پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

خوشه‌بندی محورهای برون‌شهری بر اساس الگوهای تردد، سرعت، ترکیب ناوگان و تخلفات رانندگی با استفاده از داده‌های ترددشماری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجو کارشناسی ارشد گروه عمران دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
3 کارشناس ارشد ، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران.
10.22034/tri.2026.589473.3480
چکیده
مدیریت ایمنی و بهره‌ برداری راه‌های برون ‌شهری نیازمند شناخت تفاوت‌های رفتاری محورهای شبکه است. رتبه ‌بندی ساده محور های پرخطر اگرچه برای اولویت ‌بندی مفید است، اما قادر به آشکارسازی تیپ ‌های رفتاری مشابه از نظر حجم تردد، سرعت، ترکیب ناوگان و الگوی تخلفات نیست. هدف این پژوهش، خوشه ‌بندی محورهای برون ‌شهری استان خراسان رضوی بر اساس داده‌ های تردد شماری سامانه ۱۴۱ در سال ۱۴۰۴ است. در این مطالعه، ۱۳۶ محور یک‌ جهته پس از کنترل کیفیت داده و تجمیع ویژگی ‌های محوری وارد تحلیل شدند. ویژگی‌های مورد استفاده شامل حجم تردد سالانه، نرخ تخلف فاصله غیرمجاز، نرخ تخلف سرعت، نرخ تخلف سبقت، سرعت متوسط وزنی و سهم وسایل نقلیه تجاری/سنگین بود. برای کاهش اثر مقیاس، داده‌ ها استاندارد سازی شدند و برای نمایش ساختار داده از تحلیل مؤلف ه‌های اصلی استفاده شد. سپس دو رویکرد K-Means و خوشه‌ بندی سلسله‌ مراتبی Ward برای تعداد خوشه‌ های ۲ تا ۷ ارزیابی شدند. بر اساس شاخص Silhouette، مقدار k=4 با ضریب 0.269 بهترین پیکربندی K-Means را ارائه کرد. نتایج چهار تیپ رفتاری شامل «پرریسک با تخلف فاصله بالا»، «پرتردد با ریسک رفتاری متوسط»، «تجاری/سنگین با سرعت کنترل‌شده» و «کم‌ریسک ‌تر و پایدارتر» را نشان داد. خوشه نخست با ۴۷ محور، نرخ میانگین تخلف فاصله ۲۰۵.۵۵ تخلف به ازای هر ۱۰۰۰ وسیله نقلیه و نرخ وزنی ۲۴۴.۹۲ داشت و از دید مدیریت ایمنی در اولویت نخست پایش و مداخله قرار می‌گیرد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد خوشه ‌بندی داده‌ محور می‌تواند مکمل مناسبی برای شاخص‌ های ریسک و مدل‌ های پیش ‌بینی باشد و به راهداری کمک کند محور های مشابه را با سیاست ‌های هماهنگ ‌تر مدیریت کند
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Clustering Intercity Road Axes Based on Traffic Volume, Speed, Fleet Composition, and Violation Patterns Using Road Traffic Count Data

نویسندگان English

Sahar Alishahi 1
Seyed Ali Ziaee 2
Hosein Mohammadi 3
1 Master of Science, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
3 Master of Science, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
چکیده English

Safety management and operation of intercity roads require understanding the behavioral differences among network corridors. Simple ranking of high-risk corridors, while useful for prioritization, fails to reveal similar behavioral patterns in terms of traffic volume, speed, fleet composition, and violation profiles. This study aims to cluster the intercity corridors of Razavi Khorasan Province based on traffic count data from the 141 system in the year 1404 (2025–2026). In this study, 136 unidirectional corridors were included in the analysis after data quality control and aggregation of corridor-level features. The features used included annual traffic volume, following-distance violation rate, speed violation rate, overtaking violation rate, weighted average speed, and the share of commercial/heavy vehicles. To reduce scaling effects, the data were standardized, and Principal Component Analysis was employed to visualize the data structure. Subsequently, two approaches—K-Means and Ward's hierarchical clustering—were evaluated for cluster counts ranging from 2 to 7. Based on the Silhouette index, k=4 with a coefficient of 0.269 provided the best K-Means configuration. The results revealed four behavioral types: "high-risk with high following-distance violations," "high-traffic with moderate behavioral risk," "commercial/heavy with controlled speed," and "lower-risk and more stable." The first cluster, comprising 47 corridors, had an average following-distance violation rate of 205.55 violations per 1,000 vehicles and a weighted rate of 244.92, placing it as the top priority for safety monitoring and intervention. The findings of this study indicate that data-driven clustering can serve as a suitable complement to risk indices and predictive models, assisting road authorities in managing similar corridors through more coordinated policies.

کلیدواژه‌ها English

Traffic clustering
K-Means
traffic counting
unsafe following distance violation
fleet composition

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 04 مرداد 1405