بخشی از مقاله
خلاصه
رد طراحی مسیر سیستم های انبوه بر حمل و نقل همگانی معمولاً دیدگاه های مبتنی بر سرعت و حرکت حاکم است در حالیکه در نظریه توسعه پایدار شهری، بیشترین تأکید بر اصل دسترسی است. این مطالعه با مبنا قرار دادن اصل دسترسی در مقابل سرعت و حرکت و توجه ویژه به خصوصیات جغرافیایی مناطق شهری از جمله مراکز عمده سکونت و اشتغال و فرم هندسی شبکه خیابانی و با به کارگیری الگوریتم کلونی مورچگان روشی را جهت طراحی مسیر خطوط انبوه بر حمل و نقل همگانی توسعه داده است. هدف از تحقیق، توسعه روشی برای طراحی مسیر با افزایش حداکثری سطح پوشش و کاهش فاصله نواحی شهری به استخوان بندی سیستم حمل و نقل همگانی است.
همچنین روش توسعه داده شده در شرایط شهر مشهد به کار گرفته شده و مسیرهای اصلاحی سیستم های انبوه بر حمل و نقل همگانی تعیین گردیده و با مسیرهای مصوب فعلی مقایسه شده اند. نتیجه تحقیق حاکی از افزایش سطح پوشش و کاهش درصد همپوشانی خطوط می باشد. داده های مورد نیاز به روش مطالعه اسنادی و از بانک اطلاعات مطالعات جامع حمل و نقل مشهد استخراج شده است. نتیجه این تحقیق مزایای به کارگیری اصول توسعه پایدار در طراحی سیستم های حمل و نقل همگانی را نشان می دهد.
.1 مقدمه
ترافیک یکی از بزرگترین معضلات کلان شهرهای کشور است .[1] باتوجه به هزینههای بسیار بالای حمل و نقل و تاثیر بسیار زیاد آن در اقتصاد کلان هر کشور، این مقوله به یکی از مهمترین مباحث مورد مطالعه در مجامع مختلف تبدیل شده است .[2] به این دلیل امروزه برنامهریزی حمل و نقل به یکی از جنبههای بسیار مهم برنامهریزی شهری تبدیل شده است. در این میان توجه و تقویت سیستمهای حمل و نقل همگانی و سوق دادن سفرهای شهری به این سیستمها نقش اساسی در بهبود ترافیک دارد. در واقع حمل و نقل همگانی به عنوان یکی از اجزاء اساسی حمل و نقل شهری، نقشی انکارناپذیر در بهبود زندگی شهری بر عهده دارد، به طوری که تصور یک شهر متوسط یا بزرگ بدون وجود انواع سیستمهای حمل و نقل همگانی غیر ممکن است.
شهرهای بزرگ دنیای امروز سهم حمل و نقل همگانی در سفرهای شهری را به بیش از 50 درصد رساندهاند. امروزه در شهرهای بزرگ، طراحان شهری برای اینکه بتوانند پاسخگوی نیاز مردم به جابجایی باشند، الگوهای توسعه را بر اساس حمل و نقل همگانی و گسترش آن استوار نموده اند. هدف از راهاندازی سیستمهای حمل و نقل همگانی، ایجاد امکان حمل و نقل سریع و ارزان برای کلیه اقشار جامعه و درعین حال کاهش اثرات منفی حمل و نقل مانند آلودگی هوا، ازدحام، آلودگی صوتی و نظایر آن است .
