طراحی شبکه حمل ونقل همگانی با بهینه سازی چندهدفه دوسطحی مبتنی بر مدل جانشین: مطالعه موردی شهر کرمان

طراحی شبکه حمل ونقل همگانی یکی از مسائل پیچیده برنامه ریزی شهری است که به دلیل وابستگی متقابل میان تصمیم های طراحی شبکه و رفتار انتخاب مسیر کاربران، به صورت ذاتی ماهیتی دوسطحی و محاسبات پرهزینه دارد. در این پژوهش، یک چارچوب بهینه سازی چندهدفه دوسطحی مبتنی بر مدل جانشین برای مسئله طراحی شبکه حمل ونقل همگانی ارائه می شود که هدف آن افزایش کارایی محاسباتی بدون تضعیف دقت ارزیابی عملکرد شبکه است. در سطح بالا، تصمیم های برنامه ریز شامل انتخاب خطوط کاندید حمل ونقل همگانی بوده و سه هدف کلیدی شامل بیشینه سازی تعداد کاربران حمل ونقل همگانی، کمینه سازی هزینه کل سیستم و کمینه سازی میزان تولید آلایندگی ناشی از حمل ونقل عمومی به طور هم زمان در نظر گرفته شده اند. در سطح پایین، واکنش کاربران از طریق یک مدل تخصیص مبتنی بر سرفاصله در نرم افزار ویزوم شبیه سازی می شود. به منظور کاهش هزینه محاسباتی ناشی از اجرای مکرر مدل تخصیص، از رگرسیون بردار پشتیبان به عنوان مدل جانشین برای تقریب توابع هدف سطح بالا استفاده شده و این مدل به طور مستقیم در حلقه یک الگوریتم فراابتکاری چندهدفه ادغام گردیده است. مطالعه موردی شهر کرمان نشان می دهد که مدل جانشین با ضریب همبستگی بالا (۰.۷۶–۰.۸۲) و خطای مطلق میانگین قابل قبول (حدود ۱۰ درصد)، قادر به تقریب مناسب عملکرد شبکه است. نتایج عددی حاکی از کاهش حدود ۹۰ درصدی زمان محاسباتی در مقایسه با حل مستقیم مسئله بوده و در عین حال مجموعه ای پایدار از راه حل های غیرمغلوب پارتو با تنوع مناسب شناسایی شده است. تحلیل روابط میان توابع هدف نیز مبادلات منطقی میان افزایش استفاده از حمل ونقل همگانی، هزینه های سیستم و آلایندگی حمل ونقل عمومی را تایید می کند. به طور کلی، چارچوب پیشنهادی رویکردی کارآمد و قابل تعمیم برای حل مسائل پیچیده طراحی شبکه حمل ونقل همگانی در مقیاس های واقعی ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

طراحی شبکه همگانی ، بهینه سازی چندهدفه ، الگوریتم فراابتکاری