پيش بيني حجم روزانه ترافيك در جاده 407ETR در ناحيه بزرگ تورنتو کانادا (GTA)

 

 

پيش بيني حجم روزانه ترافيك در جاده 407ETR

نويسندگان: دكتر مهندس علي مكي رئيس شركت مشاوره اي آليكان در كانادا

دكتر عبدال قادر الشاياني شهرداري دبي امارات متحده عربي

دكتر عبدل مالك ابوشيخ  شهرداري دبي امارات متحده عربي

آدرس : اينترنتي مولف اول ( ئي ميل): mekky@ interlog.com

پيش بيني حجم روزانه در جاده 407ETR

جاده 407ETR يك جاده شش و چهار باندي داراي عوارض در ناحيه بزرگ تورنتو (GTA) است و سالها به عنوان مسير كمكي جاده بزرگراه 401 محسوب گرديده است.

بزرگراه 401 پرتردد ترين بزرگراه در آمريكاي شمالي است و هر روز بيش از يك ميليون وسيله نقليه از آن عبور مي‌‌‌كنند. طول جاده 407ETR در حد 154 كيلومتر است.

در حال حاضر ( نوامبر 1998) , 67 كيليومتر از اين جاده در حال كار است. در برنامه ريزي عملياتي جاده 407ETR بايد تعداد استفاده كنندگان آن در هر روز از چند ماه قبل پيش بيني شود هدف اصلي اين مقاله آن است كه فرايندهاي كاليبراسيون معيارسنجي و اعتبار سنجي مدل هاي پيش بيني كاربرد روزانه اين جاده تشريح شود و نتايج بدست آمده مورد بحث قرار گيرد. دوره زماني مقياس سنجي و پيش بيني دشواري خاصي دارد چون بطور عمده تعداد كاربران اين جاده در اين دوره زماني در نوسان بوده است. چهار مورد مدل سري زمان تهيه شد و مقياس سنجي گرديد.

نوع تركيب دراين مدل ها متفاوت بود و متغيرهاي موثر مربوط به دو مورد گسترش جاده و پخش برگشت خودكار مربوط به همبستگي خودكار بخش هاي خطا در اين مدل در لحظات مختلف و تنوع زمان در اين مدل ها ديده مي‌‌‌شود.

مدل 1 و مدل 2 فاقد بخش هاي خود برگشتي هستند ولي مدل 3  و مدل 4 اين بخش ها را دارند. مدل 1 ومدل 3 نسبت به گسترش بزرگراه حساس نيستند ولي مدل 2 و مدل 4 حساسند. بر اساس اطلاعات هشت ماهه (14 اكتبر 1997 تا 14 ژوئن 1998) و روش ARIMA ( روش يكپارچه و خود رجعتي حركت ميانگين) چهار مدل مذكور مقياس سنجي شدند. نتيجه مقياس سنجي مقايسه گرديد. گرچه مقدار تفاوت و اختلاف كم است ولي گفته مي‌‌‌شود كه مدل 4 از همه بهتر است. اعتبار سنجي در طول 5 ماه اين انتخاب را تاييد مي‌‌‌كندو نشان مي‌‌‌دهد كه تعداد كاربران روزانه در اين مدل به نحو بهتري برآورد مي‌‌‌شود. نتياج تحقيق نشان مي‌‌‌دهد كه پيش بيني دقيق كاربرد روزانه بزرگراه عوارض حتي در شرايطي كه نوسان قبلي بالاست امكانپذير مي‌‌‌باشد.

كلمات كليدي: پيش بيني، بزرگراه عوارض، سري هاي زمان، مدل سازي، جاده 407ETR

مقدمه

 

ناحيه تورنتوي بزرگ GTA يك ناحيه عمده شهري در شمال آمريكاست و حدود 5 ميليون جمعيت در اين ناحيه زندگي مي‌‌‌كنند. اين ناحيه طبق شكل 1 در جنوب غرب انتاريوي كانادا واقع است. بزگراه 407 اولين بزرگراه كاملا الكترونيك جهان است تا منحصرا به ناحيه شهري خدمات بدهد (شكل 1). اين جاده عوارض داراي شش يا چهار باند است و سالها به عنوان راه كمكي بزرگراه 401 شمرده شده است. بزرگراه 401 پرتردد ترين بزرگراه در شمال آمريكاست و هر روز بيش از يك ميليون وسيله نقليه از آن عبور مي‌‌‌كنند. طول جاده 407 در حد 154 كيلومتر است و از جاده كوئين اليزابت در تقاطع فريمن در برلينگتن (در هالتون) تا بزرگراه 115/35 در دورهام در ناحيه شرق ادامه دارد.اولين قطعه از اين بزرگراه در سال 1997 براي ترافيك باز شد. در حال حاضر نوامبر 1998 حدود 67 كيلومتر در حالت ساخت است. اين قطعه از بزگراه 403 در غرب تا جاده مك كوان در شرق كشيده مي‌‌‌شود.

