دانلود مقاله اعتبار جریان ترافیک بزرگراه، یک مفهوم تصادفی از ظرفیت

مقدمه: اندازه گیری متدوال و رایج اثر بخشی امکانات بزرگراهی معمولاً منعکس کننده زمان سفر به شکل تاخیر یا سرعت سفر است.

اخیراً مشخص شده است که برای ارزیابی عمل ترافیک بزرگراه این پارامترها کافی نیستند آنها تاکید زیادی برروی اختلافات کوچک در زمان سفر دارند در حالی که تفاوت زیاد و معنی دار بین ترافیک روان ترافیک متراکم و بهم فشرده بدرستی بیان شده است.

علاوه بر این هنگامی که میزان تقاضا از ظرفیت فراتر رود ارزیابی های کیفی قدیمی و سنتی شده و دچار شکست می شوند.

زیرا آن به سادگی اشکال مورد در این مورد را بیان می‌کند.

با وجود این بارهای اضافی بزرگراهی متوقف و زودگذر (کاملا) رایج هستند.

این دلیل بیان می‌:ند که چرا ارزیابی های کیفی مقادیر مختلف تراکم و انباشتگی بزرگراهی نیز به همین اندازه لازم و ضروری است (سی اف.

شاور 2003) در راهنماهای مهندسی ظرفیت در اطراف جهان بطور سنتی و رایج ظرفیت یک بزرگراه به عنوان یک مقدار ثابت همچون HCM (2000) در نظر گرفه می شود تردیدهای در مورد این (ماهیت) ظرفیت ها به عنوان مقادیر ثابت توسط پونزلت (1996) بیان شد او نشان داد که شرایط خارجی همچون سطوح جاده ای خیس و خشک، روشنی روز و تاریکی و هدف رایج بزرگراه ( ترافیک ناشی از رفت و آمد مکرر در مناطق کلان شهری یا مسافت طولانی) ظرفیت ها تغییر می‌کنند.

علاوه براین چند تن از نویسندگان ثابت کردند که در حقیقت حتی تحت شرایط خارجی ثابت.

را می‌توان ظرفیت های مختلفی را در بزرگراهها مشاهده کرد ( الفتریاد و همکارانش 1995، منیدرهود و همکارانش 1997 و پرسود و همکارانش 1998 و کوهن و آنستت، 1999، لرنزو الفنریاد و 2000 و اکاهورا و همکارانش 2000) برای اثبات تغییر پذیری جریانهایی که قبل از یک اختلال هستند ( تغییر پذیری جریانهای مقدم بر اختلال) بسیاری از نویسندگان تنها اختلالات ترافیکی در سرعتهای جریان مختلف را مشاهده کردند.

با وجود این ما برای بررسی خیلی منظم به یک مفهوم تئوری جامع و کامل نیاز داریم مفهوم اصلی تصادفی بودن ظرفیت ( ظرفیت تصادفی) بر طبق MCH2001) ظرفیت یک بزرگراه به عنوان حداکثر سرعت جریانی که بطور منطقی می‌توان برای حرکت یک وسیله تحت شرایط کنترلی و ترافیکی و؟؟

متدوال انتظار داشت.

تعریف می‌شود به بیان دیگر عبارت “ظرفیت” یعنی ماکزیمم سرعت جریانی که ‌می‌تواند به عنوان حجم ترافیک در پایین تر از جایی که عمل وسیله قابل قبول است و در بالاتر از جایی که- در مورد تقاضای بالاتر- عمل مناسب رد شده و دچار شکست می شود، تعریف می شود انتقال (جابه جایی) بین عمل مناسب و شرایط جریان غیر قابل قبول،“ اختلال” نامیده می‌شود.

دریک بزرگراه زمانی که (متوسط) سرعت ترافیک از یک سطح سرعت قابل قبول به یک مقدار خیلی کمتر از شرایط (متراکم) و انباشته کاهش یابد.

یک چنین اختلالی اتفاق می‌افتد این انتقالات معمولاً شامل یک کاهش سرعت نسبتاً ناگهانی است.

با وجود این بسته به فرهنگ عمومی رانندگی، ممکن است ناگهانی بودن این اختلال از یک کشور به کشور دیگر متفاوت باشد.

با این تعریف مشخص می شود که ظرفیت اصلاً یک مقدار ثابت نیست.

یک مقدار ثابت می‌تواند بدین معنا باشد که در یک ظرفیت مشخصی چونveh/h 3600- در حالت تقاضای veh/h 599/3، ترافیک باید روان باشد و در حالت تقاضای veh/h 3601 ترافیک باید انباشته و در هم فشرده باشد.

این بطور واضح نشان می دهد که تقاضایی که باعث اختلال می‌شود در جریان ترافیک واقعی تغییر می‌کند و اینکه سرعت جریان اختلال به رفتار راننده های مختلف در ترکیب با منظومه محلی خاصی در بزرگراه وابسته است.

بنابراین پذیرفتنی است که میزان اختلال باید همه خصوصیات یک متغیر تصادفی را داشت هباشد.

