بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به ارزیابی مدل ظرفیت میدان ارائه شده در HCM2010 و مقایسه آن با مدل های موجود دیگر و نرم افزار AIMSUN می پردازیم. مدل ظرفیت میدان HCM2010 یک مدل رگرسیون غیر خطی بر اساس مفهوم فاصله زمانی وسایل نقلیه و مبتنی بر نتایج گزارش NCHRP572 می باشد.نقایص مختلف مدل ظرفیت میدان HCM2010 در این آیین نامه تشریح شده است. در این مقاله یک میدان با مشخصات هندسی معین فرض شده و مقادیر تاخیر سطح سرویس و طول صف و .... بر اساس مدل های مبتنی بر گزارش NCHRP572 محاسبه شده و با نتایج مدل شبیه سازی AIMSUN مقایسه می شود.
نتایج نشان می دهند که در میدان های دوخطه از بین مقادیر ظرفیت نهایی محاسبه شده مدل NORTH TUSCAY بیشترین ظرفیت نهایی و مدل HCM2010 کمترین مقدار ظرفیت نهایی را نشان دادند.به طور مقایسه ای در میدان های دو خطه مدل NORTH TUSCAY حدود 11 درصد بیشتر و مدل CALIFIRNIA حدود 6.3 درصد بیشتر و مدل HCM2010 حدود 7 درصد مقادیر کمتری از مقادیر ظرفیت نهایی محاسبه شده مدل AIMSUN نشان می دهند. در مقایسه مقادیر تاخیر کنترلی محاسبه شده مدل AIMSUN کمترین و مدل HCM2010 بیشترین مقدار تاخیر کنترلی را نشان دادند.
1 مقدمه
در مدل ظرفیت میدان HCM2010 روابط ظرفیت مبتنی بر تعداد خطوط میدان - خطوط گردشی و ورودی - برای میدان های یک خطه و دو خطه ارائه شده است.این مدل مبتنی بر فصل چهارم گزارش NCHRP572 می باشد که در راهنمای میادین TRB-FHWA مورد تایید قرار گرفته است.در ادامه مدل ظرفیت میدان HCM2010 توصیف شده و اهمیت کلی ابعاد اساسی مختلف مدل تشریح می شود. نقایص مدل ظرفیت میدان HCM2010 در فصل 21 این آیین نامه ارائه شده است.
2 تئوری و پیشینه تحقیق
تاکنون تحقیقات گسترده ای بر روی تحلیل عملکرد میادین صورت گرفته است و این تحقیقات روند تکاملی خود را طی کرده و ادامه دارند. بخشی از این تحقیقات بر روی مقایسه ابزارهای تحلیل میدان - دل ها و نرم افزارها - می باشند. بسیاری از مدل های موجود مبتنی بر گزارش NCHRP572 می باشند که در ایالات متحده انجام شده است. از این جمله می توان به مدل HCM2010 مدل SR-45 و مدل NORTH TUSCAY و مدل CALIFIRNIA اشاره کرد.
از بین نرم افزارهای تحلیلی نیز نرم افزارهای VISSIMو AIMSUN و PARAMICS وSIDRA را می توان نام برد که در مقایسه با دیگر نرم افزارها بیشتر بکار رفته اند.تحقیقات صورت گرفته توسط Goran Nikolic & et all بر روی نرم افزارهای موجود نشان می دهد که در این بین نرم افزارهای VISSIMو AIMSUNجواب های نزدیکتری به مشاهدات میدانی دارندبخصوص در حالتی که حجم ترافیک به ترافیک اشباع نزدیکتر شود.
