پروژه حمل و نقل هوشمند سامانه اتوبوس تندرو و کنترل در چراغ‌ های راهنمایی

توضیحات محصول

دانلود پروژه بررسی سیستم حمل و نقل هوشمند برای کنترل چراغ‌های راهنمایی در مسیرهای سامانه اتوبوس تندرو

تعداد صفحات: 11

چکیده:
هدف اين پژوهش معرفي سيستم هوشمند كنترل چراغ‌ راهنمايي در مسير اتوبوس توندرو است. الگوریتم کنترل چراغ راهنمایي هوشمند که از سیستم مکانیابی جغرافیایی و سایر ورودی های داده‌ای اتوبوس استفاده می‌کند و بخشی از شبکه سامانه اتوبوس تندرو طراحی شده در شهر ژوهانسبورگ را تشکیل می‌دهد و برای تقاطع چهار راه طراحی شده است تا باعث بالا رفتن رغبت شهروندان عمومي براي استفاده از حمل و نقل عمومي‌شود. این الگوریتم زمان انتظار اتوبوس‌ها را در تقاطع‌ها به حداقل می‌رساند و در مسير هر اتوبوس در هر تقاطع، مجهز شده است. نتایج مفهومي ارائه می‌شوند و با بررسی موردی یک مرحله اجرا شده واقعي مقایسه شده. توصیه‌هایی برای توسعه دادن و همچنين راهكارها و پيشنهادهايي براي بهبود ارائه شده.

فهرست مطالب:

1.       مقدمه

2.       تبیین مساله و ضرورت پژوهش

3.       مشخصات پروژه

·        محدودیت پروژه:

·        فرضیه های پروژه:

·        اهداف پروژه:

4.       ابزارهای استفاده شده

5.       متدولوژی بکار گرفته شده

6.       آنالیز متدولوژی و نتایج

7.       استفاده از سیستم

8. توصیه‌هایی برای تحقیقات بیشتر و پیشرفت

9.       نتیجه گیری

10. منابع
قابل ويرايش به همراه شكل و توضيحات كامل و دقيق براي درس راه سازي رشته عمران بسيار مفيد است.

1. 
   

این پژوهش طرح الگوریتم کنترل چراغ راهنمایي هوشمند را به منظور کاهش وقت ايست در پشت چراغ، در اتوبوس‌های BRT در تقاطع‌هایی ارائه و ارزیابی مي‌شود که در مسیرهای BRT طراحی شده قرار می‌گیرند. بعلاوه، طرح شبیه‌ساز برای ارزیابی تأثيرات چنین الگوریتم ارائه می‌شود. شبیه‌ساز امکان ارزیابی تأثير روی زمان‌های تأخیر اتوبوس‌ها را همانند تأثير روی ماشین‌های نزدیک تقاطع فراهم می‌سازد. الگوریتم فرض می‌شود که در صورتی موفق می‌باشد که زمان‌های انتظار اتوبوس‌ها بتواند بطور قابل توجهی با حداقل تأثير روی وسائل نقلیه‌ی شخصی کاهش یابد. پس زمینه‌ی اجمالی، تبيين مسأله و ضرورت پژوهش در بخش 2 قابل یافت می‌باشد، تعیین مشخصات مسئله در بخش 3، ابزارهای استفاده شده در بخش 4 و متدولوژی بکارگرفته شده در بخش 5 ارائه مي‌شود. بخش 6 حاوی نتایج تست و آنالیز برنامه ی توسعه یافته و بخش 7 و 8 در رابطه با استفاده از الگوریتم در سناریوهای دنیای واقعی و ایده‌هایی برای پیشرفت می‌باشند و در بخش 9 نتيجه‌ حاصل از اين پژوهش ارائه گرديده است.

1. تبیین مساله و ضرورت پژوهش

در ژوهانسبورگ، روند فعلی استفاده‌ی روزافزون از ماشین‌های شخصی وجود دارد. تنها در سال 2003، استفاده از وسائل نقلیه به جای حمل و نقل عمومی از 40% تا 53% از کل انتقال‌های فردی رشد کرد (شهر ژوهانسبورگ، 2003).

• راه‌حل‌های ترافیک کنونی:

شهر ژوهانسبورگ، شبکه‌ی حمل و نقل عمومی استراتژیک را پیاده‌سازی کرد که شهر را به شبکه ی حمل و نقل عمومی مبتنی بر گره تقسیم‌بندی کرد. شبکه‌ی حمل و نقل عمومی استراتژیک برای مسیرهای مستقیم در کوریدورهای خاصی طراحی شده است، در حالیکه پیوندهایی بین این گره‌ها ایجاد می‌کند.

