فایل ورد کامل مقاله علمی درباره هوشمندسازی مدیریت ترافیک خط یک متروی تهران با بهره‌گیری از منطق فازی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله علمی درباره هوشمندسازی مدیریت ترافیک خط یک متروی تهران با بهره‌گیری از منطق فازی دارای ۲۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله علمی درباره هوشمندسازی مدیریت ترافیک خط یک متروی تهران با بهره‌گیری از منطق فازی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره هوشمندسازی مدیریت ترافیک خط یک متروی تهران با بهره‌گیری از منطق فازی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله علمی درباره هوشمندسازی مدیریت ترافیک خط یک متروی تهران با بهره‌گیری از منطق فازی :

چکیده

یکی از نتایج استفاده از مترو در کلانشهرها ، کاهش حجم ترافیک و افزایش قدرت پاسخگویی به نیازهای ترافیکی مدیریت حمل و نقل شهری و تسهیل آمد و شد شهروندان در سطح شهر است . با توجه به آنکه مترو در اشکال مختلف زیرزمینی ، روزمینی ، در ارتفاع و معلق سرویسهای خود را به شهروندان ارائه می دهد، نقش سیستمهای کنترلی در حوزه کارکردی ترافیک شبکه مترو از طریق نظم دهی به حرکت ناوگان قطارها و برطرف کردن بی نظمی های ترافیکی در صورت بروز اختلال و نیز بازگرداندن سیستم مترو به وضعیت عادی ، بخش مهم و پراهمیت مدیریت شبکه مترو است .در این تحقیق پس از بیان کلیات، با استفاده از منطق فازی به طراحی مدلی هوشمند برای کنترل ترافیک در شبکه مترو پرداخته می شود در واقع این مدل به شبیه سازی یک سیستم کنترلی ، جهت برطرف کردن اغتشاشات احتمالی در ترافیک شبکه مترو با استفاده از فازی می پردازد.

واژگان کلیدی: مترو ، قطار،کنترل هوشمند ،ترافیک ، منطق فازی

۱

مقدمه

از مترو بعنوان یک سیستم حمل و نقل انبوه در کلانشهرهای دنیا استفاده می شود . ویژگی مهم مترو حریمکاملاً حفاظت شده و جدا از سایر معابر عبور و مرور است . در قطارهای مترو واگن ها بزرگتر و سنگین ترند و ظرفیت جابجایی مسافران نیز بیشتر است . سرعت متوسط آن بین ۲۵ تا ۵۵ کیلومتر است و ظرفیت جابجایی این سیستم ها ۶۰۰۰۰ نفر در ساعت است. [۱ ] البته این سیستم می تواند علاوه بر مسافران درون شهری ، برای جابجایی و حمل مسافرانی که از شهرکهای اطراف به یک شهر بزرگ رفت و آمد میکنند ، بکارمی رود . مترو در خطوط حومه شهری معمولاً بزرگتر و سرعت جابجایی مسافران نیز بالاتر است. در سیستم مترو ، حرکت قطارها براساس یک جدول زمانبندی از پیش تعیین شده صورت می گیرد . هر بخش جدول نیز با توجه به مناسبت های خاص ماه ، هفته و روز برنامه زمانبندی خاص خود را دارد. [۱ ] جدول زمانبندی حرکت قطارها شامل اطلاعات مربوط به زمان های ورود ، خروج و مدت زمان توقف قطارها در هر ایستگاه می باشد. [۵ ] با توجه به اینکه سیستم مترو یک سیستم یکپارچه است ، کوچکترین تغییر در برنامه حرکت یک قطار ، باعث ایجاد تغییرات گسترده در جدول زمانبندی حرکت قطارها و کنترل ترافیک در شبکه مترو خواهد شد که سیستم ناگزیر از پذیرش تبعات و جبران آن است . از سوی دیگر جبران هرچه سریعتر اختلالات و انحرافات از جدول زمانبندی ، باعث استفاده بهینه تر از تجهیزات ، سرمایه های انسانی ، ناوگان ،نیروی الکتروموتورها ، ترمز ، انرژی و صرفه جویی در زمان کارکنان می شود. از سوی دیگر منطق فازی گونه ای بسیار مهم از منطق است که توسط پروفسور لطفی زاده در سال ۱۹۶۵ مطرح شد و به طور جدی در مقابل منطق دودویی ارسطویی قرار گرفت . از سویی در سیستم مترو ، قوانین حرکت همانند حداکثر سرعت مجاز با توجه به شرایط خط و یا حداکثر سرعت مجاز هر قطار در هر خط، با توجه به محدودیتهای سیستم حفاظت خودکار قطار ۱، باعث ایجاد محدودیت هایی در ارائه استراتژی های کنترلی می شود . در انجام این تحقیق ، ضمن بررسی نظام سنتی کنترل ترافیک در شبکه مترو ، لزوم ارائه یک سیستم کنترلی هوشمند با استفاده از منطق فازی ، مورد مطالعه قرار گرفته است که در نهایت به پیاده سازی یک سیستم کنترل ترافیک هوشمند با استفاده از منطق فازی منجر خواهد شد.