با استفاده از مفهوم تصادفی بودن ظرفیت بزرگراه- لازم است تا در مورد تابع توزیع ظرفیت بیشتر مطالعه کرده و اطلاعات بیشتری بدست آوریم.

با وجود این تعریف آن یک کار ساده ای نیست.

واضح است که هر روش تحلیلی باید بوسیله یک تحقیق تجربی گسترده و جامع حمایت شود بررسی های جریان ترافیک در بزرگراهها، مقادیری از سرعتهای جریان ترافیک و میانگین سرعتها در طی فواصل زمانی بررسی (مشاهده) معین ( پیوست ز) را بهم جفت می کند بر طبق تعریف ظرفیت اگر متوسط سرعت از یک مقدار استانه ای معین بیشتر شود ( یعنی در حدود 70 کیلومتر بر ساعت برای شرایط بزرگراهی آلمان) در اینصورت میزان مشاهده کمتر از ظرفیت خواهد بود با یک میانگین سرعت کمتر از میزان آستانه جریان ترافیک متراکم و بهم فشرده می‌شود.

بنابراین در طی فاصله زمانی بین این دو مشاهده جریان باید از ظرفیت بیشتر باشد با وجود این خود ظرفیت مستقیماً نمی‌تواند اندازه گیری شود.

علاوه بر این احتمال کمی وجود دارد تا در این رابطه مهم تقاضاهای بیشتر مشاهده شود چون احتمال بیشتری وجود دارد که قبل از اینکه آنها اتفاق بیفتند.

قبلاً در طی فواصل زمانی خیلی در حجم های کمتر یک اختلال ایجاد شود هر دو اثر تخمین تابع توزیع ظرفیت را مشکل می‌سازند.

که به صورت زیر تعریف می‌شوند جای که، Fe(q) = تابع توزیع ظرفیت c= ظرفیت q= حجم ترافیک یک روش تخمین عملی اولین بار توسط دانشمند بنام وان تورنبرگ (1986) نشان داده شد و توسط میندرهود و همکارانش (1997) مورد بحث و بررسی قرار گرفت تحقیقات نشان داده شده در اینجا، براساس این ایده است.

با وجود این به نظر می‌رسد که لازم است تا برخی از فرضیات اصلی این روش اصلاح شده و تغییر کنند روشی که توسط وان تورنبرگ(1986) پیشنهاد شده.

براساس شباهت آماری آنالیز داده های طول عمر است.

این آمار، در فرمولاسیون اصلی آن برای تشریح خصوصیات آماری مدت زندگی انسان بکار می‌رود علاوه بر این معمولاً برای آنالیز دوام و ماندگاری اجزاء اختصاصی از آن استفاده می شود.

در این متن تابع توزیع طول عمر به صورت زیر است: که F(t) = تابع توزیع طول عمر = P(Tt) اغلب براساس آزمایشاتی با مدت محدود، توزیع های طول عمر، تخمین زده شده و ارزیابی می‌شوند.

در نتیجه طول عمر چندین فرد خاص از مدت آزمایش بیشتری می‌شود و بنابراین قابل اندازه گیری نمی‌باشند.

تنها چیزی که می‌توان بیان کرد این است که این طول عمرها طولانی تر از مدت آزمایش است.

با وجود این حتی این اطلاعات نیز ارزشمناد هستند این داده ها “داده های بیان بندی” نامیده می‌شوند.

اگر یک اختلال ترافیکی به عنوان یک حادثه شکست و خرابی در نظر گرفته شود در این صورت برای تخمین ظرفیت C می‌توان ارزشهایی استفاده کرد که شبیه T هستند.

شباهت کلی بین آنالیز ظرفیت و آنالیز داده های طول عمر در جدول 1 داده شده است.

برای تخمین و ارزیابی داده های توزیع براساس نمونه هایی که شامل داده های بیان بندی است.

می‌توان از آمار حاصل از آنالیز داده های طول عمر استفاده کرد.

برای تخمین تابع بقاء یک روش غیر به رامتری وجود دارد که روش محدود مبادله (plM) نامیده می‌شود و توسط کپلان ومیر (1988) شرح داده شد که تابع بقاء تخمینی nj= تعدا افراد خاص با طول عمر dj= میزان فوت ها در زمان tj معمولاً هر طول عمر مشاهده شده به عنوان یک مقدار – tj مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این مورد- dj موجود در معادله 3 همواره برابر با 1 می‌باشد.

به منظور آنالیز ظرفیت، معادله 3 به همراه معادله 2 را می‌توان به صورت زیر نوشت: که Fc(q)= تابع توزیع ظرفیت.C q= حجم ترافیک qI= حجم ترافیک در فاصله زمانی I Ki= تعداد فواصل زمانی با حجم ترافیکی di= تعداد اختلالات در حجمqI {B}= مجموعه‌ای از فواصل زمانی اختلالال ( بخش زیر را ببینید) با استفاده از این معادله مهم حجم ترافیکی مشاهده شده q به صورت زیر طبقه بندی می‌شود.

B: در فاصله زمانی I ترافیک روان است اما حجم مشاهده شده باعث ایجاد یک اختلال می‌شود یعنی در فاصله زمانی بعدی 1+I متوسط سرعت به پایین تر از سرعت آستانه کاهش می‌یابد.

