چکیده:
در این مقاله سعی شده جدیدترین کاربرد سیستم های حمل و نقل عمومی پیشرفته برای برنامه ریزی پویا سیستم اتوبوسرانی به منظور زمانبندی حرکت اتوبوسها، تشریح گردد. مبنای محاسباتی این روش بر اساس الگوریتم کالمن استوار است واز داده های سیستم مکانیابی خودکار وسیله نقلیه و شمارش خودکار مسافر در محاسبات خود استفاده می نمایند. وجه تمایز این روش با روشهای مشابه قبلی در این است که زمان ماندن اتوبوس در ایستگاه و زمان حرکت آن در خطوط را بطور جداگانه محاسبه می نماید لذا می تواند اثر زود و یا دیر رسیدن اتوبوس، بر زمان ماندن آن در ایستگاه و یا برعکس را مشخص نمایند. در خاتمه روش مورد نظر با روشهای شبکه عصبی، رگرسیون خطی و روش تاریخچه داده های قبلی مقایسه شده است.
کلید واژه: برنامه ریزی و زمانبندی اتوبوسرانی، برنامه پویا، حمل و نقل عمومی پیشرفته شمارش خودکار وسلیه نقلیه، مکانیابی خودکار وسیله نقلیه.
مقدمه
در شهرهائی که از سیتم های حمل و نقل عمومی پیشرفته بهره نمی برند، برنامه ریزی و زمانبندی سیستم اتوبوسرانی، از پیش تعیین شده و به صورت ثابت اعمال می گردد. مبنای محاسباتی روشهای زمانبندی مذکور اغلب مبتنی بر استراتژی بهینه می باشد که بر اساس ویژگی های خاص و عوامل موثر پروژه مورد نظر نظیر: سرعت جریان ترافیک، طول چرخه سرویس اتوبوسرانی، زمان انتظار، زمان سفر با وسیله نقلیه، تراکم ترافیک و ... استوار است.
در اینگونه روشهای زمانبندی؛ که در این مقاله به عنوان روشهای قدیمی معرفی می‌شوند؛ چنانچه بواسطه برخی از حوادث پیش بینی نشده نظیر: تصادفات، خرابی وسایل نقلیه در مسیر و غیره تغییری در سرعت جریان ترافیک، چگالی آن و... رخ دهد، رفتار سیستم قابل پیش بینی نبوده و منجر به بروز تأخیر می گردد. ولیکن در روشهای جدید ویا همان روشهای پویای زمانبندی حرکت اتوبوسها، تغییرات ایجاد شده در جریان ترافیک در برنامه ریزی بهنگام می گردد.
برای نشان دادن اهمیت مطالعه برنامه ریزی و زمانبندی حرکت اتوبوسها، از آمار و ارقام سال 1383 در شهر تهران استفاده می گردد. به طور موتوسط در هر روز هفته 2477270 مسافر توسط سیستم حمل و نقل اتوبوسرانی در شهر تهران جابجا می‌شود. حال چنانچه با زمانبندی و مدیریت صحیح حرکت اتوبوس ها، تأخیر هر مسافر را فقط به میزان 2 دقیقه بتوان کاهش داد. در یک روز به طور متوسط از 82575 ساعت، اتلاف وقت مسافران جلوگیری می شود و با فرض هر روز کاری 8 ساعت می توان روزانه 3/28 نفر – سال در وقت شهروندان تهرانی صرفه جویی کرد.
تاکنون روشهای مختلفی برای پیش بینی زمانبندی سیستم اتوبوسرانی توسعه یافته است. که در این مقاله جدید ترین مدل پیش بینی زمان اعزام و رسیدن اتوبوسها در سیستم حمل و نقل عمومی اتوبوسرانی؛ با استفاده از اطلاعات سیستم های حمل و نقل عمومی پیشرفته؛ بیان می شود.
