چكیده

شبكه ­های حمل­ونقل شهری را می­توان مجموعه ­ای از شبكه معابر شهری و شبكه ­های حمل­ونقل عمومی فعال در آن در نظر گرفت. تصمیم­های مرتبط با طراحی شبكه ­های حمل­ونقل شهری سلسله مراتبی، تصمیمات بلندمدت، میان­مدت و كوتاه­مدت را شامل می­شوند. تصمیمات بلندمدت در ارتباط با طراحی و توسعه زیرساخت­ها و طراحی توپولوژی شبكه و تصمیمات میان­مدت در ارتباط با زیرساخت­ها و منابع شبكه مطرح هستند. جهت­دهی به معابر از تصمیمات میان­مدت و تنظیم چراغ­های راهنمایی از تصمیمات كوتاه­مدت در طراحی شبكه ­های حمل­ونقل شهری هستند.

در این پایان نامه مساله طراحی شبکه ترکیبی تصمیمات رده بلندمدت، میان­مدت و كوتاه­مدت با رویكرد بیشینه­سازی ظرفیت ذخیره شبكه ارائه شده است. ظرفیت ذخیره، بزرگترین مضرب ماتریس تقاضاست که میتوان به شبکه تخصیص داد بدون اینکه محدودیت ظرفیت معابر را نقض کند. مساله مورد مطالعه با رویكرد مدل­ ریاضی دوسطحی مدلسازی می شود. هدف سطح بالا بیشینه­سازی  ظرفیت ذخیره از طریق تنظیم سیگنال چراغ راهنما در تقاطع­ها ،جهت­دهی به معابر و افزایش ظرفیت معابر از طریق اضافه کردن خط به معابر است.مساله سطح پایین، تخصیص ترافیک تعادلی کاربر است که هدف آن کمینه­سازی  زمان سفر کاربران است. به دلیل نامحدب بودن مدل، از روش های فوق ابتکاری (الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه­سازی تبرید و الگوریتم زنبور عسل) برای حل آنها استفاده می کنیم. برای بررسی کارایی الگوریتم،برای حل مساله در سه سایز مختلف استفاده می شود. نتایج نشان داده که توانایی هر دو الگوریتم در بهبود وضعیت ظرفیت ذخیره یکسان است، ولی سرعت همگرایی الگوریتم ژنتیک ترکیبی با شبیه­سازی تبرید نسبت به الگوریتم زنبور عسل بیشتر است.

 

 

 

کلمات کلیدی: طراحی شبکه حمل ونقل ترکیبی، ظرفیت ذخیره، جهت­دهی به معابر، اضافه کردن خط، تنظیم سیگنال، برنامه ریزی دو سطحی، روش­های بالا ابتکاری

 

 

فهرست

 

فصل 1- :مقدمه و کلیات تحقیق 1

1-1- مقدمه 2

1-2- سیستم حمل ونقل 5

1-3- تقسیم بندی سیستم های حمل ونقل 6

1-4- طراحی شبكه‏های حمل‏ونقل شهری و تقسیم‏بندی‏های مربوط 7

1-5- طراحی شبكه ­های معابر جادهای 8

1-6- جهت­دهی به معابر 9

1-7- تنظیم چراغ راهنمایی 9

1-8- ظرفیت ذخیره شبکه حمل ونقل 10

1-9- مدل سازی مسایل طراحی شبكه‏های حمل‏ونقل جادهای 11

1-10- محدوده پروژه 13

فصل 2- مرور بر ادبیات و پیشینه تحقیق 14

2-1- مرور مطالعات انجام شده در زمینه RNDP 15

2-2- مسایل طراحی تنظیمات سیگنال(SSDP) 21

2-2-1- رویکرد بهینه سازی موضعی 22

2-2-2- رویکرد بهینه سازی سراسری 22

2-3- مفهوم ظرفیت ذخیره سیستم 22

2-4- یک طرفه یا دوطرفه کردن معابر و مسایل مربوط 26

2-5- توسعه‏ و نوآوری‏پایان نامه 28

2-5-1- تركیب با تصمیمات RNDP 28

فصل 3- مدل ریاضی پیشنهادی و روش حل 32

3-1- تعریف مساله 33

3-1-1- ویژگی‏های كلی مساله 33

3-1-2- فرضیات مساله 33

3-1-3- ورودی‏های مساله 34

3-1-4- خروجی‏های مساله 34

3-1-5- تابع هدف مساله 34

3-2- مدل سازی مساله 35

3-3- مدل ریاضی 38

3-4- روش‏ حل توسعه داده شده 40

3-4-1- کلیات الگوریتم ژنتیک. 41

3-4-2- کلیات الگوریتم زنبور عسل 44

3-4-3- ویژگی مشترک الگوریتمها 45

 

3-4-4- الگوریتم ژنتیک تركیبی با شبیه‏سازی تبرید 47

3-4-5- الگوریتم زنبور عسل 54

3-4-6- بهینه سازی موضعی تنظیمات سیگنال 54

فصل 4- نتایج محاسباتی 57

4-1- مقدمه 58

4-2- مساله در اندازه کوچک. 60

4-2-1- نتایج برای مساله کوچک. 61

4-3- مساله در اندازه متوسط TX 62

4-3-1- نتایج برای مساله متوسط 63

4-4- مساله در سایز متوسط CG 65

4-4-1- نتایج برای اندازه متوسط CG 68

4-5- مساله در اندازه بزرگ 71

4-5-1- نتایج برای شبکه SF 75

4-6- بررسی قابلیت الگوریتم ها 78

فصل 5- نتیجه‏گیری و تحقیقات آتی 81

5-1- جمع‏بندی و نتیجه‏گیری 82

5-2- پیشنهادها برای کارهای آتی 82

فهرست مراجع 84

پیوست ها 88

الف- مساله تخصیص سفر 89

الف-1- توابع جریان ترافیك- زمان سفر 90

الف-2- تخصیص سفر تعادلی 91

ب- روش جستجوی بخش­بندی طلایی 97

ج- الگوریتم دایسترا 98

چکیده انگلیسی 100

 

 

فهرست شكل‌ها

شکل ‏1‑1- اجزای سیستم‏های حمل‏ونقل 6

شکل ‏1‑2- تصمیمات مورد مطالعه 9

شکل ‏3‑1- مدل سازی ریاضی یک معبر ]45[ 38

شکل ‏3‑2- یک نمودار گردشی برای الگوریتم ژنتیک. 43

شکل ‏3‑5- یک شبكه نمونه 49

شکل ‏3‑6- نمایش كروموزوم شبكه نمونه 49

شکل ‏3‑7- شماره‏دهی یال‏های شبكه نمونه برای گره محور 1 50

شکل ‏3‑8- چگونگی اجرای عملگر تقاطع 50

شکل ‏4‑1- شبکه کوچک ZY 60

شکل ‏4‑2- جهت­دهی بهینه شبکه ZY 61

شکل ‏4‑3- شبکه متوسط TX 62

شکل ‏4‑5- جهت­دهی بهینه شبکه متوسط TX 63

شکل ‏4‑7- شبکه متوسط CG 65

شکل ‏4‑8- جهت­دهی بهینه شبکه متوسط CG 68

شکل ‏4‑10- شبکه بزرگ SF 71

شکل ‏4‑12- جهت­دهی بهینه شبکه متوسط SF 75

شكل ‏0‑1- نمونه‏ای از یک نمودار تابع زمان سفر (]8[) 90

 

 

فهرست جداول

جدول ‏2‑1- خلاصه مطالعات انجام شده در زمینه MNDP…………………………………….. 26

جدول ‏2‑1-مقایسه مطالعات تركیبی در RNDP 36

جدول ‏4‑1- مسایل آزمایشی و مشخصات آنها 58

جدول ‏4‑2- مقادیر پارامترهای الگوریتم‏های HGA و BA 59

جدول ‏4‑3- ورودی های مساله ZY 60

جدول ‏4‑4- ورودی های مساله TX 62

جدول ‏4‑6- مقادیر خروجی شبکه TX 64

جدول ‏4‑8 – ورودی های مساله CG 66

جدول ‏4‑9- مقادیر خروجی شبکه CG 69

جدول ‏4‑11- ورودی های مساله SF 72

جدول ‏4‑13- مقادیر خروجی شبکه SF. 76

جدول ‏4‑15- خلاصه نتایج محاسباتی 78

جدول ‏4‑18- میزان بهبودظرفیت ذخیره مسایل آزمون 79

جدول ‏0‑1- تعدادی از توابع زمان سفر ]9[ 91

در این فصل به جایگاه مساله مورد مطالعه در ادبیات، محدوده شمول مساله، تعاریف و تقسیم ­بندی­ها موجود در رابطه با مساله مورد مطالعه در این پایان نامه می پردازیم و چگونگی مدلسازی مساله را خلاصه تشریح می کنیم.

1-1- مقدمه

گسترش شهرنشینی در دهه­های اخیر موجب شده است كه شهرها و حومه­های آنها به عنوان مهمترین مراكز سكونت و فعالیت انسان معاصر مطرح شوند. افزایش مستمر جمعیت شهرنشین در بسیاری از كشورها به موضوع چالش برانگیزی برای مسئولان دولتی تبدیل شده است. چرا كه محدودیت­های موجود در سیستم­های حمل­ونقل شهری از جمله محدودیت زمین، ظرفیت معابر و مسایلی از این دست مانع از توسعه آنها همگام با رشد جمعیت و در نتیجه رشد تقاضاهای سفر می­شوند. تصمیمات برای سرمایه ­گذاری و بهبود سیستم­های حمل­ونقل شهری باید با در نظر گرفتن مسایلی چون منابع مالی موجود، تاثیرات تصمیمات در بهبود ازدحام خودروها در معابر و مسایلی از این دست صورت گیرند.

در همین راستا، دسته­ای از مطالعات بهینه­سازی به طراحی و بهبود شبكه­­های حمل­ونقل شهری می ­پردازد. شبكه ­های حمل­ونقل شهری شامل زیرمجموعه­هایی چون شبكه معابر شهری و شبكه ­های حمل­ونقل عمومی هستند كه تصمیمات طراحی در آنها را می­توان در قالب سلسله مراتبی از تصمیم­های بلندمدت، میان­مدت و كوتاه­مدت تقسیم ­بندی کرد. تصمیمات بلندمدت بیشتر به توسعه زیرساخت­ها و توپولوژی شبكه ­ها اختصاص دارند. ساخت معابر جدید، توسعه ظرفیت معابر موجود، طراحی مسیرهای عبور و مرور شبكه حمل­ونقل عمومی مثال­هایی از این تصمیمات هستند. تصمیمات میان­مدت به نحوه بهره­ گیری از منابع فعلی می ­پردازد، مانند جهت­دهی به معابر و تخصیص خطها در دو جهت معابر دوطرفه. نهایتاً تصمیمات كوتاه­مدتی چون تنظیم چراغ­های راهنمایی، تنظیم عملیات روزمره را شامل می­شوند.مسایل طراحی شبكه حمل­ونقل شهری، با رویكرد نظریه بازی­ها مدلسازی می­شوند. به جهت نوع مساله، دو گروه بازیگر وجود دارند. گروه اول مسئولان دولتی و تصمیم­ گیران هستند كه نقش رهبر را ایفا می­كنند و گروه دوم كاربران شبكه هستند كه به تناسب تصمیمات اخذ شده برای شبكه توسط مسئولان، به انتخاب مسیر در شبكه می­پردازند كه نتیجه آن تغییر در الگوهای جریان­های ترافیكی در سطح معابر شهر است. این رویكرد مدل سازی منجر به توسعه مدل­های ریاضی دوسطحی برای این مسایل می­ شود كه نا محدب هستند و حل آنها به طور ذاتی NP-سخت است.

جهت­دهی به معابر یا تصمیم ­گیری برای یک طرفه یا دوطرفه کردن آنها، از جمله تصمیماتی است كه می­توان ادعا کرد که به جهت نوع اثرات آن در شبكه حمل­ونقل شهری، باید با دقت و حساسیت بیشتری مورد توجه قرار گیرد. چنانچه در مطالعات اشاره شد، یک طرفه کردن معابر در عین حال كه منجر به افزایش ظرفیت 10 تا 20 درصدی ظرفیت جریان ترافیكی در آنها شود، می ­تواند موجب افزایش مسافت­های طی شده توسط بخشی از كاربران، افزایش ازدحام در بخش دیگری از شبكه و مواردی از این قبیل شود. با عنایت به توضیحات بالا، اهمیت استفاده از مدل­های تصمیم ­گیری كه تاثیرات تغییر جهات در معابر را بر روی الگوهای جریان ترافیكی و در نتیجه عملكرد شبكه در سطح كلان در نظر بگیرند، آشكار می­ شود.

