بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی مدیریت روسازي راهها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی(AHP)
خلاصه
به منظور مدیریت بهینه روسازي راه هاي موجود لازم است علاوه بر شاخص هاي اقتصادي ، عوامل دیگر چون بهبود در شاخص هاي بهره برداري ، بهبود در وضعیت سازه اي روسازي و تأثیرات گزینه ها بر محیط زیست ، شرایط اجتماعی ،ایمنی و ... مد نظر قرار گرفته ودرتصمیم گیري نقش داشته باشند . وارد نمودن موارد فوق در اولویت بندي گزینه ها ، نیازمند یک تصمیم گیري چند معیاره است که در این مقاله تصمیم گیري بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام شده است . مهم ترین دستاورد این پژوهش ارایه مدلی جدید براي استفاده از خروجی نرم افزارهاي ELMOD- 5 , HDM-4 در تصمیم گیري چند معیاره است که این کار به کمک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) عملی می شود . با استفاده از این مدل تصمیم گیرندگان می توانند با تغییر در وزن معیارهاي تصمیم گیري و همچنین با آگاهی از دیدگاه هاي تمامی صاحبنظران به روش AHP گروهی ، مناسب ترین و بهینه ترین راه حل ممکن را براي مدیریت بهتر راهها انتخاب کنند
واژه هاي کلیدي : مدیریت روسازی ، مدیریت نگهداری راه ، تحلیل سلسله مراتبی((AHP ، سیستم مدیریت روسازی سلسله مراتبی (HPMS) ، تصمیم گیری چند معیاره و تعمیر نگهداری راه
مقدمه :
عملیات نگهداري راهها چنانچه در موعد لازم انجام شده و با انتخاب گزینه مناسب براي روش نگهداري صورت گیرد علاوه بر آنکه تخریب آنها را به تأخیر می اندازد ، به دلیل افزایش کیفیت سطح راه ، موجب کاهش هزینه هاي عملکردي وسایل نقلیه و باز بودن مداوم راه می شود . مهم ترین اهداف مدیریت راه را می توان به شرح زیر خلاصه کرد.
الف ) استفاده از رویکردهاي سازمان یافته براي تصمیم گیري در چارچوبی مناسب و مشخص ب) ارزیابی وضعیت راهها و تعیین بودجه و منابع مورد نیاز ج) انتخاب استانداردهاي مناسب براي نگهداري راه و طراحی فعالیتهاي مرتبط د) تخصیص بهینه منابع و امکانات ه) بازنگري مداوم سیاستها ، استانداردها و نحوه تأثیر فعالیتها .
به طور ساده ، سیستم مدیریت روسازي در دو سطح »شبکه « و »پروژه « به اجرا در می آید . در مدیریت روسازي در سطح شبکه ، تقدیم و تأخر پروژ ه ها و فعالیت هاي نگهداري و زمان بندي آنها با توجه به محدودیت هاي موجود تعیین می شود ، در حالی که در سطح پروژه ، روشهاي مختلف ترمیم و نگهداري براي یک پروژه خاص مورد ارزیابی و مقایسه قرار می گیرد .