تحقیقات صورت گرفته توسط Rahmi Akcelic & et all نشان می دهد که علی رغم اهمیت مشخصات هندسی میدان در عملکرد میدان باید مطابق گزارش NCHRP572 و متعاقبا HCM2010 با لحاظ کردن خصوصیات رفتار رانندگان مدل های تعیین ظرفیت و تاخیر میدان را تعریف کرد. این در حالی است که در مدل انگلستان مشخصات هندسی میدان به صورت پارامترهای مختلف به صورت پارامترهای جداگانه وارد مدل شده و تاثیرگذاری مستقیم دارند در حالیکه در مدل HCM2010 مشخصات هندسی حداکثر در تعداد خطوط ورودی و گردشی میدان به صورت مستقیم و در پارامتر رفتاری رانندگان به صورت غیرمستقیم لحاظ می شود.
تحقیقات صورت گرفته توسط Gazzari & et all نشان می دهد که در هر کشور یا منطقه بر اساس رفتار رانندگان باید ابتدا باید فاصله های زمانی مناسب را پیدا کرد و سپس از مدل های مبتنی بر NCHRP572 استفاده کرد
تحقیقات صورت گرفته توسط vasconcelos & et all نشان می دهد که در بین مدل های مبتنی بر فاصله زمانی مدل های تعریف شده بر اساس گزارش NCHRP572 تطبیق بیشتری از سایر مدل ها دارند.
3 بررسی مدل های موجود
در آیین نامه HCM2010 مدل ظرفیت میدان با توجه به تعداد خطوط گردشی و ورودی و بر اساس حجم ترافیک گردشی ارائه شده است.در مدل های ظرفیت ارائه شده توسط NCHRP572 و CALIFORNIA و NORTH TUSCANY نیز با منطقی مشابه و با توجه به شرایط محلی و رفتار رانندگان ناحیه مورد مطالعه مدل های مشابهی ارائه شده است. در جدول زیر به طور خلاصه روابط ارائه شده توسط آیین نامه های مختلف که همه بر اساس تعداد خطوط گردشی و ورودی و بر اساس حجم ترافیک گردشی می باشند ارائه شده است.این آیین نامه همچنین رابطه ای برای محاسبه تاخیر کنترلی میدان به صورت زیر ارائه می دهد.
جدول - 1 - مدل های ظرفیت HCM2010 و NCHRP572 و CALIFORNIA و NORTH TUSCANY
4 نتایج و محاسبات خروجی مدل ها
در این تحقیق مدل های مبتنی بر فاصله زمانی برای محاسبه ظرفیت و تاخیر کنترلی میدان های یک خطه با هم مقایسه شدند.در این مدل ها برای محاسبه ظرفیت و تاخیر کنترلی وسایل نقلیه سنگین و ضریب تعدیل وسایل نقلیه سنگین در نظر گرفته نشدند و ترافیک بر حسب وسیله نقلیه سواری فرض شد.میدان به صورت متقارن و چهار شاخه و ترافیک ورودی در تمام رویکردها برابر در نظر گرفته شد. از کل ترافیک ورودی 25 درصد گردش به راست و 25 درصد گردش به چپ و 50 درصد مستقیم فرض شد.
همچنین در مدل هایی که فاصله زمانی بحرانی فرضی است مقادیر فاصله زمانی بحرانی با هم برابر در نظر گرفته شدند. این نکته برای سایر پارامترهای فرضی نظیر زمان پشتیبانی و حداقل فاصله زمانی بین وسایل نقلیه نیز رعایت شد.در محاسبه ظرفیت نهایی میدان ظرفیت نهایی حالتی فرض شده است که مطابق تعاریف HCM2010 مقدار تاخیر کنترلی میدان برابر 50 ثانیه باشد. همچنین درجه اشباع میدان 95 درصد در نظر گرفته شده است. با این فرضیات نتایج به شرح زیر است:
روش های HCM2010 و California و NCHRP572 و North Tuscany - Italy - و مدل ایمسان
نتایج بدست آمده از این روش ها و مدل ایمسان مطابق جداول و شکل های زیر است:
جدول - - 2 مقادیر ظرفیت میدان یک خطه - ورودی یک خطه و گردشی یک و دو خطه - با روش های مختلف