تصمیم یک طرفه کردن معابر می ­تواند به طور همزمان با سایر تصمیمات طراحی شبكه معابر شهری همچون افزایش ظرفیت معابر موجود، ساخت معابر جدید ، تخصیص نامتقارن خط­ها در چگونگی جهت معابر دوطرفه و تنظیم چراغ راهنما در تقاطع­ها منظور شود. در این صورت، علاوه بر ایجاد هم­افزایی در بهبودهای ایجاد شده در ظرفیت ترافیكی شبكه، این احتمال وجود دارد كه هزینه­ های مورد نیاز برای سرمایه­گذری را، نسبت به وضعیتی كه هر یک از تصمیمات جداگانه مطرح شود، كاهش دهد.

تقاطع­های کنترلی(دارای چراغ راهنما) یکی از اجزای اصلی شبکه­ های حمل ونقل جاده­ای هستند که جریان وسایل نقلیه در سطح شهر را تنظیم و تعدیل می کنند. جریان­های ترافیکی در تقاطع­های کنترلی باعث ایجاد تاخیر در وسایل نقلیه می شوند. اگرچه چراغ راهنما از حرکت دایمی وسایل نقلیه در تقاطع­ها جلوگیری میکند، ولی به طور کلی در صورت محاسبه صحیح زمان بندی آن متوسط تاخیر وسایل نقلیه از زمانی که تقاطع بدون چراغ راهنماست، کمتر است. افزایش تاخیر در تقاطع­ها باعث افزایش زمان سفر کاربران، افزایش آلودگی­های محیطی وصوتی و کاهش قابلیت اطمینان شبکه می شود. بنابراین، باید به تقاطع­ها و بهینه­سازی آنها از در مسایل توجه داشت.

در همین راستا، مساله مطرح شده در این پایان نامه موضوع كلی مورد بحث در سطوح بالا را در بر می­گیرند. مساله مورد بررسی، اختصاص به تركیب تصمیم جهت­دهی معابر با سایر تصمیمات مربوط به شبكه معابر شهری دارد كه شرح آن در سطور بالا آمد. با توجه به ویژگی­های NP-سخت بودن و نامحدب بودن مدل­های دوسطحی، برای حل مسایل در این پایان نامه از روش­های بالا ابتكاری استفاده می شود.

 

با توجه با توضیحات بالا، در فصل اول به تعارف اولیه و تعیین محدوده مساله مورد بررسی می­پردازیم. فصل دوم شامل مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق است. در فصل سوم با تعریف متغیرها، پارامترها و مفروضات مساله، مدل ریاضی برای مساله و روش حل مدل ارائه می شوند. دسته­ای مسایل نمونه برگرفته از مقالات مرتبط با اندازه­ های مختلف با روش حل پیشنهادی حل می شوند و نتایج محاسباتی در فصل چهارم ارائه می شوند. در نهایت، به جمع­بندی مطالب و ارائه پیشنهادها برای تحقیقات آتی در فصل  پنجم می پردازیم.

 

 

1-2- سیستم حمل ونقل

یک سیستم حمل­و­نقل[1] را می­توان به صورت مجموعه ­ای از تسهیلات ثابت[2]، نهادهای جریان[3] و یک سیستم كنترلی[4] تعریف نمود كه به مسافران و كالا امكان می­دهد بر محدودیت­های جفرافیایی غلبه و به موقع در فعالیت­های مورد نظر شركت كنند]1[. در واقع، یک سیستم حمل­و­نقل شامل مجموعه ­ای از اجزاء است كه امكان جابه جایی انسان و كالا را از مكانی به مكان دیگر فراهم می­ کند. تسهیلات ثابت، اجزای فیزیكی سیستم حمل­و­نقل هستند كه در یک مكان ثابت واقع می شوند و شامل یال­های شبكه[5] (مانند جاده­ها، ریل­ها و لوله­ها) و گره­های[6] (مانند تقاطع­ها، پایانه­ها، بنادر و فرودگاه­ها) سیستم هستند. طراحی این تسهیلات شامل مسایلی  چون مهندسی خاك و پی، طراحی سازه، طراحی شبكه ­های آبیاری و طراحی هندسی می­ شود. نهاده­های جریان، واحدهایی هستند كه از تسهیلات ثابت عبور می­كنند. این نهاده­ها می­توانند وسایل نقلیه، واحدهای كانتینر، واگن­های قطار و غیره باشند، مثلاً در مورد سیستم

چکیده

در هر اجتماع انسانی در مكانهای گوناگون چه شهری یا روستایی ایجاد امكانات آمد و رفت از ضروریات اجتناب ناپذیر به شمار می آید و در این حركتها نیز سعی بر این است كه با حمل مایحتاج انسان مسائل مورد نظر را نیز حل نمایند. حال اگر سیستمی استوار پدید آید كه بتواند این رفت و آمدهای انسانی و حمل كالاهای مورد نیاز آنها را در این فضا به صورت صحیح تنظیم نماید ، می توان از یک برنامه ریزی حمل و نقل صحبت به میان آورد . برنامه ریزی حمل ونقل  شهری یک ارزیابی مداوم برنامه های حمل و نقل برای رسیدن به اهداف و مقاصد توسعه تمام یک استان و یک جامعه شهری است ، به عبارت دیگر برنامه ریزی حمل ونقل فن نظام یافته ای از تجزیه و تحلیل عناصر حمل ونقل و ترافیک است كه هدف آن ایجاد ایمنی در سیستم حمل و نقل كار آمد و ناسب در ارتباط با نیازهای جاری و آینده و اولویتهای جامعه می باشد .در این پژوهش سعی داریم با بهره گرفتن از ابزار برنامه ریزی حمل ونقل مکان های مناسب برای نصب شمارنده های ترافیکی جهت دستیابی به تقاضای سفر در شبکه حمل و نقل شهری بررسی  کنیم.

 

کلمات کلیدی:

ماتریس مبدا-مقصد تقاضای سفر ، مدل های مکان یابی ، مکان یابی شمارنده های ترافیک

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

فصل اول : كلیات تحقیق و ساختار پایان نامه…………………………………………………………… 8

• ضرورت و اهداف برنامه ریزی حمل و نقل شهری………………………………. 9
• ضرورت آگاهی از تقاضای سفر برای برنامه ریزی شهری……………………. 10
• تعریف مساله……………………………………………………………………………. 14
• محتویات ………………………………………………………………………………… 14

1-4-1 فصل اول : کلیات تحقیق……………………………………………………. 19

1-4-2  فصل دوم : ادبیات موضوعی و پیشینه ی تحقیق………………………. 19

1-4-3  فصل سوم : روش تحقیق………………………………………………….. 19

1-4-4  فصل چهارم : نتایج تحقیق………………………………………………. 19

1-4-5  فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………… 19

 

فصل دوم: ادبیات موضوعی و پیشینه ی تحقیق………………………………………………………. 22

• مقدمه……………………………………………………………………………………… 23
• روش های مدل کردن ترافیک……………………………………………………….. 24

• تخمین ماتریس تقاضای مبدا-مقصد با بهره گرفتن از رویکرد آماری…………. 30

  • حداکثر احتمال……………………………………………………………… 30
  • حداقل مربعات عمومی………………………………………………….. 31
  • استنباط بیزین……………………………………………………………… 33

2-4     تعیین تعداد و محل شمارشگرهای ترافیکی………………………………………. 35

فصل سوم: ارائه مدل ریاضی……………………………………………………………………………… 45

• مقدمه……………………………………………………………………………………… 46
• تعریف مسئله……………………………………………………………………………. 46

• ارائه ی مدل ریاضی پیشنهادی………………………………………………………. 48

  • اندیس­ها…………………………………………………………………….. 48
  • پارامترها…………………………………………………………………….. 48
  • متغیرهای تصمیم­گیری…………………………………………………… 49
  • مدل ریاضی………………………………………………………………… 49
  • تحلیل مدل…………………………………………………………………. 50

فصل چهارم: محاسبات و یافته­ های تحقیق……………………………………………………………… 52

• مقدمه……………………………………………………………………………………… 53
• مثال عددی……………………………………………………………………………….. 53

فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادات آتی……………………………………………………………….. 56

• نتیجه ­گیری……………………………………………………………………………….. 57
• پیشنهادات آتی………………………………………………………………………….. 58

منابع………………………………………………………………………………………………………………. 59

منابع فارسی………………………………………………………………………………………………… 59

منابع لاتین………………………………………………………………………………………………….. 59

 

    

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                         صفحه

فصل چهارم

 

 

جدول (4-1) کمان های بهینه مثال عددی شبکه حمل و نقل…………………………………………… 53

 

جدول(4-2) مؤلفه های ماتریس تقاضای سفر اولیه………………………………………………………. 54

جدول (4-3) مؤلفه­ های ماتریس تقاضای سفر تخمینی………………………………………………….. 54

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                      صفحه                

فصل اول

شکل(1-1)شبکه کوچک برای اثبات وجود ماتریس تقاضای سفر چندگانه……………………….. 17

فصل دوم

شکل(2-1)اهمیت جریان خالص و ناخالص با توجه به قانون 3 یانگ……………………………….. 38

شکل(2-2)نمودار میانگین اطلاعات زوج مبدا-مقصد w  با توجه به احتمال سفر آن……………… 41

فصل سوم

شکل(3-1)مثال شبکه ساده برای بررسی مساله تکرار لینک …………………………………………… 50

فصل چهارم

شکل(4-1)شبکه حمل و نقل مورد بررسی………………………………………………………………… 53

 

فصل اول

کلیات تحقیق

 

 

1-1- ضرورت و اهداف برنامه ­ریزی حمل­و­نقل شهری

رشد و توسعه­ جوامع شهری، سبب افزایش نیاز این جوامع به خدمات همگانی و اجتماعی شده­است. انجام بسیاری از فعالیت­های اجتماعی و اقتصادی نیازمند تسهیلات حمل­ونقلی است. شهرها برای خدمات حمل­ونقل تا حدود زیادی به سیستم خیابان­های خود متکی هستند. این سیستم­ها برای جواب­گویی به تقاضای فزاینده­ی ترافیک اتومبیل­ها، ترافیک تجاری، حمل­ونقل عمومی، دسترسی به زمین­های اطراف و همچنین پارکینگ­ها، همیشه در حال تحمل بار اضافی هستند.

تسهیلات حمل­ونقل نیاز اساسی یک جامعه برای رشد و توسعه است. با توجه به سرمایه­ عظیم لازم برای انواع پروژه­ های شهری، نتایج عدم برنامه ­ریزی مناسب از همیشه حادتر شده است. این موضوع، لزوم توجه به برنامه ­ریزی صحیح در حیطه حمل­ونقل را مورد تأکید قرار می­دهد. عدم برنامه ­ریزی صحیح بخش حمل­ونقل می ­تواند خسارت­های زیادی  را بر روی توسعه­ شهر، منطقه و حتی یک کشور داشته­باشد. به­عنوان مثال در ترافیک شهری مشکلات عدیده و محسوسی وجود دارد که لزوم توجه به برنامه ­ریزی حمل­ونقل را نمایان می­سازد؛ خیابان­های شلوغ، آلودگی هوای شهرها، تصادف­های ترافیکی و خسارت­های مالی و جانی حاصل از تصادف­ها، راه­بندان­ها، بهم خوردن نظم و آرامش مراکز مسکونی و درمانی، ایجاد استرس و فشار روحی، اشکال در دسترسی مناطق مختلف و . . .. همه­ی این موارد لزوم برنامه ­ریزی حمل­ونقل را در سطح شهری و برون­شهری روشن می­سازد.

در مباحث مربوط به حمل­ونقل، منظور از برنامه ­ریزی فرایند یا فعالیتی است که طی آن اقدامات لازم احتمالی برای آینده جهت سوق دادن یک مجموعه یا سیستم حمل­ونقلی به سوی یک وضعیت دلخواه مورد بررسی قرار می­گیرد. وضعیت دلخواه یادشده می ­تواند به یک­سری اهداف مثبت در آینده و یا پیشگیری از ایجاد مسائل و مشکلات در آینده را شامل گردد. این فرایند در نهایت منجر به اتخاذ تصمیم و سپس انجام اقدامات مؤثر در راستای تحقق و حصول اهداف و وضعیت دلخواه می­گردد.

هدف از برنامه ­ریزی سیستم­های حمل­ونقل، طراحی نزدیک به بهینه­ مجموعه تسهیلات حمل­ونقل موجود و روش­های به­ کارگیری آن­هاست. همچنین هدف دیگر برنامه ­ریزی سیستم­های حمل­ونقل، به­ کارگیری تسهیلات حمل­ونقل جدید در آینده است، به­گونه­ای که با توجه به تسهیلات حمل­ونقل موجود، اهداف مورد نظر به بهترین وجه ممکن ارضا گردند.

