وبلاگ

در سال­های نخستین سده بیست و یکم شاهد دگرگونی­های ژرف در زندگی بشری هستیم. این دگرگونی­ها در بسترهای متفاوت اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی، زندگی جوامع انسانی را تحت تأثیر قرار داده و بازتاب این روابط را در اماکن و فضاها به ویژه، در شهرها نمایان کرده است. یکی از بزرگترین ویژگی­های این قرن، گشوده شدن چشم اندازهای نو در سکونت­گاه­های انسانی و تمرکز بی­سابقه جمعیت در کلان شهرها و جهان شهرهاست. امروزه جهان در حال تبدیل شدن به شهری بزرگ است. پیش بینی می­ شود در سال 2025 بیش از 65 ٪ مردم دنیا در شهرها ساکن شوند. رشد و توسعه­ پرشتاب شهرها تحولات چشمگیری را در کیفیت کالبدی و کارکردی آن­ها به دنبال داشته است و در پی آن معضلات، مشکلات، نیازهای جدیدی را در عرصه برنامه ریزی شهری مطرح کرده است که در این زمینه باید به شهرهای آفریقا، آسیا و آمریکای لاتین از رشد بسیار بالای جمعیت شهری برخوردار هستند، اشاره داشت.

تصادفات منجر به کندی ترافیک در معابر، در حال حاضر به صورت یک معضل اجتماعی در سطح جهان مطرح است که همه ساله جان تعداد زیادی از مردم را گرفته و هزینه­ های اقتصادی بزرگی را به جامعه تحمیل می­ کند. (کودن و همکاران، 2002، 84).

تصادفات منجر به ترافیک در معابر، در حال حاضر به صورت یک معضل اجتماعی در سطح جهان مطرح است که همه ساله جان تعداد زیادی از مردم را گرفته و هزینه های اقتصادی بزرگی را به جامعه تحمیل می کند.

نگاهی به آمار فزاینده تصادفات و تخلفات ترافیکی در سطح جهان در سال 2009 بیانگر این مطلب است که اصول ترافیک به گونه­ ای متوازن و هماهنگ رشد نکرده ­اند، و این مهم را نخستین بار ویلیام آگبورن[1] جامعه­شناس آمریکایی در مبحث تغییرات اجتماعی عنوان کرد و تصریح داشت: به دلیل اختراعات و نوآوری­های فنی، بخش­هایی از فرهنگ در معرض دگرگونی و تحول سریع­تر هستند. برای حفظ

 تعادل فرهنگی، لازم است بخش­های وابسته و مرتبط نیز به طور متناسب متحول شود، اگر بخش­های به هم وابسته فرهنگی نتوانند هم زمان با یکدیگر حرکت کنند جامعه دچار پس افتادگی فرهنگی می­ شود (آگبورن، 1957، 49).

او در این زمینه به ذکر مثالی از اتومبیل و جاده پرداخت و عنوان کرد در سال 1910 اتومبیل و جاده به عنوان دو واحد فرهنگی مرتبط به هم، تقریبا با یکدیگر سازگار بودند. در آن دوره اتومبیل­ها سرعت چندانی نداشته و می­توانستند به راحتی از جاده­های پر پیچ و خم و بعضا ناهموار بگذرند. اما به زودی با تغییراتی که در موتور و ترمز اتومبیل­ها به وجود آمد، سرعت آنها و امکان متوقف ساختن آنها افزایش یافت.

اما گسترش و توسعه جاده ها به همان سرعت امکان پذیر نبود؛ در نتیجه تا مدت­ها بین اتومبیل و جاده ناسازگاری وجود داشت (آگبورن، 1966، 50).

بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی سلامت (2009) سالانه 2/1 میلیون نفر در سراسر جهان جان خود را در حوادث جاده­ای از دست می دهند؛ بین 20 تا 50 میلیون نفر مصدوم می­شوند و بالغ بر 518 میلیارد دلار خسارت مالی به بار می ­آید و پیش بینی می­ شود رقم مرگ و میر در سال 2030 به بیش از 4/2 میلیون نفر در سال برسد. افزون بر این بر پایه­ فرایند موجود، تلفات جاده­ای که در سال 2004 با 2/2 درصد کل مرگ و میرها، نهمین عامل عمده مرگ و میر بوده، در سال 2030 با 6/3 درصد مرگ و میرها به پنجمین عامل اصلی مرگ و میر تبدیل شود (آمار جهانی سلامت، 2008).

