ارزیابی عملکرد میدان‌های دوخطه استاندارد تحت شرایط تقاضای غیرقطعی با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت‌کارلو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی، مؤسسه آموزش عالی عمران و توسعه، همدان، ایران

چکیده

ظرفیت میدان یکی از مهمترین مشخصه‌هایی است که می‌تواند جایگاه میدان را به عنوان یک تقاطع همسطح شهری روشن سازد. بسیاری از میدان‌هایی که در گذشته طراحی و اجرا شده‌اند، امروزه با مشکلات ظرفیتی مواجه هستند، به گونه‌ای که در اکثر موارد تجدید طراحی آنها ضروری گشته است. امکان برنامه‌ریزی برای استفاده از میدان هنگامی به صورت صحیح و مناسب، میسر خواهد شد که میزان تقاضای سیستم و نوسانات آن از قبل تعیین شده باشد؛ یعنی، برای پاسخ‌گویی به تقاضای سفر به‌دنبال ایجاد ظرفیت مناسب برای میدان در سطوح خدمت مشخصی باشیم. با این حال، در شرایط دنیای واقعی به سختی می توان مقادیر دقیق تقاضا را به دلیل نوسانات آن در طول دوره‌های مختلف عملیات ثابت فرض کرد. در این تحقیق، ظرفیت میدان دو خطه با‌ توجه به پراکندگی تقاضا در شاخه‌های ورودی مورد تحلیل قرار گرفته است و نیز تأثیر تغییرات تقاضای گردش‌ها بر ظرفیت میدان مورد بررسی قرار گرفته است. برای در نظر گرفتن پراکندگی تقاضا، احجام تقاضا بصورت توابع توزیع احتمال پیوسته یکنواخت در نظر گرفته شده است. برای ارزیابی ظرفیت میدان، از روش توصیه‌شده در راهنمای ظرفیت معابر(HCM 2010) استفاده شده است. برای تحلیل ظرفیت تحت تقاضای احتمالاتی از روش شبیه‌سازی مونت کارلو استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد با افزایش پراکندگی احجام ورودی برای عبور از میدان، تأخیر برای وسایل نقلیه در میدان زیاد می‌شود بطوری که پراکندگی زیاد برای حجم‌های ورودی می‌‌تواند سطح سرویس میدان را نسبت به زمانی که پراکندگی در تقاضای ورود وجود ندارد دو درجه نامطلوب‌تر سازد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Measuring the Performance of Standard Two-Lane Roundabouts under Demand Uncertainty Using Monte Carlo Simulation Technique

نویسندگان [English]

  • Mohsen Babaei 1
  • Payam Sajadi 2
1 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
2 M.Sc., Grad., Engineering Faculty, University College of Omran and Tosseeh, Hamedan, Iran.
چکیده [English]

Roundabout capacity is one of the most important features influencing the position of the roundabouts as traffic facilities. Many of the roundabouts that have been designed and implemented in the past, today are faced with capacity problems, so that in most cases they need to be redesigned. The appropriate operation of a transportation facility will be possible only when the demand and capacity are matched. In other words, in order to meet the exact demand, we need to create the appropriate capacity for facilities at certain levels of service. However, in real-world conditions, it is difficult to assume exact quantities of demand due to fluctuations over different periods of operation. In this research, the capacity of two-lane roundabouts has been analyzed with respect to demand variability. In order to consider the dispersion of demand, demand is considered as a uniform probability distribution function. The method of Highway Capacity Manual (HCM2010) has been used to determine the roundabout capacity. Monte Carlo simulation method is adopted to evaluate the control delay of the roundabout under demand variability. The results of this study show that, by increasing the variability of demand, the control delay will increase drastically, so that a high dispersion of entry volumes can make the level of service of the roundabout two times less compared with when the demand is constant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Demand Variability
  • Control Delay
  • Two-Lane Roundabouts
  • Monte Carlo Simulation

مراجع

- حسینی، س.ح.، (1393)، "بررسی ظرفیت میدان­های شهری و عوامل موثر بر آن مطالعه موردی: شهر رشت"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه گیلان.
- مومنی، م.، (1373)، "پژوهش عملیاتی (مدل‌های احتمالی)"، سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم انسانی دانشگاه‌ها.
 