F= در فاصله زمانی I و فاصله زمانی بعدی 1+I ترافیک روان است.

این فاصله زمانی I حاوی یک مقدار بیان بندی است اطلاعات آن بدین معنی است که ظرفیت واقعی در فاصله زمانی i، بزرگتر از حجم مشاهده شده qI است.

CI= در فاصله زمانی I ترافیک متراکم و بهم فشرده است.

یعنی متوسط سرعت و کمتر از میزان آستانه است.

این فاصله I هیچ اطلاعاتی در مورد ظرفیت در اختیارها قرار نمی‌دهد به آن توجهی نمی‌شود.

C2= در فاصله I ترافیک روان است اما حجم مشاهده شده باعث ایجاد یک اختلال می‌شود با وجود این برخلاف طبقه B در مقطع پائینی جاده در فاصله زمانی I یا 1-I ترافیک متراکم و بهم فشرده می‌شود در این مورد فرض می‌شود که در نقطه تحت بررسی اختلال ( خط تهاجم) سمت پایین جده مربوط می‌‌شود.

این فاصله زمانی I حاوی هیچ اطلاعاتی برای ارزیابی ظرفیت در نقطه بررسی نیست و بنابراین به آن توجهی نمی شود.

در روشprodct lim لازم نیست تا یک نوع خاصی از تابع توزیع را در نظر بگیریم (تصور کنیم) با وجود این اگر ماکزیمم حجم مشاهده شده q یک مقدارB باشد در اینصورت ماکزیمم مقدار تابع توزیع تنها به مقدار 1 خواهد رسید ( یعنی به یک اختلال منجر می شود) تنها در این مورد، جواب معادله 4 برابر با 0 خواهد بود.

در غیر اینصورت تابع توزیع در یک مقدار Fc(q) مدت برای آنالیز تنها فواصل زمانی تحت بررسی نسبتاً (کوتاه) مفید و مناسب هستند.

در غیر اینصورت رابطه علی (سببی) بین اختلال و حجم ترافیک خیلی ضعیف می‌باشد.

به عنوان مثال یک ساعته برای این منظور کافی مناسب نمی‌باشد.

به طور ایده آل، مدت بررسی باید 1دقیقه یا حتی کمتر باشد.

با ملاحظه دسترس پذیرش اطلاعات منطقی آشکار سازهای حلقوی و سودمندی نتایج ( با ملاحظه هر دو) بریلون و زورلیندن (2003) بعد از آزمایشات با های مختلف به این نتیجه رسیدند که 5= دقیقه بهترین سازگاری را دارد.

در نتیجه همه بررسی ها براساس مقادیر سرعت و حجم 5 دقیقه ای هستند.

درک دقیق اختلا تعریف اختلال که در بالا ذکر شده ( یعنی در معادله 4) یک جنبه قطعی از کل روش شناسی (متلالوژی) است.

وان تورنبرگ(1986، همچنین مندرهرد و همکارانش را ببینید و 1997) ظرفیت اختلال را به عنوان حجم اندازه‌گیری شده در سمت پائین یک ص در یک گلوگاه تعریف کرد.

در نتیجه، مهر حجم جریان متراکم و علل فشده به عنوان یک مقدار –B تلقی می شود( توضیحات مربوط به معادله 4 را ببینید) به عبارت دیگر (جدول1) این به معنی آنالیز طول عمر یک فرد خاصی است که چند ماه قبل فوت کرده است معادل به نظر نمی‌رسد که این منطقی باشد.

در عوض تنها آن فواصلی از I که باعث ایجاد یک اختلال می‌شوند به عنوان فواصل –B در نظرگرفته می شوند.

یک اختلال جریان ترافیک معمولاً شامل یک کاهش سرعت زیاد و قابل توجه است.

به استفاده از یک مجموع زمانی شامل حجم های ترافیکی و میانگین سرعت های توسط فضایی (هردو) میتوان حوادث اختلالی را تشخیص داد.

با استفاده از یک مقدار سرعت آستانه ای ثابت این کار انجام می‌شود.

اگر در فاصله زمانی بعدی 1+I سرعت کمتر ازمیزان آستانه باشد حجم ترافیک در فاصله زمانی I به عنوان مقدار –B تلقی می‌شود مشخص شد که برای بزرگراههای آلمان سرعت آستانه ای Km/h 70 سرعت مسائله ای به حساب می‌آید اما ممکن است برای جاده های دیگر این سرعت متفاوت باشد.

در برخی موارد برای تعیین اعتبار اختلالات ترافیکی، ممکن است به معیارهای مختلف یا خیلی مشروح نیاز باشد.

یعنی معیاری که حداقل اختلاف سرعت بین فواصل زمانی I و 1+I را ملاحظه می‌کند همانطور که در شکل a1 نشان داده شده اگر بررسی های صورت گرفته در یک گلولگاه معین و قابل تمیز باشند در این صورت میتوان ظرفیت یک بخش بزرگراهی (یک طرفه) را با دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار داد در چنین گلوگاهی تنها از طریق اشباع بیش از ود خود گلوگاه، اختلالات ایجاد می‌شوند در ظرفیت های بزرگتر که همواره در بخش بعدی وجود دارند.