[3] از طرف دیگر با مد نظر قرار دادن تأکید صورت گرفته در ماده 30 قانون برنامه چهارم توسعه کشور مبنی بر توسعه و ارتقاء سهم حمل و نقل همگانی از سفرهای درون شهری به 75 درصد از کل سفرهای شهری، لازم است اقدامات عاجلی جهت بهبود و توسعه انواع سیستم های حمل و نقل همگانی در شهرهای کشور به منظور افزایش کارآیی آنها و جذب مسافر بیشتر صورت پذیرد .[4] یکی از راهکارهای علمی ارتقاء سامانه حمل و نقل همگانی شهر، بهینه سازی مسیر ناوگان حمل و نقل همگانی است .[5]
در این میان وضعیت شهر مشهد به دلیل وجود مرقد مطهر امام رضا - ع - هشتمین پیشوای شیعیان جهان و حضور سالانه میلیون ها زائر و مسافر نسبت به سایر کلان شهرهای کشور حساستر است. به این علت موضوع حمل و نقل و ترافیک و مشکلات آن در شهر مشهد همواره در کانون توجهات مسئولین ملی و محلی قرار داشته است. بر اساس مطالعات و برنامهریزیهای انجام شده، در شهر مشهد استفاده از دو نوع سیستم حمل و نقل انبوهبر شامل اتوبوس سریع شهری 1BRT و قطار سبک شهری 2LRT به عنوان استخوان بندی حمل و نقل همگانی مصوب شده است.مسأله تحقیق این است که در شهر مشهد خطوط استخوان بندی حمل و نقل همگانی در بخشهای زیادی - حدود 50 درصد طول خود - با یکدیگر همپوشانی دارند که این مسأله باعث کاهش سطح پوشش سیستم می شود.
هدف از تحقیق، توسعه روشی برای طراحی مسیر با افزایش حداکثری سطح پوشش و شاخص دسترسی سیستم حمل و نقل همگانی است. روش مورد نظر بر پایه اصول پایداری شهری، اهمیت دادن به اصل دسترسی در مقابل سرعت و حرکت و توجه ویژه به خصوصیات جغرافیایی مناطق شهری از جمله مراکز عمده سکونت و اشتغال و فرم هندسی شبکه خیابانی توسعه داده میشود. شایان ذکر است تعیین مسیر خطوط فعلی استخوان بندی حمل و نقل همگانی در شهر مشهد بر مبنای روش بکار گرفته شده در مطالعات جامع حمل و نقل یعنی شبیهسازی مسیرهای مختلف در قالب سناریوهایی در محیط نرمافزار 3EMME/2 - نرمافزار تخصیص ترافیک به شبکه - و تعیین سناریوی برتر از طریق بهینهسازی شاخصهای ترافیکی انجام شده است.
.2 سابقه تحقیق
مسأله بهینه سازی مسیر شبکههای بزرگ حمل و نقل همگانی، مسأله بسیار پیچیدهای است که با روشهای معمولی ریاضی بهینه سازی قابل حل نمیباشد. مشکلات متعددی در حل مسأله مذکور وجود دارد که از جمله آنها میتوان به غیرخطی بودن، نامحدب بودن، چند تابع هدفی بودن و نظایر آنها اشاره کرد .[6] یک روش ابتکاری برای حل مسأله بهینه سازی مسیر در شبکه حمل و نقل همگانی توسط مندل - 1979 - 4 ارائه شده که از دو مرحله تشیکل گردیده است. در مرحله اول، یک شبکه امکان پذیر اولیه ایجاد میشود و در مرحله بعدی، تابع هدفی به صورت کل زمان سفر استفاده کنندگان، شامل زمان سفر داخل وسیله و زمان انتظار کمینه میشود. این الگوریتم تقاضا را در مرحله ساخت شبکه امکانپذیر منظور نمیکند.
درالگوریتم مندل، تأکید برروی پوششدهی شبکه و مستقیم بودن مسیر است.[7] در سالهای بعد روشهای ابتکاری دیگری برای مسأله مکانیابی یک مسیراز شبکه سیستم حملونقل سریع با دیدگاه پوشش به جمعیت، در نظر گرفتن محدودیت فواصل بین ایستگاهی و در نظر گرفتن تقاضای مبداء- مقصد ارائه گردید . در مطالعات برونو1 و همکاران - 1998 - ، تنها وسیله رقیب با سیستم حمل و نقل همگانی، وسیله نقلیه شخصی بود. مدل ارائه شده در این مطالعه نسبت به دیگر مدل ها واقعیتر و دارای مبنایی منطبق با رفتار انسانی بوده است .[8]
در زمینه مطالعات داخل کشور نیز آیتی و باقری - 1385 - مطالعهای با هدف مسیریابی بهینه خطوط قطار سبک شهری در شرایط شهر مشهد انجام دادند. در این مطالعه از نتایج تخصیص ترافیک سال 1385 که توسط نرم افزار EMME/2 بدست آمده استفاده شده است. روش بکارگرفته شده در این مطالعه تحت عنوان روش پوششی معرفی شده است. معیارهای مورد استفاده در مطالعه مذکور اغلب جنبه کیفی داشته و غیر قابل اندازهگیری بودهاند.
