بهينه سازي عملكرد ترافيكي بزرگراه به روش مديريت شيبراهه با استفاده از يك مدل برنامه ريزي رياضي

Traffic Operation Optimization of Highways with Ramp Metering Employing Mathematical Programming Models

مديريت حمل ونقل با توجه به معضلات كنوني ترافيك شهري از اهميت ويژه اي برخوردار شده و مورد توجه روزافزون مديران و برنامه ريزان شهري حتي در كشورهاي در حال توسعه قرار گرفته است. مديريت شيب راهه هاي بزرگراه از جمله اقدامات مديريت عرضه حمل ونقل است كه با هزينه ناچيز، باعث بهبود عملكرد زيرساخت هاي موجود و استفاده كاراتر از منابع بسيار محدود شهري مي شود. مقاله حاضر به بهين هسازي عملكرد ترافيكي بزرگراه به روش مديريت شيب راهه از طريق كنترل حجم وسايل نقليه ورودي از آن مي پردازد. يك مدل برنامه ريزي رياضي جهت بهينه سازي حجم تردد در بزرگراه و شيب راهه هاي آن طراحي مي شود، كه محدوديت هاي آن شامل بقاي جريان در مقاطع مختلف و تابع هدف آن بيشينه سازي كل حجم ترافيك عبوري است. براي پياده سازي مدل پيشنهادي و ارزيابي نتايج، بخشي از بزرگراه آيت ا... صدر پس از آماربرداري لازم به عنوان مطالعه موردي بررسي مي شود. نتايج حكايت از بهبود تقريباً 6 درصدي در حجم جريان عبوري در بخش مورد مطالعه در اثر اين روش مديريتي دارد. همچنين نتيجه بهينه سازي تاثير نامطلوب شيب راهه شريعتي بر كل سيستم مورد مطالعه را نشان مي دهد، لذا حداكثر محدوديت عبور جريان را به خود اختصاص داده، به نحوي كه حجم عبوري بايستي به ميزان 13 درصد حجم عبوري فعلي كاهش يابد. شيب راهه مدرس تنها شيب راهه اي است كه در نتيجه بهينه سازي مي تواند بدون اعمال محدوديت عمل نمايد.

Transportation management on both the supply and demand sides, due to ever-increasing traffic problems is nowadays, considered as a crucial issue by transportation planners and engineers even in developing countries. Ramp metering as a transportation supply management measure with noticeable improvements in performance of the existing infrastructure and more effective use of the limited resources with comparatively little cost, is the focus of this paper. A mathematical programming model is designed to optimize the traffic volume on highways and their ramps via controlling the entrance volume of vehicles through different on-ramps, as decision variables. Flow conservation constraints are the major constraints in this model. A section of Sadr Highway is analyzed as the case for empirical study, for which traffic surveys including traffic counts is administered for the whole section under study. Results show that the flow of vehicles in the selected highway section can increase up to about 6 percent. The adversely high effect of Shariati on-ramp on the whole system under study indicates that its traffic flow can be reduced to 13 percent, with still positive effect on the whole system. Modarres on-ramp is the only ramp that is acting below its boundary limit and needs not any metering in the current circumstances.