جریان در سمت پائین جاده ( دنباله پائینی) نباید اتفاق افتد بنابراین بررسی ها در یک نقطه ای در نزدیکی بالای گلوگاه انجام می‌شود.

برای اطمینان از اینکه شرایط خارجی واقعاً با فرضیات تئوری هماهنگی دارند، چنین مشاهداتی بریلون وزورلیندن (2003) انجام شد.

به عنوان مثال دیاگرامهای سرعت – جریان دو بخش تحت بررسی در امتداد حلقه بزرگراهها در اطراف شهر گلوگن در شکل 2 نشان داده شده است.

هر دو مکان گلوگاه های هندسی (پهن سازی) جاده در سمت پائین نقطه تحت بررسی می‌باشند.

داده های سرعت – جریان حاصل از محخاسبات 5 دقیقه ای در امتداد طول همه باندها که از آشکار سازهای حلقوی اتوماتیک در طی سال 2000 بدست آمده در شکل 2 نشان داده شده است بدلیل اشباعیت بیش از حد رایج هر دو بخش بزرگراه فواصل متراکم و انباشته زیادی مشاهده شد با روش هر سوم ( تخمین یک مدل دگریسون در دیاگرام k-v به علاوه سرعت جریان حداکثر که از q=k.v حاصل می‌شود) براساس رابطه جریان – سرعت پیشنهاد شده بوسیله وان ارد(1995) برای نمونه 2 باندی ظرفیتی برابر با veh/h4284 و برای نمونه سه باندی ظرفیتی برابر با veh/h 6720 تعیین شد.

برای تخمین تابع توزیع ظرفیت برای هر دو نمونه (خطوط تیره موجود در شکل 3 را ببینید) از روش proguct limit استفاده شد در برخی موارد برای تعیین اعتبار اختلالات ترافیکی، ممکن است به معیارهای مختلف یا خیلی مشروح نیاز باشد.

هر دو مکان گلوگاههای هندسی (پهن سازی) جاده در سمت پائین نقطه تحت بررسی می‌باشند.

برای تخمین تابع توزیع ظرفیت برای هر دو نمونه (خطوط تیره موجود در شکل 3 را ببینید) از روش proguct limit استفاده شد.

در بزرگراه At993 وقفه با یک اختلال (طبقه B ) و در بزرگراه 3A ، 834 وقفه شناسایی شد به نظر می‌رسد که اندازه بزرگ نمونه یک ساله هیچ تابع توزیع کاملی را نمی‌توان تخمین زد زیرا بزرگترین مقادیر 9 مشاده شده به یک اختلال منجر نمی‌شوند (باعث ایجاد یک اختلال نمی شوند) این اثر یافتن یک تخمین مناسب برای تابع توزیع ظرفیت کلی را امری سخت و دشوار می‌سازد.

برای غلبه براین مشکل لازم است تا در مودر نوع ریاضیاتی تابع توزیع Fc(x) که در معادله 4 تعریف نشده است.

اطلاعات بیشتری بدست آوریم.

انواع مختلف توابع احتمالی همچون توزیع ویبول گاما و نرمال مورد بررسی قرار گرفتند ( بریلون و زورلیندن، 2003) برای تخمین پارامترهای توابع توزیع، از روش ماکزیمم احتمال استفاده شد.

تابع احتمال به صورت زیر بیان می‌شود ( سی اف.

لاونس 2003) که Fc)qi)= تابع ؟؟

آماری ظرفیت c Fc(qi)= تابع توزیع تراکمی ظرفیت c N= تعداد وقفه ها si= اگر بیان بندی نباشد برابر با 1 است (اختلالی از رابطهB) Si= در غیر این صورت برابر با صفر است برای تنظیم پارامترهای تابع توزیع ( برای مثال با کاونوس 2003 مقایسه کنید) تابع احتمال یا لگاریتم طبیعی آن (لگاریتم احتمال) به حداکثر می‌رسد.

با مقایسه انواع مختلف توابع براساس مقدار تابع احتمال، مشخص شد که توزیع ویل، تابعی که با مشاهدات حاصل از بخشهای بزرگراهی تحت بررسی سازگاری بهتری داد تابع توزیع ویول به صورت زیر بیان می‌شود که = پارامتر حالت B= پارامتر درجه بندی است.

دو مورد از مثالها موجود در شکل 3 نشان دهنده این است که توزیع ویبول سازگاری بهتری با تخمین PLM دارد البته برای تخمین ظرفیت به جای حجم های q می‌توان از روش produet Limit همراه با دانستیه های ترافیکی K استفاده کرد.

به غیر از q که بوسیله k جایگزین شده معادلات 4و5 بدون تغییر باقی می مانند.