در کشور ما نیز تصادفات ترافیکی به مشکلی بزرگ و مهم تبدیل شده، به گونه­ ای که ایران به لحاظ تصادف­ها و سوانح جاده­ای و ترافیکی به عنوان یکی از کشورهای دارای بیشترین موارد تصادف و مرگ و میر ناشی از آن معرفی شده است (زنگی آبادی و همکاران، 1391، 47).

بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی در سال 2009، ایران با 17 میلیون وسیله نقلیه متخلف، آمار سالانه 22971 نفر تلفات جاده ای و بیش از 685 هزار نفر مجروح و مصدوم، در ردیف 10 کشور اول دنیا قرار داشت (رویانیان، 1386، 2) که در این میان، کلان شهرها سهم به سزایی از سوانح خودرویی را به خود اختصاص می­دهند.

1-2 بیان مسئله

برابر آمار و اطلاعات برگرفته از گزارش پلیس راه آزادراه تهران کرج در سال­های 91-90 تعداد 2901  فقره تصادف رانندگی در آزادراه تهران کرج حادث گردیده است. که  15 فقره تصادف فوتی، 77 فقره تصادف جرحی و بقیه خسارتی هستند.

موضوعی که در این پایان نامه از آن سخن به میان می آید، بررسی علل و عوامل مؤثر بر تصادفات برون شهری در ساعات اولیه صبحگاهی (در آزادراه تهران کرج در سال های 91-90). بالا بودن شمار تصادفات در این قلمرو زمانی و مکانی، محقق را واداشت در اندیشه­ی رسیدگی به مسئله برآید. بررسی های انجام شده حاکی است، در کشور ما تحقیقی در این خصوص با محوریت ساعات اولیه صبحگاهی صورت نگرفته است.