مهم­ترین موضوعی که در برنامه ­ریزی حمل­ونقل وجود دارد، ارتباط آن با آینده و به عبارت دیگر آینده­نگری در آن است، زیرا یک فعالیت برنامه ­ریزی مربوط به اقداماتی است که در زمان­های مختلف در آینده انجام خواهدگرفت و بین زمان انجام اقدام و زمانی که نتایج و تأثیرات آن احساس می­ شود، ممکن است یک فاصله­ی زمانی نسبتاً طولانی وجود داشته باشد. این فاصله به عوامل زیادی از قبیل موضوع و مقادیر کمی و کیفی اقدام مورد نظر بستگی دارد.

فرایند پیش ­بینی سفر یکی از پرکاربردترین قسمت ­های برنامه ­ریزی حمل­ونقل است. این فرایند مختص برنامه ­ریزی حمل­ونقل شهری و برون­شهری بوده و به­ کارگیری آن در برنامه ­ریزی حمل­ونقل با توجه به اطلاعات مؤثر و آنالیز دقیق می ­تواند به عنوان یک شاخص پیش ­بینی برای توسعه­ آینده به­کار گرفته­شود. فرایند پیش ­بینی سفر دارای یک ساختار عمومی است که بر اساس تجربه و آزمایش به­دست آمده­است، و درواقع ساختار کلی این مدل نتیجه­ جربیات و مطالعات دهه­ 60 میلادی بوده که در دهه­های بعد هم تغییر چندانی نکرده­است.

 

1-2- ضرورت آگاهی از تقاضای سفر برای برنامه ­ریزی شهری

تحلیل و طراحی سیستم­های حمل­ونقل نیازمند تخمین تقاضای فعلی و پیش ­بینی تقاضای آینده می­باشد. این تخمین­ها و پیش­بینی­ها می ­تواند با بهره گرفتن از منابع اطلاعاتی و روند­های آماری به­دست­آیند. شرط برنامه ­ریزی درست در حیطه­ی حمل­ونقل شهری چه در سطح استراتژیک و چه در سطح کارکردی آگاهی از تقاضای حمل­ونقل را می­طلبد. به­عبارت دیگر، برنامه ­ریزی حمل­ونقل شهری بدون آگاهی از تقاضای سفر اگر ناممکن نباشد بسیار دور از ذهن است. اطلاعات مربوط به تقاضای سفر منطقه­ مورد مطالعه، در ماتریسی تحت عنوان ماتریس تقاضای سفر مبدأ-مقصد ذخیره می­ شود. برای داشتن تعریفی از این ماتریس می­توان گفت: ماتریسی که هریک از مؤلفه­ های آن تعداد سفر از یک ناحیه­ی ترافیکی به ناحیه­ی دیگر برای هدف سفر خاص در یک دوره­ زمانی مرجع (برای مثال ساعت پیک، متوسط روز و …) را نشان دهد، ماتریس تقاضای سفر و یا اصطلاحاً ماتریس تقاضای مبدأ-مقصد نامیده می­ شود. این ماتریس را می­توان  مهم­ترین ورودی برای مسائل برنامه ­ریزی و طراحی سیستم­های حمل­ونقل دانست. اطلاعات تقاضای سفر مبدأ-مقصد، مهندسین ترافیک را در شناسایی تقاضای سفر روی تسهیلات موجود و یا آتی حمل­ونقل، کافی بودن پارکینگ­ها و ترمینال­ها، کافی بودن تسهیلات حمل­ونقل عمومی موجود، بهترین محل برای پل­ها و ترمینال­های جدید، اطلاعات مورد نیاز برای برنامه ­ریزی، تعیین محل و طراحی سیستم خیابان­های جدید، سیستم بزرگراه­ها و آزادراه­ها، راه­های جدید و توسعه­ آن­ها، اطلاعات لازم برای برنامه ­ریزی، مکان­ یابی و طراحی یا توسعه­ سیستم­های حمل­ونقل عمومی، اولویت­های اجرائی و راه حل­های اقتصادی برای برنامه ­های توسعه و . . . کمک می­نماید.

قبل از فرایند پیش ­بینی سفر ابتدا باید به منطقه­بندی و ناحیه­بندی محدوده­ مورد مطالعه پرداخت:

• منطقه­بندی: از اولین گام­هایی که در انجام مطالعات سیستم­های حمل­ونقل و سرمایه ­گذاری­هایی که اثرات اقتصادی، اجتماعی و زیست­محیطی عمده­ای را بر محیط اطراف خود می­گذارد، تعیین محدوده­ جغرافیایی است که حوزه­ نفوذ سیستم­ها و سرمایه ­گذاری­های مالی را در بر می­گیرد. از نظر تئوری وسعت این منطقه نامحدود است، ولی در عمل می­توان محدوده­ای را برای اثرات مورد مطالعه شناسایی کرد که اثرات سرمایه ­گذاری مورد نظر در خارج از آن قابل چشم­پوشی باشد. بزرگی این محدوده چنان است که عمده اثرات مورد بررسی را در بر داشته­باشد، و همچنین انجام مطالعه را از نظر صرف وقت و هزینه ممکن سازد.
• ناحیه­بندی: برای برنامه ­ریزی حمل­ونقل باید اطلاعات اقتصادی، اجتماعی و حمل­ونقلی مربوط به نقاط مختلف تولید و جذب سفر در منطقه­ مورد مطالعه تعیین گردد. ولی در عمل تعداد این نقاط تولید و جذب سفر در منطقه بسیار زیاد است، بنابراین با مشکلاتی در گردآوری و تحلیل اطلاعات مواجه خواهیم بود. برای رفع این مشکلات باید منطقه­ مورد مطالعه را به تعدادی نواحی ترافیکی تقسیم ­بندی نمود. سپس برای هر ناحیه می­بایست جمعیت، وضعیت اجتماعی، اقتصادی، تجهیزات وکاربری­ها و . . . به­دست آیند. برای مرزبندی ناحیه­ها رعایت ضوابطی ضروری است، که مهم­ترین آن­ها ذیلاً آورده­شده­است:

– هم­گونی: از آن­جایی که ناحیه­بندی نوعی گروه­بندی از واحدهای آماری است، از این­رو ناحیه­ها باید از نظر داخلی (درون­گروهی) هم­گون و از نظر خارجی (برون­گروهی) ناهمگون باشند.

– هم­وزنی در تولید و جذب سفر که باعث افزایش دقت در مدل­سازی می­ شود.

– دسترسی آماری: ناحیه­ها باید چنان اختیار شوند که آمار و اطلاعات مستمر مانند جمعیت، اشتغال و دیگر اطلاعات مربوطه به سادگی قابل دسترس باشند.

– حجم محاسبات: تعداد ناحیه­ها باید چنان باشد که حجم محاسبات آن­ها امکان­ پذیر و معقول باشد.

بعد از انجام گام­های منطقه­بندی و ناحیه­بندی می­توان به فرایند پیش ­بینی سفر پرداخت. به­ طور کلی این فرایند به صورت دنباله­ای از چهار مدل زیر مورد استفاده قرار می­گیرد [1] :

1-  مدل تولید سفر (تصمیم برای انجام سفر به­منظور رسیدن به یک هدف مورد نظر)

2-  مدل توزیع سفر (انتخاب مقاصد سفرهای تولید شده از هر ناحیه)

3-  مدل انتخاب گونه­ سفر (انتخاب وسیله­ نقلیه برای انجام سفر)

4-  مدل تخصیص سفر (انتخاب مسیر سفر)

در اولین مرحله، به برآورد تعداد سفرهای تولید شده در این نواحی پرداخته می­ شود. در مرحله­ بعد با بهره گرفتن از مدل­های توزیع سفر، سفرهای تولید شده در هر ناحیه به سایر نواحی توزیع می­شوند. اطلاعات این دو مرحله باعث ایجاد ماتریس تقاضای سفر مبدأ-مقصد می­گردد. در مرحله­ سوم به کمک مدل­های انتخاب گونه­ سفر، تقاضای سفر بین هر زوج مبدأ-مقصد به گونه­ های مختلف سفر اختصاص می­یابند، و در نهایت در مرحله­ آخر به کمک مدل­های تخصیص ترافیک، ماتریس تقاضای سفر به شبکه­ حمل­ونقل اختصاص می­یابد و به تبع آن حجم جریان کمان­های شبکه­ حمل­ونقل بدست می­آید.

در تحلیل مسائل حمل­ونقل شهری، مدل­های یاد شده در بالا  نقش اساسی بازی می­ کنند. اطلاعات مربوط به مدل­های تولید و توزیع سفر در ماتریس تقاضای مبدأ-مقصد نشان داده می­ شود، که این اطلاعات به دو طریق مستقیم و غیرمستقیم قابل به­دست­آوردن می­باشند.

روش­های مستقیم گردآوری اطلاعات خود به سه گروه دسته­بندی می­گردند.

• روش­های مشاهده­ای: این گروه از روش­ها با مشاهده­ وضع ترافیک و برداشت اطلاعات لازم از این مشاهدات به برآورد حجم سفرهای مبدأ-مقصد می­پردازند. نمونه ­ای از این روش­ها ثبت شماره­ وسایل نقلیه است.
• روش­های پرسشنامه­ای: این گروه از روش­ها اطلاعات مورد نیاز را از طریق توزیع پرسشنامه گردآوری می­ کنند و می­توان آن­ها را به سه دسته­ی توزیع پرسشنامه در مبدأ سفر (ارسال کارت پستی به آدرس صاحب وسیله­ نقلیه)، توزیع پرسشنامه در مقصد سفر و توزیع پرسشنامه در حین انجام سفر دسته­بندی کرد.
• روش مصاحبه­ی حضوری: اطلاعات مورد نیاز در این روش از طریق مصاحبه از افراد جامعه آماری به­دست می­آید. همچون روش پرسشنامه­ای، این روش نیز به سه دسته­ی مصاحبه در مبدأ سفر (مصاحبه با ساکنین مکان­های مسکونی)، مصاحبه در زمان سفر (مصاحبه با رانندگان وسائل نقلیه در کنار جاده­ها) و مصاحبه در مقصد سفر (شامل مصاحبه با خریداران در مراکز خرید، دانش ­آموزان در مدارس و کارکنان در محل کار) دسته­بندی می­گردد.

اگرچه این روش دارای معایب زیادی از جمله صرف وقت و هزینه بسیار زیاد می­باشد، ولی با این وجود به علت این­که ساختار سفرها، بین مبادی و مقاصد شکل می­گیرد، ناگزیر انجام مطالعات جامع برای منطقه­ مورد مطالعه ضروری می­باشد. از طرفی با توجه به هزینه­ بالای جمع­آوری اطلاعات مربوط به تقاضای سفر از طریق روش مستقیم، جمع­آوری این­گونه اطلاعات در فواصل زمانی کوتاه میسر نیست. لذا برای اصلاح و به­روزرسانی ماتریس تقاضای سفر روش­های غیر مستقیم مورد توجه پژوهشگران قرارگرفته­است، که این روش­ها خود بر دو نوع­اند:

