بخشی از مقاله
چکیده
یک سیستم مدیریت روسازی یک ابزار ارزشمند و یکی از عناصر مهم در زیرساختهای حملونقل بزرگراه است. بدلیل تغییرات سریع و رو به زوال رفتن سریع روسازی که باعث افزایش بار ترافیکی و اتلاف بودجه میشود، مقادیر زیادی از دادههای روسازی پیدرپی و بطور مداوم جمعآوری و به روز میشوند، که در نهایت منجر به تشکیل سریع پایگاه اطلاعاتی جامع روسازی خواهد شد. سیستم تخصصی مبتنی بر دانش برای حل مشکلات مختلف حملونقل توسعه داده شده است.
این مقاله، کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در مدیریت روسازی و توسعه تئوری و الگوریتم برای یک روش جدید درخت تصمیم گیری استنتاجی را ارائه میدهد که هممکانی بر اساس درخت تصمیم نامگذاری میشود. این روش توانایی تصمیمگیری پرسنل نگهداری روسازی و استراتژیهای بهبود روسازی را افزایش خواهد داد. این نظریه از کاستیها در الگوریتمهای استنتاجی درخت تصمیم گیری - قدیمی - زمانی که در استراتژی رفع نقص روسازی اعمال شده ناشی میشود.
الگوریتم پیشنهادی از هممکانی مشخصات و ویژگیهای اطلاعات مکانی انتقال یافته به پایگاه اطلاعاتی روسازی استفاده میکند. در الگوریتم پیشنهادی، یک رویداد متمایز میتواند به دو یا چند مقدار نسبت داده شده که در دامنه زمانی و مکانی به طور همزمان اتفاق میافتد وابسته باشند. در این مقاله کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در سیستم مدیریت روسازی و همچنین کاربرد درخت تصمیم هم مکان در مدیریت روسازی ارائه شدهاست.
مقدمه
در سراسر جهان روسازی یکی از عناصر مهم زیرساختهای حملونقل بزرگراه است. اگرچه میلیاردها دلار سالانه صرف نگهداری و بازسازی روسازی در ایالات متحده شده است. بدتر شدن شرایط روسازی باعث افزایش بارهای ترافیکی میشود و بودجه محدود در حال حاضر یک چالش پیچیده برای نگهداری و فعالیت های بهبود روسازی میباشد. در طول چند دهه گذشته، سیستم مدیریت روسازی ٌPMS برای مقابله با این چالشها تقریبا در هر حالت به منظور شناسایی نیازهای تعمیر و نگهداری، کمک به تخصیص بودجه، پشتیبانی تاثیر هزینه تصمیمگیری، کاهش هزینههای نگهداری و فعالیتهای توانبخشی روسازی تحت بودجه محدود ثابت، توسعه داده شده است.
اصطلاح »سیستم مدیریت روسازی« برای اولین بار شامل مدیریت همه جنبههای مربوط به فعالیتهای روسازی، ازجمله برنامهریزی، طراحی، تعمیر و بازسازی روسازی بزرگراه معرفی شد . از آنجا که معرفی مفهوم سیستم مدیریت روسازی در سال 1960 صورت گرفت، مدیریت روسازی در سال 1970 تا حد زیادی به سمت تصمیمگیری بهینه پیشرفت کرد و در سال 1990 یک دستاورد مهم اجرا شد.
نشان داده شده است که سیستم مدیریت روسازی یک ابزار با ارزش میباشد و میتوان در هزینهها صرفهجویی کرد و منافع سیستم بزرگراه را به حداکثر رساند. این سیستم بطور فزایندی در میان سازمانهای بزرگراه محلی محبوب شده است. از آنجا که بسیاری از کشورها و سازمانهای دولتی شهری متوجه مزایای داشتن یک سیستم پشتیبانی تصمیم شدهاند که این سیستم پشتیبانی تصمیم به آنها در پیدا کردن استراتژیهای مقرونبهصرفه برای اینکه شرایط روسازی خوب باقی بماند و همچنین حفظ یک سیستم بزرگراه را در سطح قابل قبولی از خدمات که همچنان به حمایت از رشد اقتصادی با مقدار منابع کم میپردازد کمک میکند.
اداره حملونقل آمریکا در سال 1991 با همکاری سازمان ملی هوانوردی و فضایی بر اساس بخش 5113 قانون سهام حملونقل برای قرن 21، استفاده از کاربرد تکنولوژی تجاری کنترل از راه دور و اطلاعات مکانی در برنامه حملونقل را آغاز کرد. برنامه مشترک با ناسا با برنامههای ویژه تحقیقات و مدیریت اداره حملونقل آمریکا اداره میشود. برنامه قصد داشت روی یک برنامه کاربردی منحصر بفرد و مقرون بصرفه سنجش از راه دور و فناوری اطلاعات مکانی برای ارائه دقیق تر و مؤثرتر و خدمات حمل و نقل پاسخگو با افزایش ایمنی و امنیت تمرکز کند. پنج - در اصل چهار - زمینه کاربرد این برنامه:
-1 ارزیابی زیستمحیطی، یکپارچه سازی، ساده سازی برای تصمیمگیری سریعتر در کاهش هزینه
-2 مدیریت زیرساختهای حملونقل برای بهبود بهرهوری خدمات تعمیر و نگهداری
-3 نظارت ترافیک، نظارت و مدیریت برای نظارت و مدیریت ترافیک و جریان حملونقل
-4 خطرات ایمنی و ارزیابی فاجعه برای حوادث ناخواسته و امنیت سیستمهای حملونقل حیاتی و بحرانی
-5 ساخت روسازی بزرگراه و باند فرودگاه، کنترل کیفیت و نگهداری
ساخت روسازی یکی از مهمترین جنبههای زیر ساختهای حملونقل است. کنترل کیفیت و ارزیابی روسازی برای برنامهریزی اولیه تعمیر و نگهداری روسازی بسیاری از مناطق، به خصوص در سیستم مدیریت روسازی مهم هستند. فناوری سنجش از راه دور با استفاده از امواج الکترومغناطیسی در بخشهای مختلف طیف انرژی میتواند تغییرات خواص فیزیکی و شیمیایی مصالح روسازی را منعکس کند. بنابراین، میتواند برای نظارت و ارزیابی روسازی مورد استفاده قرار بگیرد. این برنامه بیش از یکی دو سال در همکاری ناسا و یک کنسرسیوم از مراکز تحقیقات دانشگاه انجام شده است.
