مجله علمی تفریحی بیبیس
0

دانلود کتاب تجزیه و تحلیل داده ها و یادگیری ماشین برای مدیریت یکپارچه راهرو

بازدید 1082
  • عنوان کتاب: Data Analytics and Machine Learning for Integrated Corridor Management
  • نویسنده: Yashaswi Karnati
  • حوزه: راه و شهرسازی
  • سال انتشار: 2025
  • تعداد صفحه: 242
  • زبان اصلی: انگلیسی
  • نوع فایل: pdf
  • حجم فایل: 6.23 مگابایت

کاهش تراکم ترافیک و بهبود ایمنی، سنگ بنای مهم حمل و نقل برای شهرهای هوشمند است. یک مطالعه INRIX [59] نشان داد که در سال 2017، ازدحام ترافیک نزدیک به 305 میلیارد دلار هزینه داشت و باعث شد آمریکایی ها سالانه 97 ساعت به ازای هر نفر را در تنگنا از دست بدهند. این برای ایالات متحده هزینه دارد 87 میلیارد دلار در سال در زمان از دست رفته. بسیاری از رانندگان به دلیل تاخیرهای طولانی (اما بالقوه قابل پیشگیری) در تقاطع ها ناامید هستند. اداره ایمنی بزرگراه فرمانداران (GHSA) دریافت که مرگ و میر عابران پیاده با 6590 مرگ در سال 2019 به طور پیوسته افزایش یافته است که تخمینی 60 درصد افزایش نسبت به سال 2009 است. این به این دلیل است که در بیشتر مناطق شهری محدودیت‌هایی در ظرفیت و توان ترافیکی وجود دارد. از این رو، استفاده از زیرساخت‌ها و شبکه‌های جاده‌ای موجود تا حد امکان ضروری است [148، 19]. تقاطع‌های ترافیکی، به‌ویژه تقاطع‌های علامت‌دار و کنترل‌کننده‌های ترافیک جزء ابتدایی همه شبکه‌های جاده‌ای هستند و برای حل مشکل درگیری‌های ترافیکی با اجرای یک نسخه اولیه از مالتی پلکسی تقسیم زمانی استفاده می‌شوند [148، 149]. با این حال، این با مجموعه ای از چالش های خود همراه است. بهره برداری از تقاطع های علامت دار نمایانگر جنبه ای تخصصی از مدیریت ترافیک است که نیاز به تخصص و منابع متمایز دارد. نقش عملیات سیگنال در بهبود کارایی اغلب کم ارزش‌گذاری می‌شود. حتی با وجود منابع کافی از جمله بودجه و کارکنان مجرب، تخصیص موثر این منابع می تواند در غیاب دانش جامع در مورد عملکرد عملیاتی مکان های مختلف، چالش هایی را ایجاد کند. پرداختن به این چالش ها مستلزم درک کامل الگوهای ترافیک در سراسر شبکه حمل و نقل از جمله تقاطع ها، بخش های جاده بین تقاطع ها و حتی امکانات با دسترسی محدود است که شبکه حمل و نقل کلی را تشکیل می دهد. معیارهای عملکرد فعلی معمولاً زمان سفر را قبل و بعد از تلاش‌های بازنگری برای اعتبارسنجی مقایسه می‌کنند. با این حال، ترکیب معیارهای عملکرد اضافی، به عنوان مثال. رسیدن به درصد سبز و معیارهای قابلیت اطمینان زمان سفر، کاربرد بیشتری را برای حمایت از تصمیم‌گیری‌های اضافی در مورد اولویت‌بندی اینکه کدام راهرو سیگنال‌ها بیشتر به زمان‌بندی مجدد نیاز دارند، و مدیریت الگوهای اضافی و متفاوت با نوسان تقاضا در زمان‌های روز، روزهای هفته، فصول، ارائه می‌کند. و رویدادهای خاص امروزه یکی از اجزای کلیدی مدیریت ترافیک، استفاده گسترده از سیستم های مدیریت ترافیک پیشرفته (ATMS) است. سیستم‌های ATMS در جمع‌آوری و گزارش داده‌های خام از طیف گسترده‌ای از سیستم‌ها و حسگرهای متفاوت که نمی‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، خوب هستند. سطح بعدی انتزاع که مهندسان ترافیک امروزی را قادر می‌سازد تا شبکه‌های جاده‌ای را بهتر مدیریت کنند، سیستم‌های سنجش عملکرد سیگنال ترافیک خودکار (ATSPM) است. اینها از مجموعه گسترده تحقیقات اخیر در مورد کمی سازی عملکرد تقاطع های علامت دار استفاده می کنند، که هم مدیریت بهتر تقاطع های علامت دار و هم بهینه سازی دستی تقاطع ها و راهروهای کلیدی را ممکن می سازد. ATSPM از داده‌های با وضوح بالا از سیگنال‌ها استفاده می‌کند و به طور خودکار داده‌ها را به معیارهای عملکردی تبدیل می‌کند که به پزشک اجازه می‌دهد عملکرد هر تقاطع معین و ماهیت مشکل را در تقاطع مذکور (در صورت وجود) درک کند. علاوه بر این، در دسترس بودن گزارش کنترلر با وضوح بالا (10 هرتز) دامنه وسیع تری از امکانات را باز می کند. این داده ها، در بسیاری از موارد، با تأخیر اندک (چند دقیقه) در دسترس هستند و آن را برای تصمیم گیری بلادرنگ و رفع تنگناها آماده می کند. با این حال، این انبوهی از اطلاعات بدون ابزار تصمیم گیری مناسب، باری را بر دوش متخصصان حمل و نقل می افزاید. این حتی برای شهرهای کوچکی که از چند صد تقاطع ترافیکی تشکیل شده اند نیز چالش برانگیز است. نیاز به سیستمی وجود دارد که اطلاعات سطح راهرو و سطح شهر را به صورت مختصر و عملی ارائه کند. ادغام سیستم‌ها، داده‌ها و الگوریتم‌های مدیریت یکپارچه راهرو (ICM) برای ایجاد سیستم‌های مدیریت ترافیک موثر بسیار مهم است و تمرکز این کتاب است. ابتدا برخی از مفاهیم کلی در مورد رویکردهای سنتی مدیریت ترافیک را مورد بحث قرار می دهیم. در ادامه نقش سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری مبتنی بر داده، اتوماسیون و یادگیری ماشینی را در بهینه سازی جریان ترافیک و بهبود سیستم های حمل و نقل بررسی می کنیم و در نهایت یک طرح کلی برای بقیه کتاب ارائه می دهیم.

