مدل‌سازي تأثيرات جريان‌هاي ترافيكي بر آلودگي هواي شهر شيراز

سابقه و هدف: در كشور ايران حمل و نقل و جريان هاي ترافيكي بيشترين علت آلودگي هوا را تشكيل مي دهند. بر همين اساس مسأله بررسي تأثيرات حمل و نقل و جريان هاي ترافيكي بر كيفيت هوا خصوصا در مناطق شهري و انجام پيش بيني ها و برنامه ريزي هاي لازم متناسب با آن، امري ضروري بحساب مي آيد. با اين حال متأسفانه در اين زمينه كار هاي زيادي در ايران صورت نگرفته است. شناسايي منابع آلاينده از مهم ترين و زمان بر‌ترين مراحل مدل سازي آلودگي هواست. براي مدل سازي آلودگي هواي يك منطقه نمي توان تنها يك متغير را در‌نظر گرفت؛ بلكه بايد متغير هاي فراواني را مورد مطالعه، بررسي و برنامه ريزي قرار داد. برخي اقدامات، تغييرات محسوسي در وضعيت آلودگي هواي كلان شهر ها ايجاد مي كند. بنابراين، انجام يكسري اقدامات مي تواند كاهش آلودگي هوا را به دنبال داشته باشد كه اتخاذ روش هاي نوين سنجش آلاينده هاي هوا يكي آنهاست. هدف اصلي اين تحقيق ارائه مدلي هوش مند است كه بتوان به كمك آن در شرايط خيابان هاي شهري غلظت آلاينده هايي از قبيل ،    و CO را با دقت مناسبي تخمين زد و با بررسي علل و عوامل توليد اين آلاينده ها و پيش بيني آلودگي هوا، اقدامات و برنامه ريزي هاي لازم در راستاي مديريت و كنترل آلودگي هوا را انجام داد. مواد و روش‌ها: در اين مقاله يك مدل شبكه عصبي و يك مدل غير خطي مبتني بر فضاي حالت بر مبناي ترافيك شهر شيراز طراحي شده است. در اين مدل سازي غلظت آلاينده هاي  مورد بررسي قرار گرفته و نهايتا با استفاده از فيلتر كالمن براي يك دوره 24 ساعته پيش بيني شده است. اين مدل سازي برمبناي رابطه بين غلظت آلاينده ها و ترافيك و آلودگي اوليه و اطلاعات هواشناسي مي باشد. الگوريتم فيلتر كالمن توسعه يافته با استفاده از داده ي آلودگي و ترافيكي و هم چنين داده هاي هواشناسي به منظور پيش بيني 24 ساعته آلودگي نقاط مختلف شهر شيراز انجام گرفت. مشخصه كليدي چنين سيستمي اين است كه رفتار آن با تغييرات آلودگي در كوتاه مدت منطبق مي شود و نياز به تنظيمات مكرر ندارد. روش شبكه عصبي و فيلتر كالمن به اطلاعات شهر شيراز اعمال شد. نتايج و بحث: در اين كار به بررسي داده هاي ترافيكي و داده هاي آلودگي ناشي از غلظت آلاينده ها پرداخته شده، سپس تلاش شده است كه داده هاي آلودگي با نقاط معني دار شهر شيراز تطبيق داده شود و بسياري از داده هاي آلودگي و ترافيكي به دليل عدم تطابق با يكديگر از نظر مكاني حذف شدند. در نهايت مدل سازي بر اساس آن بهنگام شده و نتيجه اين مطالعات با نتايج واقعي تطبيق داده شد. اين ساختار مدل غيرخطي استفاده تكاملي و انعطاف پذيري را ارائه مي دهد. به اين معنا كه ارزيابي كلي عملكرد مدل مي تواند به راحتي با اضافه يا كم كردن متغير جديد انجام گيرد. از طرفي در صورت در اختيار داشتن داده هاي متناظر با هر ايستگاه جديد ديگر مي توان براحتي مطالعات را براي نقاط ديگر شهر شيراز بسط داد. به اين ترتيب اگر ترافيك در بعضي نقاط شهر شيراز در دسترس باشد، مي توان با بعضي مانورهاي ترافيكي آلودگي را به سمت هاي ديگر بسط داده و در مناطق بحراني كاهش داد. نتيجه گيري: نتايج بصورت آزمايشي نشان مي دهد كه مدل ها و  خصوصا مدل فيلتر كالمن توسعه يافته غلظت آلاينده ها را بخوبي پيش بيني مي كند.