براي كسب اطلاعات بيشتر درباره اين جاده به منابع (4، 3، 2، 1) مراجعه كنيد. پيش بيني هاي دراز مدت براي 407ETR در (5) آمده است.

در برنامه عملياتي 407ETR بايد تعداد كاربران در هر روز و چند ماه قبل از شروع كار اجرايي برآورد شود. كار پيش بيني در حدي است كه اكثر برنامه ريزان حمل و نقل در موردش زياد آموزش نديده اند و يا مطمئن نيستند تكنيك هاي شناخته شده بتوانند در مقياس روز و بخصوص هنگام بروز نوسان و تغييرات هفتگي اطلاعات دقيقي در پيش بيني ها ارائه كند. انگيزه تهيه اين مقاله همين مشكلات بوده است. براي تشريح و پيش بنيني تغييرات روزانه چهار مدل سري زمان بررسي مي‌‌‌شود. در اين مدل ها تركيبات مختلف ارائه مي‌‌‌گردد. از جمله تاثير متغيرهاي دو نوع تعريض بزرگراه و بخش برگشت خودكار از لحاظ همبستگي خودكار در بين خطاهاي مدل در لحظات مختلف زمان.

هدف اصل اين مقاله شرح فرايند تحول و كاليبراسيون مدل برآورد كاربرد روزانه جاده 407ETR است براي دوره زماني 15 ژوئن تا 31 دسامبر 1998 پيش بيني لازم بود و اطلاعات مربوط به دوره زماني 14 اكتبر 1997 تا 14 ژوئن 1998 براي مقياس سنجي بكار رفت. دوره هاي كاليبراسيون و پيش بيني براي اين بزرگراه دشواري خاصي دارد چون تعداد كاربران اين جاده در اين دوره بطور عمده نوسان داشت.موقع باز بيني اين مقاله از جهت اعتبار سنجي از اطلاعات بيشتري استفاده شد ( 15 ژوئن تا 19 نوامبر) .

اين موضوع در زير توضيح داده مي‌‌‌شود شدت واقعي نوسان در يك بزرگراه تماما الكترونيكي در اين مقاله بيان مي‌‌‌شود و از نظر محققان و دست اندركاران اين بزرگراه اين اطلاعات مي‌‌‌تواند مفيد باشد. اطلاعات اين مقاله از طريق سيستم پرداخت عوارض تهيه شد. اين اطلاعات از نظر برنامه ريزي و كنترل و نظارت بر اين جاده خيلي عالي ومهم است. اطلاعات مربوط به هر وسيله نقليه و نوع آن (اتومبيل، موتورسيكت، كاميون و تريلر) و نوع پرداخت عوارض ( وسيله نقليه داراي گيرنده و فرستنده سيگنال تفكيك گرديد).

موارد زير در مورد هر وسيله نقليه در اين سيستم ثبت است شيب راه ورود- شيب راهه خروج – زمان ورود، زمان خروج، مسافت طي شده مدت زمان سفر و غيره. براي بسياري از عمليات و برنامه ريزي ها اين اطلاعات مفيد هستند.

ساختار مقاله

ابتدا مدل هاي موردنظر تهيه و تشريح شد. با استفاده از اطلاعات هشت ماهه جاده 407ETR مدل ها كاليبره شدند. نتايج كاليبراسيون ارائه شده است. نتايج پيش بيني سري هاي زمان براي دوره زماني 15 ژوئن تا 31 دسامبر 1998 مورد بحث قرار مي‌‌‌گيرد.

نتايج اعتبار سنجي با مقايسه اعداد پيش بيني واعداد مشاهده شده براي يك دوره 5 ماهه ارائه مي‌‌‌شود.

در تست آماري سطح معني دار بودن رقم الفا برابر 05/0 اجرا شد. اين رقم احتمال بدين معناست كه وقتي فرضيه صفر درست باشد، رقم آماري تست در ناحيه حياتي قرار مي‌‌‌گيرد.

تهيه مدل ها

معمولا اولين قدم براي آناليز سري هاي زمان نمايش گرافيكي آنهاست. در شكل 3 اين نمايش ديده مي‌‌‌شود. سيكل هاي هفتگي و شيوه افزايش در اين نمودار مشخص است سري هاي زماني معمولا به چند بخش تقسيم مي‌‌‌شود شامل T، تنوع فصل S ، تنوع سيكلي C و تنوع راندوم R براي تركيب اين چهار تنوع در قالب يك مدل معمولا دو تنوع بكار مي‌‌‌رود:

این مقاله جالب را میتوانید از  لینک زیر دانلود نمائید 

این فایل در محیط Word برای دوستان ارائه میگردد 

[wpdm_file id=88]

Pass : www.iranomran.com