Mitigating traffic congestion and improving safety are the important cornerstones of transportation for smart cities. An INRIX study [59] found that in 2017, traffic congestion cost nearly $305 billion and caused Americans to lose 97 hours per person annually in gridlock. This costs theU.S. $87 billion annually in lost time. Many drivers are frustrated due to long (but potentially preventable) delays at intersections. The Governors Highway Safety Administration (GHSA) found that pedestrian deaths have steadily increased with 6590 deaths in 2019 an estimated 60 percent increase over 2009. However, traffic management and control are a big challenge in all major urban areas today, especially growing cities. This is because there are limitations on traffic capacity and throughput in most urban areas. Hence, it becomes essential to utilize the existing road infrastructure and networks as efficiently as possible [148, 19]. Traffic intersections, specifically signalized intersections and traffic controllers are an elementary component of all the road networks and are used to solve the problem of traffic conflicts by implementing a basic version of time division multiplexing [148, 149]. However, this comes with its own set of challenges. The operation of signalized intersections represents a specialized facet of traffic management, demanding distinct expertise and resources. The role of signal operations in improving efficiency is frequently undervalued. Even with sufficient resources, including budget and experienced staff, effectively allocating these resources can pose challenges in the absence of comprehensive knowledge regarding the operational performance of various locations. Addressing these challenges requires a thorough understanding of traffic patterns throughout the transportation network including intersections, road segments between intersections, and even limited-access facilities that comprise the overall transportation network. Current performance measures typically compare travel-times before and after retiming efforts for validation. However, incorporating additional performance metrics, e.g. arrival on green percentage and travel time reliability measures, will provide greater utility supporting additional decisions on prioritizing which corridor of signals need retiming the most, and handling additional, varying patterns as demand fluctuates across times of the day, days of the week, seasons, and special events. One of the key components of traffic management today is the extensive use of Advanced Traffic Management Systems (ATMS). ATMS systems are good at gathering displaying, and reporting raw data from wide variety of disparate systems and sensors that cannot communicate with each other. The next level of abstraction which enables traffic engineers of today to better manage the road networks is Automatic Traffic Signal Performance Measures (ATSPM) Systems. These draw upon the vast body of recent research on the quantification of the performance of signalized intersections, enabling both better management of signalized intersections and manual optimization of intersections and key corridors. ATSPM utilizes high resolution data from signals and automatically converts the data into performance measures that allow a practitioner to understand the performance of any given intersection and the nature of the problem at said intersection (if any). Furthermore, the availability of high resolution (10 Hz) controller logs opens an even broader range of possibilities. This data, in many cases, is available with small latency (a few minutes) making it amenable to real-time decision making and addressing bottlenecks. However, this plethora of information without proper decision-making tools adds a burden on transportation professionals. This is challenging even for small cities comprising of a few hundred traffic intersections. There is a need for a system that provides corridor-level and city-level information in a succinct and actionable form. The integration of integrated corridor management (ICM) systems, data, and algorithms is crucial for creating effective traffic management systems and is the focus of this book. We first discuss some general concepts on the traditional approaches to traffic management. We next explore the role of data-driven decision support systems, automation, and machine learning in optimizing traffic flow and improving transportation systems, and finally provide an outline for the rest of the book.

این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:

Download: Data Analytics and Machine Learning for Integrated Corridor Management

نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاه شما توهین آمیز باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

بیشتر بخوانید