• سامانه اتوبوس تندرو :

سامانه اتوبوس تندرو فرم بهینه‌سازی شده‌ی حمل و نقل اتوبوس می‌باشد که اغلب از زیرساخت جدیدی برای فراهم‌سازی خدمات معادل خدمات حمل و نقل ریلی فراهم می‌سازد.

• تقاطع‌ها و زمان‌های انتظار:

سه دلیل عمده برای کاهش زمان‌های انتظار اتوبوس‌ها در چراغ‌های راهنما وجود دارد. اولاً، با کاهش زمان‌های انتظار اتوبوس‌ها در چند تقاطع در مسیر اتوبوس، در میزان قابل توجهی زمان صرفه‌جویی مي‌شود.

1. مشخصات پروژه

• شناسایی مسئله:

مسئله‌ي تحقیقاتی در جلسه ای با مدیریت حمل و نقل شهر ژوهانسبورگ مطرح شد و با ارائه طرح، تصمیم گرفته شد كه همگام با معرفی اتوبوس‌های هوشمند با کارایی بالا، الگوریتم کنترل چراغ راهنمایي هوشمند كه برای تضمین کارایی آنها مورد نیاز می‌باشد در دست اجرا قرار گيرد (جي كلي، 2006).

• محدودیت پروژه:

گرچه شبیه‌ساز و الگوریتم نهایی این مفهوم را با استفاده از داده‌های دنیای واقعی ثابت خواهند کرد، تست دنیای واقعی کامل هنوز به منظور تایید نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی کامپیوتری مورد نیاز خواهد بود.

• فرضیه های پروژه:

به منظور توسعه‌ي شبیه‌ساز الگوریتم چراغ راهنمایي هوشمند (ITLAS)، فرضیه ها با توجه به تنظیمات چراغ راهنما، سخت‌افزار دردسترس و ترافیک بدون BRT ایجاد شدند. براساس جلسه هایی با شهر ژوهانسبورگ، فرض شده است که اتوبوس‌های BRT به GPRS مجهز خواهند شد و فرستنده ها (انتقال دهنده‌ها) قادر به انتقال مختصات و سرعت آنها خواهند بود.

• اهداف پروژه:

ارائه راهكاري ويژه براي استفاده بيشتر مردم از اتوبوس‌هاي همگاني مي‌باشد كه در راه تبيين اين هدف، موارد زير ملاك انجام اين ايده مي‌باشد:

خط ویژه، حق تقدم عبور برای چراغ، طراحی خاص وسیله نقلیه، طراحی خاص ایستگاه و فضای مورد نیاز بیشتر، سیستم جمع آوری بلیط هوشمند.

1. متدولوژی بکار گرفته شده

• الگوریتم ITLAS :

مرور: الگوریتم BRT برای استفاده با اتوبوس‌هایی طراحی شد که دارای سخت‌افزاری به شرح بخش 4.1 (معرفي بخش سخت‌افزار همين مقاله) بودند.

• همزمان‌سازی مجدد:

زمانی که تقاطع با چراغ‌های راهنما در تقاطع دیگری همزمان‌سازی مي‌شود، تعمیم چراغ‌های سبز یا کاهش چراغ‌های قرمز می‌تواند چراغ‌های راهنما را از حالت همزمان‌سازی درآورد.

• وقفه‌های BRT:

سیگنال‌هایی که از اتوبوس‌ها ساتع می‌شوند، وقفه‌های BRT نامیده می‌شوند، زیرا اجرای نرمال چراغ راهنماها را متوقف می‌سازند و جنبه‌ي هوشمند الگوریتم را شروع می‌کنند.

ارتباطات:

کد طراحی شده برای قرارگیری در گیرنده در گروه ارتباطات یافت مي‌شود. این کد، وقفه‌های BRT را براساس مدل جاری الگوریتم دریافت می‌کند، از این وقفه ها تا دستگاه وقفه‌ي BRT برای محاسبه‌ي اینکه کدام مدل باید برای کاهش زمان‌های انتظار استفاده شود، عبور می‌کند. بنابراین، روش مدل سبز تعمیم یافته یا مدل قرمز کاهش یافته، طبق گروه الگوریتم BRT نام گذاری مي‌شود.

• 
  

گروه تایمر خاص برای زمانبندی چراغ راهنماها ایجاد شده است. تایمر می‌تواند زمان خاصی برای شمارش برحسب ثانیه داشته باشد و همچنین می‌تواند مجددا تنظیم شود.

تأثير محدودسازی روی فاکتورهای دیگر:

دو فاکتور محدودساز می‌توانند توسط الگوریتم برای جلوگیری از ایجاد تراکم در تقاطع‌ها ذخیره شوند. دو زمان محدودسازی شامل ماکزیمم زمانی که چراغ سبز می‌تواند تعمیم یابد و حداقل زمان مجاز برای چراغ قرمز می‌باشند.