برای ایجاد یک اختلال، انتظار می رود که k یک عامل تعیین کننده بهتری از q باشد در نتیجه آنالیز باعث کاهش تغییر پذیری تابع توزیع حاصل می شود دانشمندی بنام رگلو (2004) با استفاده از داده های حاصل از بخش های بزرگراهی 3 بازدهی این را مورد بررسی و آزمایش قرار داد.

برای آنالیز وقفه ای پنج دقیقه ای میانگین دانسته های اختلال در محدوده ای از 70 تا 90 وسیله نقلیه درساعت با پارامترهای ویبول برابر با 4/8 تا 2/13 و B برابر با 72 تا 92 وسیله نقلیه بر کیلومتر میباشد در مقایسه با آنالیز انجام گرفته در امتداد محور q توزیع حاصل از دانسیته اختلال و ظرفیت اختلال به سمت واریانس های بزرگتر جابه‌جا بنابراین در این زمینه تخمین توزیع های ظرفیت از دانستیه ها سودمند نیست علاوه بر این دانسیته ها پارامترهای مصنوعی هستند که باید با استفاده از حجم های q و سرعت V اندازه گیری شده (K=q/v) محاسبه شوند.

همچنین در بررسی ها بر پایه k به یک تعریف خیلی پیچیده تر از آستانه سرعت بین ترافیک متراکم و ترافیک روان نیاز داریم بنابراین استفاده از تخمین product Limit براساس دانسته ها توصیه نمی‌شود.

کاربرد در بزرگراهها تاکنون تنها نتایج حاصل از گلوگاههای بزرگراهی بر طبق شکل a1 مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند را چنین فرضی روش تخمین به موقعیت های هندسی نسبتاً خاص محدود می‌شود.

برای بخشهای بزرگراهی فاقد یک گلوگاه خاص و مشخص (شکل b1) که خصوصیات هندسی آن هیچ تغییری در تعداد باندها را شامل نمی‌شود دانشمندی بنام ولگر (2004) از روشهای شرح داده شده ( در قسمت بالا) استفاده کرد.

برای اطمینان از اینکه وقفه هایی یک دنباله از گلوگاههای پائینی نتایج را مخدوش ( بی اعتبار نمی‌کند طبقه C2 ( بخش بالا برا ببینید) نیز باید به همین ترتیب مورد بررسی قرار گیرد.

با این روش توزیع ظرفیت در سراسر بخش های مختلف بزرگراه باید مورد بررسی قرار گیرد.

(جدول 2) همانطور که در شکل b1 نشان داده شده براساس محاسبات 5دقیقه ای که در طی چندین ماه بدست آمده بوده تجزیه و تحلیل با یک آرایش خاصی انجام شد.

همه مکانها راههای شوشه بزرگراهی 3 بلندی اساساً در سطح زمین هستند.

دوره هایی از مناطق کاری از داده حذف شدند.

مشخص می شود که در توزیع ویبول پارامتر حالت معمولاً در محدوده ای از 9 تا 15 با میانگین 13 است به نظر می رسد که این کمیت از خصوصیات بزرگراههای 3 باندی است در بین بخشهای بررسی شده پارامتر درجه بندی B توزیع ویبول در یک محدوده وسیعی در نوسان است اصولاً ممکن است این با شرایط کنترلی و مهندسی مختلف گروههای مختلفی از وسیله نقلیه و راننده و تعداد زیادی اهدفا سفری (سفر طویل و دراز در مقابل ترافیک شهری) در ارتباط باشد.

با اینکه مشخص شده که پارامتر حالت تقریباً ثابت است.

برای سازگاری با فواصل زمانی مختلف ممکن است ما تابع توزیع ظرفیت را تغییر دهیم.

بر طبق معادله 1 احتمال یک اختلال در طی 5= دقیقه در سرعت جریان q برابر با (q) F5 است از اینرو احتمال اینکه هیچ اختلالی در این فاصله زمانی اتفاق نیفتد برابر با ( F5(q)-1) اگر ما فرض کنیم که اختلالاتی که در فواصل زمانی بعدی رخ می دهند مستقل از یکدیگر هستند، در اینصورت احتمال جریان ترافیک روان در طی یک ساعت کار برابر است با: با استفاده از توزیع ویبول ( معادله 6) این به معادله زیر تبدیل می‌شود که دوباره یک توزیع ویبول با یک پارامتر حالت بدون تغییر و یک پارامتر درجه بندی B60= r.B5 است که (/1-) 12=r است با 13= ( بخش بالا را ببینید) را داریم این بدین معنی است که برای بررسی های 5 دقیقه ای ظرفیت قابل انتظار باید در حدود 2/1 برابر ظرفیت 1 ساعته باشد.

همانطور که کرنرو ساچس (1992) یا پونزلت (1996) براساس تخمین های ظرفیت تجربی حاصل از دیاگرام اصلی (نشان دادند) به نظر می رسد که برای انتقال ظرفلیت از فواصل زمانی 5 دقیقه ای به فواصل زمانی 60 دقیقه ای فاکتور 102 یک فاکتور خاص است.

با توجه به این که حجم ترافیک q معمولاً درطول یک ساعت ثابت نیست.

