روش‌های بهینه‌سازی در سامانه‌های حمل‌ونقل هوشمند

نویسنده: Mehdi Ghatee

منتشرشده در: Metaheuristics and Optimization in Computer and Electrical Engineering، انتشارات Springer، سوئیس، (2021).

چکیده:

سامانه‌های حمل‌ونقل هوشمند (ITS) به مجموعه‌ای از کاربردهای حمل‌ونقل مبتنی بر فناوری ارتباطات و اطلاعات گفته می‌شود. این سامانه‌ها با کمک ایده‌های نوین، خدماتی راحت، کارآمد و ایمن برای کاربران حمل‌ونقل فراهم می‌کنند. آن‌ها در پیوند میان فناوری اطلاعات، علوم رایانه، مهندسی برق، تحلیل سیستم‌ها، مهندسی عمران و بهینه‌سازی قرار دارند. این سامانه‌ها شاخه‌ای اصلی از شهرهای هوشمند را تشکیل می‌دهند و برای توسعهٔ کشورها بنیادی هستند. کاربردهای ITS معمولاً از قابلیت‌های شبکه‌های حسگر، تجهیزات الکتریکی و واحدهای پردازش رایانه‌ای برای ارائهٔ یک خدمت استفاده می‌کنند؛ بااین‌حال، به تجهیزات سخت‌افزاری محدود نمی‌شوند. در واقع، مدل‌سازی مسائل حمل‌ونقل و حل کارآمد آن‌ها چالش‌برانگیزتر است؛ به‌ویژه هنگامی که این مدل‌ها از ایده‌های مناسب برای کنترل سامانه‌های حمل‌ونقل یا راهنمایی برخی کاربران پشتیبانی می‌کنند. در این فصل، کاربرد مدل‌های بهینه‌سازی در حوزهٔ حمل‌ونقل بررسی می‌شود. برای این منظور، مدل‌هایی برای گردآوری داده به‌وسیلهٔ یک شبکهٔ حسگر لازم است. سپس برای کاوش این داده‌ها و استخراج دانش موردنیاز برای آگاهی از زمینهٔ حمل‌ونقل، می‌توان برخی مدل‌های بنیادی مانند تحلیل رگرسیون، کاوش الگوهای پرتکرار، خوشه‌بندی یا طبقه‌بندی را به کار برد. این مبانی برای توسعهٔ مدل‌های مناسب ITS در یک معماری یکپارچه استفاده می‌شوند. برای حل این مدل‌ها، روش‌های کلاسیک بهینه‌سازی شبکه و بهینه‌سازی ترکیبیاتی، روش‌های شبیه‌سازی–بهینه‌سازی و الگوریتم‌های فراابتکاری توضیح داده خواهند شد. سپس کاربردهای این مدل‌های بهینه‌سازی را در زیرسامانه‌های گوناگون معماری ITS دسته‌بندی می‌کنیم. حاصل این بررسی می‌تواند برای توسعهٔ خدمات مختلف ITS در شبکه‌های درون‌شهری و بین‌شهری به کار رود.

کلیدواژه‌ها:

سامانه‌های حمل‌ونقل هوشمند، تخصیص ترافیک، بهینه‌سازی شبکه، برنامه‌ریزی ریاضی، الگوریتم‌های فراابتکاری، شبکه‌های حسگر، بهینه‌سازی مبتنی بر شبیه‌سازی، فرامدل.