Journal of Industrial Management ﯽ L áÀ ¶ﺪ · 2020-02-23 · ﯽ L á À ¶ﺪ Journal of Industrial Management ناﺮﻬﺗ هﺎﮕﺸﻧاد ﺖﻳﺮﻳﺪﻣ ةﺪﻜﺸﻧاد

Journal of Industrial Management ی د

مديريت دانشگاه تهران ةدانشكد 3 ة، شمار8 ةدور 1395 پاييز 381 -404 .صص

سازي سامانة ترافيك شهري سازي و شبيه مدل هاي پتري رنگين با شبكه

2مهدي انصاري ،1خداكرم سليمي فرد

ها و تقاطع، در حـوزة سـامانة اي از خيابان مديريت و كنترل ترافيك خودروها بر شبكه :چكيدههدف از انجام اين پژوهش، ارائة روشي بر پاية تحقيق در عمليـات . ترافيك شهري استكنترل

عنوان ابزاري شايسته بـراي بهبـود در سازي سامانة كنترل ترافيك شهري است تا به براي مدلهـاي بنـدي چـراغ هاي زمان سهم علمي اين مقاله در بررسي سياست. كار رود ترافيك شهري بهدر . هاي پتـري رنگـين اسـت سازي جريان ترافيك شهري با استفاده از شبكه راهنمايي در روان

سـازي و بهبـود سـامانه پيشـنهاد شـده عنوان ابزار مدلهاي پتري رنگين به اين پژوهش، شبكهسـازي شـده و بـا كمـك بخشي از شبكة ترافيكي شهر بوشهر با روش پيشـنهادي مـدل . استهـا نشـان داد روش پيشـنهادي يافتـه . هبود بررسي شدسازي گسستة پيشامد سناريوهاي ب شبيه

بر اساس ارزيـابي . براي بهبود در عملكرد سامانة ترافيك شهري است يروش شايسته و كارآمد .اي براي بهبود ترافيك پيشنهاد شدهاي عملكرد سامانه، راهكار شايسته سنجه

.سازي پتري رنگين، شبيههاي ترافيك شهري، چراغ راهنمايي، شبكه :كليدي هاي واژه

گروه مديريت صنعتي، دانشگاه خليج فارس، بوشهر، ايران دانشيار .1 .ارشد مديريت صنعتي، دانشگاه خليج فارس، بوشهر، ايران كارشناس .2

07/02/1393 :مقاله افتيدر خيتار 08/06/1395 :مقاله يينها رشيپذ خيتار فرد خداكرم سليمي :مقاله مسئول ةسندينو

E-mail: [email protected]

1395پاييز ،3 ةشمار ،8دورة ، ید ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ 382

مقدمهها ساخته شده ها و پاركينگها، بزرگراهها، تقاطع هايي مانند خيابان سامانة ترافيك شهري از يگان

. اهميت بسزايي دارنـد ،هاي ترافيكي هستند ها كه محل برخورد جرياندر اين ميان، تقاطع. استهـاي ترافيكـي در دليل برخورد جريان به ،ها خودروها، ديركردها و دشواري تصادفشمار زيادي از

بنـابراين، مـديريت ترافيـك ). 2010دي اوليوريـا و كامپونگـارا، (دهد ها رخ ميگونه چندراهه اينبنـدان و كنـدي پديـدة راه . دارداي در سامانة حمل و نقل شهري اهميت ويژه ،خودروها در تقاطع

.هاي حمل و نقل شهري است شبكههاي مهم در آمدوشد خودروها يكي از مسئلهبراي كنترل جهت، بار و رواني جريـان ترافيـك خودروهـا بـر يچراغ راهنمايي ابزار سودمندكارگيري چراغ راهنمايي در مديريت ترافيك اين مقاله، براي به. سامانة حمل و نقل شهري است

گوني دارد، با استفاده از هاي گونا شهري، در بخشي از سامانة ترافيك شهري در بوشهر كه تقاطع. دهـد ها پيشـنهاد مـي سازي تقاطع سازي و شبيه هاي پتري رنگين، رويكردي نو براي مدل شبكه

هاي داخلي، پديدة ترافيك مورد توجه مهندسان ترافيكـي بـوده بايد يادآوري شود كه در پژوهشچگالي خودروها در مسـير كه ديد كارشناسي به موضوع داشتند و بيشتر به ساختار جاده، تراكم و

نگـرد و نخسـتين اين پژوهش، از ديدگاه تحقيق در عمليات بـه پديـدة ترافيـك مـي . اند پرداختهبررسي و كنترل ترافيك خودروها بـا دسـتيابي بـه دنبال است كه به پژوهش كشور در اين حوزه

ريـان ترافيـك، سـازي ج از اين رو، هدف اين پـژوهش روان . تنظيم شايستة چراغ راهنمايي استبـه . هاي راهنمايي اسـت كاهش طول صف خودروها و كاهش مدت زمان انتظار آنها پشت چراغ

بندي و نيـز چـرخش زمـاني ديگر سخن، اين پژوهش در پي پاسخ به اين پرسش است كه زماناز .تر باشد ها، چگونه تنظيم شود تا جريان آمد و شد خودروها روان هاي راهنمايي در چهارراه چراغ

هـاي پتـري رنگـين و سازي يك پديدة واقعـي بـا شـبكه آنجا كه هدف اصلي اين پژوهش مدل ليتبـد يكم اريهدف به چند مع نياهمچنين كاهش بار ترافيكي سامانة مورد مطالعه است، بايد

شـمار همـان كـه چـراغ پشـت رو، كاهش طول صف خودروها نياز ا. باشد ريپذ سنجش تا شوددر نظر گرفته يكم يارهايمع عنوان بهمدت زمان انتظار آنها، نيو همچن است منتظر يخودروها

.اند شدههاي مرتبط آورده در بخش دوم، پيشينة پژوهش. شود گونه سازماندهي مي در ادامه، مقاله اين

شناسي پژوهش است كـه بخش سوم روش. شود كه دربرگيرندة پيشينة نظري و تجربي است ميشـده هـاي مطالعـه سازي تقـاطع نخست مدل مفهومي پژوهش ارائه شده و سپس چگونگي مدل

سازي را در قالـب و نتايج شبيهاختصاص دارد هاي پژوهش يافتهبه ارم بخش چه. شود تشريح مي .شود بندي مي ، مقاله جمعنيز گيري در بخش نتيجه. دهد ها و نمودارها نشان مي جدول

383 ــــــــــــــــــــــــــ ....هاي سازي سامانة ترافيك شهري با شبكه سازي و شبيه مدل

پيشينة پژوهشبندان، ديركردها، مصـرف سـوخت و نيـز آلـودگي هاي مديريت ترافيك در پي كاهش راه سيستمتجزيـه و جريان ترافيك از دو ديدگاه خرد و كـالن ). 2010ز و باتلر، اسميت، نيچريستو(هستند

در ديدگاه خرد، حركت هر خودرو مد نظر اسـت و در ديـدگاه كـالن، متغيرهـاي . شود تحليل ميانصاري، (د نشو كالن ترافيك مانند چگالي، حجم و ميانگين سرعت خودروها تجزيه و تحليل مي

1390.( هنگـامي كـه ؛ گردددر لندن بازمي 1860يعني دهة ،ه پيشينة خودروپيشينة كنترل ترافيك ب

نخستين چراغ . يك چراغ راهنمايي براي ايمني اعضاي مجلس در تقاطعي نزديك آنجا نصب شداز ايـن شـروع سـاده و . كـار گرفتـه شـد در ديترويت آمريكا به 1920راهنمايي امروزي در سال

هاي كنتـرل سـرعت و ماننـد اينهـا تابلوهاي متغير، سيستم ها،هاي كنترل تقاطعابتدايي، سيستمبنـدي ثابـت بـه شـيوة هاي كنترل ترافيك از ساختار نخستين با زمـان كم، چراغ كم. وجود آمد به

