نوع مقاله : مقاله مروری
نویسنده
گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
پیشینه و اهداف: رشد سریع شهرها یک پدیده جهانی است که در کشور ما هم این مسأله به یک چالش تبدیل شده است. عدم توسعه زیرساختهای شهری همزمان با گسترش شهرها به‌ویژه در بخش حمل و نقل مشکلات عدیدهای از جمله ترافیکهای سنگین و آلودگی هوا برای کلان شهرها ایجاد کرده است. هدف این تحقیق، ارائه راه‌حلی برای مقابله با چالش‌های پیش روی شهر تهران در حوزه توسعه راههای شهری با استفاده از تجزیه و تحلیل مبتنی بر سامانه اطلاعات مکانی (GIS) و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری است تا بتوان با بهبود برنامه‌ریزی در ساخت و توسعه راههای شهری به یک توسعه پایدار در بخش حمل و نقل دست یافت. به همین منظور، شناخت وضعیت فعلی در برنامه‌ریزی برای توسعه راه در شهر تهران، شناسایی زمینه‌های بهبود و ارائه راه‌حل‌های مبتنی بر GIS بسیار حائز اهمیت است. این راه‌حل‌ها به بهینه‌سازی انتخاب مسیر، انجام ارزیابی‌های اثرات زیست محیطی، مدیریت هزینه‌های پروژه به صورت کارآمد و مدیریت مؤثر ریسک منجر میشوند.
روشها: برای دستیابی به اهداف تحقیق، یک روش چند وجهی اتخاذ گردید. در ابتدا، جمع‌آوری داده‌های مکانی مرتبط با شبکه راههای شهری از جمله شبکه‌های حمل و نقل، پارامترهای محیطی و زیرساختهای راههای موجود انجام گرفت. سپس از فناوری GIS برای انجام تجزیه و تحلیل مکانی، بهینه‌سازی مسیر با استفاده از الگوریتم کوتاهترین مسیر دیکسترا (SPA) و ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی استفاده شد. سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری برای تسهیل اتخاذ تصمیم مبتنی بر داده در هر سناریو در تحلیل پروژه ساخت راه توسعه داده شدند. در نهایت، سناریوهای به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل مکانی با پروژههای عملیاتی ساخت راه مقایسه گردید.
یافتهها: نتایج این تحقیق، ظرفیت قابل توجه تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی مبتنی بر GIS و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری در اصلاح برنامه‌ریزی برای توسعه ساخت راه در شهری تهران را نشان داد. این فناوریها از طریق انتخاب بهینه مسیر موجب میشوند تا ترافیک شهری تا 20% کاهش یافته و بهرهوری حمل و نقل شهری را بهبود بخشند. ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی هم نشان داد که استفاده از این روشها میتواند منجر به کاهش 36% اثرات مخرب از جمله آلودگی هوا شود. همچنین، ادغام ابزارهای مدیریت هزینه مبتنی بر GIS منجر به کاهش هزینه ساخت راه شد. شناسایی استراتژی‌های کاهش ریسک نیز از طریق تجزیه و تحلیل مکانی موفقیت پروژه را از لحاظ زمان‌بندی و هزینه کرد تضمین می‌کند و در نهایت، به رضایت شهروندان منجر میگردد.
پیشینه و اهداف: رشد سریع شهرها یک پدیده جهانی است که در کشور ما هم این مسأله به یک چالش تبدیل شده است. عدم توسعه زیرساختهای شهری همزمان با گسترش شهرها به‌ویژه در بخش حمل و نقل مشکلات عدیدهای از جمله ترافیکهای سنگین و آلودگی هوا برای کلان شهرها ایجاد کرده است. هدف این تحقیق، ارائه راه‌حلی برای مقابله با چالش‌های پیش روی شهر تهران در حوزه توسعه راههای شهری با استفاده از تجزیه و تحلیل مبتنی بر سامانه اطلاعات مکانی (GIS) و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری است تا بتوان با بهبود برنامه‌ریزی در ساخت و توسعه راههای شهری به یک توسعه پایدار در بخش حمل و نقل دست یافت. به همین منظور، شناخت وضعیت فعلی در برنامه‌ریزی برای توسعه راه در شهر تهران، شناسایی زمینه‌های بهبود و ارائه راه‌حل‌های مبتنی بر GIS بسیار حائز اهمیت است. این راه‌حل‌ها به بهینه‌سازی انتخاب مسیر، انجام ارزیابی‌های اثرات زیست محیطی، مدیریت هزینه‌های پروژه به صورت کارآمد و مدیریت مؤثر ریسک منجر میشوند.
