مقاله ترجمه شده عمران◄ راه، بزرگراه و حمل و نقل جاده ای◄14 صفحه ترجمه ،2012، کیفیت عالی

تأثیر مشخصات هندسی بزرگراه بر روی افت ظرفیت

چکیده: برآورد نمودن ظرفیت جاده‌ای در برنامه‍ریزی، طراحی و عملکرد تأسیسات بزرگراه امری ضروری به حساب می‌آید. این مقاله درصدد ارزیابی نمودن تأثیر مشخصه‌های هندسی بزرگراه بر روی ظرفیت در خطوط مماس و منحنی افقی و همچنین افت ظرفیت در تغییر خط مماس به خط منحنی است. بدین منظور داده‌های ترافیکی و هندسی به دست آمده از دوازده مکان از جاده‌های دو لاینی روستایی واقع در مینوفیا گاورنورات در کشور مصر مورد استفاده قرار گرفته شدند. هر مکان شامل یک عضو مماس و یک منحنی افقی به دنبال آن است. در مکان‌های مورد مطالعه جریان و سرعت وسائل نقلیه در تمامی اعضاء جمع‍آوری گردیدند. برای انجام این کار از یک روش برآورد ظرفیت مبتنی بر برون‍یابی از یک نمودار بنیادی که رابطهٔ بین شارش ترافیک و چگالی را به نمیش می‌گذارد استفاده گردید. تأثیر انواع مختلف وسایل نقلیه با تبدیل نمودن آنها به دستگاه‌های ماشین مسافربری برابری تطبیق داده شدند. برای بررسی رابطه میان مشخصه‌ها و ظرفیت هندسی از تحلیل رگرسیون بهره گرفته شد. بهترین مدل رگرسیون برای هر مورد (به عنوان نمونه در خطوط مماس، ظرفیت در خطوط منحنی و افت ظرفیت بین دو عضو) معرفی گردید. متغیرهای مستقل معنی‍دار برای خطوط مماس عبارتند از عرض جاده، کناره جاده و طول مماس. در مورد خطوط منحنی، متغیرهای معنی‍دار شعاع منحنی و عرض جاده هستند. بهترین مدلی که رابطه بین افت ظرفیت و مشخصه‌های هندسی را به نمایش می‌گذارد تنها شعاع منحنی را در برمی‍گیرد که به عنوان متغیری غیرمستقل عمل می‌نماید. این مدل‌ها بسیار سودمند هستند و می‌توان آنها را برای تجزیه و تحلیل ظرفیت و همچنین ارزیابی جاده‌های دو لاینی روستایی، به خصوص برای نواحی تحت مطالعه مورد استفاده قرار داد.

کلمات کلیدی: حمل و نقل جاده‌ای؛ ظرفیت؛ هندسه بزرگراه؛ منحنی افقی؛ رابطه شارش-چگالی؛ تحلیل رگرسیون

1 مقدمه

شناخت و ارزیابی ظرفیت جاده‌ای در برنامه‍ریزی، طراحی و عملکرد تأسیسات حمل و نقلی امری ضروری به حساب می‌آید. ظرفیت به شدت متأثر از جاده، ترافیک و همچنین شرایط راننده است. این موضوع در HCM 2000 به صورت "حداکثر نرخی در ساعت که می‌توان به طور منطقی از افراد و یا وسایل نقلیه انتظار داشت تا در طول یک دوره زمانی داده شده تحت شرایط موجود جاده، ترافیک و کنترل از یک نقطه یا بخش مشابهی از خیابان یا جاده عبور نمایند" تعریف کردیده است. شرایط جاده‌ای می‌توانند از پارامترهای هندسی مختلفی که به تعریف جاده‌ها می‌پردازند تشکیل شوند، مانند نوع تأسیسات، عرض جاده، کنارهٔ جاده و خطوط تراز افقی و عمودی. خطوط تراز افقی، به خصوص مشخصه‌های خطوط منحنی افقی می‌توانند اثری قابل توجه را معطوف جریان رفت و آمد داشته باشند. به عنوان نمونه، امکان دارد تا وسایل نقلیه در پیچ‌های تند سرعت خود را کاهش دهند و یا حتی فواصل طولی خود را افزایش دهند؛ در نتیجه، شارش دچار کاهش می‌شود. خطوط تراز افقی از اعضایی راست (خطوط مماس) و یا اعضایی منحنی شکل تشکیل می‌شوند. هر یک از این اعضاء مشخصه‌های هندسی خود را داراست که بر حداکثر جریان رفت و آمدی که می‌تواند به انجام رسد تأثیرگذار هستند. از این رو، جریانات ظرفیت ممکن از عضوی تا عضو دیگر متفاوت باشد. افت ظرفیت جاده‌های برای دو عضو متوالی تفاوت منفی در ظرفیت جاده‌ای بین هر دو عضو است. این مطالعه فرض را بر این قرار می‌دهد که این مقدار ظرفیت، همان گونه که در شکل 1 به نمایش درآمده است، به هنگام تغییر عضو جاده از مماس به منحنی تحت تأثیر هندسه بزرگراه قرار دارد. هرچند که تأثیر هندسه جاده بر روی ظرفیت توسط محققین بسیاری مورد مطالعه قرار گرفته است، اما به نظر می‌رسد که هیچ تحقیقی به منظور بررسی تأثیر مشخصه‌های همترازی افقی، به خصوص تأثیر شعاع منحنی بر روی افت ظرفیت صورت نگرفته باشد. پژوهش حاضر به منظور ارزیابی نمودن تأثیر هندسهٔ جاده، با اشاره‌ای خاص به مشخصه‌های همترازی افقی، بر روی ظرفیت و افت ظرفیت با استفاده از داده‌های ترافیکی و هندسی به دست آمده از جاده‌های دو لاینی روستایی واقع در مینوفیا گاورنورات در کشور مصر به انجام رسیده است. نتایج این پژوهش می‌تواند به نحوی دقیقتر کمک شایانی به مهندسین جاده و ترافیک و همچنین محققانی که با تجزیه و تحلیل ظرفیت سر و کار دارند می‌نماید.