1920در سـال . يعني كنترل تقاطع بر اساس شمارش ترافيك موجود بهبود يافـت ،امروزين خودريـزي برنامـه ،هـاي آن زمـان كه با استفاده از رايانههايي نصب شد سيستم ،مكان آمريكا پنجدر

.)2009رحمان و راتروت، (د دنشده بوهـاي راهنمـايي نقـش مهمـي در مـديريت ها و چـراغ در سامانة حمل و نقل شهري، تقاطع

يك سيسـتم پويـاي گسسـته توان همچون ميسامانة ترافيك شهري به . ترافيك خودروها دارند ،بنـدي رويـدادهاي گسسـتة گونـاگون كنش پيچيدة زمان ها به برهمشبكه پويايي اين. نگاه كرد

. هاي راهنمايي بستگي داردها با استفاده از چراغمانند تنظيم ورود و خروج خودروها از تقاطعتوانـد ناهمزماني، اين ابزار ميو همزمانيهاي پتري در مدل نمودن ي شبكهايبا توجه به توان

بـار نخسـتين . كـار گرفتـه شـود هاي ترافيك شـهري بـه و كالن سيستم براي هر دو سطح خردايـدة پـس از آن، . ارائـه شـد 1986در سـال هاي پتري رنگين چراغ راهنمـايي سازي شبكه مدل

وانـگ و ( دوبـاره مطـرح شـد 1991هاي ترافيكي در سال هاي پتري در مدل شبكه كاربرد شبكهرا هاي ترافيك و حمل و نقل هاي نرم در سيستم روشكاربرد ) 2005(اوينري .)1993همكاران، هـاي فـازي، هـايي ماننـد مجموعـه مسئلة ترافيك در قالـب روش بندي و به دسته كردبازخواني

نيـز ) 2002(هاي علم فيزيك توسط هلبينگ روش. پرداختهاي عصبي و الگوريتم ژنتيك شبكهبـا اسـتفاده از ) 2015(جيـل . هاي خرد و كالن ترافيك بزرگراه استفاده شد سازي ديدگاه در شبيه

سازي چندبخشـي از هاي آنالين و سيستم اطالعاتي جغرافيايي، روشي براي مدل اطالعات نقشهسازي ر پژوهشي با عنوان كاربرد شبيهد) 2001( گيوچو و چان. ترافيك شهري پيشنهاد داد ةشبك

دسـت سـازي در بـه به اسـتفاده از شـبيه ،كامپيوتري در طراحي يك زمان گيرندة عالئم ترافيكي


درصـدي زمـان انتظـار 20و كـاهش نـد آوردن بهترين زمان عالئم ترافيكي در چهـارراه پرداخت كـارگيري بـا بـه ) 2002(سـاكو فبـرارو و همچنين، دي. خودروها در پشت چراغ را نتيجه گرفتند

هـاي راهنمـايي تعيـين اي براي هماهنگي مدت زمان چراغ فاصلة زماني بهينه ،هاي پتري شبكه .كردند

هاي پتري با شبكه) 2003( همكاران و تولبابراي ارزيابي عملكرد كنترل ترافيك در چهارراه، هـا، در مدل پيشنهادي، خيابان. تندسازي و تركيب دو ديدگاه خرد و كالن پرداخبه مدل ،مند زمان

در ) 2003(لين، تانگ، مو و شي . سازي شد گذار مدل با نماد جا و جريان آمدوشد خودروها با نمادمربـوط هاي و ضعف ها هاي حمل و نقل با هيبريدي، قوتسازي سيستم پژوهشي با عنوان مدل

نيـز بـا تجزيـه و تحليـل ) 2008( ژانـگ و همكـاران . هاي خرد و كالن را بررسي كردند مدلبه هـاي راهنمـايي پيشـنهاد چراغسازي كنترل هاي گسستة پيشامد، رويكردي نو براي مدلسيستمبندي و هاي اولويت هاي پتري استفاده كردند و توانستند سياست آنها براي اين كار از شبكه. دادند

ترافيكـي با اعتبارسنجي مدل شـبكة )2006( يفانت و يدوتول. ها را نيز بررسي كنندديركرد چراغليسـت و . مند، آن را تجزيه و تحليـل كردنـد هاي پتري رنگين زمان شهري و با استفاده از شبكه

سازي كنترل چراغ اي براي مدل مرحله 8هاي پتري، يك مدل كارگيري شبكه با به) 2004(ستين . راهنمايي ارائه دادند

بندي هر مرحله ارائـه هاي پيچيده و تعيين فاز راي چهارراهمدلي ب) 2006( همكاران و هوانگمنـد هاي پتـري رنگـين زمـان هاي راهنمايي با شبكه چراغكردند و به طراحي و تجزيه و تحليل

هـاي ترافيـك شـهري طراحـي كردنـد كـه بـا اي هم بـراي سـامانه كنندهآنها، كنترل. پرداختند. پرداخـت سـازي ترافيـك شـهري مـي زي و شـبيه سـا مند به مـدل هاي پتري رنگين زمان شبكه

هاي هاي راهنمايي بر اساس شبكه سازي چراغ مدل ي برايهمچنين، اين دو پژوهشگر روش نوينهاي پيشامد و رابطة ميـان وري گرافآسازي و گردسازي، شبيهپتري رنگين ارائه دادند و به مدل

.پذيري پرداختندبودن شبكه و برگشت ويژگي زندههـاي پژوهشـي در حمـل و نقـل هاي راهنمايي يكي از زمينـه دستيابي به كنترل بهينة چراغ

هاي راهنمايي از يك مدل شـبكة پتـري براي كنترل چراغ) 2004(ليست و ستين . شهري استاي نـو بـراي كنتـرل آنها با تغيير در سـاختار عمليـاتي سيسـتم، توانسـتند شـيوه . استفاده كردند

بينـي پـيش بـه ياطمينـان بـي .يي و گذر ايمن خودروها از چهارراه پيشنهاد دهندهاي راهنما چراغدوس در پژوهشـي ديگـر . بررسـي شـد ) 2007(ترافيك در كشور هلند توسـط دجانـگ و دالـي

پذيري براي تجزيـه سازي و استفاده از درخت دسترسمدل، ) 2008(سوآرس و ورانكن سانتوس هـاي پتـري و با شـبكه را اي هاي جادهتجزيه و تحليل چراغو را به كار گرفتند و تحليل سيستم


برخي از پژوهشگران كنش ميان خودروها و عابران پياده را مركز توجـه . دادند انجاممنطق خطي ) 2007(روها، ژانـگ و هـولي سازي جريان ترافيك در پيادهدر پژوهشي با عنوان مدل. قرار دادند

با تمركز بر رفتار عابران و تأثير آن بـر و هاي خودكار سلولي شينسازي خردنگر با ما در يك شبيه . جريان آمدوشد خودروها و عابران، مدت زمان انتظار خودروها را بررسي كردند

سيستم ترافيك شهري را ،هاي رياضيمفاهيم و تحليل سازي و ارائةبا مدل) 2008(لي و لي هـاي ترافيـك در پژوهشي با عنـوان مـدل . كردند سازي پتري تصادفي پويا مدل بر اساس شبكة

كـارگيري آميـزة ، بـا بـه بـه اجـرا درآمـد ) 2009( كوادرات و گورسات ،اي كه توسط فارهيجادهسازي و تجزيه و بار ترافيكي خودروها روي جاده مدل ،پالس هاي پتري و روش جبري مين شبكه

سـوآرس و دوس سـانتوس در پژوهشي با عنوان طراحي عالئـم ترافيكـي پاسـخگو، . شدتحليل ها را برآورد هاي پتري مدت زمان بهينه براي سبز بودن چراغ كارگيري شبكه با به) 2008(ورانكن سـازي و ارزيـابي كنتـرل چـراغ در پژوهشي با عنـوان مـدل ) 1999( ، جين و دنگوانگ. كردند

هـاي پتـري در كنتـرل چـراغ راهنمـايي را مند، كاربردهاي شـبكه ري زمانپت راهنمايي با شبكةكـارگيري منطـق فـازي در كنتـرل به) 2009(رحمان و راتروت . بررسي و تجزيه و تحليل كردند