انگلیسی…………………………… 72


 
فهرست شكل‌ها
 
شکل1-1: واحدهای TO4 در غربال مولکولی­های زئولیتی و آلومینوفسفاتی…………………………….    3
شکل 1-2: ساختار اتمی شبکه­ های CHA(a), MFI(b), AFI©, DON(d)…………………………….     5
شکل1-3: روش سنتز قالبی و قالب­های رایج در آن: 1. تک مولکول، 2. مولکول دوگانه دوست (دارای یک رشته‌ آلی چربی دوست (قرمز) و یک سر آب دوست (آبی): Amphiphile))و 3. مایسل (خوشه­ای از مولکول های دوگانه-دوست: Micelle)) و 4. مواد پیچیده­تر، 5. یک ساختار کروی، 6. دسته­ای از ساختارهای کروی……………………………….     9
شکل 3-1: نمایی از نحوه­ فعالیت پتاسیواستات…………………………………………………………….. 32
شکل 4-1: الگوی XRD غربال مولکولی نانوساختار SAPO………………………………………………. 39
شکل 4-2: الگوی XRDغربال مولکولی نانوساختار NiSAPO……………………………………………. 40
شکل 4-3: تصویر SEM غربال مولکولی نانوساختار SAPO………………………………………………. 41
شکل 4-4: تصویر SEM غربال مولکولی نانوساختار NiSAPO……………………………………………   42
شکل 4-5: آنالیز FTIR  غربال مولکولی نانو ساختار SAPO ……………………………………………..   43
شکل 4-6: آنالیز FTIR کاتالیزور  نیکل SAPO………………………………………………………………   43
شکل 4-7: ولتامتری چرخه­ای الکترود الف CPE و  ب الکترود اصلاح شده 25%SAPO/CPE  در محلولmM  10 پتاسیم فری سیانید وM 1/0  KCl با سرعت اسکنmV/S   20 و pH=7……………………44
شکل4-8: ولتامتری چرخه­ای الکترود SAPO/CPE  25% در محلول  در محلولmM  10 پتاسیم فری سیانید وM 1/0  KCl در سرعت اسکن­های بالاتر از 350 میلی ولت برثانیه و شکل الحاقی در سرعت اسکن­های کمتر از 350 در همان شرایط………………………………………………………………………………………..45
شکل 4-9 :شکل  برحسب  برای ولتامتری چرخه­ای اکسیداسیون K4Fe(CN)6 در صفحه­ی  (b)SAPO/CPE و (a)  CPE با سرعت اسکن­های مختلف……………………………………………………………..47
شکل 4-10: ولتامتری چرخه­ای الکترود (a)CPE و الکترود SAPO/CPE 25% (b) بعد از قرارگرفتن در محلول 1/0  مولار نیکل کلراید و به همراه ولتامتری چرخه­ای قبل از گذاشتن الکترودها در محلول 1/0 مولار نیکل کلراید…………………………………………………………………………………………………………………….48
شکل4-11: مقایسه­ شدت جریان پیک آندی الکترودهای اصلاح شده در حضور و در غیاب متانول…..49
شکل 4-12: a چرخه ولتامتری Ni/NSAPO/CPE  در سرعت اسکن­های  کمتر از 300میلی­ولت بر ثانیه در محلول  1/0  مولار  NaOH  . b شکل Ep  بر حسب Log υ  برای  پیک­های آندی (a)  و کاتدی (b) ولتامتری چرخه­ای نمایش داده شده در قسمت a . c  وابستگی جریان­های پیک­های آندی و کاتدی  به سرعت اسکن در سرعت اسکن­های کمتر(5 تا 75 میلی­ولت بر ثانیه).  d شکل  جریان­های پیک­های آندی و کاتدی بر حسب 2/1υ  برای سرعت اسکن­های بالاتر از  75 میلی­ولت بر ثانیه………………………………….50
شکل 4-15: تغییرات نرخ  Ipa/Ipc  برای Ni-SAPO/CPE نسبت به سرعت اسکن در محلول NaOH 1/0 مولار  ▲در غیاب متانول ■ در حضور متانول با غلظت 005/0 مولار…………………………………………….58

شکل 4-16: منحنی تافل و منحنی الحاقی ولتامتری چرخه­ای الکترود اصلاحی در محلول NaOH  1/0 مولار و در حضور متانول با غلظت 005/0 مولار با سرعت اسکن mV/s 20………………………………………58
شکل4-17:  a  کرنوآمپرومتری دوپله­ای الکترود Ni/NSAPO/CPE  در محلول NaOH 1/0  مولار باغلظتهای  0، 0015/0، 003/0، 01/0 مولار متانول (گام­های پتانسیل به ترتیب 7/0 و 3/0 بر حسب Ag/AgCl/KCl )   b  منحنی جریان بر حسب زمان در I غیاب متانول و II حضور متانول c  وابستگی  به  از روی داده ­های کرنوآمپرومتریc  وابستگی جریان به  از داده ­های کرنوآمپرومتریd  وابستگی نرمال شده­ی شکلc  به غلظت متانول………………………………………………………………………………………..59
شکل 4-18: نمایش رفتار نمایی کرنوآمپرومتری الکترود  Ni/NSAPO/CPE در مقابل الکترود  CPE….61
شکل 4-19: تصویرSEM  a) الکترود خمیر کربن b) الکترود خمیرکربن اصلاح شده با SAPO %25w/w  c) الکترود خمیرکربن اصلاح شده با SAPO بعد از لود شدن در محلول نیکل کلراید 1/0مولار…………….63
فهرست جداول
 