بررسی اجمالی سیستم مدیریت روسازی
یک سیستم مدیریت روسازی PMS، یک ابزار مهم و یکی از پارامترهای بحرانی و حیاتی زیرساختهای حملونقل بزرگراره است. اولین فکر و ایده به سال 1960 بر میگردد. با رشد سریع تکنولوژی اطلاعات پیشرفته بسیاری از محققان موفق به ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیاییٍGIS به PMS برای ذخیره سازی، بازیابی تجزیه و تحلیل و گزارش اطلاعات مورد نیاز تصمیمگیری برای محافظت مربوط به روسازی شدند.
چنین سیستم تلفیقی G-PMS نامیده شد. مهمترین ویژگی یک سیستم GIS این است که دادهها یا اطلاعات را به موقعیت مکانی آن لینک میکند - بعنوان مثال طول، عرض یا مختصات وضعیت صفحات - بجای اینکه از کیلومتر جاده یا سیستم مرجع نقطه بطور سنتی در سیستم حملونقل استفاده شود. قطعه مربوطه احتمالی مدل بهینه مدیریت روسازی را کشف کردند. برای برنامهریزی نگهداری جاده از الگوریتم ژنتیکی استفاده کردند. برای ارزیابی شرایط روسازی از دانش کشف شده استفاده کردند و آمادهسازی اطلاعات برای ساخت و تولید دانش کشف شده در پایگاه های اطلاعاتی، همچنین تولید و ترویج علوم را مورد بحث قراردادند.
افزایش تصمیمگیری در PMS
سیستم حملونقل بزرگراه برای جابجایی کالا و افراد در آمریکا و سراسر دنیا حیاتی و مهم است. روسازیها یک مؤلفه مهم زیرساختهای حملونقل بزرگراه هستند. به دلیل اینکه برای شبکه بزرگ بزرگراهها در هر ایالت، هر ساله مقدار بسیار زیادی پول در ساخت روسازیهای جدید و نگهداری و بهسازی َM&R روسازی موجود هزینه میشود، برای به حداکثر رساندن منافع و به حداقل رساندن هزینههای مرتبط با فرآیند، یک رویکرد سیستماتیک و علمی برای مدیریت روسازی مورد نیاز است.
بسیاری از محققان سیستمهای مختلف را برای مدیریت مؤثر روسازی و تصمیمگیری منطقی در ترکیب با GIS، دادهکاوی و کشف دانش، هوش مصنوعی و غیره توسعه دادهاند. بنابراین، اجرای کامل و موفق این پژوهش بطور قابل توجهی حمایت تصمیم مدیریت روسازی را افزایش خواهد داد، منافع را به حداکثر و هزینههای کلی مدیریت روسازی را به حداقل خواهد رساند، از این رو پژوهش مطرح شده برای یافتن دانش نامشخص و پنهان در دادههای روسازی تلاش میکند
از طرف دیگر، سیستم مدیریت روسازی یک ابزار برنامهریزی است که میتواند روسازی و خرابی سطحی ناشی از تاثیرات ترافیک و فرسودگی روسازی را مدلسازی کند که شامل یکسری از واحدهای تصمیم مورد استفاده برای تعیین چگونگی و زمان تعمیر سطح جادهها است. تصمیمگیریهای مدیریت روسازی مستلزم ترکیب دادهها و تمام منابع مکانی برای ساخت تصمیم است.
دادهها شامل دادههای جغرافیایی - بعنوان مثال، مختصات xy، عرض روسازی، تعداد خطوط، عرض لاین، محور مرکزی، دادههای اقتصادی مانند هزینه اولیه، هزینه کلی، وضعیت روسازی - مانند اندازه گیری مقاومت برابر ترمز ماشین، ترک خوردگی، شیار شدگی، تعداد ترافیک، وضعیت پلها - و دیگر دادهها - مانند تاریخ ساخت، ثبت موجودی ها، سوابق ساخت و نگهداری - میباشند
درک روابط بین دادههای وضعیت روسازی، محل خیابان، شبکهها برای ایجاد تصمیم مدیریت روسازی بیشتر مهم است. بنابراین، اجرای موفقیت آمیز این پژوهش تا حد زیادی درک ما از رابطه بین این دادههای وضعیت روسازی و مکان خیابان و شبکهها را افزایش خواهد داد، چون روشهای پیشنهادی برای ترکیب دادههای مکانی - مانند مختصات - x y و دادههای غیرمکانی - مانند دادههای آماری - در القای هممکانی درخت تصمیم تلاش میکند