ساختار مدل مدیریت روسازي سلسله مراتبی(: (HPMS
در این تحقیق ، مدلی براي مدیریت روسازي تهیه شده که در آن با بکار گیري تحلیل هزینه هاي چرخه عمر (LCCA) و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) ، روند اولویت بندي گزینه ها و تصمیم گیري در مدیریت روسازي بهبود می یابد . مراحل ساخت مدلHPMS به شرح ذیل می باشد :
تهیه داده هاي ورودي :
اولین گام در اجراي مدل((HPMS، تعیین متغیرهاي ورودي و شناخت قیدها و محدودیت هاي موجود است . اطلاع از تاریخچه ساخت و نگهداري یک روسازي براي پیشرفت یک پروژه از اهمیت زیادي برخورداراست . اطلاعاتی که در مورد تاریخچه روسازي باید جمع آوري شوند سازه روسازي و تاریخ اولین ساخت ، ضخامت و زمان اجراي روکش هاي بعدي ، تاریخچه نگهداري شامل وصله کاري و درزگیري ، اجراي آسفالت هاي حفاظتی و خصوصیات مصالح به کاررفته در هریک از مراحل اجرایی
ارزیابی و قطعه بندي روسازي :
انتخاب گزینه هاي ترمیم و نگهداري لازم است بر اساس نتایج ارزیابی وضعیت موجود روسازي صورت گیرد . ارزیابی روسازي راهها به دو بخش »کیفی « و » سازه اي « تقسیم بندي شده است . براي ارزیابی کیفی روسازي ، وضعیت ناهمواري ها ، ترکها و در مجموع خرابی هاي ظاهري سطح راه مورد توجه قرار می گیرد ، در حالی که ارزیابی سازه اي ، توانایی روسازي در تحمیل بارهاي وارده از وسایل نقلیه بررسی می شود. در مدل((HPMS عوامل زیر تعیین کننده نحوه قطعه بندي پروژه هستند . سازه روسازي ، ترافیک، تاریخچه ساخت ،رتبه ،یا طبقه بندي عملکردي روسازي ، ناهمواري ، تأسیسات زهکشی و وضعیت روسازي و شانه ها.
انتخاب اولیه گزینه هاي ترمیم و نگهداري :
معمولاً گزینه هاي ترمیم نگهداري با توجه به دو عامل انتخاب می شوند . اول ، سطوح استاندارد نگهداري هر کشور که در مورد نو ع راه مورد نظر اعمال می شود . دوم ، روشهاي نگهداري که با توجه به نحوة تأثیر آنها بر روسازي و امکانات و توانایی هاي موجود قابل انجام هستند . به طور کلی ، سطوح رسیدگی به معنی حداقل سطوح خدمت دهی قابل قبول از دیدگاه مؤسسات راه است . از مهم ترین معیارهاي مطرح براي سطوح رسیدگی که در نرم افزار HDM-4 نیز مورد استفاده قرار گرفته است ، می توان به شاخص IRI اشاره کرد . در این پژوهش ، سطوح رسیدگی پیشنهادي بر اساس همین شاخص و به شرح مندرجات جدول شماره (1) در نظر گرفته می شوند.
ارزیابی فنی و اقتصادي گزینه ها :
به منظور ارزیابی فنی و اقتصادي گزینه هاي مختلف در این تحقیق ، از نرم افزارهاي ELMOD – 5 , HDM- 4 استفاده شده است.
چهار چوب تحلیلی مدل HDM- 4 مبتنی بر مفهوم تحلیل چرخه عمر روسازي است . این مدل براي پیش بینی مواردي همچون روند اضمحلال راه ، اثرات وضعیت راه در بهره برداري ،اثرات استفاده کنند گان ، و اثرات اقتصادي ، اجتماعی و محیطی ، در خلال چرخه عمر یک روسازي که عموماً 15تا40سال می باشد ، به کار می رودر . HDM- 4 منافع اقتصادي ناشی از روش هاي مختلف نگهداري راه ، به وسیله مقایسه هزینه کل اجراي پروژه هاي مختلف نگهداري ، با یک گزینه مبنا که معمولاً نشان دهنده حداقل استانداردهاي رایج نگهداري است ، تعیین می شوند . همچنین هزینه هاي مربوط به طیف وسیعی از گزینه ها براي سالهاي متوالی دوره تحلیل تخمین زده می شود و کلیه هزینه هاي آتی براي سال مبناي مشخص شده ، برآورد می شوند . پ س از برداشت اطلاعات مربوط به افت و خیز روسازي با استفاده از دستگاه FWD ، با انجام محاسبات معکوس مدول الاستیسیته هر یک از لایه هاي روسازي و همچنین عدد ضخامت مؤثر روسازي تعیین می شود .