جدول 1-1: مثال­هایی از زئولیت­های کوچک، متوسط، بزرگ حفره……………………………………………………….. 5
جدول 2-1: کشف­ها و پیشرفت­های اصلی در زمینه­ مواد غربال کننده­ مولکولی در طی این دوره                   23
جدول 2-2: سیر تکامل زئولیت­های آلومینوسیلیکاتی از دهه­ 1950 تا دهه­ 1970………………. 24
جدول 4-1: جدول محاسبات ks  از طریق معادله (5) و شکل b4 برای mV 200<E∆…………………. 52
جدول 4-2: محاسبه مقدار kcat……………………………………………………………………………………………………………………. 60
جدول 4-3: مقایسه­ ثابت نرخ کاتالیزوری (kcat) برخی از الکترودهای اصلاحی در اکسیداسیون متانول.61
مروری کلی بر غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات
نزدیک به شش دهه است که پیشرفت­های تاریخی در مورد غربال­های مولکولی صورت گرفته است. این پیشرفت­ها از غربال­مولکولی­های آلومینوسیلیکاتی شروع شده و به مواد آمورف سیلیسی با تخلخل­های میکرونی[2]، پلی­مورف­­های[3] بر پایه­­ی آلومینوفسفات، کامپوزیت­های متالوسیلیکات و متالوفسفات، چارچوب­های هشت وجهی – چهاروجهی، غربال­های مولکولی متخلخل مزو و اخیراً به چارچوب­های آلی فلزی  هیبریدی رسیده است ]1[.
امروزه سنتز کاتالیزورهای زئولیتی با اندازه نانو مورد توجه محققان می­باشد ]4-2[. سیلیکوآلومینو فسفات (SAPO) ازجمله زئولیت­هایی است که به خاطر خاصیت کاتالیزور اسیدی، می ­تواند به عنوان غشا یا جاذب در فرایندهای جذب سطحی یا الگویی برای تولید سایر مواد نانو ساختار یا برای مواد پتروشیمی به کار گرفته شود ]7-5[. سیلیکوآلومینوفسفات­ها محتوی یک شبکه بلوری متخلخل سه بعدی است که در چارچوب ساختاری  SiO2 , AlO2و PO2  یا PO4 به شکل واحدهایی در گوشه های چهارضلعی قرار دارند. به عنوان منبع فسفر می­توان از ترکیبات گوناگونی شامل فسفریک اسید، فسفات آلی مانند تری­اتیل­فسفات و آلومینوفسفات استفاده نمود. در واحدهای چهارضلعی AlO2 از ترکیبات گوناگونی شامل آلومینیوم آلکوکسایدهایی از جمله آلومینیوم­ایزوپروپوکسید، آلومینیو­فسفات­ها، آلومینیوهیدروکسید، سدیم­آلومینیت و سودوبوهمیت می­توان استفاده نمود. به عنوان منبع سیلیسیم، در واحدهای چهارضلعیSiO2 ، نیز از ترکیبات گوناگونی شامل پودرهای سیلیکا و سیلیکون آلکوکساید مانند تترااتیل ارتوسیلیکات می­توان استفاده کرد ]8[.
زئولیت­ها، با خاصیت غربال مولکولی دارای کاربرد گسترده­ای در صنایع ازجمله کاتالیزور، جاذب و مبادله­گرهای یونی می­باشند. آن­ها کریستال­های آلومینوسیلیکاته با شبکه­ سه بعدی هستند که دارای حفراتی در ابعاد مولکولی می­باشند. این حفرات از حلقه­های متصل به هم در یک شبکه از اکسیژن و اتم‌های چهاروجهی مانند Si و یا Al (شکل 1-1) تشکیل شده ­اند. Si و Al در شبکه زئولیتی می­توانند با دیگر عناصر جایگزین گردد]1[. از این عناصر می­توان به آهن، ژرمانیوم  و نیکل اشاره کرد. هر اتم چهاروجهی به چهار اتم اکسیژن متصل می­گردد و هر اتم اکسیژن نیز به دو اتم چهار وجهی متصل می­ شود. با افزودن عناصر واسطه مواردی نظیر مساحت، BET و خاصیت اسیدی تغییر می­ کند.
برای اتم­های چهار وجهی چهار ظرفیتی مانند سیلیسیم و ژرمانیوم ساختار شبکه بطور طبیعی باردار خواهد شد و این در حالی است که اتم­های چهار وجهی سه ظرفیتی مانند آلومینیوم احتیاج به کاتیون­های متعادل کننده مانند Na+ یا H+ دارند. این کاتیون­های عضو شبکه زئولیتی نیستند و در کانال­ها جایگزین می­شوند] 9[. حضور عناصر دیگر به جای عناصر Si و Al در ساختار یک زئولیت بر روی اندازه حفرات، آب دوستی یا آب گریزی، مقاومت شیمیایی در برابر اسید و دیگر خواص زئولیت اثر خواهد گذاشت ]10[.
شکل 1-1 واحدهای TO4 در غربال مولکولی­های زئولیتی و آلومینوفسفاتی ‍
 