با ارائة يـك ) 2009(راميرز و لوپز مالدو ،لوپزنري. عالئم راهنمايي در عربستان را بررسي كردندهـا و مسـافران و ترافيك و پويـايي نهادهـايي ماننـد خودروهـا، چـراغ مدل خرد و تشريح شبكة

هـاي ترافيـك سازي خرد سيستم سازي و شبيههاي پتري، چارچوبي براي مدلكارگيري شبكه بهاي در رويدادهاي غيرمنتظره را بـا پذيري شبكة جاده آسيب) 2016(كيم و يئو . شهري ارائه دادند

سازي مدل، به اين نتيجه رسيدند كه رويدادهاي يادشده شبيهبا آنها . ديدگاه كالن ارزيابي كردنداي موضوع پـژوهش مند شبكة جاده رفتار زمان. داردپيامدهاي شگرفي اي بر عملكرد شبكة جاده

سـازي گسسـتة پيشـامد، آنها با اسـتفاده از زنجيـرة مـاركف و شـبيه . بود) 2016(ژو و همكاران ) 2016(تيان، جيـا، دانـگ، سـو و ژانـگ . شهري را بررسي كردند اي احتماالت گذار شبكة جاده

هـاي آمـاري بررسـي كردنـد و هاي كاركردي شبكة ترافيك شهري را با استفاده از روش ويژگيهـاي اعتبارسنجي مـدل . رابطة معناداري وجود دارد ،يي آنادريافتند كه ميان ظرفيت شبكه و كار) 2010( شهاي آماري توسط اسميت و همكاران ده از تحليلمربوط به ترافيك و خودروها با استفا

سـازي سـازي و شـبيه نيز در پژوهشي با عنـوان مـدل ) 1392(فرد و انصاري سليمي. مطالعه شدهمچنـين، . ارائه دادنـد 1افزار آرنا سازي چهارراه با استفاده از نرممدلي براي شبيه ،ترافيك شهري

سـازي سازي و شبيه هاي پتري رنگين را مدل چهارراهي با شبكه) 1391(آنها در پژوهش ديگري . كردند

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ1. Arena


هـاي پيشـين، بيـانگر پرشـور بـودن مسـئلة ترافيـك شـهري و بررسي و بازخواني پـژوهش در . ت اسـت هاي گوناگون تحقيق در عمليـا كارگيري روش سازي و تجزيه و تحليل آن با به مدل

سـازي و نيـز ها براي مدلسازي يكي از پرطرفدارترين و كارآمدترين روش اين ميان، روش شبيه ).1390انصاري، ( تجزيه و تحليل ترافيك شهري است

به نـوعي بـه يـك يـا چنـد در هر تعريفكه شده است هاي زيادي سازي تعريفشبيهبراي سـازي بـا ايجـاد مـدل شبيه. تعريف درستي است و در جايگاه خودشده سازي اشاره ويژگي شبيه

). 1391زاده، آذر، سقالرزاده و رجب(كند سازي عملكرد سيستم را با گذشت زمان بررسي مي شبيهسازي طراحي مـدلي از سيسـتم و انجـام شبيه) 2009(در تعريف فراگير هو، جيانگ، وانگ و وو

شـرايط درعملكرد سيستم ةمقايسيا از عملكردشناخت براي دستيابي به ،هايي روي آنآزمايشنهاد، يكي از اجزاي سيسـتم وجود دارد؛ سازي چند مفهوم كليدي در شبيه. عملياتي است مختلف

فعاليـت، عملـي . كنـد كرده و آن را بررسي مـي عملكرد يا ويژگي آن توجهپژوهشگر به است كه وضـعيت، حالـت . شـود انجام مـي است كه در يك فاصلة زماني با طول مشخص روي يك نهادرويـداد نيـز . دهد را نشان مي زماني ةسيستم است و ارزش متغيرهاي سيستم در يك لحظه يا باز

. كند چيزي است كه با رخداد آن سيستم از يك وضعيت به وضعيت ديگر تغيير ميهـا و تحقيـق در ها در مهندسي سيسـتم سازي يكي از پركاربردترين روشامروزه، روش شبيه

انصـاري، ( هـا دارد بيشترين كاربرد را در تحليل سيستم ،ريزي خطيو پس از برنامهاست عمليات با اسـتفاده ).1387بابايي، فام و علي آذر، حقي ؛1393 آقاجاني، صمدي ميركاليي و لطفي، ؛1390

در هر زمان تغييرات الزم را به آساني در مدل ايجاد كرده و نتيجة دتوان ميتحليلگر ،از اين روشديگـر از داليـل افزون بر آساني نسبي كاربرد، يكي . كندتصميم خود را پس از اجراي آن بررسي

هـاي دنيـاي واقعـي آنچنـان سازي آن است كه بيشتر سيسـتم مندي پژوهشگران به شبيه عالقهصـادقي ( كننـد مـي شدت پيچيده ، بهرا نيز سازي هاي بهينه ازي آنها با روشسكه مدل اند پيچيده

).1390مقدم، خاتمي فيروزآبادي و رباني، ايـن بخـش، از بنـدي جمـع در يـك . آورده شـده اسـت 1خالصة پيشينة پژوهش در جدول

هـاي پژوهشـي اسـت كـه از دهـة اي شهري يكي از حـوزه توان گفت كه بررسي شبكة جاده مي يافتـه اهميت زيادي ،تر شدن سيستم آمدوشد خودروها در شهر تر و پيچيده دليل سريع به ،شتهگذ

سازي و تجزيه و تحليـل اسـت كـه در ايـن زمينـه هاي پتري يكي از ابزارهاي مدل شبكه. استمنـد و رنگـين از پرطرفـدارترين هـاي زمـان هـاي كالسـيك، گونـه بر شبكه افزون. رود ميكار به

سازي گسسـتة پيشـامد هاي پتري رنگين و شبيه در اين مقاله از شبكه. كار رفته است بهابزارهاي شده برده چراغ راهنمايي بهره اهميت براي الگوسازي و تجزيه و تحليل سامانة ترافيك شهري و

.است


چكيدة پيشينة پژوهش. 1جدول منبع سازيروش مدل مسئله

هاي پتريشبكه سازي چراغ راهنماييمدل كالسيك

ا بتول؛ )2002(دي فبرارو و همكاران ؛)1993(وانگ و همكارانليسـت و سـتين ؛)2003(لين و همكـاران ؛)2003( همكارانو سوآرس و دوس سانتوس ؛)2006( همكارانهوانگ و ؛)2004(

و لــوپزنري ؛)2009( و همكــاران ، فــارهي )2008(ورانكــن )2009( همكاران

سيستم ترافيك و حمل وو همكاران لوپزنري؛)2009(رحمان و راتروت ؛)2005(اوينري هاي نرمفازي و روش نقل

)2009(

سازيشبيه طراحي نمادهاي ترافيكيســوآرس و ورانكــن دوس ســانتوس ؛)2001(يوچــو و چانــك

)2008( ديدگاه خرد و كالن ةآميختسازي سيستم ترابري مدل

شهريهاي آماري و روش

رياضيدوتـولي و ؛ )2003(لـين و همكـاران ؛)2003(همكارانا وبتول

و همكــاراناســميت ؛ )2007(ژانــگ و هــولي ؛)2006(فــانتي )2016(ژو و همكاران ؛)2016(كيم و يئو ؛)2010(

بررسي رفتار چهارراه و جريان ترافيك

ژانـگ و ؛ )2007(دجانـگ و دالـي ؛)2006(همكارانهوانگ و شبكة پتري رنگين )1391(فرد و انصاري سليمي ؛)2008(لي و لي ؛)2007(هولي

هاي پتريشبكه مند زمان

)1999( ، جين و دنگوانگ

شناسي پژوهش روششده در وضعيت كه مدل ارائهجنبه كاربردي از اين . اي استتوسعه ـ اين پژوهش از نوع كاربردي