-­Al-Madani, H.M.N., (2013), “Formulation of large roundabout capacity under high demand flows, Department of Civil Engineering and Architecture, College of Engineering, University of Bahrain, Bahrain, WIT Transactions on State of the Art in Science and Engineering”, 66, pp. 83-96.
-­Bargegol, I., Gilani, V. N. M., Ghasedi, M., & Ghorbanzadeh, M., (2016), “Delay Modeling of Un-signalized Roundabouts Using Neural Network and Regression”, Computational Research Progress in Applied Science & Engineering, 2 (1).
-­Bedford, T. and Cooke, R., (2001), “Probabilistic Risk Analysis: Foundations and Methods”, Cambridge U. P. Cambridge, UK.
-­Behbahani, H., Ziari, H., Amini, A., Moghaddam Gilani, V. N., & Salehfard, R., (2016), “Investigation of Signalized Roundabouts Delay with Adaptive-Network-Based Fuzzy Inference System and Fuzzy Logic”, Computational Research Progress in Applied Science & Engineering, 2 (4), pp.1-7.
-­Bilal, A.M., (1998), “Uncertainty Modeling and Analysis in Civil Engineering”, CRC Press.
-­Giuffrè, O., Granà, A., Tumminello, M. L., (2017), “Exploring the uncertainty in capacity estimation at roundabouts”, European Journal of Transportation Research Review, 9 (18), pp.1-13.
-­HCM, (2010), “Highway Capacity Manual, Chapter 21 Roundabouts”, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., US.
-­Lenters, M., (2010), “HCM Roundabout capacity methods and alternative capacity models”, Institute of Transportation Engineers (ITE Journal), 80 (7), pp.1-19.
-­Mahesh, S., Ahmad, A., Rastogi, R., (2016), “An approach for the estimation of entry flows on roundabouts” Transportation Research Procedia. Vol. 17, pp. 52-62.
-Mohammad, M. H. M. A Bashar and Akhter S., (2008), “Travel Demand Management (TDM) For Iproved Transportation”. Journal of Quality and Technology Management. Vol. Iv., Issue ii.
-­­Ren, L., Qu, X., Guan, H., Easa, S., Oh, E., (2016), “Evolution of roundabout capacity models: an empirical case study”, Journal of Transportation Engineering, 142 (12), pp.73- 89.
-­Rodegerdts, M.B., E. Wemple, E. Myers, M. Kyte, M. Dixon, G. List, A. Flannery, R. Troutbeck, W. Brilon, N. Wu, B. Persaud, C. Lyon, D. Harkey, and Carter, D., (2010), “Roundabouts: an informational guide, NCHRP 672”, Transportation Research Board of the National Academies: Washington D.C.
-­Ross, S.M., (2010), “A first course in probability”, Prentice Hall.
-­Troutbeck, R.J., (1991), “Recent Australian unsignalized intersection research and practices”, Intersections without traffic signals II. Springer-Verlag (Werner Brilon. Ed.), pp.238–257.
-­Troutbeck, R.J., (1986), “Average delay at an unsignalized intersection with two major streams each having a dichotomized headway distribution, Transportation Science, 20(4), pp.272–286.
-­Winston, W.L., and Goldberg, J.B., (2004), “Operations Research: Applications and Algorithms: Wadsworth”, Inc.
-­Will, R., Younshik, C., Jiyoung, P, and Lesley, W., (2004), “Considering Risk Taking Behavior in Travel Time Reliability”, Institute of Transportation Studies University of California.
-­“WSDOT Design Manual”, (2017), “WSDOT Headquarters Development Division, Design Office Attn: Policy, Standards, and Research Section PO Box 47329”, M 22-01.14.
-­Zhaowei, QU. Yuzhou, D., (2014), “Review and Outlook of Roundabout Capacity”, XING Yan College of Transportation, Jilin University, Changchun 130022, China, Cite this article as: J Transport Sys Eng. & IT, 14(5), pp.15−22.
-­Ziolkowski, R., (2014), “Roundabouts as an Effective Tool of Traffic Management, Bialystok University of Technology”, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Wiejska st. 45E, Bialystok, Poland, pp.315-351.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار