بخشی از مقاله
چکیده
تأخیر در تقاطعها بخش مهمی از زمان سفر در شبکههای خیابانی است که معمولا” در مدلهای تخصیص ترافیک یا در نظر گرفته نمیشود یا به صورت مقداری ثابت و مستقل از حجم ترافیک ورودی به تقاطع در نظر گرفته میشود. یک دلیل آن مشکلات ناشی از در نظرگیری توابع زمان تأخیر وابسته به حجمهای ترافیک ورودی های مختلف به تقاطع در مدل تخصیص ترافیک است. دلیل دیگر آن عدم وجود توابع تأخیر مناسب برای اندازهگیری تأخیر در تقاطعها برحسب میزان جریانهای ورودی به تقاطع، خصوصا” برای تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی، است. هدف از این مقاله ارایه چند تابع تأخیر ساخته شده برای تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی براساس اطلاعات گردآوری شده از چند تقاطع شهر تهران است.
١- مقدمه
یکی از اطلاعات مورد نیاز مدلهای تخصیص ترافیک در برنامهریزی حمل ونقل شهری آگاهی از میزان تأخیر در تقاطعهاست. زمان تأخیر در یک تقاطع به عوامل متعددی از جمله چگونگی رفتار رانندگان و شرایط خاص منطقهای، مشخصات فیزیکی تقاطع و خیابانهای ورودی به آن، حجم و ترکیب ترافیک در خیابانهای ورودی به تقاطع و حجم ترافیک حرکتهای مختلف در تقاطع بستگی دارد.
وابستگی شدید زمان تأخیر در تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی به حجم ترافیک تمام خیابانهای ورودی به تقاطع نه تنها کار ساخت مدلهای زمان تأخیر را دشوار میسازد، بلکه حل مسأله تخصیص ترافیک را نیز بسیار مشکل میسازد. در واقع در مدل تخصیص ترافیک مادامی که توابع عملکرد کمانها - توابع زمان سفر - حجم کمانها و توابع زمان تأخیر در تقاطعها - تنها تابعی از حجم ترافیک در خود آن کمانها باشند، میتوان نشان داد که مسأله قابل تبدیل به یک مسأله بهینه سازی محدب است که روشهای مناسبی برای حل آن وجود دارد
ولی اگر توابع زمان سفر- حجم کمانها و یا توابع زمان تأخیر در تقاطعها به حجم ترافیک سایر کمانها وابسته باشد، در این صورت مسأله تخصیص ترافیک قابل تبدیل به یک مسأله بهینه سازی محدب نیست و حل آن مشکل میشود. از اینرو، در تمام نرم افزارهای تخصیص ترافیک فرض بر آن است که تابع عملکرد هر کمان تنها به حجم ترافیک در خود آن کمان وابسته است.فرض بالا نه تنها برای تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی صحیح نیست، بلکه حتی در مورد زمان سفر در یک خیابان و زمان تأخیر در تقاطعهای با چراغ راهنمائی هم همواره صحیح نیست.
هر چند برای هر خیابان ورودی به تقاطع با چراغ راهنمائی، فرض عدم وابستگی زمان تأخیر به حجم ترافیک دیگر خیابانهای ورودی به تقاطع فرض قابل قبولی است، ولی در مورد تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی این فرض از قوت کمتری برخوردار است. باتوجه به سختی ساخت چنین توابعی در اکثر مواقع به جای استفاده از یک تابع برای برآورد زمان تأخیر از یک مقدارثابت به عنوان این تاخیر استفاده میشود.
یادآوری این نکته ضروری است که معمولا درتقاطعهای با حجم ترافیک بالا چراغ راهنمائی نصب میشود. در واقع در تقاطعهای بدون چراغ معمولا” حجم جریان ترافیک در برخی از خیابانهای ورودی به تقاطع کم است و در نتیجه میزان تأخیر پائین است. ولی در طراحی و توسعه شبکه های حمل ونقل که هنوز برآوردی از حجم جریان ترافیک در شبکه در دست نیست، محل تقاطعهای با حجم ترافیک بالا هم مشخص نیستند. از آنجا که برای دستیابی به یک برآورد خوب از میزان جریان ترافیک در خیابانهای شبکه بایستی برآورد قابل قبولی از میزان تأخیر در تقاطعها داشت، لازم است برای تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی هم توابعی که وابسته به حجم جریان ترافیک باشند در دست داشت.
در ادبیات حمل ونقل، مدلهای مختلفی برای برآورد زمان تأخیر در تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی پیشنهاد شده است که به طور مشخص به دو دسته قابل تقسیم هستند. دسته اول مدلهایی که براساس تعریف ] HCM٢[ از تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی ساخته شدهاند، دسته دوم مدلهایی که باتوجه به نحوه عملکرد تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی در ایران ساخته شدهاند.
