مدل برآورد ماتريس‌هاي مبدأ و مقصد در مدل تخصيص ديناميكي در شرايط اشباع

كارشناسي ارشد

تحليل و طراحي سيستم هاي حمل‌ونقل نيازمند به تخمين تقاضاي سفر فعلي و پيش‌بيني تقاضاي سفر آينده است. اين تخمين‌ها و پيش‌بيني‌ها مي‌توانند به كمك انواع مختلفي از منابع اطلاعاتي و روندهاي آماري به دست آيند. اطلاعات مربوط به تقاضاي سفر منطقه موردنظر در ماتريسي به نام ماتريس مبدأ و مقصد ذخيره مي‌شود. روند كار برآورد ماتريس‌هاي مبدأ و مقصد در مدل‌هاي تخصيص ديناميكي در شرايط اشباع به اين صورت است كه از يك فرآيند تكرارشونده دوسطحي استفاده مي‌گردد. در ابتدا يك ماتريس مبدأ و مقصد اوليه وجود دارد كه به كمك نرم‌افزار ترنسيمز به شبكه تخصيص ديناميكي داده مي‌شود و احجام ديناميكي حاصل شده با احجام مشاهده‌شده در واقعيت مقايسه مي‌شوند و اختلافشان به كمك روش‌هاي مختلفي كه وجود دارد، در مراحل بعدي اصلاح مي‌گردد. درواقع در حال انجام يك فرآيند تكرارشونده دوسطحي بين تخصيص ديناميكي و تخمين ماتريس‌هاي مبدأ و مقصد مي‌باشد. اكثر مطالعاتي كه تاكنون در بحث تخمين ماتريس مبدأ و مقصد بهينه صورت گرفته، بر روي ارائه روش‌هاي جديدي براي حل مسئله تخمين ماتريس مبدأ و مقصد تمركز داشته‌ است و با توجه به پيچيدگي‌هاي موجود در بحث پياده سازي تخمين ماتريس مبدأ و مقصد در محيط واقعي، كمتر به آن پرداخته شده است. نقطه‌ضعف اين مطالعات به اين صورت است كه خيلي از آن‌ها به‌خوبي در محيط‌هاي نرم‌افزاري پياده‌سازي نشده‌اند و درنتيجه قابل‌اجرا نمي‌باشند و اهميت اين پژوهش از اين منظر است كه معمولاً براي كاليبراسيون مدل‌ها به كار گرفته مي‌شود و پياده‌سازي درست و كاربردي آن اهميت دارد. در اين پژوهش، مدل‌سازي اين فرآيند دوسطحي در قالب مطالعه موردي شهر واتربري (باتوجه به در دسترس بودن داده‌ها و شبكه عبور ‌و ‌‌مرور داراي ازدحام)، تخصيص ديناميكي به كمك نرم‌افزار ترنسيمز كه قدرتمند در بحث‌هاي مختلف حمل‌ونقلي و همچنين داراي قابليت اعمال تغييرات در برنامه (متن‌باز) ) مي‌باشد، تخمين ماتريس مبدأ و مقصد در شرايط اشباع به كمك الگوريتم فيلتر كالمن و رويكرد حداقل مربعات خطا (پركاربرد و قدرتمند در شبكه هاي بزرگ مقياس و اشباع)، انجام شده است و همچنين كدنويسي تمامي فرآيند تخمين ماتريس مبدأ و مقصد به زبان سي‌پلاس‌پلاس، نوآوري اين پژوهش مي باشد. در پايان مراحل تكرارشونده، ميزان خطاي حجم كمان‌ها براي تأييد فرآيند تخمين ماتريس مبدأ و مقصد، با استفاده از روش حداقل مربعات خطا، محاسبه مي گردد. شرط پايان كار و رسيدن به ماتريس مبدأ و مقصد بهينه تخمين زده‌شده، اين است كه مقادير خطاي حجم كمان ها از مقدار فرض شده 5 كمتر شود و ماتريس مبدأ و مقصد بهينه اي حاصل گردد كه در آن مقادير حجم كمان هاي حاصل شده از آن، با مقادير حجم مشاهدات كمان ها مطابقت داشته باشند. با توجه به فرمول محاسبه خطاي حجم كمان ها و داده هاي موجود، مقدار خطا برابر با 5 در نظر گرفته مي شود كه معادل اختلاف حدودا 3000 واحدي حجم ها (0.01 از حجم كل مشاهده شده در 100 كمان مورد مطالعه (384000))، است. همچنين مقدار ماكزيمم خطاي حجم كمان ها، با توجه به داده هاي موجود در اين پژوهش، به لحاظ تئوري 562.8 مي باشد كه نتايج به دست آمده از آن كمتر بوده و نشاني بر تأييد خروجي هاي حاصل شده از مسئله تخمين ماتريس مبدأ و مقصد مي باشد. در بحث تخمين ماتريس مبدأ و مقصد، توجه به خطاي موجود در داده‌هاي اوليه پژوهش اهميت ويژه‌اي دارد زيرا اين خطاها مي‌تواند در زمان آماربرداري و شمارش احجام ترافيكي يا توسط ابزار و برنامه‌هاي تجزيه‌وتحليل داده‌ها روي داده باشد. درهرصورت اين خطاها بر روي نتايج حاصل از تخمين ماتريس مبدأ و مقصد اثرگذار هستند و با در نظر گرفتن اين خطاها، نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه خطاي حجم كمان‌ها در هر بار تكرار مسئله تخمين ماتريس مبدأ و مقصد، در حال كاهش است و مي‌توان به آن‌ها‌ خطي با شيب نزولي برازش كرد. درنهايت با توجه به مقدار فرض شده 5 به‌عنوان معيار تأييد فرآيند تخمين ماتريس مبدأ و مقصد، خطاي حجم كمان‌ها پس از 23 بار تكرار(100 كمان مورد بررسي)، به آستانه موردنظر رسيده است.

195504

دانشگاه علم و صنعت ايران

حمل و نقل

دكتر افنديزاده