• شبیه‌ساز تقاطع:

مرور: شبیه‌ساز تقاطع بعنوان شبیه‌ساز مستقل برای تست الگوریتم های کنترل چراغ راهنمائی هوشمند ایجاد شده است. که بطور قابل توجهی از الگوریتم جدا شده است و بنابراین قادر به اجرای هر الگوریتم کنترل به زبان جاوا می‌باشد (جي. كونيهان، 2007)

1. آنالیز متدولوژی و نتایج

• آنالیز متدولوژی:

متدولوژی امکان توسعه‌ي کامل الگوریتم و شبیه‌ساز را فراهم ساخته است. با محدود سازی آنالیز به یک تقاطع، شبیه‌ساز قادر به برقرار ارتباط با چندین الگوریتم توسعه یافته است.

• شرایط تست:

به علت قابلیت ایجاد مجموعه‌ي ثابتی از وسائل نقلیه، برنامه می‌تواند به مقایسه‌ي متعدد مبتنی بر تست‌ها با استفاده از هر دو الگوریتم توسعه یافته و مدل نرمال عملیات چراغ راهنما نسبت داده شود.

1. استفاده از سیستم

• نکاتی برای پیاده‌سازی دنیای واقعی:

الگوریتم با استفاده از شبيه‌ساز براي داده‌های دنیای واقعی موفق بوده است و بنابراین باید پیاده‌سازی شود. با این حال، تست کامل باید برای تضمین این مسئله انجام گیرد که اطمينان حاصل شود كه الگوریتم بدرستی عمل می‌کند.

1. توصیه‌هایی برای تحقیقات بیشتر و پیشرفت

• نظارت اتوبوس:

اتوبوس‌ها می‌توانند سرعتشان را هنگام نزدیک شدن به تقاطع‌ها تغییر دهند. نسخه‌های آتی الگوریتم می‌توانند چراغ راهنماها را تنظیم کنند و بنابراین به نظارت اتوبوس‌ها از سیگنال‌های ساتع شده ادامه دهند.

• کنترل همزمان چندین اتوبوس:

با استفاده از الگوریتم فعلی که دو اتوبوس همزمان به تقاطع نمی‌رسند، الگوریتم تنها برای تطبیق یک اتوبوس در یک زمان طراحی شده است.

• تطبیق سایر وسائل نقلیه:

احتمالا بزرگترین حیطه‌ي در دسترس برای پیشرفت، توانایی ITLAS برای برداشتن سیگنال‌ها از سایر وسائل نقلیه می‌باشد.

راهکارها و سامانه‌های هوشمند طراحی شده برای مسیرویژه

o سامانه‌ي نظارت تصویری

o مدیریت تقاطعات و تخصیص اولویت به ناوگان حمل و نقل عمومی به کمک روش Late Start (کلیه تقاطعات مجهز به چراغ راهنمایی در طول مسیر خط BRT به سامانه کنترل هوشمند چراغ راهنمایی مجهز شده‌اند و برای جلوگیری از تاخیر حرکت اتوبوس‌ها در پشت چراغ قرمز از روشی تحت عنوان Late Start استفاده شده است

فعالیتهای شرکت کنترل ترافیک:

1. كنترل هوشمند و متمركز چراغهای راهنمایی (پایگاه SCATS).


2.  ایجاد سیستم پیشرفته نظارت تلویزیونی با استفاده از بستر ارتباطی فیبر نوری.

• مطالعات مهندسی ترافیك:

1. طراحی و اصلاح هندسی.


2. طراحی، پیاده‌سازی و بروز رسانی پایگاه داده‌های ترافیکی ( GIS).

1. نتیجه گیری

با ترکیب تکنیک‌های مهندسی اطلاعات و مهندسی ترافیک، الگوریتم هوشمند برای کنترل چراغ راهنماها در تقاطع‌ها در طول مسیرهای BRT توسعه یافت. شبیه‌ساز برای تست الگوریتم و نمایش گرافیکی نتایج نیز ایجاد شد.

مراجع:

علي مختاري موغاري، دكتر اسدالله كردنائيچ. (1390). مقاله استقرار، بهبود و توسعه اتوبوسهاي تندرو راه‌حلي براي كاهش ترافيك كلانشهرها.

دستورالعمل استاندارد BRT. (2012). منتشره از سوی موسسه بین المللی ITDP.

روزنامه دنیای اقتصاد، شماره ۱۵۶۲. 15/04/1378

City of Johannesburg (May 2003), Integrated Transport Plan 2003/2008, Volume 1

 

Johannesburg (CoJ): city in South Africa

. SPTN

. خدمات رادیویی بسته‌های اطلاعاتی