هـاي هـاي هماننـد از توانـايي كه نسبت به مـدل به اين دليلاي شود و توسعه واقعي مطالعه ميسـازي اسـتفاده هـاي پتـري و روش شـبيه اين پژوهش از توانايي شبكه .بيشتري برخوردار است

دليـل اين پژوهش سامانة حمل و نقل زميني شهر بوشـهر اسـت، ولـي بـه آماريجامعة . كند ميجامعة آمـاري ايـن مطالعـه در نظـر عنوان هاي زماني و مكاني، برشي از اين سامانه بهمحدوديت

.گرفته شده استهاي مختلف بررسـي شـده و مهندسـان ترافيـك دربـارة ايـن از جنبهتاكنون مسئلة ترافيك

حـوزة مـديريتي يهـا اين پژوهش در زمرة نخسـتين پـژوهش . اند موضوع مطالعات زيادي كرده .استيقي انجام نشده در اين زمينه در كشور تحق تا كنون و كنترل ترافيك شهري است

كـه همزمـان هاي پژوهش عملياتي است هاي پتري رنگين يكي از قدرتمندترين روش شبكهسازي كند و از ابزارهاي فضاي وضعيت و روش شبيه به قواعد دستوري و معنايي مسئله توجه مي

ر طـور ذاتـي درون ايـن روش اسـت كـه د يعني امكـان اعتبارسـنجي مـدل بـه ؛ برد نيز بهره مي


هاي كليدي باعث شد تا در ايـن پـژوهش از ياياين توان. سازي ديگر وجود ندارد هاي شبيه روش .ها استفاده شود اين شبكه

اجراي پژوهشروند .1شكل

سـازي اوليـه با تعريف سيسـتم، مـدل . نشان داده شده است 1اجراي پژوهش در شكل روند سـپس، . شـود پس از تـأييد مدل توسط خبرگان، مدل شبكة پتري سيستم تهيه مي شده وانجام

. شـود سازي مي مدل شبيه و تم اعتبارسنجي شدهبراي اطمينان از درستي مدل، شبكة پتري سيسها و الگوهاي ورود هاي گوناگوني كه دربرگيرندة تغيير در زمان چراغ سازي براي سناريو مدل شبيه

آمـده بـه دنيـاي دسـت نتايج به ،از مدلپس از كسب گزارش و در نهايت آيد به اجرا درمياست، سامانة ترافيكي كه چند تقاطع دارد، با اسـتفاده از در اين پژوهش يك. شود واقعي تعميم داده مي

.شده استسازي سازي و شبيه هاي پتري رنگين، مدل شبكهو 1همزمـان ، شـده هـاي توزيـع سازي بـراي توصـيف سيسـتم مدل روش نوعيپتري، شبكة

هاي ساختاري و هايي از جنبههاي پتري مدلهشبك. استمختلف انتزاع هاي در سطح 2جريان همچارچوبي براي تحليل، ، اين روش همچنين .دهندئه ميارا ار گسستة پيشامدرفتاري يك سيستم ).2009پراس و باچمن، (آورد فراهم ميمدل و قابليت اطمينان كارايي اعتبارسنجي و ارزيابي

در ايـن . معرفـي كـرد كالسـيك پتري بر اساس شبكةرا نپتري رنگي ةشبك) 1994(نسن جدر ايـن . شـود اسـتفاده مـي 4و عبـارات 3گارداز مفاهيم رنگ، ،خالگذار و ،مكانبر افزون شبكة ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1. Concurrency 2. Synchronization 3. Guard 4. Expression

تعريف سيستم

اجراي سازيشبيه

سازي اوليهمدلمدل شبكة

پتري ؟مدلتأييد

تجزيه و تحليل روايي؟

تعريف سناريو

گزارش راهكارها

خير

خير


تـري از هاي دقيقمدل نهاي پتري رنگيشبكه .شوند مي جا به جاها خالاي با ها مقادير دادهشبكههـاي برخالف شـبكه ،هادر اين شبكه. دهندپيچيده ارائه ميو همزمان هاي پردازشي غير سيستمدر توصـيف .شـوند داده مـي تشـخيص ها با داشتن صفت رنگ از يكـديگر خال، كالسيك پتري

ـ گانه است كـه نه يك در واقع ة پتري رنگينشبك يكرسمي، شـود تعريـف مـي زيـر صـورت هب ):1994نسن، ج(

) )1رابطة , , , , , , , , )CPN P T A N C G E I= Σ

Σ ؛ها رنگاز نامتناهي متناهي و مجموعة معرف P و هـا مكـان مجموعة متناهي از معرفT .ستمجموعة متناهي از گذارهادهندة نشان

A اي كه گونه هاست به مجموعة متناهي از كمانP ∩ T = T ∩ A = ؛ N كه ازاست تابع گره A بهPT ∪ TP ؛شود تعريف مي C تابع رنگ ازP به Σ؛است

G روي كهاست تابع گاردT شود تعريف مينة زير گو به: ∀ ∈ : ( ( ) = ∧ ( ( ) ) ⊆ ∑ E تابع عبارت كمان روي معرفA است شكل زير به: ∀ ∈ : ( ( ) = ( ( ) ∧ ( ( ) ) ⊆ ∑

p(a) از مكان يكN(a) است. I اين تابع از . تابع آغازين استدهندة نشانP صورت زير است بهاي هاي بسته به عبارت: ∀ ∈ : ( ( )) = ( )

ن،هاي پتري رنگـي هدر شبك. هاست سازي سيستم شبيهدر شايان توجه يكي از مفاهيم ،زمانمقاديري كه اين ساعت . شود مدل مي 1همگانيعنصري به نام ساعت كارگيري با بهمفهوم زمان باشد، بـدين معناسـت 253، مثالً اگر مقدار ساعت مدل است در زمان كنندة بيانگيرد به خود ميزمـان دهنـدة نشـان (توانـد عـدد صـحيح اين زمان مي. واحد زمان گذشته است 253كه تاكنون

).1391انصاري، ( باشد) زمان پيوسته كنندة بيان(يا عدد حقيقي )گسستههـا تهيـه و روي مـدل شـبكة پتـري رنگـين از دادهها از دنياي واقعي، مدل با گردآوري داده در گيري تصادفي است، به اين صـورت كـه ها از نوع نمونه گردآوري داده. شود سيستم توزيع مي

هـايي داده مربوطه، هايتقاطع تصادفي هايورودي از نوبت چند در و مشخص زماني فاصلة يك چراغ پشت كه خودروهايي تعداد گيريزمان نخستين در كه صورت اين به. است شده آوري جمع ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1. Global Clock