روشها: برای دستیابی به اهداف تحقیق، یک روش چند وجهی اتخاذ گردید. در ابتدا، جمع‌آوری داده‌های مکانی مرتبط با شبکه راههای شهری از جمله شبکه‌های حمل و نقل، پارامترهای محیطی و زیرساختهای راههای موجود انجام گرفت. سپس از فناوری GIS برای انجام تجزیه و تحلیل مکانی، بهینه‌سازی مسیر با استفاده از الگوریتم کوتاهترین مسیر دیکسترا (SPA) و ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی استفاده شد. سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری برای تسهیل اتخاذ تصمیم مبتنی بر داده در هر سناریو در تحلیل پروژه ساخت راه توسعه داده شدند. در نهایت، سناریوهای به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل مکانی با پروژههای عملیاتی ساخت راه مقایسه گردید.
یافته ها: نتایج این تحقیق، ظرفیت قابل توجه تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی مبتنی بر GIS و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری در اصلاح برنامه‌ریزی برای توسعه ساخت راه در شهری تهران را نشان داد. این فناوریها از طریق انتخاب بهینه مسیر موجب میشوند تا ترافیک شهری تا 20% کاهش یافته و بهرهوری حمل و نقل شهری را بهبود بخشند. ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی هم نشان داد که استفاده از این روشها میتواند منجر به کاهش 36% اثرات مخرب از جمله آلودگی هوا شود. همچنین، ادغام ابزارهای مدیریت هزینه مبتنی بر GIS منجر به کاهش هزینه ساخت راه شد. شناسایی استراتژی‌های کاهش ریسک نیز از طریق تجزیه و تحلیل مکانی موفقیت پروژه را از لحاظ زمان‌بندی و هزینه کرد تضمین می‌کند و در نهایت، به رضایت شهروندان منجر میگردد.
نتیجه‌گیری: با استفاده از تجزیه و تحلیل مکانی مبتنی بر GIS و الگوریتم SPA، مسیرهایی با حداقل زمان سفر شناسایی شد که ترافیک را کاهش می‌دهند و کارایی حمل و نقل را افزایش می‌دهند. کاهش در زمان سفر، میتواند به افزایش بهرهوری و بهبود کیفیت زندگی شهروندان منجر شود. علاوه بر این، مسیریابی بهینه میتواند به کاهش مصرف سوخت و آلودگی هوا کمک کند. علاوه بر این، شاخص ارزیابی اثرات زیست محیطی (EIA) نمایانگر بهبود قابل توجه در پایداری زیست‌محیطی سناریوهایی بوده است که مبتنی بر تحلیل مکانی است. بدین ترتیب، کاهش سطوح آلودگی هوا و صدا و حفظ فضاهای سبز می‌توانند به افزایش کیفیت زندگی شهروندان کمک کنند. علاوه بر این، کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی میتواند به رشد و توسعه بلندمدت شهر کمک کند. از طرف دیگر، با شناسایی ریسک ظرفیتی در مرحله برنامه‌ریزی، مدیران پروژه می‌توانند منابع را به طور مؤثرتر تخصیص دهند و اقداماتی را برای پیشگیری از تأخیرها و افزایش هزینه‌ها اجرا کنند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Using Spatial Analysis and Decision Support Systems for Design and Development of Urban Roads
نویسنده [English]
- M. A. Tootoonchian
Department of Civil Engineering, Payame Noor University, , Iran
چکیده [English]
Background and Objectives: The rapid growth of cities is a global phenomenon that has become a challenge in our country. The lack of development of urban infrastructures at the same time as the expansion of cities, especially in the transportation sector, has created many problems such as heavy traffic and air pollution for big cities. The aim of this research is to provide a solution to deal with the challenges facing the city of Tehran in the field of development of urban roads by using analysis based on geographic information system (GIS) and decision support systems so that it can improve planning in construction. And the development of urban roads achieved a sustainable development in the transportation sector. For this reason, it is very important to know the current situation in planning for road development in Tehran, to identify areas for improvement and to provide solutions based on GIS. These solutions lead to optimization of route selection, environmental impact assessments, efficient project cost management and effective risk management.