زئولیت­ها براساس ساختار شبکه خود با یک کد شناسه سه حرفی که توسط انجمن بین ­المللی زئولیت [5](IZA) مشخص شده است، شناخته می­شوند. تمام زئولیت­ها دارای حفراتی هستند که دارای قطر مشخصی می­باشند. این قطر از 3 انگستروم (زئولیت­های کوچک حفره) تا بزرگتر از 1 نانومتر (زئولیت­های بزرگ حفره) متغیر است ]11[. زئولیت­های متوسط حفره دارای 10 عضو در حلقه (7/0 تا  8/0 نانومتر) و فوق بزرگ دارای 14 عضو در حلقه می­باشند. مثال­هایی از این موارد در شکل 1-2 و جدول 1-1 ارائه شده است.
بعضی از زئولیت­ها دارای سیستم کانال­های 3 بعدی می­باشد که این سیستم در تمام جهات محورهای بلوری گسترده شده است. درحالی که دیگر زئولیت­ها دارای سیستم کانال­های یک یا دو بعدی هستند.
غربال­های مولکولی آلومینوفسفات (AlPO-n) و سیلیکوآلومینوفسفات (SAPO-n) مواد کریستالی کوچک حفره می­باشند ]12[. اگر ساختار چهاروجهی شامل آلومینیوم و فسفر با نسبت  Al/P=1 باشد شبکه خنثی خواهد بود. زمانی که بخشی از P5+  با Si4- جایگزین شود، یک شبکه آنیونی حاصل خواهد شد و کاتیون­های مازاد شبکه باید در تعادل بار با شبکه قرار گیرند.
 
شکل 1-2: ساختار اتمی شبکه­ های CHA(a), MFI(b), AFI©, DON(d). گره­ها در هر شبکه نشان دهنده اتم­های چهاروجهی و بازوها نشان دهنده اتصالات اکسیژنی است ]11[.
جدول 1-1 مثال­هایی از زئولیت­های کوچک، متوسط، بزرگ حفره] 11و12[

 
زئولیت­ها دارای حفراتی در ابعاد مولکولی هستند که دارای نرخ­های مختلف انتقال برای هر مولکولی می­باشد که نشان دهنده خاصیت غربال مولکولی آن­ها است. خاصیت غربال مولکولی هنگامی موثر خواهد بود که اندازه­ مولکول­ها یکسان نباشد. این ویژگی­ها موجب افزایش کاربرد آن­ها می­ شود.

قرن بیستم را قرن درشت مولکول نامیده­اند. پیدایش علوم پلیمر به میانه قرن نوزدهم باز می گردد. با توجه به مراجع، اصطلاح «پلیمری» رابرزلیوس در سال 1832، زمانی که هنوز ساختار حتی ساده­ترین مولکول موضوعی بحث انگیز بود، به کار برده است. در دهه 1830 با توسعه فرایند ولکانش، لاتکس چسبانک لاستیک طبیعی به الاستومری مفید برای کاربرد در تایر تبدیل شد. در سال 1847 سلولوز نیترات از اثر نیتریک اسید بر سلولوز که یک پلیمر طبیعی است تولید شد. نخستین پلیمر کاملاً سنتزی که در مقیاس تجاری عرضه شد، رزین فنول – فرمالدهید بود. این رزین را شیمیدان بلژیکی، لئوباکلند، در اوایل سال 1900 ابداع کرد و نام تجاری باکلیت را بر آن نهاد. در دهه 1920 باکلیت در طیف وسیعی از محصولات عرضه شد. پلیمرهای دیگر بویژه رنگهای پلی استر آلکید و لاستیک بوتادی­ان به طور همزمان عرضه شدند. دامنه­ وسیع خواص پلیمرها آنها را برای زمینه های کاربردی بسیاری مناسب می سازد اما متأسفانه بعضی از این کاربردها فقط به علت مقاومت حرارتی کم پلیمرها، بسیار محدودند. در دو مورد کاربردی خاص این محدودیت به طور کامل محرز است. با توجه به خواص بسیار خوب عایق بودن پلیمرها، آنها را به طور بسیار گسترده­ای در ساخت محصولات الکتریکی به کار می­برند. به هر حال لازم است بسیاری از قطعات الکتریکی در دمای بالا کار کنند؛ به عنوان مثال می­توان از موتورهای الکتریکی و موارد مشابه نام برد. این موارد مصرف،