ممکن است آن با معادله 8 در تضاد باشد با وجود این محاسبات عددی نشان داد که تغییرات حجم در طول یک ساعت تغییرات معنی داری را در نتایج ایجاد نمی کند حاصل را زیاد تغییر نمی دهند.

همچنین از آنجایی که هیچ دلیل قابل تصوری برای اینکه چرا عکس این قضیه باید درست باشد وجود ندارد منطقی می رسد که فرض کنیم که اختلالات ترافیکی در فواصل زمانی قبلی مستقل از یکدیگر هستند.

با وجود این که ممکن است این سوال موضوع تحقیق (آینده) باشد.

برای بررسی اختلافات که در عمل بین سطوح جاده ای خشک و سطوح جاده ای خیس وجود دارد.

از یک روش جدید استفاده شد.

در همه بخشهای تحت بررسی و مطالعه لیست موجود در جدول 2 را ببینید) مشخص شد که در یک سطح جاده ای خیس و مرطوب ظرفیت به میزان 11% کاهش می‌یابد به همین ترتیب اثرات تاریکی نیز مورد بررسی قرار گرفت.

بر خلاف نتایج پونزلت (1996) مشخص شد که تاریکی باعث توزیع های ظرفیت نمی‌شود همچنین نتایج موجود در جدول 2 نشان می‌دهد که بین توزیع ظرفیت یک بزرگراه کنترل نشده ( بخش a9-3) و یک بزرگراه با محدودیت های سرعت قابل تغییر انطباقی ( بخش A9- 4) تفاوتهایی وجود دارد.

در مقایسه با بخش کنترل نشده، متوسط ظرفیت بخش کنترل شده تا اندازه ای 1 تا 3 درصد) بیشتر است اما انحراف استاندارد به مقدار قابل توجهی کمتر است( برای مقایسه شکل 4 را ببینید) در بخش آنالیز شده دو راه شوسه ای روبرو ( در طرف مقابل ) در بزرگراه Ag نزدیک Munich هستند و بنابراین خصوصیات ترافیکی و مهندسی مشابهی دارند.

همه این مثالها نشان دهنده این است که تفسیر آماری ظرفیت بزرگراه همراه با روش تخمین مشابه ( باعث فهم بهتر عملیات ترافیکی بزرگراه می‌شود) آن روش شناختی (متدولوژی) بررسی تفاوتهای موجود بین شرایط خارجی مختلف را بهبود می‌دهد دینامیک ترافیک بزرگراه تاکنون تنها ظرفیت های شاخه بالای دیاگرام سرعت – جریان یعنی شرایط ترافیکی روان مورد بررسی قرار گرفت.

با وجود این شاخه پائینی دیاگرام سرعت جریان که بیانگر شرایط متراکم و بهم فشرده است نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

مشهور است که در دیاگرام سرعت – جریان ( یعنی توالی نقاط V-q در طول زمان) دینامیک از الگوهای خاص تبعیت می کند.

اولین بار پدیده پسماند خاص توسط تریتر و مایرس (1974) گزارش شد.

اخیراً کیم ولگر(2001) به این نتیجه رسیدند که از درون دیاگرام سرعت – جریان ( یا دیاگرام اصلی) باید شش حالت ترافیکی نوعی مختلف را تشخیص داده و جدا کرد.

براساس داده های 5 دقیقه ای حاصل از بخشهای بزرگراهی A3-1 و A5-7 ( برای مقایسه جدول 2 را ببینید) که به ترتیب 4 ماه و 10 ماه طول کشید دانشمندی بنام رلگو (2004) این دینامیک را بررسی کرد.

ترافیک روان تا ترافیک متراکم و بهم فشرده بیش از 20 اختلال مشاهده شد.

بررسی ها نشان داد که سه حالت مختلف شرایط ترافیکی وجود دارد که باید مشخص شده و تعریف شوند.

1) ترافیک روان در سرعتهای بالا ( یعن سرعتهای بزرگتر از 70 کیلومتر بر ساعت) و دانسته های پائین، در این حالت حجم های q ممکن است در محدوده ای از 0 تا ماکزیمم سرعت جریان در نوسان باشد.

این شاخه صعودی دیاگرام q-k را تشکیل می‌دهد 2) حالت گذرا با میانگین سرعت در حدود 60 کیلومتر برساعت و حجم های نسبتاً بالا ما این حالت را جریان همزمان می‌نامیم چرا که این عبارت با یک مفهوم کمی متفاوت توسط دیگر نویسندگان ( کرنرو رهبورن 1996) مورد استفاده قرار گرفته است در این حالت وسایل نقلیه مجبور هستند تا با سرعتهای نسبتاً مشابهی در همه باندها حرکت کنند.

3) ترافیک انباشته بهم فشرده با سرعت های پائین و حجم های ترافیکی کم برای نشان دادن دیاگرام های دینامیک خاص شکل 5 مشاهدات حاصل از بزرگراه 5 A را نشان می‌دهد که تنها حالتهای 1و 2 را شامل می شود.

در همه موارد حرکت از حالت روان به جریان همزمان در یک حجم نسبتاً بالایی شروع می‌شود در حجم های نسبتاً پائین تر میانگین سرعتی در حدود 60 کیلومتر بر ساعت جریان ترافیک متعادل شده بو به یک ثبات می‌رسد.