1395ييز

مرحلة در شـمارش

تعداد چه همة رايماهـه و ك

شايسـتة

سـازي بيه ،ت كنترلي

هاي ه نامها ز تقاطع

سـه چـراغ اه رجـايي ب مسـير

راه به سـه راه رجايي مسـيري ساختاري غـرب بـه ن چهـارراه

بـا ورود . د يـا چـپ

پاي ،3 ةشمار ،8ة

.شد گيريندازهضـمن هـا، داده

چ و راست سمت بر كار اين. دادند

ر بازة زماني يـكستيابي به توزيع

سـازي و شـب دل ازاي هر سياست

كه چهار تقاطع بهازيك هر . دشو ي

رگـاني داراي سرا غرب بـه سـه

ر انتخـاروهـا د شاني و از غرب بر تفاوت آن با سه

توانند به هر ميهاي اين تفاوت

ن كـارگر و از غراهنمايي در اينت به هم هسـتند راست، مستقيم

دورة ، ید

ا چراغ هر پشتد آوريگـرد از ه

به تعداد چه كهد ادامه خود سير

ها در دآوري دادهبراي دس. گرفت درآمد

ترين ابـزار مـد يبر اين، به فزون

.شود ي

شده كي مطالعه

مطالعه است كهرا شامل مي هنر

راه بازر قاطع سـه ن مطهري و از غي نـدارد و خودنش خيابان آتش

چراغي ندارد و تفند و نم عمل ندار

، به خوبي2كلشمال بـه خيابـا

ار چراغ رچه. تة متفاوتي نسبت

تواند به سمت ي

ـــــــــ

پ خودروها صفمرحلـه آخرين رك شد مشخص ،مس به مستقيم ت

گيري و گرد مونهون از ماه انجام

به اجرا د برازشكه قوي )2013(

اف. شود سازي ميسازي مي ن شبيه

لي سامانة ترافيك

ة ترافيكي موردراه باهرلي و چها

تق. سازي دارند لز شرق به ميداني است كه چراغيني، از جنوب به

راه رجايي چ سهسير خود آزادي

هر تقاطع در شكلراه رجايي، از ش ه

چهارراه باهنر استشدة پيش تعيين

چراغ، خودرو مي

ــــــــــــــ

طول و شدنددر و شد شخص

كردند عبور طعصورت به تعداد چهنم .انجام شد تم

روزهاي گوناگوي رايج نيكوييCPN Tools )س ست، مدل شبيه

دل بر اساس آن

نماي كل. 2شكل

ماي كلي سامانةراه هالل يي، سه

ساختاري و مدلالمقدس، از بيتراه رجايي ي سهراه بازرگان به سه

راه هاللي مانندبراي انتخاب مس

هاي ه ت پيكانع از شرق به سهآخرين تقاطع چ

هاي ازي زمانورت سبز بودن چ


شمرده ،ماندند رمش خودروها ورود

تقا از كه وهاييچ و پيچيدند چپ

سيست به وروديمقطع زماني در

هاي ها، آزمون دهافزار رگيري نرم

پتري رنگين استعريف شده و مد

دهندة نم نشان 2راه رجا گاني، سه

ساني از ديدگاه سشمال به خيابان

تقاطع بعدي. شود تقاطع از شرق

ر تقاطع سه. داردت كه خودروها ب

دقت در جهت. نداين تقاطع. دهد ي

.هنر ارتباط داردداراييك كه هر

چهارراه و در صو

ـــــ 390

منتظر قرمزو توزيع بعد

خودرو تعدادچ سمت به

و مسيرهايدر چندين مآماري از داكار با بههاي شبكه

سناريويي ت

2شكل

راه بازرگ سهويژگي يكساست و از شش متصل مي

اين. آزادندهاللي راه ددر اين استگردش كنندرا نشان ميچهارراه باهوجود دارد كخودرو به چ


المقدس، از جنوب به خيابـان بان بيتراه هاللي، از شمال به خيا اين چهارراه از شرق به سه. برود .باهنر و از غرب به ميدان امام مرتبط است

جـويي در هاي هر تقاطع از شبكة ترافيكي آورده شـده اسـت كـه بـراي صـرفه در ادامه مدل .شود نگارش فقط به توضيح دقيق مدل چهارراه باهنر پرداخته مي

راه رجايي هاي پتري رنگين سه مدل شبكه. 3شكل

راه هاللي هاي پتري رنگين سه مدل شبكه. 4شكل

1395ييز

پاي ،3 ةشمار ،8ة

ي

ر

دورة ، ید

راه بازرگاني ن سه

ين چهارراه باهنر

ـــــــــ

هاي پتري رنگين ه

هاي پتري رنگي كه


مدل شبكه. 5كل

مدل شبك. 6شكل


شك

ش

ـــــ 392


18در ايـن مـدل از . نشان داده شده است 6پتري رنگين چهارراه باهنر در شكل مدل شبكةهـاي سـازي چـراغ و گـذار بـراي مـدل مكان 12گذار استفاده شده كه از اين تعداد، 12و مكان

نيز براي مـدل قـرار دادن تـوالي مكان 1سازي آمدوشد خودروها و براي مدلمكان 5راهنمايي، هـاي راهنمـايي، گـردش در سه بخش چراغ 6در ادامه، توضيح شكل . ها وجود دارداجراي چراغ

.شود ، آورده مياند و آمدوشد آنها كه از عناصر اصلي مدل ساخته شدهاجراي خودروها

هاي راهنماييچراغ. شـده اسـت مدل گذار 3و مكان 3ها با از چراغ يكهر . چهار چراغ راهنمايي دارد ،اين چهارراه

و نام هر چراغ روي مدل ثبت شـده دهد را نشان ميهاي سبز، زرد و قرمز يكي از رنگمكان هر south St. Light (bahonar)، مثالً چراغ خيابان بـاهنر در سـمت راسـت و پـايين مـدل استهاي قرمز، سـبز و وضعيتدهندة نشانترتيب به ،SYو SR ،SG هاي مكان. گذاري شده است نام

گيـري و گانة هر چراغ در دنياي واقعي نيز انـدازه هاي سه مدت زمان وضعيت. زرد اين چراغ استثانيـه و 20براي مثال، مدت زمان سبز بودن چراغ خيابان بـاهنر . گذاشته شده استدر اين مدل

و 20+@ هـا بـا نمـاد شود اين مدت زمـان طور كه ديده مي همان. ثانيه است 81قرمز بودن آن نشـان داده (n,p)روي هر كمـان عبـارت دو متغيـري . روي مدل نشان داده شده است 81+@

هاي سبز و زرد هـر گذار مياني جا. نوع خودروهاستگوياي pها و شمار خودرومعرف nشده كه اين گذار، خودروهاي گذرنده از چراغ را به سه مسير مختلـف راسـت، . زني است چراغ، گذار شاخه

است، خودروهـاي SY و SG هاي كه ميان جا tgysبراي نمونه، گذار . فرستد مستقيم و چپ ميراه هاللي و ميـدان امـام پخـش المقدس، سه مسير خيابان بيت ورودي از خيابان باهنر را بين سه

گانه با فراخوان يك تـابع توزيـع شده در هر يك از مسيرهاي سه شمار خودروهاي پخش. كندمي .شود احتمال برآورد مي

ها گردش اجراي چراغطور واقعي اينهاي راهنمايي در يك چهارراه براي پيشگيري از برخورد خودروها، روش كار چراغ

گمان، يكي از شرايط واقعي بي. هاي ديگر بايد قرمز باشند چراغ ،است كه اگر يك چراغ سبز باشدهـر يـك از . در مـدل، ايـن نقـش را دارد Sequence مكـان .بودن مدل، اجراي اين اصل است

در 1گذارهايي كه نقش تغيير رنگ چـراغ از قرمـز بـه سـبز را دارنـد، نيازمنـد وجـود يـك خـال Sequence يعني با شليك يكي از گـذارهاي . هستندtrgn ،trgs ،trge و ،trgw خـال موجـود ،

پذير امكان Sequenceشود و ديگر گذارها، تا جاگذاري خال بعدي در مصرف مي Sequenceدر ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1. Token


به ديگر سخن، اين چهار گذار بـا هـم در تضـادند و شـليك يكـي، . نشده و شليك نخواهند شد .كند ذار ديگر را غيرممكن ميشليك شدن سه گ

آمدوشد خودروها براي هر خيابان خروجـي . رفت خودروها از چهارراه به هر يك از چهار خيابان خروجي است برون مكـان بـراي نمونـه . خودروهـاي خروجـي از چهـارراه بـه آن خيابـان اسـت مكان معـرف يك

Beytolmoghadas المقـدس خيابـان بيـت براي مدل قرار دادن خودروهاي خروجي بـه سـوينيز براي سـه خيابـان To Emamو Bahonar ،To 3Rah Helaliهاي مكانسان بدين. است

. كننـد مقصد خودروهايي هستند كه از چـراغ گـذر مـي دهندة ها نشاناين جا. اند كار رفته بهديگر هـا و پـيش روال كار اين گونه است كه هر خودرو پس از تعيين مسير خود، با توجـه بـه عبـارت

شود، به يكي از اين چهـار جـا وارد هايي كه روي هر كمان و در ناحية كدنويسي اعمال ميشرطورود خودرو به خيابان كنندة در مدل، بيانمكان ورود خال خودرو به هر يك از اين چهار . شود مي

.همسان آن در دنياي واقعي است

اعتبارسنجي مدل ساز بتواند نشان دهد اي استوار براي تجزيه و تحليل باشد كه مدل پايهتواند يك مدل هنگامي مي