• به­دست آوردن ماتریس تقاضای سفر به کمک مدل­های ساخته­شده برای شهرهای مشابه

فهرست مطالب

1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1. مقدمه 3

1-2. بیان مسأله 4

1-3. اهمیت و ضرورت پژوهش 6

1-4. اهداف پژوهش 9

1-4-1. هدف اصلی 9

1-4-2. اهداف جزیی 9

1-5. فرضیه‌های پژوهش 10

1-5-2. فرضیه‌های فرعی 10

1-6. تعاریف مفهومی و عملیاتی متغیرها 10

1-6-1. تعاریف مفهومی.. 10

1-6-2. تعاریف عملیاتی 11

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1. شبیه‌سازهای آموزشی 14

2-1-1. تدریس و اصول یادگیری 14

2-1-2. رسانه‌های آموزشی 15

2-1-3. مزایای چندرسانه‌ای‌ها در آموزش و یادگیری 17

2-1-4. شیوه‌های استفاده از چندرسانه‌ای در آموزش 18

2-1-5 مفهوم شبیه‌سازی 18

2-1-6. انواع شبیه‌سازی 19

2-1-7. دلایل اهمیت شبیه‎سازی‎ 21

2-1-8. شبیه‌سازی‌های متکی بر کامپیوتر 22

2-1-9. نقش معلم در جریان شبیه سازی 23

2-1-10. ارتقاء خلاقیت و حل مسأله با بهره گرفتن از شبیه‌سازی‌های آموزشی 23

2-1-11. مبانی نظری به کارگیری شبیه‌سازی در آموزش 24

2-2. ساختن‌گرایی 29

2-2-1. مفهوم ساختن‌گرایی 29

2-2-2. شناخت گرایی 32

2-2-3. اصول و پیش‌فرض‎های ساختن‌گرایی و شناخت‎گرایی برای طراحی آموزشی 34

2-2-4. بهره‌گیری از نظریه ساختن‌گرایی در طراحی چندرسانه‌ای.. 37

2-3. خلاقیت 43

2-3-1. مفهوم خلاقیت 43

2-3-2. ابعاد خلاقیت 43

2-3-3. روند تحولی خلاقیت در کودکان 45

2-4. پیشینه پژوهش 46

2-4-1. پژوهش‌های داخلی 46

2-4-2. پژوهش‌های خارجی 48

2-5. مدل مفهومی پژوهش… 52

2-6. جمع‌بندی فصل دوم 58

فصل سوم: روش‌شناسی پژوهش

3-1. نوع و روش انجام پژوهش 61

3-2. طرح پژوهش و شیوه اجرا 62

3-3. جامعه آماری 65

3-4. روش نمونه‌گیری و حجم نمونه 66

3-5. متغیرهای پژوهش 66

3-6. ابزار اندازه‌گیری پژوهش 66

3-7. روش تجزیه و تحلیل داده‌ها 68

فصل جهارم: تجزیه و تحلیل داده ­ها

4-1. آمار توصیفی 70

4-2. آمار استنباطی 72

4-2-1. بررسی فرضیه اول پژوهش 72

4-2-2- بررسی فرضیه دوم پژوهش 73

4-2-3- بررسی فرضیه سوم پژوهش 74

4-2-4- بررسی فرضیه چهارم پژوهش… 75

فصل پنجم: بحث و تفسیر و جمع­بندی

5-1. خلاصه پژوهش 78

5-2. بحث و تفسیر فرضیه‌های پژوهش 80

5-3. نتیجه‌گیری 87

5-4. محدودیت‌ها 90

5-5. پیشنهادها 90

5-5-1. پیشنهادهای کاربردی 90

5-5-2. پیشنهادهای پژوهشی 91

 منابع و مأخذ 92

 پیوست‌ها 100

فهرست جداول

جدول 2– 1: مقایسه دیدگاه شناخت‌گرایی از دید ارتمر و نیوبای 36

جدول 2-2: نظریه‌های فرعی رویکرد شناخت‌گرایی از دید ارتمرد و نیوبای.. 37

جدول 2-3: نظریه‌پردازان مکتب روانشناسی یادگیری شناخت‌گرایی 37

 جدول 3-1: دیاگرام طرح پیش‌آزمون- پس‌آزمون با گروه کنترل 61

جدول 1-4: توزیع فراوانی گروه آزمودنی‌های مورد مطالعه 70

جدول2-4: شاخص‌های توصیفی نمرات گروه آزمایش در چهار مقیاس خلاقیت در پیش آزمون و پس آزمون. 71

 جدول3-4: شاخص‌های توصیفی نمرات گروه کنترل در چهار مقیاس خلاقیت در پیش آزمون و پس آزمون  71

 جدول 4-4 : نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس سیالی دانش‌آموزانی که در دو گروه آزمایش و کنترل در پیش آزمون و پس‌آزمون 72

 

 جدول 4-5 : نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس انعطاف‌پذیری دانش آموزانی که در دو گروه آزمایش و پژوهش در پیش‌آزمون و پس آزمون 73

 جدول 4-6: نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس بسط و گسترش دانش آموزانی که در دو گروه آزمایش و پژوهش در پیش‌آزمون و پس آزمون 74

جدول 4-7 : نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس اصالت و ابتکار دانش آموزانی که در دو گروه آزمایش و پژوهش در پیش آزمون و پس آزمون 75

 جدول 4-8: جمع‌بندی از نتایج پژوهش 76

 

 

فهرست اشکال

 شکل 2-1: اقدام برای برنامه‌ریزی مداخلات مناسب بر اساس اصول نه‌گانه گانیه 39

 شکل 2-2: مدل مفهومی پژوهش نظریه‌های توجیه‌کننده استفاده از شبیه‌سازی‌ها در آموزش 57

 شکل 2-3: مدل مفهومی پژوهش بر اساس فرضیه‌های پژوهش 57

 شکل 3-1: مراحل انجام پژوهش 62

فهرست پیوست­ها

طرح درس براساس روش ساختن گرایی 101

 پرسشنامه سنجش خلاقیت تورنس 107

 

 

چکیده

هدف این پژوهش بررسی تأثیر به‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی متوسطه اول بود. در این پژوهش روش تحقیق از نوع شبه آزمایشی بود. جامعه آماری پژوهش6200  نفر از
دانش آموزان دختر متوسطه اول شهر اسلام‌آباد در سال تحصیلی 92-93 بودند. روش نمونه‌گیری، نمونه‌گیری گروه های در دسترس و تعداد نمونه نیز 40 نفر بودند که 20 نفر در گروه آزمایش و 20 نفر در گروه کنترل قرار داشتند. سپس برای گروه آزمایش برنامه مداخله‌ای آموزش به روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی اجرا گردید و گروه کنترل به شیوه سخنرانی آموزش دیدند. در این پژوهش جهت جمع‌ آوری داده‌ها از پرسشنامه استاندارد خلاقیت تورنس استفاده شد. جهت تجزیه و تحلیل داده‌های به دست آمده از آزمون تی مستقل استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بین گروه آزمایش و کنترل از نظر مؤلفه‌های خلاقیت ( سیالی، انعطاف‌پذیری، بسط و گسترش و اصالت و ابتکار) در سطح 05/0 تفاوت معنی داری وجود دارد .

کلید واژه‌ها: شبیه‌سازی، خلاقیت، ساختن‌گرایی.

 

 

1-1. مقدمه

امروزه شرایط آموزش در مدارس ما بر اساس نظریه‌های جدید یادگیری مهیا نیست ولی باید توجه داشت كه با علم به سطح آگاهی دانش‌آموزان ، انگیزه‌ها و شرایط جدید جامعه، تأكید روی روش‌های قدیمی تدریس و استفاده‌ی محض از روش‌های سنتی نیز مؤثر نیست. این سخن به معنای این است كه دانش‌آموزان امروزی را نمی‌توان با شیوه‌های قدیمی تدریس به صورت منفعل در كلاس نشاند و برای آنان مفاهیم ریاضی را تدریس كرد، تجربه و تحقیق نشان داده است كه یادگیری در این روش سطحی بوده و قابل اعتماد نیست.  كتب ریاضی با این هدف فعالیت‌ها را در خود گنجانده‌اند، هدف اصلی فعالیت كشف مفهوم جدید توسط خود دانش‌آموزان است. بهترین شرایط ایجاد این موقعیت كار در گروه‌های كوچك دانش‌آموزی است البته فعالیت‌هایی كه جنبه خلاقیت دارند بهتر است به صورت فردی حل شوند.

هنگامی كه دانش‌آموزان مشغول حل فعالیت هستند با پاسخ به سؤالات هدایت شده باید با بهره گرفتن از دانسته‌های قدیم خود دانش جدید را تولید كرده و در حقیقت مفهوم جدید را به مفاهیم موجود در ذهن خود پیوند بزنند.و نكته‌ی مهم برای درگیر كردن و غرق كردن دانش‌آموز در علم ریاضی در كلاس درس و نشان دادن مساله كاربردی و حل آن به كمك تكنولوژی‌های جدید كارگاهی و روش‌های جدید حل مسأله است. روش‌های جدید تدریس با كمك گرفتن از مواد جدید آموزشی و ict توانسته است ریاضیات انتزاعی را به صورت ملموس در بیاورد و دانش‌آموز كنجكاو را غرق در كاربردها و ریاضیات كاربردی در آورد.

امروزه تحقق توسعه و جامعه مبتنی بر دانش بیش از هر مؤلفه‌ای وابسته به آموزش با كیفیت است. شواهد حاكی از آن است كه یكی از عوامل مؤثر در ارتقاء كیفیت فرایند یادگیری ، استفاده صحیح، مؤثر و كارآمد فناوری‌های آموزش است (ثمری و آتشک، 1388: 101). شناخت و كاربست فناوری آموزشی از آن روی اهمیت دارد كه از طریق تسهیل یادگیری دانش‌آموزان و هم چنین كارآمد و اثربخش نمودن فرایند یاددهی- یادگیری معلمان به بهبود كیفیت فرایند یادگیری می‌ انجامد (همان).

استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای بهبود تدریس کلاسی مربیان بسیاری را در حوزه‌های مطالعه و پژوهش علاقه‌مند کرده است هم‌چنان که کاربرد نرم‌افزارها پیچیده‌تر می‌شود معلمان فرصت‌های بیشتری برای مطالعه پیدا می‌کنند که دانش‌آموزان را واقع‌گرایانه‌تر می‌کند تا آن چه را که در آموزش یاد گرفته‌اند به کار ببرند. به دلیل استفاده از انیمیشن، صدا، و عناصر ویدئویی که می‌تواند به کاربر خاصی بازخورد دهد به عنوان ابزارهایی به مربیان داده شده است که می‌توانند به وسیله آن‌ ها محیط‌های پیچیده‌ای ایجاد کنند که شرایط زندگی واقعی را همانندسازی می‌کنند. در نتیجه این موجب درگیری بیشتر شاگرد با محیط و هم‌چنین دریافت بازخورد به خود می‌شود که می‌تواند موجب اصلاح رفتار خود شود (زمانی، 1389: 1).

از آن جا که هدف فناوری آموزشی تسهیل یادگیری و بهبود عملکرد است در این راستا شبیه‌سازی‌های آموزشی می‌توانند به عنوان تکنیک و یا رسانه‌ای موجب تحقق این هدف شوند. کاربرد شبیه‌سازی در زمینه‌های مختلف در سال‌های اخیر رو به افزایش بوده است و یکی از مهم‌ترین کاربرد آن در زمینه آموزش و یادگیری بوده است. در این پژوهش سعی شده است تا میزان تأثیر آن در یادگیری ریاضی و مؤلفه‌های خلاقیت شامل سیالی، انعطاف‌پذیری، بسط و گسترش و اصالت و ابتکار بررسی شود.

1-2. بیان مسأله

در مدارس ما، نمره ریاضی، ملاک شناخت دانش‌آموزان ضعیف و قوی است و در پژوهش مولیس  (2001) نتایج به دست آمده از شرکت کشور ایران در سومین مطالعه جهانی ( تیمز) ضعف دانش‌آموزان ما را در تجزیه و تحلیل مفاهیم ریاضی بر ملا ساخت. جمهوری اسلامی ایران از بین 41 کشور شرکت کننده در پایه دوم راهنمایی در درس ریاضیات، رتبه 37 و در پایه سوم راهنمایی، رتبه 38 را کسب کرد. هشتاد درصد آموخته‌های حاوی حقایق در مدت یک سال از یاد می‌روند. زیرا این اطلاعات به صورت مجزا تدریس می‌شوند و بدون این که دانش‌آموزان کاربرد مطالب آموخته شده را در زندگی واقعی درک کنند، چون اطلاعات حفظ می‌شوند و بعد از پشت سر گذاشتن آزمون نهایی فراموش می‌شوند (ترجمه: بهزاد، 1381، به نقل از رستگارپور و همکاران، 1388: 76).

با توجه به این مسأله مهم و اساسی برای رفع این مشکل می‌توان به استفاده از فناوری‌های نوین در یادگیری این درس اشاره نمود. استفاده از فناوری‌ها به فرد یادگیرنده این امكان را می‌دهد كه به جای واكنش‌های منفعلانه در فرایند یادگیری، ابتكار عمل را به دست گرفته، با انتخاب مواد آموزشی مناسب یادگیری هدفمند و معنادار داشته باشد. کدیور (1388) معتقد است: «محتواهای الكترونیكی این فرصت را برای فراگیران فراهم می‌كنند تا در مواردی مانند شركت در یادگیری، روش به كارگیری ابزار، زمان لازم برای یادگیری، میزان و سطح یادگیری، محل یادگیری و فرد یاددهنده تصمیم بگیرند و به این دلایل انگیزه بالایی برای یادگیری دارند.

در تأیید این مطلب می‌توان به پژوهش کلمنتس[3] (2000)، با عنوان «از تمرین‌ها و وظایف تا نقش‌پروژه‌ها و مسائل منحصر به فرد رایانه برای آموزش ریاضیات نوآورانه و ابتکاری»، به بررسی نقش محتوای الکترونیکی در ریاضیات پرداخته است، اشاره نمود. نتایج پژوهش وی نشان داد که فناوری‌های چندرسانه‌ای در ارائه بازخورد سریع، بالا بردن استقلال، اتصال کل به جزء، تأکید بر فهم مسأله با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای به دانش‌آموز در اندیشیدن به راه ‌حل ‌های گوناگون و پیداكردن بهترین راه‌حل كمك می‌كند. در خلال كار با رایانه، دانش‌آموز بر فرایند یادگیری خویش نظارت داشته، و با آگاهی از مهارت‌های فراشناختی می‌تواند مدیریت راهبردهای انگیزشی و شناختی را به دست گیرد و از منابع بیرونی (زمان، تعامل با دیگران و کمک‌طلبی) را برای رسیدن به اهداف آموزشی بهره‌مند شود (نیامی و لیونن[4]، 2010). خلاقیت در یادگیری، به فرد یادگیرنده فرصت تفکر و ارزیابی منطقی از کار و پیشرفت تحصیلی را می‌دهد و به وی در تصمیم‌گیری برای ادامه یادگیری کمک می‌کند و این مسأله در یادگیری‌های چندرسانه‌ای و برخط و الکترونیکی که حضور فیزیکی استاد کمتر یا اصلاً وجود ندارد، اهمیتی دو چندان دارد.