از اینجا جریان ترافیک به شرایط ترافلیکی روان بر می‌گردد همه بازگشت ها حجم ترافیکی خیلی کمتری از اختلال قبلی را شامل می‌شوند به نظر می‌رسد که این پدیده پسماند یکی از خصوصیات دینامیک ترافیک است علاوه بر این زنجیره 2 حالتی حالتهایی از 5A که از طریق عبور بعدی در ترافیک متراکم بهم فشرده با سرعتهای خیلی پائین یک اختلال از حالت روان به جریان همزمان ایجاد می‌شود، در شکل b5 نشان داده شده است.

بازگشت به ترافیک روان مستقیماً اتفاق نمی‌افتد در عوض هر فرآیند بازگشت از حالت گذرا جریان همزمان عبور می‌کند.

بررسی های تجربی دینامیک ترافیک بزرگراه نشان داد که :X انتقالات بین حالت های ترافیکی معمولاً به صورت ناگهانی اتفاق می افتد یعنی در مسافتها و زمان های نسبتاً کوتاهی صورت می‌گیرد اختلالات ترافیک روان و ابتدا از حالت ترافیک همزمان ایجاد می‌شود چون در تراکم سنگین ممکن است سرعت جریان و سرعت بیشتر کاهش یابد.

همه بازگشت ها از حالت همزمان عبور می کنند جهش های فرآیند بازگشتی مستقیماً از تراکم و شلوغی به ترافیک روان بر نمی‌گردند.

بازگشت از جریان همزمان به ترافیک روان و جاری همواره حجم های خیلی کمتری از اختلال را شامل می‌شود اختلاف بین حجم اختلال و حجم بازگشت ( ترافیک روان بعد از یک بازگشت) در بخشهای بزرگراهی 3 باندی تحت بررسی های دو محدوه ای از 500 تا 1500 وسیله نقلیه درساعت در نوسان است.

در حالت همزمان همواره حجم ها کمتر از ماکزیمم جریانها در ترافیک روان (= ظرفیت) است.

اختلالات مشاهده شده در بزرگراههای 3 باندی در محدوده ای از 200 تا 6000 وسیله نقلیه در ساعت است که در فواصل زمانی 5 دقیقه ای اندازه گیری شده اند.

این اثر“ کاهش ظرفیت” نامیده می‌شود ( برای مقایسه بخش زیر را مشاهده کنید) به خاطر مقادیر بزرگ داده هایی که مورد بررسی قرار گرفته اند و به خاطر شباهت قابل توجهی که بین همه موارد مشاهدده شده وجود دارد ممکن است ما تصور کنیم که این خصوصیات مخصوص دینامیک جریان ترافیک بزرگراهی است با وجود این باید پذیرفت که اصولاً این اثرات ترافیکی به رفتار انسان مربوط می شوند و در ارتباط با پیشروی ها در سرعت های بالا در ترافیک روان با رفتار شتاب گیری و ترمز همراه است.

بنابراین ممکن است دینامیم نوعی متفاوتی وجود داشته باشد حتی در این مورد زمانی که در ترافیک همزمان متوسط سرعت از سرعت جریان قبل از اختلال بیشتر باشد ما کنترل سرعت متغیر اختلالات ترافیکی کمی مشاهده شد کاهش ظرفیت یک سری از تحقیقات نشان داد که ظرفیت های موجوود در شرایط ترافیکی تراکم با ظرفیت های وجود در شرایط ترافیکی جاری، با هم تفاوت دارد.

بانکس (1990) همراه با هال و آگی مانگ.

؟؟(1991) پدیده “کاهش ظرفیت” برای بزرگراههای مختلف آمریکای شمالی را مورد بررسی قرار دادند.

مقادیر کاهش ظرفیت اندازه گیری شده بین 3 و 6 درصد بود دانشمندی بنام پونزلت (1996) برای بررسی این موضوع که این پدیده در بزرگراههای آلمان وجود دارد یا خیر – جریان ترافیک در بزرگراههای آلمان را بررسی کرد.

او برای سرعتهای جریان 5 دقیقه ای کاهش 6 درصد را تشخیص داد بریلون و زورلیندن (2003) با مقایسه ظرفیت احتمالی سرعتهای جریان در جریان متراکم پدیده کاشه ظرفیت را بررسی کردند.

آنها میانگینی در حدود 24% را محاسبه کردند که در مقایسه با نتایج سایر نویسندگان این مقدار بسیار زیاد بود.

در ارتباط با دلایلی که برای پدیده کاهش ظرفیت وجود دارد.

سه فرضیه مختلف وجود دارد: رفتار متفاوت راننده: در ترافیک روان راننده ها پیشرویهای کوتاهتری را می پذیرند چون انتظار دارند که وسایل نقلیه شان را جلوتر از همه برانند زمانی که آنها از این عقیده دست می کشند آنها به یک روش خیلی امن- هوشیارانه رانندگی در آورده و پیشرویهای طولانی تر ار انجام می دهند.

