مسیریابی بهینه آزادراه اهواز-دهدز با در نظرگرفتن معیارهای زیست محیطی، اقتصادی و فنی با استفاده از تکنیک های سنجش از دور، gis و هوش مصنوعی

طراحی اولیه ی مسیر یا مطالعات فاز صفر، یکی از مهم ترین مراحل راه سازی است که در طی آن محل عبور راه، پیش از شروع ساخت، از جنبه های مختلف بررسی شده و ایمن¬ترین و اقتصادی¬ترین موقعیت احداث راه شناسایی می-شود. آنالیز تعیین کوتاه¬ترین مسیر همواره به عنوان یکی از کاربردی¬ترین مسائل در آنالیزهای مکانی حمل و نقل و همچنین سرویس¬های مکان¬مبنا شناخته می¬شود. باتوسعه و پیشرفت سیستم¬های آنالیز اطلاعات مکانی، الگوریتم¬های مختلفی برای مسیریابی بهینه، باتوجه به پارامترهای موثر و خصوصیات مختلف جاده¬ها ارائه شده است. امروزه با گسترش شهرها و افزایش جمعیت شهری، یکی از مهم¬ترین مشکلات مردم یافتن راه¬حلی برای کاهش طول و زمان سفرهای درون¬شهری و برون¬شهری می¬باشد. در این میان نقش سیستم¬های اطلاعات مکانی به عنوان علم و ابزار مدیریت و تحلیل اطلاعات مرتبط با مکان، روز به روز گسترش پیدا کرده و از اهمیت بسیاری برخوردار است. به همین دلیل لازم است که در فرآیند مسیریابی بهینه جاده از فناوری¬های نوینی مانند gis استفاده گردد. بهینه سازی، یک فعالیت مهم و تعیین کننده در طراحی است. طراحان زمانی قادر خواهند بود طرح های بهتری تولیدکنند که بتوانند با روش های بهینه سازی در صرف زمان و هزینه طراحی صرفه جویی نمایند. هدف از بهینه سازی، یافتن بهترین جواب قابل قبول، باتوجه به محدودیت ها ونیازهای مسئله است. برای یک مسئله، ممکن است جواب های مختلفی موجود باشد که برای مقایسه آن ها و انتخاب جواب بهینه، تابعی به نام تابع هدف تعریف می شود. انتخاب این تابع به طبیعت مسئله وابسته است. به عنوان مثال، کاهش زمان یا هزینه از جمله اهداف رایج بهینه سازی شبکه های حمل و نقل می باشد. در طراحی مسیر علاوه بر رعایت نکات فنی و اقتصادی، باید به خصوصیات زیست¬محیطی نیز توجه نمود، تا احداث آن حداقل آسیب ها را به محیط¬زیست وارد نماید. در این پایان¬نامه روشی ارائه شده است که بر اساس آن می¬توان مسیری بهینه از نظر زیست¬محیطی، اقتصادی و همچنین فنی از شهرستان اهواز تا شهرستان دهدز (واقع در استان خوزستان) پیشنهاد نمود. لذا با در نظر گرفتن وضعیت زمین¬شناسی (سازند،گسل¬ها)، آبراهه¬ها، توپوگرافی (شیب، ارتفاع)، پوشش¬گیاهی، کاربری¬اراضی، تراکم جمعیت و مناطق حفاظت شده به طراحی کوتاه¬ترین مسیر با صرف کمترین هزینه بین این دو نقطه پرداخته خواهد شد. در این تحقیق، ابتدا لایه¬های اطلاعاتی مورد نیاز برای مسیریابی از منابع مختلف جمع¬آوری شده، سپس با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی (fahp) لایه¬های ذکر شده وزن¬دهی می¬شوند. در نهایت مسیر بهینه با استفاده از الگوریتم حداقل هزینه و الگوریتم ژنتیک تعیین می-گردد. پیاده¬سازی الگوریتم¬های حداقل هزینه و ژنتیک نشان¬دهنده آنست که مسیر طراحی شده با استفاده از الگوریتم حداقل هزینه 29/22 کیلومتر کوتاه¬تر از مسیر موجود و 5/5 کیلومتر کوتاه¬تر از مسیر آزادراه پیشنهادی می¬باشد. از نظر هزینه احداث نیز مسیر طراحی¬شده با این الگوریتم 32% درصد نسبت به مسیر موجود و 28% درصد نسبت به مسیر پیشنهادی از هزینه کمتری برخوردار است. در مقایسه الگوریتم¬های مسیریابی پیاده¬سازی شده نیز مسیر طراحی شده با الگوریتم ژنتیک 64/6 کیلومتر کوتاه¬تر از مسیر طراحی شده با الگوریتم فاصله حداقل هزینه بوده و 5/9 درصد هزینه احداث کمتری دارد. لذا نتایج بدست آمده نشان می¬دهند که مسیرهای طراحی شده از نظر هزینه (زیست-محیطی، اقتصادی و فنی) و طول، کاهش چشمگیری را نسبت به مسیر موجود و مسیر آزادراه پیشنهادی اداره راه و شهرسازی استان دارا بوده و از میان دو الگوریتم بهینه¬یابی پیاده¬سازی شده جهت مسیریابی، الگوریتم ژنتیک دارای دقت بالاتری است. نتایج بیان¬شده نشانگر آنست که مسیر ارائه شده، باعث صرفه¬جویی در زمان و هزینه¬ی¬ طراحی و ساخت راه می¬شوند. با توجه به اینکه استراحتگاه و جایگاه سوخت از ملزومات راه¬های بین¬شهری به شمار می¬روند، در این پایان¬نامه پس از تعیین مسیر احداث آزادراه، اقدام به مکانیابی موقعیت مناسب احداث استراحتگاه و جایگاه سوخت با استفاده از سنجش از دور و gis شده است. به این منظور ابتدا لایه¬های اطلاعاتی موثر در انتخاب موقعیت بهینه مورد نظر با روش fahp وزن¬دهی شده و به روش همپوشانی شاخص با هم تلفیق می¬شود. در نهایت با استفاه از آستانه¬گذاری بر روی لایه تناسب، مکان¬های مناسب احداث جایگاه سوخت و استراحتگاه تعیین می¬گردد. وجود پمپ بنزین¬هایی در مکان¬های تعیین¬شده توسط روش پیشنهادی مکان¬یابی احداث جایگاه سوخت، موید کاربردی بودن این روش در تعیین موقعیت بهینه احداث این کاربری مهم می¬باشد.