Methods: To achieve the research objectives, a multifaceted method was adopted. At first, the collection of spatial data related to the urban road network including transportation networks, environmental parameters and existing road infrastructures was done. Then, GIS technology was used to perform spatial analysis, route optimization using Dijkstra's shortest path algorithm (SPA) and environmental impact assessments. Decision support systems were developed to facilitate data-based decision making in each scenario in road construction project analysis. Finally, the scenarios obtained from the spatial analysis were compared with the road construction operational projects.
Results: The results of this research showed the significant capacity of spatial information analysis based on GIS and decision support systems in modifying planning for the development of road construction in urban Tehran. These technologies reduce urban traffic by 20% through optimal route selection and improve the efficiency of urban transportation. Environmental impact assessments also showed that the use of these methods can lead to a 36% reduction in harmful effects, including air pollution. Also, the integration of GIS-based cost management tools led to the reduction of road construction costs. Identifying risk reduction strategies through spatial analysis ensures the success of the project in terms of timing and cost and ultimately leads to the satisfaction of citizens.
Conclusion: Using GIS-based spatial analysis and SPA algorithm, routes with minimum travel time were identified that reduce traffic and increase transportation efficiency. Reduction in travel time can lead to increase in productivity and improve the quality of life of citizens. In addition, optimized routing can help reduce fuel consumption and air pollution. In addition, the Environmental Impact Assessment (EIA) index has shown a significant improvement in the environmental sustainability of scenarios that are based on spatial analysis. Thus, reducing the levels of air and noise pollution and maintaining green spaces can help to increase the quality of life of citizens. In addition, reducing harmful environmental effects can contribute to the long-term growth and development of the city. On the other hand, by identifying capacity risk in the planning stage, project managers can allocate resources more effectively and implement measures to prevent delays and cost overruns.
Methods: To achieve the research objectives, a multifaceted method was adopted. At first, the collection of spatial data related to the urban road network including transportation networks, environmental parameters and existing road infrastructures was done. Then, GIS technology was used to perform spatial analysis, route optimization using Dijkstra's shortest path algorithm (SPA) and environmental impact assessments. Decision support systems were developed to facilitate data-based decision making in each scenario in road construction project analysis. Finally, the scenarios obtained from the spatial analysis were compared with the road construction operational projects.
Results: The results of this research showed the significant capacity of spatial information analysis based on GIS and decision support systems in modifying planning for the development of road construction in urban Tehran. These technologies reduce urban traffic by 20% through optimal route selection and improve the efficiency of urban transportation. Environmental impact assessments also showed that the use of these methods can lead to a 36% reduction in harmful effects, including air pollution. Also, the integration of GIS-based cost management tools led to the reduction of road construction costs. Identifying risk reduction strategies through spatial analysis ensures the success of the project in terms of timing and cost and ultimately leads to the satisfaction of citizens.
Conclusion: Using GIS-based spatial analysis and SPA algorithm, routes with minimum travel time were identified that reduce traffic and increase transportation efficiency. Reduction in travel time can lead to increase in productivity and improve the quality of life of citizens. In addition, optimized routing can help reduce fuel consumption and air pollution. In addition, the Environmental Impact Assessment (EIA) index has shown a significant improvement in the environmental sustainability of scenarios that are based on spatial analysis. Thus, reducing the levels of air and noise pollution and maintaining green spaces can help to increase the quality of life of citizens. In addition, reducing harmful environmental effects can contribute to the long-term growth and development of the city. On the other hand, by identifying capacity risk in the planning stage, project managers can allocate resources more effectively and implement measures to prevent delays and cost overruns.
کلیدواژه‌ها [English]
- Environmental Impacts
- Urban Road Development
- Spatial Analysis
- Urban Planning
COPYRIGHTS
© 2023 The Author(s). This is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/)
)