of active and reactive and harmonic currents is separated from each other and a PI controller is used to maintain a constant DC link voltage. Finally, by applying the proposed control scheme, negative sequence and harmonic current are compensated and network power factor is improved. For validation, RPC compensation theory performance is simulated by the MATLAB/SIMULINK software.
    Keywords: Traction static power compensator, regenerative braking, negative sequence current, harmonic current, transformersYΔ11
  • Mehdi Fallah Tafti, Elham Ahmadi Sirouyeh Pages 65-86
    This article reflects the findings of a study on the impacts of countdown timers on safety and performance of traffic at signal controlled intersections. Parameters such as late-stopping ratio, early start ratio, number of red light violations and number of accidents were examined to consider safety impacts of these timers. Additionally, saturation flow rate, saturation headway and start-up delay parameters examined to compare capacity and traffic performance at 6 signalized intersections located in the Yazd and Sirjan cities where the countdown timers where left on and then switched off. Data required for this purpose was provided from the video recordings of video surveillance cameras. Comparison between the timer on and off situations indicated that the number of red light violations reduced by about 1.16%, when the timer was on, the number of accidents showed no clear variation and early start ratio increased by about 1.7% when the timer was on. However, Mann-Whitney test based on a 95% Confidence interval showed that there was no significant difference between these two situations. Late-stopping ratio on average reduced by about 2.34% when the timer was on and Mann-Whitney test results showed that there was a significant difference between the two situations. . Investigation on start-up delay parameter indicated that there was a significant difference between the two situations. In this regard, start-up delay of all the intersections increased by about 22.8% when the timers were off. The t test for analyzing saturation headway and saturation flow rates indicated that there was no significant difference between the two situations.
    Keywords: Countdown timers, red- light violations, early start rate, late stop ratio, saturation flow rate
  • Nasrin Shah Heidari, Seyed Nader Shetab-Boushehri Pages 87-104
    One of the issues within the field of transportation is the selection of the transportation investment projects amongst which the selection of the projects dealing with the construction of the new streets or the expansion of the existing streets is of great interest. Although much research has been dedicated to the above-mentioned area, none has solely focused upon the expansion of the streets existing within the urban transportation network. The prime objective of the current study is to select a set of streets within the urban transportation network to enable the expansion purposes (e.g. in terms of budget constraint) as well as to optimize the travel time within the network.To fulfill the aforementioned goal, a mathematical model for the selection of projects within the urban network is proposed for the situations in which merely the expansion of the existing streets is required. Then, an innovative algorithm is introduced to determine the set of candidate streets for expansion purposes. Since the problem of project selection within the urban transportation system is an NP-hard problem from the solution perspective, with one of its most time demanding components being the solution of the traffic assignment sub-problem, and given that the expansion of the existing streets does not change the body and topology of the base network, an innovative algorithm is proposed to solve the traffic assignment problem in this situation, followed by the particle swarm optimization meta heuristic algorithm to solve the project selection model.
    Keywords: Project selection in urban transportation network, Frank-Wolfe algorithm, particle swarm optimization algorithm
  • Erfan Hassannayebi, Seyed Hesamodin Zegordi*, Mohammad Reza Amin-Naseri, Masoud Yaghini, Hashem Kalantari Pages 105-137
    Disorders in rail networks expand delays and reduce the reliability and stability of the schedule. Railway disruption management includes ways to manage the operations after the occurrences of unanticipated deviations from the original schedule. In this study, the temporary blockage of tracks in the rail network is regarded as a disruption. The occurrence time of blockage and its recovery time are given. In this paper, first the basic scheduling model with the objective of minimizing the total travel time of trains will be provided. The re-scheduling model is presented which is the extension of the basic model and the original schedule provided by the basic scheduling model will be used as an input for the re-scheduling model. The new plan includes a set of new departure times, dwell times, train running times and a set of new stops for trains on the rail network for passenger's praying. A heuristic approach was proposed to design the new plan within a reasonable time. To validate the model, the train re-scheduling model is tested for multiple disruption scenarios with different disruption recovery times on the Iranian rail network. The result indicates that the developed mathematical models have advantages in producing good recovery solution with respect to the time constraint.
    Keywords: Train rescheduling, blockage, Disruption management, rail network
  • Fateme Sabouhi, Ali Bozorgi-Amiri Pages 139-152
    In recent years, the number of fatalities due to such natural disasters as floods, earthquakes, storms and so on has been increasing. Large damage/fatality dimensions due to such disasters have caused relief to the affected areas and reducing the effects of disasters to be attended to. This necessitates proper management at the time of disaster which includes proper planning, organizing, directing and controlling the required activities. One of the most vital actions of disaster response phase is to provide necessary relief commodities of shelters. In this paper, a three-level network consisting of depots of vehicles, supply centers of relief commodities and shelters has been proposed for simultaneous routing and scheduling of transportation vehicles to distribute relief commodities. In relief commodities distribution operations, the possibility of getting service from each supply center by multiple vehicles, multiple depots for relief vehicles to start and capacity constraint for vehicles and commodities supplies have been intended to. The objective of the proposed model is to reduce the total time required by the transportation vehicles to reach the supply centers and shelters considering hard time windows. Next, to show the efficiency of the proposed model, we select the fourth region of Tehran city as a case study, run the model on it and present solution results. These results show that relief commodities supplies of supply centers affect total time of servicing.
    Keywords: Disaster, transportation vehicles, relief commodities distribution, routing, scheduling