ظرفیت های شتابگیری محدود: در جلوی منطقه شلوغ و متراکم راننده ها باید شتاب گرفته و سرعت خود را افزایش دهند با وجود این برخی از وسایل نقلیه قدتر شتاب گیری محدودی می دارند که باعث ایجاد شکافهای بزرگی در جلوی آنها می شود.

با استفاده از روشهای مختلف دانشمندی بنام رگلد (2004) این فرضیات و میزان کاهش ظرفیت برای 15 بخش بزرگراهی که در جدول 2 لیست شده مورد بررسی قرار داد.

سوال اساسی که در اینجا مطرح می شود این است که: تحت شرایط جریان همزمان، که در بخش 4 شرح داده شده میزان ظرفیت چه مقدار است؟

رای توجیه (محاسبه) پدیده کاهش ظرفیت در سرعتهای جریان 5 دقیقه ای که بطور متوسط کاهش 270 وسیله نقلیه در ساعت را سبب می شود ( که بطور متوسط باعث کاهش veh/h 270 شده) از مدل جریان ترافیک رایج وان ارد (1995) که توسط پونزلت (1996) بهسازی شده استفاده شد.

با استفاده از یک توزیع سرعتهای جریان اختلال ( بلافاصله قبل از اختلال مشاهده شده است) و یک توزیع جریان تخلیه ردیفی کاهش متوسط 250 وسیله نقلیه در ساعت در سرعتهای جریان 5 دقیقه ای تشخیص داده شد که با نتایج حاصل از دیاگرام اصلی قابل مقایسه است یافتن یک توزیع ظرفیت بعد از یک اختلال که برای تخمین product limit ( معادله 4) قابل قبول باشد کاری سخت و دشوار است.

دلگر (2004) برای بدست آوردن یک توزیع ظرفیت در جریان تخلیه ردیفی روش مشابهی با روش product limit را گسترش داد.

این روش براساس فرضیات زیر سرعتهای جریان در طی تراکم بیانگر ماکزیمم جریان ممکن ترافیک متراکم نیست در جریان تخلیه ردیفی یعنی در فاصله زمانی 5دقیقه ای آخر قبل از بازگشت جریان ترافیک ( داده های باین بندی) می توان مستقیماً ظرفیت را اندازه گیری کرد.

سرعتهای جریان در طول انباشتگی و تراکم از ظرفیت جریان تخلیه ردیفی کمتر است ( داده های بیان بندی) در جریان آزاد، سرعتهای جریان با ظرفیت جریان تخلیه تطابق و همخوانی ندارند.

براساس این ملاحظات سرعتهای جریان مشاهده شده در هر فاصله زمانی را می‌توان به صورت زیر طبقه بندی کرد: B: ترافیک از حالت انباشته و متراکم به جریان آزاد بر می گردد یعنی از فاصله زمانی I تا فاصله زمان 1+ I متوسط سرعت از مقدار آستان ه تجاوز می کند.

F: در فواصل زمانی I و 1+ I ترافیک به صورت انباشته و متراکم می‌باشد یعنی در هر دو فاصله زمانی متوسط سرعت کمتر از مقدار آستانه است.

این فاصله زمانی I حاوی یک مقدار بیان بندی است C: در فاصله زمانی I ترافیک روان است.

یعنی متوسط سرعت بیشتر از مقدار آستانه است.

این فاصله زمانی مناسب نیست بعد از این طبقه بندی میتوان از روی داده های تجریبی یک توزیع ظرفیت برای جریان تخلیه ردیفی بر طبق معادله 4 ( جایی که (B) جایگزین (B) شده است) محاسبه کرد.

مشخص شد که این میزان ظرفیت از ظرفیتی که قبل از این اختلال از معادله 4 بدست آمده همواره کمتر است.

اختلاف بین هر دو توزیع ( شکل 7 را ببینید) بوسیله مقدار متوسط بیان می شود که به عنوان مثال ممکن است به عنوان کاهش ظرفیت در نظر گرفته شود.

با استفاده از این الگوریتم 15 بخشی بزرگراهی لیست شده در جدول 2 کاهش متوس به اندهز 18/1 veh/h تخمین زده شد.

با وجود این باید توجه داشت که حاصل از کاهش ظرفیت در مکانهای بررسی شده تفاوت زیادی با هم دارند.

تمام تلاشهای انجام یافته برای شناسایی قوائد اصولی در درون تغییرات با شکست همانطور که دیگر نویسندگان ( مرکز 2000) با استفاده از روش شناسی های مختلف نشان دادند که کاهش ظرفیت تا حدی خصوصیات تصادفی دارد.

اعتبار ترافیک برای ارزیابی عمل سیستم ها و بخشهای بزرگراهی، اعتبار ترافیک یک فاکتور مهم و تعیین کننده می‌باشد.

در این متن عبارت“ اعتبار” به تغییر پذیری ( قابلیت تنظیم) زمان های سفر مربوط می شود.

با وجود این در متون و نوشته جات.

تعریفهای متعددی را می‌توان یافت رئوس کلی و کامل این تعاریف بوسیله شاور (2003) داده شده است.