مروری بر سیستم های پیشرفته حمل ونقل عمومی
سیستم های پیشرفته حمل و نقل عمومی جزئی از سیستم های هوشمند حمل و نقل می باشند که در حمل و نقل عمومی و به منظور بهبود عملکردها شامل: افزایش ایمنی، افزایش صرفه اقتصادی، بهبود کیفیت خدمات و ... ، استفاده شوند. از کاربرد های سیستم های پیشرفته حمل و نقل عمومی؛ ایجاد پتانسیل خدمات بیشتر برای کاربران در کنترل فعالیت های ناوگان اتوبوس و بهبود سرعت، ایمنی و راحتی سفر می باشد. ارتقاء تکنولوژی حمل و نقل عمومی نظیر سیستم های خودکار مکانیابی وسیله نقلیه (AVL) ، سیستم های خودکار شمارنده مسافرین (APC) اثرات زیادی بر عملکرد سیستم اتوبوسرانی دارد. سیستم های پیشرفته حمل و نقل عمومی دارای قدمت کمی می باشند. نمونه های اولیه این سیستم در عمل به دهه 60 اوایل دهه 70 بر می گردد. اغلب این تکنولوژی ها بر اساس نشانگرهای ثابتی بودند، که می بایست در مسیر اتوبوس نصب می شدند. این نشانگرها مجهز به مبدل الترونیکی هستند و زمانی که اتوبوس ها از کنار آنها عبور می‌کنند، سیستم گیرنده تعیین وقت داخل وسیله، کد شناسائی را دریافت کرده، زمان و تاریخ عبور اتوبوس از کنار نشانگر مورد نظر را ثبت می نمایند. اجرا و نگهداری سیستم های پیشرفته حمل و نقل عمومی اولیه نظیر نشانگر های ثابت، دارای هزینه های زیادی بودند. که از آن به بعد، تکنولوژی های جدیدی مثل سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) ارائه گردید که باعث کاهش هزینه ها شد. اداره حمل و نقل فدرال سیستم های پیشرفته حمل و نقل عمومی را به صورت زیر تقسیم بندی کرده است.
مدیریت ناوگان
شکل 1: نمامی کلی سیستم خودکار مکانیکی وسیله نقلیه ]3[
اطلاعات مسافرین
پرداخت الکترونیکی کرایه
مدیریت تقاضا
در اینجا؛ با توجه ارتباط موضوع؛ مدیریت ناوگان مورد توجه قرار می گیرد.
2-1 مدیریت ناوگان
استراتژی های مدیریت ناوگان بر بهبود برنامه ریزی و زمانبندی یک ناوگان متمرکز است. انگیزه های تکنولوژی های مدیریت ناوگان عبارت از افزایش قابلیت اطمینان به سرویس ها، افزایش ایمنی، بهبود عملکرد سرویس ها است. به طور کلی سیستم های نوین مدیریت ناوگان، اطلاعات اتوبوسرانی قرار می‌دهد که از آنها برای کنترل و یا برنامه ریزی و زمانبندی ناوگان حمل و نقل عمومی استفاده می نمایند. اداره حمل و نقل فدرال سیستم مدیریت ناوگان را به شش دسته زیر تقسیم کرده است:
سیستم های ارتباطی
سیستم های اطلاعات جغرافیایی
سیستم های خودکار مکانیابی وسیله نقلیه
سیستم های خودکار شمارنده مسافرین
نرم افزار های عملکرد حمل و نقل عمومی
اولویت در چراغ های راهنمائی
که در اینجا با توجه به ارتباط موضوع به برخی مفاهیم و تعاریف اشاره می شود.
2-1-1- مکان یابی خودکار وسیله نقلیه
سیستم های خودکار مکانیابی وسیله نقلیه (AVL) شامل یک سری تجهیزات و سیستم های کامپیوتری هستند که موقعیت وسایل نقلیه را تعیین می نمایند. موقعیت و محل واقعی وسیله نقلیه تعیین شده و اطلاعات آن به مرکز کنترل منتقل می گردد. اطلاعات راجع به موقعیت وسیله به صورت چند ثانیه و یا چند دقیقه باقی می ماند. اطلاعات موقعیتی را می توان به صورت داده های خام یا پردازش شده به مرکز کنترل انتقال داد. نمای کلی سیستم خودکار مکانیابی وسیله نقلیه در شکل 1 نمایش داده است.