مطالعات دیگر نشان می‌دهند كه استفاده از فناوری‌های نوین در آموزش سنتی ، به افزایش اثربخشی یادگیری می‌ انجامد: از جمله تغییرات ایجاد شده در آموزش‌های سنتی تلفیق شده با فناوری می‌توان از تغییر نگرش دانش‌آموزان، افزایش مشاركت و تعامل، و هم‌چنین بالا رفتن اعتماد به نفس دانش‌آموزان یاد کرد ( دامنز[5]، 2003).

نتایج پژوهش ذاکری (1380) نشان داد عملکرد دانش‌آموزانی که به وسیله نرم‌افزار آموزشی آموزش دیده‌اند، در مقایسه با دانش‌آموزانی که به شیوه سنتی آموزش دیده‌اند، در آزمون پیشرفت تحصیلی به طور قابل ملاحظه‌ای بهتر بوده است. با توجه به نقش فناوری‌های نوین در دنیای امروز که توانسته است، فرصت‌های بیشتری برای تعلیم و تربیت فراگیر محور ایجاد كند و تأكید را از آموزش معلم‌محوری به یادگیرنده‌محوری منتقل كند ، موضوع اصلی این است كه چگونه و با چه رویكردهایی می‌توان ضمن ایجاد یادگیری پایدار و مؤثر در دانش‌آموزان، آنان را به سوی یادگیری‌های خلاق كه در آن فعالیت فرد در تعامل با امكانات و ابزارهای تسهیل كننده تقویت و به پیشرفت تحصیلی مناسب و مطلوبی منتهی شود ، كشاند . از سویی، چگونه می‌توان از فناوری‌های نوین به شیو‌های مطلوب بهره گرفت؟ تلفیق فناوری جدید مانند شبیه‌سازی‌ها در محیط ساختن‌گرا یكی از رویكردهای جدید برای تحقق اهداف بالا در آموزش است.

از آنجا كه تلفیق فناوری‌های نوین آموزشی مانند شبیه‌سازی‌ها در برنامه درسی به امكانات گوناگونی نظیر سخت‌افزار، نرم‌افزار و نیروی انسانی ماهر و متخصص نیاز دارد، لذا پیش از تلفیق چندرسانه‌ای‌ها در برنامه درسی ، لازم است پژوهش‌های بیشتری درباره مزایا و معایب این رسانه‌ها در آموزش صورت گیرد. نتایج مطالعات تطبیقی دربارة برنامه درسی نظام‌های آموزشی كشورهای مختلف نشان می‌دهد كه دروس ریاضی به دلایل مختلف ، بهترین زمینه برای تلفیق فناوری محسوب می‌شوند: مهم‌ترین مسأله وجود نرم‌افزارهای وارداتی است ، زیرا در سایر رشته‌ها، به دلایل فرهنگی ورود نرم‌افزار از سایر كشورها (مشكل زبان، عدم تطابق برنامه درسی) امكان‌پذیر نیست، ولی در دروس ریاضی مشکلات فرهنگی کمتر است (زمانی[6]، 1996؛ زمانی، 2010؛ زمانی و قلی‌زاده، 2009؛ زمانی و همکاران، 1389). از سوی دیگر، درس ریاضی در دهه‌ های كنونی اهمیت بسیاری پیدا كرده‌ است ولی تحقیقات نشان داده است كه هم‌چنان دانش‌آموزان در تمام مقاطع تحصیلی از این درس گریزانند. از جمله مشكلات موجود كه سبب افت تحصیلی در این رشتة درسی شده، ضعف در دانش پایه ریاضی دوره‌های ابتدایی و راهنمایی، اضطراب و بی‌انگیزگی در یادگیری درس ریاضی، عدم آمادگی ذهنی و روانی و ناآگاهی از نقش و تأثیر درس ریاضی در موفقیت تحصیلی دانش‌آموزان است (علم‌الهدی، 1381).

با توجه به پیشینه پژوهش، هدف اصلی این پژوهش، بررسی تأثیر به‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه متوسطه اول شهر اسلام‌آباد می‌باشد.

1-3. اهمیت و ضرورت پژوهش

مطالعه‌ی عوامل مؤثر بر پیشرفت تحصیلی و انگیزش در درس ریاضی، طی سه دهه اخیر بیش از پیش مورد توجه متخصصان تعلیم و تربیت قرار گرفته است . یافته‌های تحقیقات متعدد نشان داده است که پیشرفت تحصیلی در درس ریاضی نه تنها از ساختارهای دانش و فرایندهای پردازش اطلاعات تأثیر می‌پذیرد بلكه به عوامل انگیزشی از جمله باورها، نگرش‌ها، ارزش‌ها و اضطراب‌ها نیز مربوط می‌شود (بسانت،1995، به نقل از رضویه و همکاران، 1384: 10). توبیاس (1993) گزارش داده است که تاکنون میلیون‌ها نفر فرصت‌های تحصیلی و شغلی خود را به این سبب از دست داده‌اند که از ریاضی و کارکرد ضعیف خود در این زمینه هراس داشته‌اند. آنان در دوران مدرسه تجاربی منفی با یادگیری ریاضی داشته‌اند که خاطره آن در سال‌های بعدی زندگی نیز حفظ شده است (همان: 11).

برای نشان دادن اهمیت این پژوهش، می‌توان به نمونه‌‌هایی از پژوهش‌های انجام شده در مورد تأثیر استفاده از چندرسانه‌ای‌ها در آموزش بر خلاقیت و عملكرد تحصیلی اشاره کرد. انگرلید و ترسی بورن[9] (2002) در گزارش خود بیان می‌كنند كه بهره‌گیری از فناوری اطلاعات و ارتباطات بر پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان و بر خودكارآمدی آن‌ ها، تأثیری مثبت دارد و سبب می‌شود كه دانش‌آموزان از مهارت‌های فراشناختی بهتر استفاده كنند (زارع‌زاده، 1386: 44). علاوه بر این، نتایج مطالعات زمانی، قصاب‌پور و جبل‌عاملی، (1389)؛ زمانی و همکاران، (1389) نشان می‌دهد كه كاربرد آموزش مبتنی بر رایانه در دانش‌آموزان احساس بهتری نسبت به موفقیت در مدرسه ایجاد می‌كند و دانش‌آموزانی كه در مدارس فناوری‌محور آموزش می‌بینند ، نسبت به دانش‌آموزان مدارس عادی از عزت نفس و اعتماد به نفس بیشتری برخوردارند و از نظر دبیران و مدیران، این نوع مدارس از پرستیژ و جایگاه اجتماعی بالاتری در جامعه و نزد والدین برخورداند.

در زمینه اهمیت استفاده از شیوه‌های نوین آموزشی در تدریس و یادگیری می‌توان به پژوهش‌های حوزه آموزش و پرورش اشاره کرد که آن چه مورد توجه قرار گرفته، كیفیت تدریس است (گیوین[10] و همكاران 2005؛ گود و بروفی، 1984، 1986 و 2000؛ کلارک، 2004) و در نتایج بسیاری از این  پژوهش‌ها با بهبود كیفیت تدریس میزان پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان افزایش می‌یابد (اللهیاری، 1380 ؛ سامونز و همکاران،1995؛ عارفی، 1369؛ کاتون، 1995؛ کدخدا، 1385؛ کرامتی، 1370؛ کریمرز، 1994؛ کلامی، 1375 و والبرگ و هیرتل، 1992، به نقل از بیرمی‌پور، 1388: 51).

حال منظور از کیفیت تدریس چیست؟ در اغلب این پژوهش‌ها متغیرهایی كه در زمینة كیفیت تدریس مورد بررسی قرار گرفته اند، عبارت‌اند از: فرصت‌های یادگیری، زمان آموزش و یادگیری، مدیریت كلاسی، جو كلاسی، آموزش، متناسب‌سازی تدریس، رویكردهای یاددهی- یادگیری، نظارت بر پیشرفت تحصیلی و فعالیت‌های یادگیری فراگیران در فرایند تدریس، معلم در این زمینه نقش مهمی را ایفا می‌کند. به عبارتی، این معلم است که باید با طراحی آموزشی مناسب خود و استفاده از ابزارهای مناسب آموزشی چون شبیه‌سازی‌ها، دانش‌آموزان را در جهت هدف تعیین شده هدایت کند.

با توجه به مطالب ارائه شده اهمیت پژوهش حاضر این است كه با توجه به عملكرد نسبتاً پایین دانش‌آموزان ایرانی در درس‌های ریاضی و علوم (تیمز) چگونه می‌توان عملكرد و خلاقیت دانش‌آموزان را در دوره‌های آتی ارتقاء بخشید؟

البته باید به این نکته اساسی در اهمیت پژوهش حاضر اشاره نمود که با وجود پیشرفت‌های واقعی که در آموزش ریاضی روی داده است، تغییرات بسیار اندکی در کلاس درس ریاضی اتفاق افتاده است. بیش از چندین دهه از حضور فناوری آموزشی در آموزش ریاضی می‌گذرد، اما هنوز جایگاه خود را نیافته است. این مسئله اهمیت توجه به كیفیت ، تدریس درس ریاضی را بیش از پیش آشكار می‌سازد.

هدف فناوری آموزشی تسهیل یادگیری و بهبود عملکرد آن است. در این راستا، شبیه‌سازی‌های آموزشی می‌توانند به عنوان تکنیک و یا رسانه‌ای موجب تحقق این هدف شوند، زیرا یکی از مهم‌ترین کاربرد آن‌ ها در زمینه آموزش و یادگیری است.

شبیه‌سازی‌ها توانایی به تصویر کشیدن فرایندهای مختلف طبیعی و انسانی در یک محیط مجازی برای یادگیرندگان را دارا می‌باشند. بنا بر پژوهش‌های روتن و همکاران (2011) آلنسو و همکاران ( 2011) اسلات و هربرت( 2008)  « یک شبیه‌سازی کامپیوتری برنامه‌ای است شامل مدلی از یک سیستم ( طبیعی، مصنوعی؛ مانند تجهیزات) یا یک فرایند». هم‌چنین، شبیه‌سازی‌ها اجازه می‌دهند تا هنگامی که داده‌های تجربی کم هستند و یا دست‌‌یابی به آن‌ ها مشکل است، مدل‌های مختلفی را تجربه کرد. استفاده از شبیه‌‌سازی‌ها می‌تواند یادگیرندگان را در یادگیری تجربی و آزمایشی درگیر کند. که این می‎تواند فرصتی فراهم کند تا درباره‌ی روش‌های دانش و مهارت‌هایی که در حال استفاده از آن‌ ها هستند، تفکر کنند. هم‌چنین، فرایند شبیه‌سازی به کاربران اجازه می‌دهد تا تأثیر انتخاب‌هایشان را بدون پیامدهای فوری که تأثیر مستقیمی بر عمل واقعی داشته باشند مشاهده کنند ( نیلی احمدآبادی و همکاران، 1391: 13).

در برنامه‌های آموزشی جدید ، استفاده از روش‌های تدریس مبتنی بر ساختن‌گرایی و فرایند حل مسئله و مهارت‌های تفکر نسبت به گذشته اهمیت بیشتری یافته است. بر اساس این دیدگاه، برنامه‌ریزان در محتوای برنامه ‌‌درسی به طرح موقعیت‌های حل مسئله‌ای می‌پردازند. در این موقعیت‌ها دانش‌آموزان راهنمایی می‌شوند تا در مسیر حل مسئله، به دانش‌ها، مهارت‌ها و نگرش‌های تازه دست یابند (بدریان و همکاران، 1389: 56).

هم‌چنین در اجرای برنامه‌های درسی جدید ، از معلم خواسته می‌شود تا تدریس خود را به شیوه گروهی سازمان‌دهی کند، به نحوی که خود نیز به عنوان عضوی از گروه دانش‌آموزان درآید. در این روش‌ها بر تعامل میان معلم و دانش‌آموزان و دانش‌آموزان با یکدیگر بیش از حد تأکید می‌شود، زیرا تجربه نشان داده‌است که تعامل و تبادل تجربیات دانش‌آموزان با یکدیگر نقش عمده‌ای در یادگیری آنان دارد. افزون بر این، فعالیت‌های گروهی موجب توسعه مهارت‌های اجتماعی از قبیل احترام به حقوق دیگران، همکاری گروهی، حق و مسئولیت قائل شدن برای دیگران، مشارکت در تصمیم‌گیری‌های گروهی، سعه صدر و … در دانش‌آموزان می‌شود (پرویزیان، 1384: 67).