کتاب HCM به منظور محاسبه زمان تأخیر حرکتهای مختلف تقاطع، بعد از محاسبه حجم ترافیک حرکتهای برخورد کننده با هر حرکت خیابان فرعی، ظرفیت واقعی خیابان ورودی را برای آن حرکت یافته و تأخیر هر حرکت را محاسبه میکند. سپس با استفاده از یک متوسط گیری وزنی زمان تأخیر حرکتهای مختلف هر ورودی متناسب با حجم ترافیک آنها به محاسبه زمان تأخیر کل ورودی میپردازد.
در مطالعه دیگری لو و کنت لال ]٣[ برای محاسبه کل زمان تأخیر وسایل نقلیه خیابان فرعی ورودی به تقاطع تابعی را ارایه کردهاند که این تابع متأثر از دو بخش ساخته شده است. بخش اول شامل زمان انتظار و در صف ماندن وسایل نقلیه جهت رسیدن به تقاطع و بخش دوم زمان تأخیر، از لحظه رسیدن به تقاطع تا موقع خروج از آن میباشد. العمری و بنکهال ]٤[ نیز برپایه مطالعات HCM موفق به ساخت تابعی شدهاند که کل زمان تأخیر حرکتهای خیابان فرعی را با توجه به میزان حجم ترافیک حرکتهای برخوردکننده با حرکتهای خیابان فرعی و نرخ رسیدن وسایل خیابان فرعی به تقاطع محاسبه میکند.
از آنجا که تعریف HCM از تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی ونحوه طبقه بندی حرکتهای مختلف تقاطع بر حسب رعایت تقدم با آنچه در ایران به عنوان تقاطع بدون چراغ راهنمائی شناخته میشود متفاوت است، در کلیه مدلهای ارائه شده فوق میزان زمان تأخیر تنها برای حرکتهای خیابان فرعی در نظر گرفته شده است، در صورتی که در ایران حرکتهای خیابان اصلی نیز دارای تأخیر مشهودی میباشند.
پژوهشکده شریف [5] در مطالعهای که بر روی یکسری تقاطع های بدون چراغ راهنمائی در ایران انجام داده است ، موفق به ساخت تابعی شده است که میزان کل زمان تأخیر را برای هر یک از ورودیهای تقاطع ، هم برای خیابان اصلی وهم برای خیابان فرعی ، با توجه به کل حجم ترافیک خیابان ورودی ویکسری مشخصات فیزیکی تقاطع و خیابان ورودی محاسبه میکند.
هدف این مقاله ارایه مدلهایی به منظور برآورد زمان تأخیر در تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی است که در درجه اول میزان زمان تأخیر هر ورودی تقاطع را بر حسب تابعی از کل حجم ترافیک آن ورودی در نظر گیرد و در درجه دوم میزان زمان تأخیر هر حرکت تقاطع را تابعی از حجم ترافیک آن حرکت و سایر حرکتهای ورودی به تقاطع در نظر گیرد.
٢- گرد آوری اطلاعات
برای ساخت مدلهای زمان تأخیر در تقاطعهای بدون چراغ راهنمائی اساسا” دو نوع اطلاعات مورد نیاز میباشد. اطلاعات مربوط به حجم ترافیک، و اطلاعات مربوط به زمان سفر عبور از تقاطع. به این منظور چهار تقاطع خرمشهر- نوبخت، فرحزادی - ایوانک، پاسداران - گلستان پنجم و پیروزی - پنجم نیروی هوایی در سطح شهر تهران انتخاب شدند. این تقاطعها بنحوی انتخاب شدند که اولا” از نظر نوع و تعداد خیابانهای ورودی به آنها متفاوت باشند، ثانیا” از نوع تقاطعهای رایج شهر تهران باشند.
به منظور گردآوری اطلاعات حجم ترافیک در این تقاطعها از روش فیلمبرداری استفاده شد. این اطلاعات به تفکیک نوع حرکت - راست، مستقیم، و چپ - و نوع وسیله نقلیه در بازههای زمانی ٥ دقیقهای مستندسازی شد. همچنین با استفاده از ضرایب همسنگ سواری برای وسایل نقلیه مختلف، که در جدول - ١ - ارایه شدهاند، کل حجم ترافیک همسنگ سواری برای هر حرکت محاسبه شد. از آنجا که در پیاده سازی اطلاعات شمارش حجم، تفکیک سواری و مسافرکش تقریبا” عملی نبود، با فرض اینکه ٢٥ درصد از سواریها مسافرکش هستند از ضریب ٢٥/١ استفاده شد.
جدول - ١ - . ضرایب همسنگ سواری برای انواع وسایل نقلیه.
