تحلیل و مدلسازی زمان تأخیر در میدان‌های توربو و مدرن

رضویان, الهام سادات; آقایان, ایمان; حدادی, فرهاد

doi:10.22119/jte.2020.79660

تحلیل و مدلسازی زمان تأخیر در میدان‌های توربو و مدرن

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شاهرود، شاهرود، ایران

² استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

³ دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

10.22119/jte.2020.79660

چکیده

امروزه میدان‌های توربو و مدرن یکی از شیوه‌های موثر کنترل تقاطع‌های هم‌سطح شهری می‌باشند که برای بهبود وضعیت ترافیک و تاخیر از آن ها استفاده می‌شود. این میدان‌ها به دلیل ویژگی‌های هندسی در انتخاب مسیر و حق تقدم کارایی بهتری برای رانندگان نسبت به تقاطع‌های چراغدار هستند. در ابتدای این مطالعه، به منظور ارزیابی اثرگذاری میدان‌های توربو و مدرن در کاهش حجم ترافیک، افزایش ظرفیت و همچنین بررسی عوامل اثرگذار پارامترهای ترافیکی (شعاع، تعداد خط، سرعت و جریان ترافیک) از نرم‌افزار ایمسان به منظور شبیه‌سازی استفاده شد و سپس با استفاده از روش‌‌های پاسخ سطح، گرادیان هسین والگوریتم ژنتیک رابطه‌ای ریاضی برای بدست آوردن میزان تاخیر در میدان‌های توربو و مدرن در شرایط بدون چراغ راهنما پیشنهاد شد. نتایج بدست آمده در این پژوهش نشان می‌دهد که روش های ترکیبی پاسخ سطح- گرادیان هسین و پاسخ سطح-الگوریتم ژنتیک نسبت به سایر روش‌ها از دقت بالایی برخوردارند. بنابراین، روابط لگاریتمی بدست آمده تاخیر براساس متغیرهای ورودی (جریان ترافیک، سرعت، تعداد خط و شعاع) می‌توانند با دقت مطلوبی تاخیر را در میدان‌های توربو و مدرن در حالت بدون چراغ پیش بینی کنند و از دقت حساسیت قابل قبولی برخوردارند.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20086598.1399.11.3.13.1

موضوعات

مهندسی ترافیک

عنوان مقاله [English]

Analysis and Modeling of Delay Time for Turbo and Modern Roundabouts

نویسندگان [English]

Elham Sadat Razavian ¹
Iman Aghayan ²
Farhad Hadadi ³

¹ MSc., Department of Civil Engineering, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran

² Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

³ Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

چکیده [English]

Today, turbo and modern roundabouts are the effective commonly alternatives for controlling urban at-grade intersections which are used to improve traffic conditions and delays. Because of their geometric features in selecting way and the right of way for drivers, they have better efficiency than signalized intersections. In the beginning of this study, in order to evaluate the effectiveness of turbo and modern roundabouts in reducing traffic volume, increasing capacity and also examine traffic effective parameters (radius, lane number, speed and traffic flow)), Aimsun software was used for simulating. And then by using Surface Response, Hessian Gradient Methods and Genetic Algorithm, a mathematical relation for estimating delay time in turbo and modern roundabouts in condition of non-traffic signal control was suggested. The obtained results from this research indicate that the mixed methods of surface response – Hessian gradient and surface response- genetic algorithm are more accurate than other methods. Therefore, the obtained delay logarithm relations according to the input variables (traffic flow, speed, lane number and radius) could predict delay in turbo and modern roundabouts with proper accuracy in non-traffic signal control conditions in which these relations have acceptable sensitivity accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

modern and turbo roundabouts
surface response method
genetic algorithm
Hessian gradient
sensitivity analysis

مراجع

-حاتمی، هادی (۱۳۹۶)" بررسی تأثیر بهره‌گیری میدان توربو در روان‌سازی ترافیک شهر کرج (موردمطالعه: میدان توحید)" ، فصلنامه علمی تخصصی دانش انتظامی استان البرز. سال پنجم، شماره ۱۷، ص. ۸۷-۱۳۲.

-حسینلو، منصور حاجی، و عباسی، آرش (۲۰۰۷) "تحلیل ظرفیت و تأخیر در میادین و مقایسه آن با تقاطع‌های چراغدار". نشریه دانشکده فنی. سال چهل و یکم، شماره ۲، ص. ۲۵-۳۲.

-داودیان ایزدخواه، سعید، و برگ گل، ایزد (۱۳۹۳) " میدان های توربو جایگزینی برای میدان های چند خطه ی معمولی"، ویژگی ها و ضوابط هندسی عمومی، پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور، ارومیه، انجمن علمی دانشجویی عمران دانشگاه ارومیه، ص ۱- ۱۰.

-صفارزاده، محمود، و ناصر علوی، سید صابر (۱۳۸۵) " میدان مدرن به عنوان گزینة جایگزین انواع تقاطعات متداول"، هفتمین کنفرانس مهندسی حمل و نقل و ترافیک ایران، تهران، سازمان حمل و نقل و ترافیک تهران، معاونت حمل و نقل و ترافیک شهرداری تهران، ص. ۱-۲۰.