می‌توان گفت امروزه اهمیت مهارت‎ خلاقیت بر كسی پوشیده نیست.  اهمیت آن به ویژه در دنیای مدام در حال تغییر امروز بیشتر هم شده است. فراگیران هر چقدر كه به مراحل بالاتر یادگیری از جمله آموزش عالی نزدیك‌تر می‌شوند باید مهارت‌های یادگیری و حل مسائل خود را به طور مستقل به دست بیاورند تا از وابستگی آن‌ ها به استاد كاسته شود (بوکارتس، 1997، به نقل از: راستگو و همکاران، 1389: 4). مهارت خلاقیت افراد، با تمركز آن‌ ها بر مسأله و خودارزیابی مرتبط است (هپنر، بومگاردنر و جکسون، 1985، همان). اگر مهارت خلاقیت یک فعالیت شناختی است، پس بهبود بخشیدن مهارت خلاقیت از طریق آموزش بایستی هدف ارزشمندی باشد (سیمنارا، 1996، همان) و برای رسیدن به این اهداف استفاده از فناوری‌های نوین می‌تواند مثمرثمر باشد چنان چه امروزه فناوری‌هایی مانند شبیه سازی‌ها توانایی ارتقاء مهارت‎هایی مانند خلاقیت و حل مسأله را دارا می‌باشند. با توجه به اهمیت وجود استانداردها در ابعاد مختلف نظام آموزشی، و استفاده از شبیه‌سازها در یادگیری کار قابل ملاحظه‌ای در ایران در این زمینه انجام نگرفته است و لذا نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند دستاوردهای زیادی را به همراه داشته باشد.

اهمیت انجام پژوهش حاضر در این است که در بسیاری از موضوعات یادگیری در محیط‌های یادگیری چندرسانه‌ای، فرایندهای شناختی انسان نادیده گرفته شده است. لذا، یادگیری بهینه صورت نمی‌گیرد و طراحان محیط‌های یادگیری چندرسانه‌ای، باید اصولی را برای طراحی به کار گیرند که از تحمیل اضافه بار به یادگیرنده جلوگیری به عمل آورد و یادگیری او را تسهیل نماید. هم‌چنین از محدودیت‌های مطالعات انجام شده در گذشته این است که تمام آن‌ ها به آموزش‌های چندرسانه‌ای در میزان یادگیری و انگیزش تحصیلی و … پرداخته بودند و پژوهشی که به بررسی شبیه‌سازها بر خلاقیت پرداخته باشد کار نشده است. بنابراین پزوهش حاضر به بررسی تأثیر شبیه‌سازها در محیط یادگیری شناخت‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی می‌پردازد.

 

1-4. اهداف پژوهش

1-4-1. هدف اصلی

تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

1-4-2. اهداف جزیی

1. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان سیالی دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.
2. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان انعطاف‌پذیری دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.
3. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان بسط و گسترش دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.
4. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان اصالت و ابتکار دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

 

1-5. فرضیه‌های پژوهش

1-5-1. فرضیه اصلی

به ‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول تأثیر دارد.

1-5-2. فرضیه‌های فرعی

1. به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان سیالی دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول تأثیر دارد.
2. به ‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان انعطاف‌پذیری دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول تأثیر دارد.
3. به ‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان بسط و گسترش دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول تأثیر دارد.
4. به ‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان اصالت و ابتکار دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول تأثیر دارد.

 

1-6. تعاریف مفهومی و عملیاتی متغیرها

1-6-1. تعاریف مفهومی   

شبیه‌سازی: شبیه‌سازی نسخه‌ای از بعضی وسائل حقیقی یا موقعیت‌های کاری است و تلاش دارد تا بعضی جنبه‌های رفتاری یک سیستم فیزیکی یا انتزاعی را به وسیله‌ی رفتار سیستم دیگری نمایش دهد که در بسیاری از متون شامل مدل‌های سیستم طبیعی و سیستم‌های انسانی است. هم‌چنین آن نمایش مجدد یا خلق مجدد یک شیء یا موضوع واقعی یا موقعیت می‌باشد اگر چه این تکنیک همانند آینه واقعیات را همانندسازی می‌کند اما احتمال وارد آمدن صدمه

بعلاوه، چارچوب پیشنهادی الگوهای نوظهور قوی را استخراج می کند تا یک کلاسه بند قوی و سریع ایجاد کند که می تواند با نویز مقابله کند.

روش پیشنهادی فضای جستجوی الگوهای نوظهور را بطور قابل توجهی کاهش می دهد و الگوهای نوظهور با قدرت تمایز قوی را با کمک حذف الگوهای بی فایده استخراج می کند.

روش ارائه شده الگوهای نوظهور را برای هر کلاس بصورت همزمان کشف می کند و بعلاوه، فرایند تولید درخت های الگوی مکرر را بصورت کارایی در راستای کاهش محاسبات، هدایت می کند.

ارزیابی تجربیات ما بر روی محدوده وسیعی از داده ها، اثربخشی روش پیشنهادی را در مقایسه با دیگر روش های شناخته شده از نظر دقت پیش بینی، تعداد الگوهای استخراجی و زمان اجرا نشان می دهد.

واژه­ های کلیدی:

الگوهای نوظهور، درخت الگوی مکرر دینامیک، ترتیب آیتم ها، ویژگی های جریانی

  فهرست مطالب

فصل اول ……………………………………………………………………………………  1

1- مقدمه …………………………………………………………………………………………….  2

1-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………  2

1-2 مفهوم الگوهای نوظهور ………………………………………………………………………………………….  3

1-3 مفهوم ویژگی های جریانی …………………………………………………………………………………….  5

1-4 چالش های موجود در استخراج الگوهای نوظهور …………………………………………………….  6

1-5 الگوریتم های استخراج الگوهای نوظهور ………………………………………………………………..  8

1-6 ایده اصلی تحقیق ………………………………………………………………………………………………….  11

1-7 نگاهی کلی به فصول رساله ……………………………………………………………………………………  13

فصل دوم ………………………………………………………………………………..  14

2- پیشینه تحقیق ………………………………………………………………..  15

2-1 مقدمه ………………………………………………………………………….  15

2-2 روش های مبتنی بر قانون ……………………………………………………..  15

2-2-1 روش Classification Based on Association (CBA) ………………………………  15

2-2-2 روش کلاسه بندی Classification based on Multiple-class Association Rule (CMAR)                 16

2-2-3 روش کلاسه بندی Classification based on Prediction Association Rule (CPAR)        16

2-3 روش های استخراج الگوها ……………………………………………………  17

2-3-1 روش مبتنی بر مرز …………………………………………………………………..  17

2-3-2 روش مبتنی بر محدودیت ……………………………………………….  17

2-3-3 الگوریتم استخراج درخت الگوی تقابل CP-tree …………………………………………….  18

2-3-4 روش استخراج با کمک دیاگرام دودویی صفر ZBDD Miner …………………………  18

2-3-5 روش استخراج الگوهای نوظهور متمایز DP-Miner ……………………………………….  18

2-4 روش های کلاسه بندی مبتنی بر الگوهای نوظهور …………………………………  20

2-4-1 روش کلاسه بندی مبتنی بر اساس مجموع الگوهای نوظهور CAEP ………………………………..  20

2-4-2 الگوریتم کلاسه بندی بر پایه تئوری اطلاعات iCAEP ……………………………………………………  20

2-4-3 روش کلاسه بندی بر پایه الگوهای نوظهور جهشی JEPs-classifier …………………………….  21

2-4-4 روش کلاسه بندی بر پایه الگوهای نوظهور جهشی قوی …………………………………………………  21

2-4-5 روش تصمیم گیری مبتنی بر نمونه DeEPs ………………………………………………………………….  21

2-4-6 روش کلاسه بندی توسط مجموعه راست نمایی PCL …………………………………………………….  22

فصل سوم …………………………………………………………………………………………………..  23

3- دانش اولیه ………………………………………………………………………………….  24

3-1 الگوهای نوظهور ……………………………………………………………………… 24

3-2 درخت الگوی مکرر دینامیک DFP-tree ………………………………………………………………  30

فصل چهارم …………………………………………………………………………………….  33

4- راهکارهای ارائه شده برای استخراج الگوهای نوظهور قوی مبتنی بر ویژگی های جریانی ……….  34

4-1 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………..  34

4-2- درخت الگوی مکرر دینامیک نامرتب Unordered Dynamic FP-tree ……………..  35

4-3 درخت الگوی مکرر دینامیک مرتب Ordered Dynamic FP-tree ……………………..  44

4-4 روش استخراج الگوها SEP-Miner ……………………………………………………………………..  56

فصل پنجم …………………………………………………………………………………….  62

5- آزمایشات تجربی …………………………………………………………………  63

5-1 مقدمه ……………………………………………………………………….  63

 

 

5-2 کلاسه بندها …………………………………………………………………….  63

5-2-1 کلاسه بند درخت تصمیم C4.5 ……………………………………………………………………  63

5-2-2 کلاسه بند SVM …………………………………………………………………………………………  64

5-2-3 کلاسه بند بیزین ساده ………………………………………………………………………………..  65

5-2-4 کلاسه بند نزدیکترین همسایه …………………………………………………………………….  66

5-2-5 الگوریتم AdaBoost…………………………………………………………………………………. 66

5-3 تست های آماری ………………………………………………………………..  68

5-3-1 تست آماری جفت شده t-tets …………………………………………………………………………  68

5-3-2 تست آماری Wilcoxon ………………………………………………………………………………..  68

5-3-3 تست آماری فردمن ……………………………………………………………………  69

5-4 تنظیمات تجربی ……………………………………………………………………………………  71

5-5 مقایسه دقت پیش بینی ……………………………………………………………………….  73

5-6 مقایسه تعداد الگوها ……………………………………………………………………..  81

5-7 مقایسه زمان اجرا ………………………………………………………………………  83

5-8 تحلیل اثر ترتیب در ساخت درخت الگوی مکرر دینامیک ……………………………..  86

5-9 چگونگی تعیین کردن حداقل آستانه فراوانی نسبی …………………………………..  88

5-10 تحلیل حساسیت روی حداقل آستانه های نرخ رشد …………………………….  89

5-11 مقایسه کارایی DFP-SEPSF بدون دانستن کل فضای ویژگی ها ………………………….  90

5-12 خلاصه نتایج تجربی ………………………………………………………………………..  94

فصل ششم ………………………………………………………………………………….  96

6- نتیجه گیری و کارهای آینده ………………………………………………………..  97

اختصارات ……………………………………………………………………………………….  99

واژه نامه فارسی به انگلیسی ……………………………………………………………….  100

واژه نامه انگلیسی به فارسی ……………………………………………………..  108

فهرست منابع ………………………………………………………………………….  116

1-1-    مقدمه

 کلاسه بندی یکی از وظایف اساسی در داده کاوی است که بطور وسیعی در زمینه یادگیری ماشین، شبکه های عصبی و تشخیص الگو مورد مطالعه واقع شده است. ورودی، مجموعه ای از نمونه های آموزشی است که شامل چندین ویژگی است. ویژگی ها با توجه به دامنه مقادیرشان به دو دسته ویژگی های گسسته و ویژگی های پیوسته قابل تفکیک هستند. در حالت کلی، یک کلاسه بند، توصیف مختصر و معنادار (مدل) برای هر برچسب کلاس در رابطه با ویژگی ها تولید می کند. سپس، مدل برای پیش بینی برچسب کلاس نمونه های ناشناخته بکار می رود. کلاسه بندی همچنین بعنوان یادگیری با ناظر نیز شناخته می شود که در آن هر نمونه آموزشی دارای برچسب کلاس است. در حالی که، یادگیری بدون ناظر یا خوشه بندی جستجو می کند و گروه های همگن از اشیا را بر اساس مقادیر ویژگی هایشان دسته بندی می کند؛ در واقع، نمونه ها دارای برچسب کلاس نیستند. کلاسه بندی در محدوده وسیعی از کاربردها از جمله آزمایشات علمی، تشخیص دارو، پیش بینی آب و هوا، تایید اعتبار، تقسیم بندی مشتری، بازاریابی هدف و تشخیص تقلب بطور موفقیت آمیزی بکار می رود.

