ارائه مدل بهینه‌سازی تردد با رویکرد کاهش آلودگی هوا (مطالعه‌ی موردی پل صدر تهران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مهندسی محیطزیست (آلودگی هوا)، دانشکده محیطزیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران

2 استادیار، مهندسی محیطزیست (آلودگی هوا)، دانشکده محیطزیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران

3 دانشیار، مهندسی محیطزیست (آلودگی ‎هوا)، دانشکده محیطزیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران

4 استادیار، برنامه‌ریزی حمل و نقل، دانشکده مهندسی عمران و محیطزیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

دستیابی به کم‌ترین میزان انتشار آلاینده‌های شهری مستلزم مدیریت صحیح منابع آلاینده با هدف نزدیک شدن به سیستم بهینه‌ی جریان ترافیک می‌باشد. مدیریت تردد از شیب‌راهه‌ها از طریق کنترل هوشمند جریان ورودی از جمله اقدامات تاثیرگذار مدیریت تقاضای حمل و نقل در پایداری جریان اصلی بزرگراه است. در این پژوهش سعی شده‌است تا با مدل‌سازی جریان ترافیک ورودی به بزرگراه صدر شرایط پایدار و در نتیجه آلایندگی کمتر مورد بررسی قرار گیرد. مدل‌سازی حجم بهینه‌ی تردد از شیب‌راهه‌های ورودی با حفظ سطح سرویس مطلوب با استفاده از مدل برنامه‌ریزی ریاضی خطی و روش سیمپلکس انجام یافته‌است. سپس مدل‌سازی انتشار آلاینده‌ها ناشی از تردد حجم بهینه با نرم افزار IVE انجام شده‌است. نتایج حاصل از مدل‌سازی انتشار آلاینده‌ها به دلیل پایداری جریان ترافیک، نمایان‌گر کمترین میزان انتشار است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد تغییر برنامه زمان‌بندی صحیح برای اعمال محدودیت‌های دسترسی و برنامه انسداد متداول در شیب‌راهه‌ها در مسیر شرق به غرب منجر به حفظ پایداری ترافیک، تردد در سطح سرویس مطلوب و کاهش انتشار آلاینده‌ی کربن‌مونواکسید و اکسیدهای نیتروژن به ترتیب به میزان 54 و 25 درصد خواهد شد . همچنین در مسیر غرب به شرق پل صدر اعمال سیکل مناسب پایش شیب راهه در شیب‌راهه‌ی ورودی مدرس باعث پایداری ترافیک در عرشه‌ی اصلی پل و کاهش میزان انتشار آلاینده‌ی کربن‌مونواکسید و اکسیدهای نیتروژن به ترتیب به میزان 42 و41درصد خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Traffic Optimization Model Considering Air Pollution Reduction (Case Study: Sadr Overpass)

نویسندگان [English]

  • Torkan Alisoltani 1
  • Majid shafeepour Motlaq 2
  • KHosro Ashrafi 3
  • Meeghat Habibian 4
1 Graduate Student, School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Assistant professor, School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Associate professor, School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

