مدلسازی برخط و کنترل پیشرفته ترافیک در بزرگراه ها

بحث ترافیک به دلیل ارتباط تنگاتنگ با مقوله های آلودگی هوا، مصرف سوخت، ایمنی و سلامتی انسانها از مباحث مورد توجه دنیای امروز به شمار می رود. اهمیت زیرساخت های ترافیکی و از جمله بزرگراه ها در هر کشور، با توجه به تأثیر به سزای این زیرساخت ها بر منابع مالی و انسانی بر هیچ کس پوشیده نیست. به همین دلیل با توجه به پیچیدگی سیستم ترافیک، در سالهای اخیر مدلسازی و کنترل جریان های ترافیکی در بزرگراهها مورد توجه ویژه محافل کنترل بوده است. رفتار پیچیده و غیرخطی سیستم ترافیک، لزوم استفاده از ابزارهای توانمند مدلسازی را تشدید می نماید. در این راستا روش های مدلسازی متنوعی پیشنهاد شده است. از آنجا که هدف از مدلسازی سیستم ترافیک، به کار گیری مدل در اهداف کنترلی است و نیز از آنجا که سیستم های کنترل ترافیک هوشمند همگی وابسته به مدل هستند، دقت و سازگاری مدل با سیستم واقعی نخستین شرط کارایی کنترلر خواهد بود. فلذا اگر مدل ترافیک به هر دلیلی دستخوش تغییرات گردد نیاز به روز رسانی مدل اولین و حیاتی ترین گام در تضمین موفقیت کنترلر و جلوگیری از وقوع تراکم است. در این پایان نامه ابتدا با به کار گیری روش های هوشمند مدل سازی بر مبنای شبکه های ویولت ( ویونت) و استفاده از ابزار کاهش ابعاد داده اعم از آنالیز مولفه های اصلی، مدل جامعی از سیستم ترافیک ارائه می گردد. همچنین در ادامه، با استفاده از روش جدید آنالیز واریانس که آنووا نامیده می شود، شبکه بهینه ای برای مدلسازی بزرگراه ارایه می گردد که نسبت به روش پیشین کاهش چشمگیری در میزان محاسبات و ابعاد شبکه ایجاد می نماید. سپس با به کارگیری الگوریتم های به روز رسانی، مدل به دست آمده، بر مبنای داده های برخط ترافیکی به روز رسانی می گردد. ناکارآمدی مدل برون خطی و عملکرد مناسب مدل به روز رسانی شده در شرایط پیش بینی نشده ترافیکی، مورد مقایسه قرار می گیرند. در ادامه، با توجه به اهمیت بحث کنترل، عملکرد مدل پیشنهادی به روز شده در ترکیب با کنترلر alinea و نیز کنترلر پیش بین مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی، کارآمدی مدل به روز شده در کنترل جریان ترافیک با استفاده از محدودکننده فلو در بزرگراه مورد مطالعه را نشان می دهند.