مدلسازي سوانح خروج از خط قطارباري با استفاده از منطق ماركف

كارشناسي ارشد

هدف از انجام اين مطالعه مدل‌سازي شدت سوانح خروج از خط قطار باري در خطوط اصلي و همچنين ارائه روشي براي بهبود مدل‌هاي موجود در ادبيات موضوع است. در مدل‌هاي پيشين همواره دو فرض استقلال و يكسان بودن احتمال خروج از خط واگن‌هاي مختلف مشاهده مي‌شود. همچنين در اين مطالعات تأثير طول قطار با استفاده از نرمال كردن طول ناديده گرفته‌شده است. داده‌هاي موردبررسي در اين مطالعه داده‌هاي 20 سال (1999-2018) سوانح خروج از خط قطارهاي باري در خطوط اصلي آمريكا است. اين داده‌ها از پايگاه داده راه‌آهن فدرال آمريكا (FRA) استخراج‌شده است. به‌منظور رفع خلأهاي عنوان‌شده، ابتدا با استفاده از الگوريتم‌هاي دسته‌بندي درخت تصميم، جنگل تصادفي، ماشين بردار پشتيبان و ادبوست به مدل‌سازي شدت و شناسايي عوامل مؤثر بر آن و سپس از طريق مدل ماركف مرتبه اول به بررسي نقطه خروج از خط و شدت خروج در طول قطار پرداخته‌شده است. به‌منظور بازه بندي شدت خروج از خط از سه سناريو استفاده‌شده است كه درنهايت يك سناريو به‌عنوان سناريوي برگزيده معرفي‌شده است. سپس مدل‌هاي دسته‌بندي با استفاده از سنجه‌هاي متفاوت مقايسه شده و در پايان بهترين مدل به همراه بهترين سناريو شدت معرفي گشته است. با استفاده از مدل ماركف نيز احتمال نقطه خروج از خط هر واگن در قطارهاي با طول مختلف و احتمال شدت خروج سوانح خروج از خط محاسبه‌شده است. درنهايت براي هر طول باقي‌مانده مقدار ميانگين تعداد واگن خارج‌شده محاسبه‌شده به‌دست‌آمده است. براي انجام محاسبات و پياده‌سازي مدل ماركف و الگوريتم‌هاي دسته‌بندي از زبان برنامه‌نويسي پايتون استفاده‌شده است. نتايج نشان مي‌دهد سرعت قطار، علت سانحه و نسبت وزن به طول قطار عوامل تأثيرگذار برشدت سوانح خروج از خط مي‌باشند. همچنين درخت تصميم به‌عنوان مدل برتر جهت دسته‌بندي و تخمين شدت سوانح خروج از خط انتخاب‌شده است. مقايسه مدل ماركف مرتبه اول و مدل هندسي كه در مطالعات پيشين استفاده‌شده است نيز نشان مي‌دهد كه مدل ماركف عملكرد بهتري در تخمين احتمال نقطه خروج از خط خصوصاً در واگن‌هاي ابتدايي دارد.

195810

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عباس احمدي

مهندسي حمل و نقل ريلي

دكتر مرتضي باقري