۱Automatic Train Protection

۲

طرح موضوع و بیان مسئله

کنترل ترافیک یکی از بحث های مهم در حوزه حمل و نقل و بویژه در صنعت حمل و نقل ریلی و مترو است[۱۰] .در یکی دو دهه اخیر با افزایش حجم تقاضای شهروندان برای استفاده از مترو و در نتیجه افزایش حجم ترافیک شبکه ریلی، مسئله کنترل ترافیک در سیستم مترو از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است [۱۱ ] و . [۱۳ ] از طرفی ناکارآمد بودن روش های سنتی کنترل ترافیک در مواجهه با اختلالات و اغتشاشات خطوط ریلی ، نظیر بروز تأخیر در اثر خرابی قطار ، خودکشی ، خرابی تجهیزات ، شکستگی ریل و ;. بر مدیران ارشد شرکت های بهره بردار مترو عیان شده است . بنابراین با توجه به رویکرد کشورهای توسعه یافته در کنترل ترافیک شبکه ریلی براساس جدیدترین فن آوری ها و برخورداری از به روز ترین دانش ها ، تحول در بخش ترافیک سیستم مترو از اهمیت بسیار بالایی برخوردار شده است . لزوم سرویس دهی بموقع و سریع به شهروندان و حفظ ایمنی در جابجایی مسافران مترو از یک سو و احتمال بروز اختلالات اجتناب ناپذیر در ترافیک ناوگان نقلیه ریلی از سوی دیگر اهمیت جهت گیری کنترل ترافیک ناوگان ریلی در سیستم مترو به سمت هوشمندی براساس روش های بنیادین و پیشرفته نظیر منطق فازی را بیش از پیش نمایان می سازد[۷] و [۱۱] و [۱۳] و .[۱۵]

قلمرو تحقیق

قلمرو موضوعی این تحقیق، هوشمند سازی ترافیک مترو از طریق فازی است.قلمرو مکانی این تحقیق در خط یک متروی تهران است.قلمرو زمانی تحقیق سالهای ۱۳۹۰ الی ۱۳۹۲ بوده و مبنای اخذ و تحلیل داده ها ،گزارشات آماری بانک اطلاعاتی متروی تهران در سال ۱۳۹۲ و نیز براساس آخرینخروجیهای نرم افزاریِِ سیستم کنترل ترافیک مترو بوده است.

ضرورتهای انجام تحقیق

برخی ضرورت های این تحقیق به شرح ذیل فهرست می شود : -۱ لزوم صرفه جویی در نیروی انسانی و تجهیزات شبکه مترو. -۲ لزوم کیفی تر شدن فرآیند کنترل ترافیک در سیستم مترو . -۳ لزوم افزایش ایمنی و دقت ناوگان ریلی در سفرهای مترو .

-۴ لزوم کاهش خسارتهای مالی و جانی در سیستم مترو .

۳

-۵ لزوم یکپارچگی کنترل ترافیک در مترو .

اهداف تحقیق

۱ کاهش خطای انسانی راهبران مراکز فرمان و کنترل ترافیک مترو در حرکتهای مسافری و یا مانوری.

۲ تسهیل ترافیک مترو در شرایط خاص نظیر خرابی قطارها ، خرابی خط ، اعزام حرکتهای فوق العاده و غیره.

۳ جبران سریع تأخیرهای ناشی از خرابی خط و قطار.
۴ افزایش ایمنی ناوگان مسافری بخصوص در حرکتهای مسافری شلوغ .
۵ استفاده از فن آوری های روز دانش بنیان و کاربردی نظیر رهیافتهای هوش مصنوعی و منطق فازی.
۶ نظارت کافی بر ایمنی سیر و حرکت قطارها و سایر وسایل نقلیه ریلی در حرکتهای مسافری و یا امدادی.

روش انجام کار

در این تحقیق پس از بیان کلیات و معرفی خصوصیات و ویژگی های مترو و طرح برخی مشکلات و ضعف های کنترل ترافیک سنتی ونیز تبیین جدول زمانبندی در شبکه مترو با استفاده از معادله ترافیک در مترو ، ضمن تشریح مشکلات و اغتشاشات ترافیکی به ارائه روشی هوشمند برای کنترل ترافیک در سیستم مترو با استفاده از منطق فازی خواهیم پرداخت. لذا روش کتابخانه ای به همراه روش های پژوهشی ، توصیفی ، علمی در کنار مدل های تجزیه و تحلیل و آنالیز ، مورد استفاده قرار گرفته و در نهایت الگویی در جهت هوشمند سازی ترافیک مترو با استفاده از منطق فازی ارائه شده است.