کلاسه بندی بر پایه الگوها، یک متدلوژی جدید محسوب می شود. کشف الگوهایی که نشان دهنده تمایز بین کلاس های مختلف هستند، یکی از موضوعات مهم در داده کاوی محسوب می شود. در این تحقیق، ما کلاسه بندی را بر اساس الگوهایی به نام الگوهای نوظهور (Emerging Patterns) که تمایز بین کلاس ها را بصورت بارزی نشان می دهند، از مجموعه داده ها استخراج می کنیم و سپس، بر اساس آنها، کلاسه بندی را انجام می دهیم.

1-2-   مفهوم الگوهای نوظهور

مفهوم الگوهای نوظهور برای استخراج دانش از پایگاه داده ها توسط Dong و Li پیشنهاد شده است تا تغییرات قابل توجه بین کلاس ها را به تصویر بکشند [1]. یک الگوی نوظهور، ترکیب عطفی بین ویژگی هایی است که میزان احتمال حضور آن در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها بطور قابل توجهی تغییر می کند [1،2]. این الگوها مفید هستند به این دلیل که قادر هستند تا وجه تمایز بین کلاس ها را بیان کنند. در صورتی که میزان فراوانی هر الگو که در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها قابل توجه باشد، نشان دهنده آن است که این الگو، بطور خاص به این کلاس اختصاص دارد و از طرفی این نوع الگوها برای پایگاه داده هایی که بحث محدودیت زمانی برای استخراج دانش از آنها مطرح است، اهمیت ویژه ای می یابند.

استخراج الگوهای نوظهور بدین صورت مطرح می شود: « پیدا کردن آیتم هایی که نرخ رشد  آن (که بصورت نسبت احتمال آن آیتم بین کلاس های مختلف تعریف می شود) از مقدار آستانه ای بیشتر باشد.» این مقدار آستانه باید بگونه ای انتخاب شود که الگوهای استخراجی ، تفاوت و تمایز بین کلاس های مختلف را نشان دهند. این الگوها در واقع مجموعه ای از آیتم ها هستند که بیان کننده ترکیب عطفی  بین مقادیر ویژگی ها هستند [2].

نوعاً، تعداد الگوهای استخراجی بسیار زیاد است اما فقط شمار کمی از این الگوها برای تحلیل داده ها و کلاسه بندی مطلوب و مفید هستند. از آن جایی که مقدار زیادی از این الگوها بی ربط و تکراری هستند، دانش جدیدی را فراهم نمی کنند و لذا تاثیر نامطلوبی بر روی دقت  کلاسه بند دارند که موجب کاهش دقت پیش بینی می شوند. برای افزایش کارایی  و دقت، بایستی روالی را توسعه داد که الگوهای وابسته و غیر مفید حذف شوند تا شمار این الگوها کاهش یابد.

یک الگوی نوظهور با احتمال بالا در کلاس خودش و احتمال پایین در کلاس مقابلش می تواند برای تعیین یک نمونه تست بکار رود. قدرت این الگو توسط معیارهایی مثل فراوانی نسبی و نرخ رشد ( نسبت احتمال الگو در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها) آن بیان می شود.

در بسیاری از زمینه های کاربردی مانند کشف دانش از داده های ژنی ، پردازش تصویر، کشف نفوذ ، کشف برون هشته، کشف کلاهبرداری ، داده های نامتوازن ، جریان داده ها ، بیوانفورماتیک ، سیستم های پیشنهاد دهنده ، نیاز است که تغییر ناگهانی در داده ها تشخیص داده شود. الگوهای نوظهور تغییرات ناگهانی و تفاوت های قابل توجه را از داده ها استخراج می کنند. الگوهای نوظهور، در زمینه پردازش تصویر برای قطعه بندی  بدین گونه عمل می کند که سعی می کند در پیکسل هایی که تغییر ناگهانی شدت بوجود می آید را بعنوان یک قطعه جدید معرفی کند. در زمینه کشف نفوذ و کلاهبرداری، رفتار داده ها پیگیری می شود، زمانی که رفتار داده ها بصورت ناگهانی تغییر کند، بعنوان نفوذ تشخیص داده می شود. در سیستم های پیشنهاد دهنده، سیستم به دنبال رفتارهای خاص و مختص هر کاربر است تا با کشف ویژگی های خاص هر کاربر، به او محصولات مطابق با علایق و استعدادهای او را پیشنهاد دهد. لذا الگوهای نوظهور در این راستا نقش بسزایی دارند.

مفهوم ویژگی های جریانی

در داده های جریانی، نمونه ها به مرور زمان دریافت می شوند در حالیکه تعداد ویژگی ها ثابت می باشد. اما در ویژگی های جریانی، تعداد داده های یادگیری ثابت می باشد ولی ویژگی ها بصورت دینامیک تولید می شوند و الگوریتم یادگیری به مرور زمان ویژگی ها را دریافت می دارد [31، 32]. در ویژگی های جریانی روال بدین صورت است ویژگی های توسط روش های تولید ویژگی مانند روش های یادگیری رابطه ای آماری و تعاملات بین ویژگی ها، تولید می شوند. مشکلاتی که در پی تولید ویژگی ها توسط این روش ها بروز می کند بدین شرح است که: 1) میلیون ها و یا حتی بیلیون ها ویژگی تولید می شوند که بدلیل محدودیت های حافظه امکان نگهداری این حجم از ویژگی وجود دارد و از طرفی زمان بسیار زیادی بایستی صرف شود تا فرایند یادگیری شروع شود. 2) ویژگی ها توسط کوئری های موجود در SQL تولید می شوند که اجرای این کوئری ها محدود به زمان پروسسور است تقریبا پروسسور هر صدهزار کوئری را در 24 ساعت اجرا می کند. از طرفی بسیاری از ویژگی ها تولیدی بی ربط و تکراری هستند. این موضوع نشان می دهد که شمار کمی از این ویژگی های تولیدی در عمل در فرایند یادگیری موثر است و لذا تولید ویژگی ها هزینه بر است [32]. بر این اساس برای فائق آمدن بر این مشکلات، مفهوم ویژگی های جریانی شکل گرفت و تلاش شد تا با تولید دینامیک ویژگی ها و بررسی این ویژگی ها در زمان تولید و تاثیر آن بر روال یادگیری فرایند تولید ویژگی ها را هدایت کنند.

برای برخورد با چالش های مطرح شده، بایستی فرایند یادگیری قابلیت پاسخگویی به ویژگی های جریانی را داشته باشد. در واقع، روال یادگیری بایستی بصورت افزایشی با دریافت هر ویژگی قابل بروزرسانی شدن داشته باشد بدون اینکه به اولین مرحله یادگیری بازگردد. لذا در راستای استخراج الگوهای قوی بایستی در ابتدا ویژگی ها بررسی شوند و ویژگی هایی که بی ربط هستند را حذف کرد، سپس از روی ویژگی های مفید و قوی ، الگوها را استخراج کرد.

 چالش­های موجود در استخراج الگوهای نوظهور

در این تحقیق هدف بر آن است که بر موضوعات اساسی در زمینه الگوهای نوظهور پرداخته شود که عبارتند از: 1. به دلیل حجیم بودن داده ها و حجم بالایی از ویژگی ها و با توجه به مفهوم ویژگی های جریانی، اولین موضوع، نحوه برخورد با این نوع از داده ها می باشد به طوری که بتوان از میان خیل عظیم ویژگی ها و با توجه به قضیه رشد ویژگی ها که بصورت دینامیک تولید می شوند، روشی ارائه داده شود که با دریافت ویژگی های جدید بصورت دینامیک بروزرسانی شود. همانطور که قبلا اشاره شد، در حوزه های مربوط به پایگاه داده ها که نیاز به گرفتن کوئری از پایگاه داده است، میلیونها و یا بیلیارد ویژگی تولید می شود. این نوع ویژگی همین طور در حوزه پردازش تصویر کاربرد دارد. در حوزه پردازش تصویر، در بعضی مواقع لازم است که به هر پیکسل بعنوان یک ویژگی در نظر گرفت که در نتیجه فضای ویژگی ها بسیار گسترده و گاها نامتناهی می شود و لذا لزوم برخورد با اینگونه داده ها متفاوت می شود. 2. استخراج الگوهای قوی از میان الگوها و داده های موجود، از دیگر موضوعات اساسی است. این موضوع، زمانی بیشتر اهمیت می یابد که با توجه به حجیم بودن داده ها، در نتیجه رشد این الگوها به سرعت نمایی خواهد شد بخصوص زمانی که ابعاد ویژگی ها بی نهایت باشد، دیگر امکان نگهداری هر الگویی وجود نخواهد داشت در نتیجه استخراج الگوهای قوی که در کلاسه بندی واقعا موثر باشند، بسیار اهمیت خواهد یافت.

 در روال استخراج این الگوها سه مساله اساسی وجود دارد:

• چگونه مجموعه مفید و موثری از الگوهای نوظهور، بین داده های کلاس های مختلف استخراج شود؟
• از آنجایی که همه این الگوها مفید نیستند در واقع شمار زیادی از این الگوها در راستای یادگیری مدل و کلاسه بند بکار نمی روند، در نتیجه بایستی بتوان مجموعه کوچک و در عین حال قوی از این الگوها تشکیل داد، در همین راستا مسائلی که مطرح می شود این است که کدامیک از این الگوها برای هدف یادگیری و کلاسه بند مفید است و در واقع چگونه می توان مجموعه قوی از این الگوها را تشکیل داد؟ از طرفی موضوع دیگر ابعاد ویژگی های مسئله خواهد بود، در صورتی که ابعاد ویژگی ها بالا باشد، در نتیجه شمار الگوهای نوظهور سیر صعودی خواهد داشت که شمار زیاد از این الگوها هم برای آنالیز داده ها بصورت برخط مشکل ساز است و هم این که روال یادگیری و کلاسه بند را زمانبر و هزینه بر می کند که مناسب نیست. لذا با بیان این مسائل بایستی بتوان مجموعه کوچک و در عین حال قوی از الگوهای نوظهور را تشکیل داد که این موضوع خود موضوعی چالش برانگیز است، و اینکه کدامیک از الگوهای جدید مفید و موثر هستند ؟
• کدامیک از این الگوها برای هدف کلاسه بند مفید هستند؟ و چگونه این الگوها یک کلاسه بند مفید و موثر و در عین حال دقیق را می سازند؟

3. طریقه استفاده از این الگوها و یا همان مدل است که بتواند از الگوها بخوبی بهره گرفته و کلاسه بندی دقیقی را انجام دهد بطوری که دقت کلاسه بند بالا باشد.

وقتی که ابعاد ویژگی ها بالا باشد، استخراج الگوهای نوظهور مشکل تر خواهد شد؛ چرا که ذخیره، بازیابی، هرس و مرتب کردن آنها برای کلاسه بند با تعداد کاندیداهای بسیار زیاد الگوها، سخت و یا غیرممکن خواهد شد. با ظهور داده های حجیم و بزرگ که شامل صدها هزار ویژگی هستند مانند پردازش تصویر ، داده های ژنی و داده های متنی و … ، فضای جستجوی این الگوها نسبتاً بزرگ، هزینه بر و گاهی اوقات حتی غیرممکن است [19].

ایجاد یک مدل بر اساس الگوهای نوظهور با داده های با ابعاد بالا و نمونه های حجیم یک موضوع چالش برانگیز است. مشکل حتی سخت تر می شود اگر همه فضای ویژگی ها، قبل از عملیات یادگیری در دسترس نباشد و یا نامتناهی باشد [19].

از طرفی روش های یادگیری مرسوم [37، 38، 40] قادر هستند که بحث چند کلاسه را از طریق روش های دو به دو مثل یکی در مقابل یکی و یکی در مقابل همه مدیریت کنند. بلاوه، بسیاری از روش های موجود استخراج الگوهای نوظهور

در روش کلاسیک ارزیابی محل دفن کنونی ، معمولا شاخص های مختلفی را مورد توجه قرار می دهند که با توجه به موقعیت محلی ، حجم زباله انباشته شده در محل دفع و نیز پارامترهایی مانند آلودگی آب ، آلودگی هوا ، تعارض بوجود آمده با حیات وحش ، بروز آلودگی صوتی ،مشکلات زیباشناختی و هزینه های اقتصادی بوجود آمده این امر صورت می گیرد که این امر به خصوص در شرایطی که کمبود اطلاعات وجود داشته و دقت اطلاعات پایین می باشد و یا مستندسازی مرتبط با مکان های دفن کفایت و صلاحیت معمول را نداشته باشند ، ممکن است با رعایت الزاماتی نظیر بازدید محلی و انجام برخی از آزمایش ها و پایش ها همراه باشد که این امر مستلزم صرف هزینه و زمان می باشد و ممکن است منجر به اخذ تصمیمات پیشگیرانه در جهت کاهش آلودگی و یا مدیریت شرایط به وجود آمده باشد.محل های دفن زباله های شهری را  می توان در زمره پروژه های عمرانی محسوب نمود  که از اثرات بلندمدت و کوتاه مدت زیست محیطی برخوردار می باشند .کاربرد ارزیابی اثرات زیست محیطی و ارزشیابی محل های دفع کنونی می تواند به عنوان یکی از ابزارهای مدیریت محیط زیست محسوب شود چنانچه از سه دهه قبل در بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه معمول می باشد ، بر الزام استفاده از این نگرش برای پروژه های بزرگ عمرانی نظیر محل های دفع و دفن زباله های شهری تاکید می نماید .

