مهندسی ترافیک

مهندسی ترافیک

بررسی قابلیت توزیع‌های ترکیبی جهت مدل‌سازی زمان سفر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران
چکیده
قابلیت اطمینان زمان سفر را می‌توان به‌عنوان عاملی مؤثر بر تصمیم‌گیری مسافران و شاخصی جهت ارزیابی عملکرد یک راه قلمداد کرد. سنجش قابلیت اطمینان زمان سفر یک راه، مستلزم تعیین توزیع احتمال زمان سفر آن راه است. پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهند که توزیع‌های ترکیبی گزینه مناسبی جهت مدل‌سازی تغییرپذیری در زمان سفر هستند. بااین‌وجود، در مطالعات گذشته، توانایی تنها سه توزیع ترکیبی خاص (توزیع‌های ترکیبی نرمال، لگ-نرمال و گاما) بررسی شده است. در پژوهش حاضر، به بررسی قابلیت طیف گسترده‌‌تری از توزیع‌های جهت مدل‌سازی تغییرپذیری در زمان سفر پرداخته می‌شود. برای دستیابی به هدف مطالعه و بررسی میزان مناسب بودن انواع مختلف توزیع‌های ترکیبی جهت مدل‌سازی ماهیت غیرقطعی زمان سفر از داده‌های تاریخچه زمانی زمان‌ سفر چندین مسیر برون‌شهری استفاده شده است. به‌منظور برآورد پارامترهای توزیع‌های ترکیبی از الگوریتم امید ریاضی-بیشینه‌سازی استفاده می‌شود. همچنین، جهت انتخاب مناسب‌ترین مدل، معیار اطلاعات آکائیک و معیار اطلاعات بیزی مورداستفاده قرار می‌گیرند. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد توزیع زمان سفر، چند مدی است؛ براین‌اساس، لزوم استفاده از توزیع‌های ترکیبی جهت مدل‌سازی زمان سفر محسوس است. علاوه بر این، بر اساس نتایج این پژوهش، توزیع ترکیبی بور بهترین برازش را بر داده‌های زمان سفر دارد. با عنایت به یافته‌های مطالعه حاضر، استفاده از توزیع‌های احتمال تک-مدی نظیر توزیع نرمال جهت مدل‌سازی زمان سفر توصیه نمی‌شود. علاوه بر این، پیشنهاد می‌شود از توزیع ترکیبی بور جهت مدل‌سازی زمان سفر استفاده شود.
کلیدواژه‌ها

- رجبی بهاءآبادی، م، خادمی، ن، فروزنده، ر، شریعت مهیمنی، ا. (1397). تحلیل قابلیت اطمینان زمان سفر خطوط اتوبوس با استفاده از داده‌های سیستم موقعیت‌یاب جهانی. فصلنامه مهندسی حمل‌ونقل. دوره 9، شماره 3. صفحات 295-312.
 
- Akaike, H. (1998). Information Theory and an Extension of the Maximum Likelihood Principle. In E. Parzen, K. Tanabe, & G. Kitagawa (Eds.), Selected Papers of Hirotugu Akaike (pp. 199-213). Springer New York.
 
- Arezoumandi, M. (2011). Estimation of Travel Time Reliability for Freeways Using Mean and Standard Deviation of Travel Time. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 11(6), 74-84.
 
- Bhat, C. R., & Sardesai, R. (2006). The impact of stop-making and travel time reliability on commute mode choice. Transportation Research Part B: Methodological, 40(9), 709-730.
 
- Carrion, C., & Levinson, D. (2013). Valuation of travel time reliability from a GPS-based experimental design. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 35, 305-323.
 
- de Jong, G. C., & Bliemer, M. C. (2015). On including travel time reliability of road traffic in appraisal. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 73, 80-95.
 
- Emam, E., & AI-Deek, H. (2006). Using Real-Life Dual-Loop Detector Data to Develop New Methodology for Estimating Freeway Travel Time Reliability. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1959, 140-150.
 
- Faouzi, N., & Maurin, M. (2007). Reliability of travel time under lognormal distribution. Proceedings of the Transport Research Board 86th Annual Meeting, Washington D.C.
 
- Ganjkhanloo, A., Shariat Mohaymany, A., Bahaabadi, M. R., & Sayyad, A. (2020). Analysis of Travel Time Distribution for Varying Length of Time Interval. AUT Journal of Civil Engineering, 4(2), 241-248.
 
- Gemma, A., Mannini, L., Carrese, S., Cipriani, E., & Crisalli, U. (2021). A gaussian mixture model and data fusion approach for urban travel time forecast. 7th International Conference on Models and Technologies for Intelligent Transportation Systems (MT-ITS) (pp. 1-6). IEEE.
 
- Ghavidel, M., Khademi, N., Bahrami Samani, E., & Kieu, L. M. (2022). A Random Effects Model for Travel-Time Variability Analysis Using Wi-Fi and Bluetooth Data. Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, 148(2), 05021012.
 
