شناسایی سطح اخطار روسازی جاده‌های جنگلی و مدیریت آن با استفاده ازالگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

2 دانشیار، گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

چکیده

ارزیابی وضعیت روسازی جاده‌های جنگلی و مدیریت بهینه هزینه نگهداری روسازی جاده‌های جنگلی به‌عنوان مهم‌ترین بخش از مدیریت یک جاده جنگلی محسوب می‌شود، حال آن‌که تخصیص بهینه هزینه در طول مدت استفاده از جاده بسیار دشوار است. بررسی وضعیت روسازی نیازمند تجهیزات خاصی است که به‌طور معمول به‌دلیل هزینه زیاد و عدم دسترسی به این نوع تجهیزات، کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد. از این‌رو باید از تکنیک‌هایی استفاده شود که بتوانند روابط خطی و غیرخطی زوال سطح روسازی را ارزان‌تر و سریع‌تر مدل‌سازی کنند. در پژوهش پیش‌رو کاربرد تکنیک الگوریتم ژنتیک در شناسایی سطح اخطار روسازی جاده‌های جنگلی و برنامه‌ریزی ترمیم و نگهداری روسازی بررسی شد. بدین‌منظور شبکه جاده‌های جنگلی حوزه غرب هراز به‌طول حدود 50 کیلومتر شامل پنج سری درنظر گرفته شدند. شناسایی سطح اخطار روسازی و ارایه یک برنامه ترمیم و نگهداری برای شبکه روسازی مذکور در طول یک دوره طرح پنج‌ساله و برمبنای برنامه‌ریزی یک‌ساله ارایه شد. نتایج نشان داد که مناسب‌ترین سطح هشدار خرابی بیرون‌زدگی برابر با پنج سانتی‌متر و برای شیارشدگی 10 سانتی‌متر بود. با برنامه‌ریزی و انجام منظم فعالیت‌های ترمیم و نگهداری، هزینه‌ها حداقل 25 و حداکثر 73 درصد در طول دوره طرح برنامه نسبت به سال اول کاهش یافتند که این موضوع اهمیت فعالیت‌های مستمر تعمیر و نگهداری و لزوم به‌کارگیری تکنیک‌های نوین را در برنامه‌ریزی نگهداری روسازی نشان می‌دهد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Detecting the warning level of forest roads pavement using the genetic algorithm

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Heidari 1
  • Akbar Najafi 2
  • Seyyed Jalil Alavi 3
1 M.Sc. Student Forestry, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran
2 Department of Forestry, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran
3 Assistant Prof., Department of Forestry, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran
چکیده [English]

Assessment of forest road pavement condition and its optimal cost management is backbone of a forest road network. In addition, an optimum budget allocation is a challenge during road life cycle. The precise assessment requires special equipment that is often neglected due to its absence or the associated high expenses. Therefore, it is recommended to use techniques that can provide cheap and fast linear and nonlinear modeling of pavement deterioration. The aim of this study was to investigate the performance of Genetic Algorithm (GA) to detect the warning level of forest road pavement as well as to plan the pavement maintenance. The GA was evaluated to identify the warning level of pavement and provide a plan for the maintenance of the road network over a period of five years based on annual plans across a test site of 5 series located 50 km west of Haraz forest road network. The results showed the optimum protrusions warning level for five centimeters damage and rutting 10 cm. Moreover, it was shown that an optimum planning combined with regular repair and maintenance work enables reducing the associated costs from 25 to 73 percent during the first years. It showed the importance of regular maintenance activities at the network level of pavement and application of novel techniques to allocate budgets for pavement maintenance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • deterioration
  • optimization algorithm
  • protrusion
  • repair and maintenance
  • rutting

- Adlinge, S. and Gupta, A., 2013. Pavement deterioration and its causes. International Journal of Innovative Research and Development, 2(4): 9-15.

- Elhadidy, A.A., Elbeltagi, E.E. and Ammar, M.A., 2015. Optimum analysis of pavement maintenance using multi-objective genetic algorithms. Housing and Building Natinal Research Center Journal, 11(1): 107-113.

- Ferreira, A. and Santos, J., 2013. Life-cycle cost analysis system for pavement management at project level: Sensitivity analysis to the discount rate. International Journal of Pavement Engineering, 14(7): 655-673.

- Fuentes, A., 2015. An analysis of sensitivity in economic forecasting for pavement management systems. M.Sc. thesis, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Utah State University, Logan, Utah, 144p.

- Grigolato, S., Pellegrini, M. and Cavalli, R., 2013. Temporal analysis of the traffic loads on forest road networks. iForest-Biogeosciences and Forestry, 6(4): 255-261.

- Hoover, J., 1981. Mission-Oriented Dust Control and Surface Improvement Processes for Unpaved Roads. Final Report, Published by Department of Civil Engineering, Engineering Research Institute, Iowa State University, Ames, 221p.

- Mathew, B.S. and Isaac, K.P., 2013. Optimisation of maintenance strategy for rural road network using genetic algorithm. International Journal of Pavement Engineering, 15(4): 352-360.

- McGarragh, T.G. and Hudson, W.R., 1974. A Pavement Design and Management System for Forest Service Road: A Conceptual Study. Published by Council for Advanced Transportation Studies, University of Texas, Austin, 117p.

- Meneses, S. and Ferreira, A., 2013. Pavement maintenance programming considering two objectives: Maintenance costs and user costs. International Journal of Pavement Engineering, 14(2): 206-221.

- Santos, J. and Ferreira, A., 2013. Life-cycle cost analysis system for pavement management at project level. International Journal of Pavement Engineering, 14(1): 71-84.

- Shahnazari, H., Tutunchian, M.A., Mashayekhi, M. and Amini, A.A., 2012. Application of soft computing for prediction of pavement condition index. Journal of Transportation Engineering, 138: 1495-1506.

- Talebi, M., Majnounian, B., Abdi, E. and Tehrani, F.B., 2015. Developing a GIS database for forest road management in Arasbaran forest, Iran. Forest Science and Technology, 11(1): 27-35.

- Visser, R., McGregor, R. and Fairbrother, S., 2009. Forest road pavement design in New Zealand. Proceedings of the 32nd Annual Meeting of the Council On Forest Engineering (COFE 09). USA, 15 June 2009: 15-18.