مشکلات زیست محیطی محل های دفع و دفن زباله  و محیط های پیرامون آن ها از دیرباز مورد توجه مسئولین و مردم بوده است . لذا برای کاهش مسائل مرتبط با محل های دفع و دفن زباله که در سال های پیشین مورد استفاده قرار می گرفته است مسائل زیست محیطی به صورت بحرانی تری مورد توجه قرار می گیرد . با بهره گرفتن از ارزیابی محل های دفن و ارزیابی مشکلات ناشی از وجود آن ها می توان راهکارهای زیست محیطی را برای کاهش اثرات ، محدودکردن و یا ازبین بردن اثرات این محل ها اتخاذ نمود . به همین علت در این تحقیق تلاش می گردد ، مکان های دفن زباله فعلی شهرستان ساوه مورد ارزشیابی قرار گرفته و در صورت نامناسب بودن آن اقدام مدیریتی لحاظ گردد .

اهداف تحقیق:

1-معرفی روش MPCA (روش منتخب آژانس کنترل آلودگی مینسوتا)در مکانیابی و ارزشیابی محل های دفن مواد زائد جامد و کاربرد آن با سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS).

2-ارزشیابی محل های دفن مواد زائد جامد شهرستان ساوه با بهره گرفتن از روش منتخب آژانس کنترل آلودگی مینسوتا( (MPCAو معیارهای مکانیابی سازمان حفاظت محیط زیست ایران .

 3-بررسی مشکلات محل های دفن زباله فعلی شهرستان ساوه و ارائه راهکارهای زیست محیطی جهت کاهش آسیب های وارده احتمالی به محیط زیست و اصلاح و بهسازی محل های موردنظر .

 

مقدمه :                                                                        

دور نمودن زائدات از محل زندگی همواره بعنوان دغدغه ای برای انسان شهرنشین مورد توجه بوده است . در جوامع اولیه ،دفع زائدات در مناطق دورتر از محل زندگی افراد بعنوان راه حلی مناسب جهت دفع زباله ها تلقی می شد . با افزایش جمعیت و به دنبال آن افزایش حجم زائدات ، دفع این مواد در حاشیه مناطق مسکونی ، به تدریج سبب ایجاد آلودگی منابع آب و خاک شده و همچنین با ایجاد کانون های آلودگی و انتقال بیماری ها ،جوامع بشری تحت تاثیرات نامطلوب این امر قرار گرفتند . بعلاوه با گسترش فعالیت های انسانی ،زباله ها دارای انواع متعددی شده که دفع برخی از آن ها همراه با دیگرزائدات در حاشیه مناطق مسکونی سبب ایجاد مشکلات متعددی در این زمینه شده است .  بنابراین در دنیای امروز، انتخاب شیوه های مناسب دفع زباله و همچنین مکان مناسب جهت این امر ،دارای اهمیت زیادی است . در کشورهای توسعه یافته سال هاست که مطالعات و بررسی های گوناگونی در زمینه دفع صحیح زباله ها و به عبارت جامع تر در ارتباط با مدیریت پسماندها صورت گرفته است استفاده از تجربیات این گونه کشورها و هم چنین ایجاد تغییرات مناسب در روش های به کار رفته با توجه به وضعیت محیط زیست کشورهای در حال توسعه از جمله ایران سودمند خواهد بود . در کشور ایران از گذشته های دور دفع زائدات در مناطق حاشیه شهرها و روستاها انجام گرفته و بندرت مطالعات و بررسی های جامع در این زمینه انجام شده است . بنابراین با توجه به اینکه با پیشرفت علم و تکنولوژی در جهان ، رویکردها و روش های متعددی جهت مدیریت پسماندها ایجاد شده ،ضروری است که در ایران نیز برنامه هایی جهت مدیریت صحیح پسماند ها تدوین گردد . در این زمینه ، انتخاب محل های مناسب جهت دفع زباله های شهری دارای اهمیت زیاد است . در این مطالعه ، محل های دفع زباله در شهرستان ساوه مورد بررسی قرار گرفته و تناسب یا عدم تناسب مکانی آنها مورد مطالعه و ارزشیابی قرار گرفته است .   

بخش اول   

 

 

1-1 پیشینه تحقیق :                                                                          

 با توجه به اهمیت و ضرورت دفع صحیح مواد زائد جامد و نقش این امر در بهبود و ارتقاء سطح سلامت جامعه ،تاکنون پژوهش ها و مطالعات بسیاری در زمینه مکانیابی محل دفن مواد زائد جامد در جهان و بندرت در ایران صورت گرفته است . مکانیابی محل دفن زباله ، پیش از اقدام به دفع ،سبب می شود که در آینده این مکان به کانون آلودگی تبدیل نگردد و هم چنین از ایجاد مزاحمت برای کاربری های اطراف جلوگیری به عمل آید . با توجه به اینکه در کشور ایران ، انتخاب محل های دفن زباله ، عمدتا بدون توجه به معیارهای لازم برای این امر صورت گرفته ، لازم است که محل های دفن زباله موجود ارزشیابی گردند تا محل های دفع نامناسب ، تشخیص داده شوند . آنگاه می توان با توجه به معیارهای موجود برای مکانیابی محل دفن ، نسبت به انتخاب محل های جدید اقدام نمود .                                                                                             

1 سوابق داخلی: 

در ذیل به نمونه هایی از سوابق مطالعات داخلی در زمینه مکانیابی و ارزشیابی  محل های دفن زباله اشاره شده  است :                                                              – فرهادی(1378) در پایان نامه کارشناسی ارشد خود روش های جمع آوری و دفن مواد زائد جامد شهر کرج را مورد بررسی قرار داد. وی پس از تحلیل روش های جمع آوری و دفن مواد زائد جامد شهر کرج ، شیوه های دفن فعلی را به صورت کاملا ابتدایی ارزیابی نموده و همچنین یک دوره 6 ماهه در فصول تابستان و پاییز کیفیت مواد زائد جامد خانگی شهر کرج و میزان مواد تشکیل دهنده آن را تعیین نموده و در انتها در زمینه دفن بهداشتی مواد زائد جامد ، بازیافت و مکانیابی محل دفن برای شهر کرج پیشنهادهایی را ارائه نموده است.

– نژاد کورکی(1378) در پایان نامه کارشناسی ارشد خود به منظور تعیین مکان مناسب برای دفن مواد زائد جامد شهر کرمان از مدلی استفاده کرده است که در آن عواملی نظیر شیب ، سطح ایستابی ، آب زیرزمینی ، بارندگی سالیانه ، فاصله محل دفن تا شهر ، نوع سنگ و خاک ، فاصله از آب های سطحی ، جهت باد غالب منطقه و در دسترس بودن راه های مناسب نقش اساسی داشته است . در این مطالعه برای بالا بردن سرعت و دقت بررسی از سامانه اطلاعات جغرافیایی نیز استفاده شده است .

در نهایت محل پیشنهادی برای دفن مواد زائد در فاصله 7 کیلومتری شهر کرمان با مساحت 89 کیلومترمربع تعیین گردید.

-حیدرزاده(1379) در پایان نامه کارشناسی ارشد خود با در نظر گرفتن معیارهای هیدرولوژیک ، زمین شناسی، خاک شناسی، کاربری سرزمین،  فاصله و معیارهای اقتصادی و اجتماعی دو منطق بولین و فازی را برای گزینش مکان های مناسب برای دفن مواد زائد شهر تهران مورد مقایسه قرار داد و منطق فازی را برای این منظور مناسب تشخیص داد.

– فتحی(1379) در پایان نامه کارشناسی ارشد خود به منظور مکانیابی محل دفن مواد زائد عفونی اراک از نقشه های توپوگرافی ، کاربری اراضی، زمین شناسی ،خاک شناسی، منابع آب ، طرح های توسعه منطقه ای ، زلزله ، معادن ، مراکز جمعیتی ، وضعیت آب و هوایی و پیشنهادات ارائه شده از طرف متولیان امور شهری استفاده نمود .

 در نهایت 3 منطقه در جهات مختلف جغرافیایی و به شعاع 25 کیلومتری اراک بعنوان مناطق مورد نظر انتخاب و از بین این سه منطقه منطقه سوار آباد انجیرک با کاربری بایر و با بهره گرفتن از جدول مقایسه عوامل موثر در مکانیابی و کسب بیش ترین امتیاز نسبت به مناطق دیگر بعنوان مناسبترین مکان جهت دفن بهداشتی مواد زائد عفونی انتخاب گردید.

– زبردست (1380)در پژوهشی به کاربرد فرایند تحلیل سلسله مراتبی در برنامه ریزی شهری و منطقه ای پرداخت و این فرایند را با توجه به سادگی ،انعطاف پذیری و به کارگیری معیارهای کیفی و کمی به طور همزمان و نیز قابلیت بررسی سازگاری در قضاوت ها در بررسی موضوعات مربوط به برنامه ریزی شهری و منطقه ای مفید معرفی نمود و با مثال عینی در رابطه با مکانیابی به معرفی این فرایند پرداخت.

– شکرایی (1381)در پایان نامه کارشناسی ارشد خود برای مکانیابی محل دفن بهداشتی مواد زائد جامد شهر ساری ، آن دسته از مناطقی که به هیچ وجه برای توسعه مورد نظر توانایی ندارند را از سایر مناطق جدا نمود سپس کار را بر روی زمین باقی مانده به انجام رسانید . برخی از عوامل که در مکانیابی محل دفن مواد زائد جامد ساری مورد بررسی قرار گرفتند عبارتند از : سطح آب زیرزمینی ، شیب، فاصله از شهر ، فاصله از منابع آب های سطحی و … در این پژوهش معیارهای مذکور با منطق های فازی و بولین مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و در نهایت نقشه مکان های مناسب بدست آمد و نتیجه حاصل از منطق ها مورد مقایسه قرار گرفته که منطق فازی جواب بهتری ارائه نمود .

-نظم فر(1382) در پژوهشی به مکانیابی محل دفن مواد زائد جامد شهر تبریز پرداخت . در این مطالعه عوامل موثر در مکانیابی محل دفن بررسی شد و با کمک منطق های فازی –بولین و ارزیابی چندمعیاره به مکانیابی محل دفن مواد زائد جامد پرداخته شد که با مقایسه منطق فازی و بولین ، منطق فازی عملکرد بهتری داشته و ارزیابی چندمعیاره نیز نتایج مطلوبی داشته است.

– صفری(1383) در پایان نامه کارشناسی ارشد خود با مروری بر ویژگی های مواد زائد جامد موجود در شهرستان بیدستان واقع در استان قزوین و همچنین شرایط اقلیمی و جغرافیایی این شهرستان و با ملحوظ نمودن پارامترهایی نظیر توپوگرافی، هیدرولوژی، زمین شناسی ، مجاورت با مناطق مسکونی و صنعتی و … و با بهره گرفتن از GIS مناطق مناسب جهت دفن بهداشتی زباله های شهرستان بیدستان را پیشنهاد نموده است . همچنین با بررسی کلیه روش های مدیریت مواد زائد جامد و با بهره گرفتن از نرم افزار WAGS نیازهای موجود در رابطه با پیش بینی ماشین آلات ، سرمایه برای خرید ماشین آلات و تامین نیروی انسانی مورد نیاز ، هزینه های تامین سوخت و نگهداری و سایر موارد طی 15 سال آینده را محاسبه و جزئیات را ارائه نموده است.

-فرهودی و همکاران(1384) در پژوهشی برای مکانیابی محل دفن مواد زائد جامد شهری شهر سنندج از GIS و منطق فازی استفاده نمودند . در این پژوهش با بهره گرفتن از داده هایی چون فاصله از شهر ،فاصله از جاده ، فاصله از فرودگاه، کاربری اراضی ، قابلیت اراضی و استفاده از مدل های مختلف تلفیق اطلاعات و نقشه ها که بر اساس مدل منطق فازی بود ، نقشه ها ترکیب شدند سپس برای محل دفن مواد زائد جامد در شعاع 20 کیلومتری در شمال شرقی سنندج در سه حوزه مکانیابی صورت پذیرفت.

– مددی (1384)در پایان نامه کارشناسی ارشد خود با بهره گرفتن از مدل غربال منطقه ای و محلی به مکانیابی و مدیریت محیط زیست محل دفن مواد زائد جامد شهر میانه پرداخت . در این مطالعه ابتدا نقشه های مورد نیاز برای بررسی