سنجش اعتبار براي سازي، در شبيه. ة شايسته و معتبري از سيستم واقعي استدهند هكه مدل، ارائاز ايـن اسـت يابي تأييد مدل، اطمينان. طي شود 2سنجي آن و روايي 1دو گام تأييد مدلبايد الگو

سنجي مدل بـه ايـن معناسـت كـه روايي. درستي در مدل اجرا شده باشد م، بهكه فرضيات سيست . مدل ارائة منطقي از سيستم است و اجراي آن با كاركرد سيستم واقعي سازگاري دارد

. دهنـد ساز قرار مي مدي در اختيار مدلآهاي پتري براي اعتبارسنجي مدل، ابزارهاي كار شبكهايدة اين ابزار، در واقع ساخت گرافي است كه . است 3رخداد ،رافيكي از ابزارهاي اعتبارسنجي، گ

گـذار از دهنـدة نشان هايي كه دسترس دربرگيرندة يك گره باشد و نيز كماندر براي هر وضعيت بخشي از گراف رخداد براي مدل ارائه 7در شكل . دسترس استدر هاي يك وضعيت به وضعيت

است كـه state_0 در وضعيت ابتدااين گراف، سيستم در. نشان داده شده است 6شده در شكل چـراغ در 4يعنـي هـر . داراي خال هستند Sequenceو NR ،SR ،ER ،WRهاي مكاندر آن

به معناي آماده بودن سيستم براي Sequenceوضعيت آغازي به رنگ قرمزند و يك خال نيز در .تغيير وضعيت است

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ1. Model verification 2. Model validation 3. Occurrence Graph (OG)


شبكه هاي رخداد بخشي از گراف. 7 شكل

در ايـن . كنـد گذر مـي state_1به وضعيت state_0سيستم از وضعيت trgs ،با شليك گذارپيامد ايـن . سبز شده و سه چراغ ديگر همچنان قرمز هستند) خيابان باهنر(وضعيت، چراغ جنوبي

ك شدن گذارهايي كه اين نبود خال از شلي. نيست خالSequence شليك اين است كه ديگر در اين رفتار مدل، با رفتار سيسـتم . كند دهند، پيشگيري مي هاي ديگر را به رنگ سبز تغيير مي چراغ

براي بررسـي اعتبـار مـدل، گـراف رخـداد . درستي مدل است دهندة نشان واقعي، همسان بوده و .دو نيز گذار ميان آنها بررسي شممكن هاي كامل شبكة ساخته شده و همه وضعيت

هاي پژوهشيافتهمدل چهارراه باهنر ، براي نمونه،سازي هر چهار تقاطع چگونگي مدلدر بخش پيشين ضمن بيان

هـا در برگيرنـدة ايـن يافتـه . شـود سازي مدل آورده مي هاي شبيه در اين بخش يافته. تشريح شدتر گفته شد، مدل شبكة پتري گونه كه پيش همان. پشت هر چراغ است يميانگين شمار خودروها

سازي ايـن كارگيري شبيه اجرا شد و با بهCPN Tools افزاري رنگين اين سيستم، روي بستة نرمطـور شـود كـه بـه براي مثال ديـده مـي . آورده شده است 2سازي در جدول افزار، نتايج شبيه نرم

ايـن ميـانگين بـراي خيابـان . خودرو در پشت چراغ قرمز خيابان باهنر منتظر هستند 12ميانگين . خودرو است 9المقدس بيت

زمـان سـبز يـا هاي كنترلي در سامانة ترافيك شهري، تعيين مدت ترين سياستيكي از مهمدر . ها به دو شيوة ثابت و متغير استتغيير مدت زمان چراغ. هاي راهنمايي است قرمز بودن چراغ

ها بدون توجه به چگـونگي آمدوشـد گانة چراغ هاي سه شيوة ثابت، مدت زمان هر يك از وضعيت


چگـونگي در شيوة دوم، اين مدت زمان بر اسـاس . خودروها و در هر شرايط ترافيكي، ثابت است ). 1390انصاري، (كند جريان آمدوشد خودروها تغيير مي

عنوان اين شيوه به. در اين پژوهش، سياست كنترلي مدت زمان ثابت در نظر گرفته شده استشـده سـناريوهاي تعريـف 3جدول . شود سازي استفاده ميسياست كنترلي روي مدل شبيهنوعي

، 3سازي هر يك از سناريوهاي يادشده در جـدول شبيه با. دهد سازي را نشان مي براي مدل شبيه . شود تأثير آنها روي سيستم بررسي مي

ميانگين شمار خودروها پشت هر چراغ. 2جدول

چراغ ميانگين

المقدس چهارراه باهنر، چراغ شمالي، خيابان بيت 9

راه هاللي چهارراه باهنر، چراغ شرقي، به سمت سه 36

چراغ جنوبي، خيابان باهنرچهارراه باهنر، 12

چهارراه باهنر، چراغ غربي، به سمت ميدان امام 34

راه بازرگاني، چراغ شمالي، خيابان بهشت صادقسه 15

راه بازرگاني، چراغ شرقي، به سمت ميدان مطهريسه 39

راه رجاييراه بازرگاني، چراغ غربي، به سمت سهسه 41

سناريوهاي كنترلي. 3جدول

سناريوها هابندي چراغتغيير در زمان 1 )نبود تغيير(وضعيت كنوني

2 ثانيه 45ثانيه به35افزايش زمان سبز بودن چراغ غربي چهارراه باهنر از 3 ثانيه 25ثانيه به35كاهش زمان سبز بودن چراغ غربي چهارراه باهنر از

4 ثانيه 50ثانيه به60راه بازرگاني ازكاهش زمان سبز بودن چراغ غربي سه 5 ثانيه 70ثانيه به60راه بازرگاني ازافزايش زمان سبز بودن چراغ غربي سه 6 ثانيه 45ثانيه به40راه بازرگاني ازافزايش زمان سبز بودن چراغ شرقي سه 7 ثانيه 35ثانيه به40راه بازرگاني ازكاهش زمان سبز بودن چراغ شرقي سه

8 ثانيه 30ثانيه به20راه بازرگاني ازسبز بودن چراغ شمالي سهافزايش زمانثانيه و چراغ غربي چهارراه باهنر از 50ثانيه به 45افزايش همزمان مدت زمان چراغ شرقي چهارراه باهنر از

ثانيه 45ثانيه به 359

راه بازرگاني ثانيه و چراغ غربي سه 50ثانيه به 60راه بازرگاني ازكاهش همزمان مدت زمان چراغ شرقي سه ثانيه 30ثانيه به 40از

10



بر ميانگين شمار خودروها در پشـت هـر چـراغ در ها اثر تغيير در مدت زمان سبز بودن چراغ. دهد ميها نشان روي چراغرا سناريو 10اين جدول اثر هر يك از . نشان داده شده است 4جدول

تعريـف شـده ستون مدت زمان چراغ و طول صف خودروها در پشـت چـراغ دو ،براي هر سناريو .گوياي وضعيت كنوني سيستم است 1سناريو . است

شود، در وضعيت كنوني ميانگين شمار خودروها در پشـت ديده مي 4گونه كه در جدول همانسبز بودن يعني افزايش زمان(سناريوي دوم اجراي با . خودرو است 36چراغ شرقي چهارراه باهنر ايـن . يابـد كاهش مي 29، اين ميانگين به عدد )ثانيه 45 ثانيه به 35 چراغ غربي چهارراه باهنر از

نشان داده شده 4اين تغييرها در جدول . شود مسيرها نيز ميساير تغيير در ميانگين موجب سناريو . دهـد ها را تغيير مـي كارگيري هر سناريو ميانگين شمار خودرو به شود، مشاهده ميكه چنان. است

.به نمايش گذاشته است، عملكرد سيستم را 8همچنين شكل

عملكرد سيستم با اجراي سناريوهاي گوناگون. 8شكل

گيري و پيشنهادها نتيجهايـن . ترين معيارهـاي ارزيـابي سيسـتم اسـت هاي ترافيكي يكي از مهمشناخت گلوگاه در شبكه