- Grün, B., & Leisch, F. (2008). FlexMix Version 2: Finite Mixtures with Concomitant Variables and Varying and Constant Parameters. Journal of Statistical Software, 28(4), 1–35
 
- Guessous, Y., Aron, M., Bhouri, N., & Cohen, S. (2014). Estimating travel time distribution under different traffic conditions. Transportation Research Procedia, 3, 339-348.
 
- Hartigan, J. A., & Hartigan, P. M. (1985). The Dip Test of Unimodality. The Annals of Statistics, 13(1), 70-84.
 
- Herman, R., & Lam, T. (1974). Trip time characteristics of journeys to and from work. Transportation and traffic theory, 6, 57-86.
 
- Jordan, W. C., & Turnquist, M. A. (1979). Zone Scheduling of Bus Routes to Improve Service Reliability. Transportation Science, 13(3), 242-268.
 
- Lomax, T., Schrank, D., Turner, S., & Margiotta, R. (2003). Selecting travel time reliability measures. T. T. Institute.
 
- Lu, Y., & Wang, F. (2021). Travel Time Reliability Analysis of Arterial Road Based on Burr Distribution. Smart Transportation Systems 2021, Singapore.
 
- Ma, Z., Ferreira, L., Mesbah, M., & Zhu, S. (2016). Modeling distributions of travel time variability for bus operations. Journal of Advanced Transportation, 50(1), 6-24.
 
- McLachlan, S., Peel, D., )2000(. Finite Mixture Models. John Wiley & Sons, Hobuken, NJ.
 
- Miljkovic, T., & Grün, B. (2016). Modeling loss data using mixtures of distributions. Insurance: Mathematics and Economics, 70, 387-396.
 
- Polus, A. (1979). A study of travel time and reliability on arterial routes [journal article]. Transportation, 8(2), 141-151.
 
- Rajabi-Bahaabadi, M., Shariat-Mohaymany, A., & Yang, S. (2019). Travel time reliability measures accommodating scheduling preferences of travelers. Transportation Research Record, 2673(4), 708-721.
 
- Rajabi-Bahaabadi, M., Shariat-Mohaymany, A., Babaei, M., & Vigo, D. (2021). Reliable vehicle routing problem in stochastic networks with correlated travel times. Operational Research, 21, 299-330.
 
- Rakha, H. A., Shawarby, I. E.-., Arafeh, M., & Dion, F. (2006). Estimating Path Travel-Time Reliability. 2006 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference, Toronto, Canada.
 
- Saw, K., Katti, B. K., Joshi, G. J., & Kedia, A. (2024). Travel time reliability evaluation using fuzzy-possibility approach: a case study of an Indian city. Transportation Planning and Technology, 1-19.
 
- Sweet, M. N., & Chen, M. (2011). Does regional travel time unreliability influence mode choice? Transportation, 38(4), 625-642.
 
- Tatiana, B., Didier, C., David, R. H., & Derek, Y. (2009). mixtools: an R package for analyzing finite mixture models. Journal of Statistical Software, 32(6), 1-29.
 
- Taylor, M. A. (2017). Fosgerau's travel time reliability ratio and the Burr distribution. Transportation Research Part B: Methodological, 97, 50-63.
 
- Taylor, M. A. P., & Susilawati. (2012). Modelling Travel Time Reliability with the Burr Distribution. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 54, 75-83.
 
- Tilahun, N. Y., & Levinson, D. M. (2010). A moment of time: reliability in route choice using stated preference. Journal of Intelligent Transportation Systems, 14(3), 179-187.
 
- Tu, H., van Lint, J., & van Zuylen, H. (2007). The influence of road geometry on travel time variability. INSTR2007, The 3rd international symposium on transport network reliability, Hague, The Netherlands.
 
- Uno, N., Kurauchi, F., Tamura, H., & Iida, Y. (2009). Using Bus Probe Data for Analysis of Travel Time Variability. Journal of Intelligent Transportation Systems, 13(1), 2-15.
 
- Van Lint, J., Van Zuylen, H. J., & Tu, H. (2008). Travel time unreliability on freeways: Why measures based on variance tell only half the story. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 42(1), 258-277.
 
- Yao, B., Hu, P., Lu, X., Gao, J., & Zhang, M. (2014). Transit network design based on travel time reliability. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 43, 233-248.
 
- Yang, S., & Wu, Y.-J. (2016). Mixture Models for Fitting Freeway Travel Time Distributions and Measuring Travel Time Reliability. Transportation Research Record, 2594, 95-106.
 
- Wakabayashi, H. (2011). Travel time reliability indices for highway users and operators. Network Reliability in Practice: Selected Papers from the Fourth International Symposium on Transportation Network Reliability, Minnesota, USA.
 
- Zang, Z., Xu, X., Qu, K., Chen, R., & Chen, A. (2022). Travel time reliability in transportation networks: A review of methodological developments. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 143, 103866.