 میزان تقاضای پلیمرهای گرما مقاوم را برای کاربرد به عنوان مواد عایق افزایش می­دهند. یکی دیگر از خاصیتهای مطلوب و مهم پلیمرها در مقایسه با دیگر مواد ساختاری، گرانروی کم و در نتیجه چقرمگی و مقاومت بالای آنها­ست بویژه زمانی که بصورت مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف به کار برده می­شوند. این امر موجب بکارگیری آنها در کاربردهای حمل و نقل می­گردد. کاربرد این موارد بخصوص در صنایع هوا و فضا و به طور اخص در وسایل نقلیه نظامی و فضا پیماها، جایی که صرفه­جویی در وزن بسیار مهم و قیمت مواد در درجه دوم اهمیت قرار می­گیرد، فراوان است.

در اواخر دهه 1950 و اوایل 1960، برنامه های فضایی آمریکا و شوروی سابق زمینه را برای تهیه پلاستیکهای گرما مقاوم فراهم کرد. به تازگی تولید کنندگان وسایل نقلیه زمینی نیز می­کوشند در وزن صرفه جویی کنند. در این راستا مصرف سوخت را با جایگزین کردن قطعات فلزات سنگین با پلاستیکهای سبک پایین می­آورند. در بسیاری از محصولات پلاستیک­ها را به سبب مزیت سادگی قالب­پذیری آنها به شکل­های پیچیده به کار می­برند. در بیشتر این موارد نیز لازم است پلیمرها در مقابل گرما مقاوم باشند؛ بنابراین پلیمرهای مقاوم در برابر گرما انتخاب خواهند شد، اگر چه کاربردهای الکتریکی و حمل و نقل بیشترین تقاضا را برای بکارگیری این مواد دارند اما مواد مقاوم در برابر گرما بطور روز افزون در کاربردهای مختلفی که در آنها مواد در معرض دمای بالا قرار دارند مانند سشوار، اتو، نان برشته­کن، «آون» خانگی، مایکروویو و موارد مشابه بکار برده می­شوند ]37[.

منابع طبیعی به عنوان ثروت هر جامعه و امانتی برای آیندگان به شمار می‌رود. کسانی که از این ثروت و موهبت الهی استفاده می‌کنند موظفند که از آن به طور صحیح و اصولی بهره برداری نموده و آباد و سرسبز به نسل بعد از خود تحویل نمایند. زیرا امروزه ثابت شده است که منابع طبیعی بستر حیات کلیه موجودات زنده بوده و آبادانی و سرسبزی آن نشانه پیشرفت جوامع و زمینه ساز توسعه پایدار می‌باشد.

جنگل‌ها و مراتع نیز به عنوان بخشی از منابع طبیعی و همچنین مطرح بودنشان به عنوان مهمترین منابع تجدید شونده، اگر مورد بی­مهری انسان­ها قرار نگیرند و انسان­ها زمینه تضعیف و یا نابودی آنها را فراهم نکنند، هیچگاه به اتمام نمی‌رسند. در مورد تأثیرات مستقیم و غیر مستقیم عرصه ­های جنگلی و مرتعی می‌توان به تولید و حفظ خاک، تولید فرآورده ­های صنعتی و دارویی، تغذیه آبهای زیرزمینی، تولید اکسیژن، جلوگیری از سیل، ارزش­های تفرجگاهی، حفظ گونه­ های جانوری و حیات وحش و … اشاره نمود که انسان و سایر موجودات از آن بهره‌مند می‌شوند.