گيرنـدگان را بـراي تصـميم بهبوديـافتني دهد و نقاط اي از سيستم ارائه مي ديد گسترده ،شناخت

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

صفول

ط

سناريوها

شماليچراغ،بازرگانيراهسه شرقيچراغ،بازرگانيراهسه غربيچراغ،بازرگانيراهسهشماليچراغ،باهنرچهارراه شرقيچراغ،باهنرچهارراه جنوبيچراغ،باهنرچهارراهغربيچراغ،باهنرچهارراه


شـود، مسـيرهاي شـرقي و غربـي چهـارراه ديده مي 1گونه كه در جدول همان. كند مشخص ميراه بازرگاني بيشترين شـمار خودروهـاي منتظـر را باهنر و همچنين مسيرهاي شرقي و غربي سه

از ايـن رو، كـاهش . انـد ، در وضعيت كنوني اين چهار مسير گلوگاه سيسـتم ديگر به سخن. دارنددهـد خوبي نشان مي به 8شكل . شمار خودروهاي منتظر در اين مسيرها از اولويت برخوردار است

طـول ،با اجراي اين سناريو ودارد در مسيرهاي پر ازدحام را بهترين عملكرد 5 ةكه سناريو شماردر واقـع، ايـن سـناريو توانسـته . شود ميبسيار كمتر ) 1سناريو (كنوني صف خودروها از وضعيت

كـاهش درصـد 23و درصـد 25ترتيـب مسير هاللي و امام را به يميانگين شمار خودروهااست راه غرب بـه شـرق چهـارراه بـاهنر و سـه ،شرق به غرب و نيز هايبايد يادآور شد كه مسير. دهد

اين مسـيرها و بهبود هستند شهر بوشهر يلي آمدوشد خودروهااز مسيرهاي مهم و اص ،بازرگاني .گذارد ميشهري بوشهر اثر شگرفي بر سيستم ترافيك درون ،پشت هر چراغ را بررسـي كـرد يتوان تغيير شمار خودروها با اجراي سناريوهاي مختلف مي

بـدين ؛رل كـرد توان روان بودن آمدوشد خودروهاي هر مسير را كنت يعني با اجراي اين روش ميايـن . شود ها، بار ورودي و خروجي هر مسير بررسي مي شيوه كه با تغيير در زمان سبز بودن چراغدهـد است و نشـان مـي ) 1391سليمي فرد و انصاري، (مقاله در راستاي مقالة پيشين نويسندگان

شـهري در سـازي ترافيـك توانايي مـدل ،هاي پتري رنگين كه در دنياي واقعي و پيچيده، شبكهسازي سامانة ترافيك شـهري پرداختـه شـد سازي و شبيه در اين پژوهش، به مدل. ندتقاطع را دار

هـا داراي چـراغ هاي متفـاوت اسـت، يعنـي برخـي از تقـاطع كه دربرگيرندة چند تقاطع با ويژگيدروها ها خو همچنين در برخي از اين تقاطع. ندارند راهنمايي هستند و برخي ديگر چراغ راهنمايي

اين موضوع در . ولي در برخي اين امكان وجود نداردگردش و حركت كنند، به هر سمتي ندمجازاي و آشكار است كه با وجود امكانـات رايانـه . طور كامل توضيح داده شد شناسي پژوهش به روش

تري از شبكة ترافيك شـهري و حتـي هاي بزرگ سازي بخش سازي و شبيه پردازشي، امكان مدل .امانة ترافيكي شهر نيز وجود خواهد داشتكل س

هـاي مهـم در تر گفته شد، مـديريت ترافيـك خودروهـا يكـي از چـالش گونه كه پيش همانهاي چراغ راهنمايي ابزاري است كه با اجرايي نمودن سياست. ونقل شهري است هاي حمل سامانه

هاي چراغ هر يك از وضعيتتعيين مدت زمان . كند كنترلي، كمك شاياني به حركت خودروها ميتواند اثرهاي متفاوتي بر جريان آمدوشد خودروها و در نتيجه بر كل سامانة ترافيك مي راهنمايي،

در اين مقاله بـراي تعيـين سـناريوي كنترلـي مناسـب، رويكـردي بـر پايـة . شهري داشته باشدي يـك سـامانة سـازي سيسـتم چـراغ راهنمـاي سازي و شـبيه هاي پتري رنگين براي مدل شبكه

كارگيري رويكرد پيشنهادي، چند تقاطع خياباني از شهر بوشـهر با به. ترافيكي پيشنهاد شده است


و بـه اجـرا درآمـد سازي، سناريوهاي مختلف كنترلي روي مدل با استفاده از شبيه. سازي شد مدلسـازي، يكـي از بيههاي ش بر اساس يافته. تأثير هر سناريو بر عملكرد سامانة ترافيكي ارزيابي شد

هاي يادشده، اين پـژوهش بر يافته افزون. عنوان بهترين سناريو انتخاب شد سناريوهاي كنترلي بهدر بررسي فراگير بـا . دهد سازي ترافيك شهري نشان مي براي مدل را رويكرد پيشنهاديتوانايي

سـازي و ر بوشـهر مـدل استفاده از رويكرد پيشنهادي در اين مقاله، بخشي از سامانة ترافيكي شه . سازي شد شبيه

در رواني جريـان ترافيـك بررسـي را چراغ راهنمايي تأثير اين پژوهش رفتار خرد خودروها و طـور كلـي كاركرد سيستم ترافيك شـهري را بـه ) 2003( همكاران و باتولكه كرده است، درحالي

ليست . ان ترافيك بررسي كنددر جري را چراغ راهنمايي تأثير بررسي كردند، اين پژوهش توانستراهنمـايي يـك هـاي با استفاده از شبكة پتري كالسيك كنترل و ايمنـي چـراغ ) 2004(و ستين در مقايسه با آنان، پژوهش كنوني توانسته است عملكرد . مدل و تجزيه و تحليل كردند ه راچهاررا

و راهكارهايي بـراي كند بررسي را با ابزاري توانمندتر ترافيكي بسيار پيچيده هاي سيستمي از يك ةاز شـبك ) 2016(اين پژوهش همانند پژوهش كـيم و يئـو . بهبود آمدوشد خودروها پيشنهاد دهد

با ديدگاه كالن بر ايمني سامانة ترافيك شهري تمركـز آنان كه درحالي. پتري استفاده كرده استهارراه و نيـز چـراغ راهنمـايي از چ مندي داشتند، پژوهش كنوني بر عملكرد خرد خودروها در بهره

، ايـن پـژوهش رفتـار پويـاي سيسـتم )2016( شژو و همكاران مطالعة در مقايسه با. تمركز داردـ درحـالي ،چهارراه را با استفاده از شبكة پتري رنگين تجزيـه و تحليـل كـرد ةاز زنجيـر ان كـه آن

شرط ماركوفي بـودن ) 2016( شهمكاران و ژودر مطالعة كه ؛ به اين معناماركوف استفاده كردندايـن . هـاي احتمـال محـدوديت ندارنـد اما در اين پژوهش توزيـع ؛هاي احتمال، الزم است توزيع

سـليمي فـرد و (پژوهش شبكة ترافيك شهري را بررسـي كـرد و توانسـت رويكـرد پيشـنهادي . كار گيرد را براي شبكة ترافيك شهري به) 1390انصاري،

هـاي هـاي كنترلـي چـراغ سـازي سياسـت ات آينده، افزون بر مدلشود در مطالع پيشنهاد ميپشت ينشدن كامل خودروها ها، تخليهبندان، دوربرگردان راهنمايي، رويدادهايي مانند تصادف، راه

هاي متغيـر و پاسـخگو ها براي نوع خودرو، استفاده از استراتژي زمانچراغ، مجزا كردن نوع خالو پيامدهاي شود شدن يك يا چند باند از خيابان نيز به مدل افزوده براي چراغ راهنمايي و اشغال

همچنـين، . گـردد آنها بر سيستم ارزيابي و حساسيت مدل به هر يـك از ايـن رويـدادها ارزيـابي هاي پتـري بـراي افزارهاي شبكه نرمساير سازي و هاي ديگر شبيه توانند از روش پژوهشگران مي

. سازي كنند آمدوشد شهر را مدل ةو كل شبك ردهك هسيستم استفاد يسازمدل


References Aghajani, H., Samadi Miarkolaei, H., Lotfi, H. (2014). A Simulation Approach

to Assembly Line Improvement of Iran Heavy Diesel Company. Industrial Management Journal, 6(4), 635-664. (in Persian)

Ansari, M. (2011). Modeling and Simulation of Urban Traffic Using Colored Petri Nets: Case of Bushehr. Persian Gulf University, Bushehr, Iran. (in Persian)

Avineri, E. (2005). Soft Computing Applications In Traffic And Transport Systems: A Review. Advances In Soft Computing, (1), 17-25.