متغیرهای مفهومی کنترل ترافیک مترو

برخی متغیرهای مورد بررسی در مدل مفهومی کنترل ترافیک به شرح ذیل فهرست می شود : – زمان توقف قطار در ایستگاه براساس جدول زمانبندی و مشخصات ترافیکی خطوط .

۴

– زمان سیر قطار در مسیر خطوط .

– سرعت سیر قطار در خط براساس وضعیت فنی قطار(نظیر نیروی رانش، شیب و فراز خط ،قوس خط ، سوزن و 😉
– فاصله بین ایستگاه ها .
– جدول زمانبندی براساس مشخصات ترافیکی خطوط .
– معادله استاندارد ترافیک.

-۱ کنترل ترافیک در سیستم مترو

در سیستم مترو ، برنامه های زمانبندی حرکت قطارها بصورت مکانیزه و با لحاظ تمامی شرایط خاص نظیر ؛ مناسبت ها و تعطیلات هفتگی و غیره برای دوره های بلند مدت یا میان مدت تنظیم می شوند . مزیت تهیه مکانیزه جدول زمانبندی ، ضریب اطمینان بالا و دقت فراوان آن است. [۱۵] از سوی دیگررویدادهای غیرمترقبه نیز جدول زمانبندی را متاثر می سازد . در شرایط عادی ، قطارها می بایستی در فاصله گذارهای منظم و طبق یک برنامه دقیق مسیر خود را طی نمایند . از آنجا که عواملی نظیرخرابی قطارها و خط ، ممکن است به بروز اختلال منجر گردد ، لذا لازم است سیستم کنترل ترافکی انعطاف پذیر بوده و بتواند حرکت قطارها را مجدداً تنظیم نماید و در این راستا اقدامات لازم ، جهت جبران تاخیر بوجود آمده ، صورت گیرد . با مکانیزه کردن برنامه ریزی ترافیک حرکت قطارها ، می توان ورود و خروج قطارها را بصورتی منظم کنترل کرد .

-۱-۱ عوامل بروز اختلال در ترافیک سیستم مترو

انواع مختلفی از قطارها در خطوط مختلف متروی تهران دریافت و اعزام می شوند. اختلال می تواند تصادفی یا توسط رویدادهای برنامه ریزی شده ، ایجاد شود . مثالهایی از وقوع تصادفی اختلال عبارتند از[۶] و : [۷] تاخیر در پیاده و سوار شدن مسافران ،مسائل سیگنالینگ ، تاخیرهای عملیاتی ، خطاهای تجهیزات یا ماشین های ریلی ،آب و هوا ،تصادف ،مانع روی خطوط ، تاخیر پرسنل و مثالهایی از عوامل اختلالی که بوسیله رویدادهای برنامه ریزی شده ایجاد می شود: [۷] تعمیر خط ، تغییر ساعات شلوغی یا فصلی در نیازهای ترافیکی،کمبود تعداد قطارهای مورد نیاز براساس ظرفیت خطوط ، ناهماهنگی در جدول زمانی و غیره.

۵

-۲-۱پارامترهای فنی تاثیرگذار در کنترل هوشمند ترافیک ناوگان درخطوط مترو

جدول شماره ۱ برخی پارامترهای فنی تاثیرگذار بر کنترل ترافیک مترو و مقادیر آن را در متروی تهران نشان می دهد .

جدول (۱ پارامترهای فنی تاثیر گذار بر کنترل ترافیک در مترو
پارامتر فنی مقدار
ساعات سرویس ۲۳-۵
متوسط فاصله بین ایستگاه ها ۶۰۰ متر
متوسط قوس خط ۴۰۰ متر
متوسط شیب خط ۴ متر به ازاء هر ۱۰۰۰ متر .
متوسط سرعت قطار ۵۵ کیلومتر بر ساعت
متوسط عرض خط ۱۴۳۵ میلی متر
انرژی ( VCD ) 750 VDC یا ( overhead) 25 KV

متوسط هدوی ۶ دقیقه
متوسط زمان توقف قطار در ایستگاه ۴۵ ثانیه
مجموعه و نحوه دریافت انرژی Over Head یا Third Rail
مجموعه علائم ،سیگنالینگ و مدارات راه Auto Block / ATC / ATO / ATS / CTC

حداقل هدوی ۲ دقیقه
سمت راه اندازی قطار R / L

-۲ الگوریتم جریان فرآیند پیاده سازی سیستم هوشمند کنترل ترافیک مترو

بمنظور پیاده سازی هوشمند سیستم کنترل ترافیک در مترو لازم است بصورت مستمر شرایط ترافیکی خطوط بررسی و انحرافات از جدول زمانبندی تعیین شود که این مهم با ارزیابی دقیق پارامترهای تاثیرگذار بر ترافیک مترو و سیر و حرکت قطارها در خطوط مترو صورت می گیرد . شکل شماره ۱ الگوریتم کنترل هوشمند ترافیک در شبکه مترو را نشان می دهد .

۶