معمول ترین روش هاي محاسبات معکوس ، تحلیل اطلاعات به وسیله نرم افزارهاي Mich Back , Modulus , ELMOD – 5 و روش آیین نامه طراحی روسازي سالآشتور ( (1993 است. درمدل جدید از دستگاه افت و خیز سنج ضربه اي و نرم افزارELMOD – 5 به منظور تعیین مدول مؤثر کل روسازي به صورت یک لایه شامل لاي هاي آسفالتی و لایه هاي غ یر چسبنده ( اساس و زیر اساس ) ، معرفی می شود . سپس با در اختیار داشتن EP عدد سازه اي مؤثر روسازي (SNeff) با استفاده از رابطه زیر که از آیین نامه طراحی روسازي آشتو 1993 استخراج شده است به دست می آید. که در آن:
عدد ضخامت مورد نیاز روسازي (SNd) با استفاده از رابطه طرح روسازي آشتو (1993) و با سعی و خطا محاسبه می شود . این رابطه به شکل زیر است
باکسر عدد ضخامت مؤثر از عدد ضخامت مورد نیاز روسازي ، کمبود عدد ضخامت مورد نیاز به شرح زیر تعیین می شود.
نهایتاً مقادیر کمبود عدد ضخامت ، به عنوان شاخصی جهت تعیین ضریب اهمیت معیار مقاومت سازه اي در تابع هدف مدل (HPMS) مورد استفاده قرار می گیرد.
اولویت بندي گزینه ها به روش : AHP
استفاده از تحلیل سلسله مراتبی در مدل HPMS شامل مراحل زیر است: الف – تعریف هدف ب – انتخاب گزینه ها
ج) انتخاب معیارهاي تصمیم گیري د) تعیین وزن معیارها ه) ساخت تابع هدف و) اولویت گزینه ها
در مدل جدید پس از بررسی معیارهاي متعدد و تحقیقات پیشین و با توجه به تجربه کارشناسان راه ( با اخذ نظر خواهی مستقیم) مهمترین معیارهاي ارزیابی فنی و اقتصادي گزینه ها به شرح زیر انتخاب شد :
الف – پارامتر اقتصادي : نتیجه تحلیل هزینه هاي چرخه عمر روسازي در نرم افزار HDN -4، شاخص هاي اقتصادي متفاوتی است که مهم ترین آنها نسبت ( (NPV/Cost است . این نسبت که رابطه آن در زیر ارائه شده است ، براي تمام گزینه ها مشخص می شود و در مدل HPMS به عنوان شاخص معیار اقتصادي مورد استفاده قرار می گیرد . در رابطه فوق NPVi و NPV به ترتیب هاي ارزش خالص فعلی گزینه هاي ارزان تر و گران تر هستند و costi و costj نیز نشانگر هزینه آنها هستند
ب- راحتی سرنشین : زمانی که خودرو بر سطحی ناهموار حرکت می کند ، بیشترین ناراحتی سرنشینان ناشی از تغییر شتاب عمودي نسبت به زمانی است که این امر تحت عنوان »لرزش «شناخته می شود . تحقیقات انجام شده توسط Herman , Lio نشان داده است که انحراف معیار استاندارد لرزش ، به طور مستقیم با عدد سواري (RN) تعریف شده توسط مؤسسه NCHRP در ارتباط است . در همین تحقیقات اثبات شد که از دیدگاه استفاده کنندگان ،IRI به طور مستقیم نمی تواند توصیف چندان خوبی از کیفیت سواري باشد در HDM- 4 عدد IRI به عنوان شاخصی براي ناهمواري سطح جاده استفاده می شود که بخش عمده اي از هزینه هاي استفاده کنندگان متناسب با آن محاسبه می شود . نرخ افزایش IRI مستقیماً با بار ترافیک ، یعنی تعداد بار محوري هم ارز طی چرخه عمر روسازي ، سن رویه راه ، عدد سازه اي و شدت خرابی ها متناسب است.در مدل (HPMS) ، معیار راحتی سرنشین با استفاده از عدد سواري که به صورت زیر تعریف شده است سنجیده می شود که در آن :