-گرمابدری، رضا، و رحیم اف، کامران (۱۳۹۶) " تحلیل و ارزیابی کارایی عملکرد میادین ترافیکی شهری دارای چراغ راهنمایی زمانبندی شده"، کنفرانس بین المللی عمران،معماری و شهرسازی ایران معاصر، تهران، دانشگاه اسوه - تهران - دانشگاه شهید بهشتی، ص. ۱-۷.

-Binmore, Kand Davies, J. (2007) "Calculus Concepts and Methods", Cambridge University Press. p. 190.

-Box, G. E. P.and Draper, N. R. (1987)" Empirical model-building and response surfaces", New York: John Wiley & Sons. p. 688.

-Chang, I. , Ahn, S. Y. and Hahn, J. S. (2013) "Analysis of delay reduction effects on modern roundabouts according to the entry traffic volume", KSCE Journal of Civil Engineering , Vol. 17, No. 7, pp. 1782-1787.

-Chen, X. and Lee, M. S. (2016) "A case study on multi-lane roundabouts under congestion: Comparing software capacity and delay estimates with field data", Journal of traffic and transportation engineering (English Edition), Vol. 3, No. 2, pp. 154-165.

-Džambas, T., Ahac, S. and Dragčević, V. (2016) "Design of turbo roundabouts based on the rules of vehicle movement geometry", Journal of Transportation Engineering, Vol. 143, pp. 1–10.

-Giuffrè, O., A. Granà and S. Marino. (2012) "Turbo-roundabouts vs roundabouts performance level", Procedia-Social and Behavioral Sciences, Vol. 53, pp. 590-600.

-Giuffrè, O., Granà, A., Tumminello, M. L., Giuffrè, T. and Trubia, S. (2018) "Surrogate Measures of Safety at Roundabouts in AIMSUN and VISSIM Environment". In Scientific And Technical Conference Transport Systems Theory And Practice (pp. 53-64). Springer, Cham.

-Giuffrè, O., Granà, A., Marino, S. and Galatioto, F. (2016) "Microsimulation-based passenger car equivalents for heavy vehicles driving turbo-roundabouts", Transport, Vol. 31, No. 2, pp. 295-303

-Guerrieri, M., Ticali, D. and Corriere, F. (2012) "Turbo-roundabouts: a model to evaluate capacity, delays, queues and Level of Service", European Journal of Scientific Research, Vol. 92, No. 2, pp. 267-282.

-Hatami, H. and Aghayan, I. (2017) "Traffic efficiency evaluation of elliptical roundabout compared with modern and turbo roundabouts considering traffic signal control", Promet, Vol. 29, pp. 1–11.

-Manual, H. C. (2000) "Highway capacity manual", Washington, DC, 11.

-Khabiri, M., Elahizadeh, M.and MD Diah, J. (2016)" Statistical analysis of two-lane roundabout data for traffic control decision-making in an urban area", International Journal of Transportation Engineering (IJTE), Vol. 4, No. 1, pp. 27-39.

-Mauro, R. and Branco, F. (2010)" Comparative Analysis of Compact Multilane Roundabouts and Turbo-Roundabouts", Journal of Transportation Engineering , Vol. 136, No. 4, pp. 316-322.

-Pilko, H. and Šarić, Š. (2017)" Vehicle Speed Impact on the Design of Efficient Urban Single-Lane Roundabouts", In Scientific and Technical Conference Transport Systems Theory and Practice, pp. 3-15.

-Qu, X. , Ren, L. , Wang, S. and Oh, E. (2014)" Estimation of Entry Capacity for Single-Lane Modern Roundabouts: Case Study in Queensland", Australia. Journal of Transportation Engineering , Vol. 140, No. 7, pp. 1-23.

-Robinson, B. W., Rodegerdts, L., Scarborough, W., Kittelson, W., Troutbeck, R., Brilon, W. and Flannery, A. (2000)" Roundabouts: An informational guide", No. FHWA-RD-00-067.

-Rubio-Martín, J. L., Jurado-Piña, R. and Pardillo-Mayora, J. M. (2014)" Heuristic procedure for the optimization of speed consistency in the geometric design of single-lane roundabouts", Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 42, No. 1, pp. 13-21.

-Silva, A. B. , Vasconcelos, L. and Santos, S. (2014)" Moving from Conventional Roundabouts to Turbo-Roundabouts", Procedia - Social and Behavioral Sciences , Vol. 111, pp. 137–146.

-Sisiopiku, V. P. and Oh, H. U. (2001)" Evaluation of Roundabout Performance Using SIDRA", Journal of Transportation Engineering , Vol. 127, No. 2, pp. 143-150.

-Tollazzi T, Giovanni T, Guerrieri M. and Campisi T. (2015)" Environmental, functional and economic criteria for comparing “target roundabouts” with one- or two-level roundabout intersections", Transportation Research Part D: Transport and Environment, Vol. 34, No. 1, pp. 330-344.

-Vujanić, M., Savićević, M., Antić, B. and Pešić, D. (2016)" Safety effectiveness of converting conventional intersections to roundabouts: case study in the city of Niš", Promet, Vol. 28, No. 1, pp. 529–537.

-Zhang, L., Du, W., Liu, S. and Zhang, S. (2009)" Dynamic vehicular delay analysis between a roundabout and a pre-timed traffic signal", In Logistics: The Emerging Frontiers of Transportation and Development in China, pp. 3982-3988.