Achieving the lowest emission rate of urban air pollutants, requires an effective management of mobile air polluting sources. To address this type of management, not only high quality vehicles should be recruited but also the quality of transportation such as amount, slope, and traffic patterns (i.e., steady vs. interrupted flow) should be considered. Therefore, a number of methods are emerged to control the steadiness of traffic flow through traffic network instruments such as traffic lights or ramp metering schemes. In this study, attempts have been made to model a steady traffic flow on the Sadr Overpass to mitigate the least air pollutants production Modeling the optimized traffic volume entering and leaving the ramps whilst maintaining an acceptable service level using a mathematical linear programming technique is presented. Furthermore, a simulation has been conducted using an IVE model to estimate the amount of emissions. The results indicate that temporary closure of ramps in the east-west direction could lead to a steady flowrate on the overpass which decreases the amount of CO and NOx by %54 and %25, respectively. Similarly, in the West-East direction, deploying a cyclic monitoring of traffic flow in the ramp discharging into Modarres Expressway, results in reduction of CO and NOX by %42 and %41, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air pollution
  • mobile source Emissions
  • Traffic optimization model Linear
  • Programming
  • Transportation Demand
  • Management
[1] K. Ahn, H. Rakha, A field evaluation case study of the environmental and energy impacts of traffic calming, Transportation Research Part D: Transport and Environment, 14(6) (2009) 411-424.
[2] M. Habibian, A. Rezaei, Accounting for systematic heterogeneity across car commuters in response to multiple TDM policies: case study of Tehran, Transportation, 44(4) (2017) 681-700.
[3] A.R. Mamdouhi, B. Shirgir, Z. Ebadi Shivyari, Optimization of Highway Traffic Performance by Ramp Metering Control Method Using Mathematical Model, in:  11th International Railway Transportation Conference, Railway Transportation Association, 2009.
[4] M. Habibian, K. Khanali, M. Shanazari, Assessing the effect of cordon pricing policy on emission reduction benefit in central Isfahan, in, 2018.
[5] M. Khalili, H. Khaksar, A. Khorashahi, controlling city traffic using aimsun simulation software, in:  5th National Congress of Civil Engineering, Mashhad, Ferdowsi University of Mashhad, 2010.
[6] M. Kermanshah, H. Pourzahedi, H. Zarei, Assessment of Transport Demand Management Policies to Improve Urban Traffic Situation, Conference on the Economic Dimension of Transportation and Urban Transport, Tehran, 2011
[7] M. Habibian, M. Kermanshah, Policies to reduce car usage for work trips to central part of the city of Tehran, in:  Seminar On Dimensions Of Urban Transportation, Iran , 23 October 2013
[8] J. Robinson, P. Gary Ramp metering status in North America: 1995 update., Washington, D.C.: U.S. Department of Transportation,  (1995).
[9] H. Oliver, K. Gallagher, M. Li, K. Qin, J. Zhang, H. Liu, K. He, In-use vehicle emissions in China: Beijing study, 2009.
[10] M. Shafie-Pour, A. Tavakoli, On-Road Vehicle Emissions Forecast Using IVE Simulation Model, International Journal of Environmental Research, 7(2) (2013) 367-376.
[11] J. Du, Q. Li, F. Qiao, Impact of Different Ramp Metering Strategies on Vehicle Emissions Along Freeway Segments, 2018.
[12] L. Huan, H. Kebin, Traffic Optimization: A New Way for Air Pollution Control in China’s Urban Areas, Environmental Science & Technology, 46(11) (2012) 5660-5661.
[13] R.W. Atkinson, B. Barratt, B. Armstrong, H.R. Anderson, S.D. Beevers, I.S. Mudway, D. Green, R.G. Derwent, P. Wilkinson, C. Tonne, F.J. Kelly, The impact of the congestion charging scheme on ambient air pollution concentrations in London, Atmospheric Environment, 43(34) (2009) 5493-5500.
[14] M. Habibian, M. Ostadi Jafari, Assessing the role of transportation demand management policies on urban air pollution: A case study of Mashhad, Iran, in:  U.S.-Iran Symposium on Air Pollution in Megacities, National Academies of Sciences and Engineering, Beckman Center in Irvine, CA, 3-5th Sep, CA, USA., 2013.
[15] S. Dibaj, M. Habibian, Effect of cordon pricing on air pollution (Case study: commuting trips to the central part of Tehran), in:  The 3rd National Conference On Air & Noise Pollution Management, Sharif University of Technology, 14 January 2015 - 15 January 2015.
[16] M. Shojaei Zade, M. Habibian, A. Bakhtiari, Gasoline-powered motorcycles and air pollution restriction: A stated preference survey on commuter's willingness to use shared electric motorcycles, in:  98th Transportation Research Board (Trb) Annual Meeting, United States, 2018.
[17] S. Afandizadeh Zargari, M. Hajian, Evaluation of different options of transportation system in Tehran to reduce air pollution, International Journal of Industrial Engineering and Production Management, 12(3) (2001) 101-116.
[18] P. Arzhang, N. Hamidi, Providing an MCDM model for air pollution in Tehran, in:  Second National Conference on Air Pollution and Sound Management, Sharif University of Technology, 2012.
[19] Tehran Traffic Control Company Tehran Municipality, in.
[20] A. Azar, Operational Research (1) (Public Administration, Business, Accounting), 1964.
[21] HCM 2010: highway capacity manual, Fifth edition.
Washington, D.C. : Transportation Research Board, c2010-, 2010.
[22] A. Rasooli, M. Safarzade, Optimized traffic management by intelligent acquisition of tolls in intra-city passages (case study Sadr Overpass), in:  first conference of Intelligent Transportation Systems in Tehran, the Ministry of Transportation and Road Administration, 2013.
[23] M. Mir Mohammadi, Effects of public transportation development on reducing air pollution in terms of indicators, Report of Study and Planning Organization of Tehran, 2016.
[24] M. Naderi, V. Hosseini, Monitoring the quality of gasoline and diesel fuel in Tehran, Technical Report of the Air Quality Control Company, 2011-2014.