Azar, A., Haghifam, M., Alibabaei, N. (2008). Modeling and Optimization of Power Plants Load and Production Switching Reduction in Emergency Electricity Network. Industrial Management Journal, 1 (1), 3–30. (in Persian)

Azar, A., Saghalzadeh, S., Rajabzadeh, A. (2012). Fuzzy Simulation in Uncertainty Conditions. Industrial Management Journal, 4 (2), 1–20. (in Persian)

CPN. (2013). CPN Tools Web site. Retrieved from http://www.cpntools.org.

De Jong, G. & Daly, A. (2007). Uncertainty In Traffic Forecasts: Literature Review And New Results For The Netherlands. Transportation, 34(4), 375–395.

De Oliveira, L. & Camponogara, E. (2010). Multi-Agent Model Predictive Control Of Signaling Split In Urban Traffic Networks. Transportation Research Part C, 120–139.

Di Febbraro, A. & Sacco, N. (2002). On Applying Petri Nets To Determine Optimal Offsets For Coordinated Traffic Light Timing. The IEEE 5th International Conference On Intelligent Transportation Systems. Singapore. 10, 773-778.

dos Santos Soares, M., & Vrancken, J. (2008). Responsive traffic signals designed with petri nets. In IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, SMC 2008. 1942-1947.

Dotoli, M., & Fanti, M. P. (2006). An urban traffic network model via coloured timed Petri nets. Control Engineering Practice, 14(10), 1213-1229.


Farhi, N., Goursat, M. & Quadrat, J. (2009). Road Traffic Models Using Petri Nets And Minplus Algebra. Traffic and Granular Flow ’07, Part I, 281-286.

Gil, J. (2015). Building a multimodal urban network model using openstreetmap data for the analysis of sustainable accessibility. In OpenStreetMap in GIScience (pp. 229-251). Springer International Publishing.

Helbing, D. (2002). Micro and Macro-Simulation of Freeway Traffic. Mathematical And Computer Modelling, 35(5-6), 517-547.

Hu, M., Jiang, R., Wang, R. & Wu, Q. (2009). Urban Traffic Simulated From The Dual Representation: Flow, Crisis and Congestion. Physics Letters A, 373(23-24), 2007-2011.

Huang, Y. S., Chung, T. H., & Lin, T. H. (2006). Design and analysis urban traffic lights using timed colour Petri nets. In Proceedings of the International Conference on Networking, Sensing and Control, ICNSC'06. 248-253. IEEE.

Iordache, M. & Antsaklis, P. (2009). Petri Nets and Programming: A Survey. Proceedings of the 2009 American Control Conference, St. Louis, USA, 4994-4999.

Jensen, K. (1994). An Introduction To The Theoretical Aspects Of Coloured Petri Nets. Lecture Notes In Computer Science, 803, 230-272.

Kim, S. & Yeo, H. (2016). A Flow-based Vulnerability Measure for the Resilience of Urban Road Network. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 218, 13-23.

Li, J. & Li, Q. (2008). Modeling Of Urban Traffic System Based On Dynamic Stochastic Fluid Petri Net. Workshop on Power Electronics and Intelligent Transportation System, Guangzhou, China, 8, 485-491.

Lin, L., Tang, N., Mu, X. & Shi, F. (2003). Implementation Of Traffic Lights Control Based On Petri Nets in Intelligent Transportation Systems. IEEE Proceedings, (2), 1087-1090.

List, G. & Cetin, M. (2004). Modeling Traffic Signal Control Using Petri Nets. IEEE Transactions On Intelligent Transportation Systems, 5(3), 86-91.

López-Neri, E., Ramírez-Treviño, A. & López-Mellado, E. (2009). A Modeling Framework for Urban Traffic Systems Microscopic Simulation. Simulation Modelling Practice and Theory, 18(8), 1145-1161.


Pross, S. & Bachmann, B. (2009). A Petri Net Library for Modeling Hybrid Systems In Openmodelica. Proceedings 7th Modelica Conference, 454-462.

Rahman, S. & Ratrout, N. (2009). Review of the Fuzzy Logic Based Approach in Traffic Signal Control: Prospects in Saudi Arabia. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 9(5), 58-70.

Sadeghimoghadam, A., Khatami Firoozabadi, A., Rabbani, Y. (2011). Using SD and SSM Mixed Approach for Unstructured Social Problems. Industrial Management Journal, 3 (7), 55–76. (in Persian)

Salimifard, K. & Ansari, M. (2013). Modeling and Simulation of Urban Traffic Signals. International Journal of Modeling and Optimization, 3(2), 172-175.

Salimifard, K., Ansari. M. (2012). Modeling and Simulation of Urban Traffic Using Colored Petri Nets. Sanandaj IAU Journal of Industrial Management, 7 (20), 77-90. (in Persian)

Smit, R., Ntziachristos, L. & Boulter, P. (2010). Validation of Road Vehicle And Traffic Emission Models – A Review. Atmospheric Environment, 44(25), 2943-2953.

Tian, Z., Jia, L., Dong, H., Su, F. & Zhang, Z. (2016). Analysis of Urban Road Traffic Network Based on Complex Network. Procedia Engineering, 137, 537-546.

Tolba, C., Thomas, P., ElMoudni, A., & Lefebvre, D. (2003). Performances evaluation of the traffic control in a single crossroad by Petri nets. In Emerging Technologies and Factory Automation, 2003. Proceedings. ETFA'03. IEEE Conference (Vol. 2), 157-160. IEEE.

Wang, H., List, G. F., & DiCesare, F. (1993). Modeling and evaluation of traffic signal control using timed Petri nets. In Systems, Man and Cybernetics, 1993.'Systems Engineering in the Service of Humans', Conference Proceedings, International Conference on (Vol. 2), 180-185. IEEE.

Wang, J., Jin, C. & Deng, Y. (1999). Performance Analysis Of Traffic Networks Based On Stochastic Timed Petri Net Models. Fifth IEEE International Conference on Engineering of Complex Computer Systems (ICECCS '99), 77-85.


Yu Chou, C. & Chung, H. (2001). Application Of Computer Simulation To The Design Of A Traffic Signal Timer. Computers & Industrial Engineering, (39), 81-94.

Zhang, L. G., Li, Z. L., & Chen, Y. Z. (2008). Hybrid petri net modeling of traffic flow and signal control. In Machine Learning and Cybernetics, 2008 International Conference on (Vol. 4), 2304-2308. IEEE.

Zhang, Y. & Houli, D. (2007). Modeling Mixed Traffic Flow At Crosswalks In Micro-Simulations Using Cellular Automata. Tsinghua Science and Technology, 12(2), 214-222.

Zhu, G., Song, K., Zhang, P. & Wang, L. (2016). A Traffic Flow State transition Model for Urban Road Network Based on Hidden Markov Model. Neurocomputing, 214, 567–574.

Documents

Journal of Industrial Management ﯽ L áÀ ¶ﺪ · 2020-02-23 · ﯽ L á À ¶ﺪ Journal of Industrial Management ناﺮﻬﺗ هﺎﮕﺸﻧاد ﺖﻳﺮﻳﺪﻣ ةﺪﻜﺸﻧاد