برای تبدیل معیارها از حالت کیفی به کمی که قابل سنجش و اندازهگیری باشند از اطلاعات حجم ترافیک معادل همسنگ سواری روی کمانهای شبکه، حجم ترافیک معادل همسنگ سواری وسایل نقلیه همگانی - اتوبوس، مینی بوس - بر روی کمانهای شبکه، تعداد دفعات سوار و پیاده شدن مسافران حمل و نقل همگانی در ایستگاهها، استفاده شده است .[9] حسنینسب و همکاران - 1390 - مطالعهای را در زمینه مسیریابی بهینه حمل و نقل همگانی یکپارچه شبکه اتوبوس تندرو در شرایط شهر تهران انجام دادند. این تحقیق با استفاده از الگوریتم سرد و گرم کردن مجازی و سریع ترین فرود، بهترین مسیر و سرفاصله زمانی را برای اضافه کردن یک خط اتوبوس تندرو جدید به سیستم تعیین کرده است.
کل زمان سفر استفاده کنندگان شبکه اتوبوسرانی به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است - در اینجا منظور کمینه سازی تابع هدف بوده است - . براساس نتایج این تحقیق برای 20 درصد کاهش زمان سفر اتوبوس تندرو نسبت به اتوبوس در سه سناریو با مسیر و تعداد ناوگان اولیه متفاوت، کل زمان سفر استفادهکنندگان 27.1 ، 54.1 و 43.1 درصد نسبت به حالت بدون وجود اتوبوس تندرو، در شرایط ناوگان مشترک برای کل سیستم اتوبوسرانی کاهش یافته است .[3] صفارزاده و همکاران - 1392 - مطالعهای با هدف بررسی تأثیر تغییرات تقاضا در تعیین مسیر اتوبوس تندرو در یک سیستم یکپارچه انجام دادهاند. دراین مطالعه روشی در بررسی تأثیر تقاضای متغیر بر مسیریابی اتوبوس تندرو توسعه داده شده است.
همراه با درنظرگرفتن شبکه اتوبوس و اتوبوس تندرو به صورت یک شبکه اتوبوسرانی یکپارچه، متوسط زمان سفر استفادهکنندگان به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است و تغییر تقاضا در گرههایی که بر روی مسیر اتوبوس تندرو قرار میگیرند اعمال شده است. یافتههای این تحقیق در یک شبکه نمونه بررسی شده است. شبکه مورد استفاده برای ارزیابی نتایج این پژوهش از مطالعه مندل بدست آمده است که شبکهای واقعی در سویس به شمار میرود .[10] در تحقیق دیگری ستاک و همکاران - 1392 - مطالعاتی را با هدف توسعه مسأله مسیریابی وسایل حمل و نقل وابسته به زمان موسوم به 2TDVRP انجام دادند.
مسأله مورد بررسی در این تحقیق بر مبنای برآورد تقاضای مشتریان مدلسازی شده است. هدف اصلی در این مسأله حداقل کردن کل زمان سفر و هزینههای ناشی از آن است. در مدل توسعه داده شده در این تحقیق برای جلوگیری از مشکلات مفهومی ناشی از توابع زمان سفر گسسته، ویژگی خاصی برای تبدیل تابع سرعت به تابع زمان سفر پیوسته مورد استفاده قرار گرفته است. در نهایت نتایج بدست آمده ناشی از الگوریتم جستجوی ممنوع بر روی 40 مسأله نمونه اعمال شده و نتایج مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتهاند که حاکی از کیفیت جواب مناسب و زمان کمتر محاسباتی بوده است. در مطالعات مذکور اگرچه مسأله زمان عامل بهینه سازی سیستم می باشد لکن در واقع عامل هزینه یعنی کمینه شدن هزینههای سیستم مورد توجه قرار گرفته است .[11] ممتحن - 1382 - ، مطالعهای را با هدف بررسی سیستم حمل و نقل همگانی شهر مشهد و راهکارهای برطرف کردن مشکلات آن تا افق زمانی 1400 انجام داده است.