با این حال عوامل مختلفی در زمینه تخریب جنگل نقش دارند که از جمله آنها می‌توان به قطع بی­رویه درختان، تبدیل جنگل به زمین زراعی، چرای مفرط دام، آفات و بیماریها و آتش­سوزی اشاره نمود. در این میان آتش­سوزی از یک حساسیت خاصی نسبت به سایر عوامل تخریب کننده برخوردار می‌باشد  چرا که حتی یک آتش­سوزی محدود هم می‌تواند خسارات قابل ملاحظه­ای را موجب گردد.

سالانه سطح زیادی از جنگل‌های دنیا دچار حریق می‌شوند که این حریق نه تنها باعث نابودی پوشش گیاهی در منطقه حریق می‌شوند بلکه باعث اختلال در فرایندهای هیدرولوژیکی، افزایش فرسایش خاک و رواناب تولیدی این مناطق می‌شود.

بنابراین تعیین نواحی با ریسک بالای آتش­سوزی و همچنین شناسایی و پیش ­بینی رفتار و حرکات آتش­سوزی‌های بالقوه و بالفعل به منظور جلوگیری از آتش­سوزی‌های مهیب احتمالی و گسترش آن در نواحی مستعد، کاملاٌ لازم و ضروری به نظر می­رسد، که این کار با بهره گرفتن از

 روش­های تجربی و میدانی، کاری دشوار و هزینه­بر می‌باشد. به همین دلیل استفاده از روش­ها و تکنولوژی­های نوین می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش­های سنتی بشمار رود. از جمله اینها می توان به سامانه­های اطلاعات جغرافیایی و تکنولوژی­های سنجش از دور اشاره کرد.

در همین راستا توسعه سامانه­های اطلاعات جغرافیایی کمک بسیار بزرگی به پیش ­بینی و مدل­سازی رفتار و گسترش آتش­سوزی‌های عرصه ­های طبیعی نموده است. زیرا همانگونه که پیداست، آتش­سوزی در جنگل­ها علاوه بر تأثیرپذیری از تراکم پوشش گیاهی، با عوامل دیگری نظیر رطوبت، ارتفاع، تیپ پوشش، شیب دامنه، نزدیکی به شهرها، روستاها و جاده­ها مرتبط است که همه این عوامل را می­توان به سهولت در سامانه اطلاعات جغرافیایی مدلسازی نمود. همچنین در صورت وجود اطلاعات جامع و کافی از عوامل تأثیرگذار، می­توان با بهره گرفتن از روش­های تحلیل مکانی در محیط GIS نسبت به تعیین نواحی پرخطر و طبقه بندی این مناطق از منظر میزان ریسک­پذیری در برابر گسترش آتش اقدام نمود.

تغییرات زمانی و مکانی گسترش و رفتار آتش می‌تواند با بهره گرفتن از مدل‌های فیزیکی، نیمه فیزیکی و تجربی توسعه یافته در طی سال­های اخیر، پیش ­بینی شود. از جمله این مدل‌ها، می­توان به مدل شبیه­ساز سطح آتش (FARSITE[1]) اشاره نمود که در واقع یک مدل نیمه فیزیکی در زمینه مدلسازی رفتار و حرکت آتش می‌باشد.

FARSITE یک مدل GIS مبنای شبیه­ساز دو بعدی گسترش آتش است که توسط سازمان جنگل­ها و کشاورزی ایالات متحده آمریکا و اساساً برای برنامه ریزی و مدیریت آتش­سوزی­های عرصه ­های طبیعی طراحی و توسعه داده شد(Finney, 2004). این مدل قادر است حرکت و رفتار آتش­ را در عرصه محیطی موردنظر محاسبه و گسترش جبهه آتش را در طول زمان و با در نظر گرفتن تغییرات شرایط آب و هوایی در زمان و مکان تعیین نماید. این مدل از اطلاعات مکانی مربوط به توپوگرافی، مواد اشتعال پذیر، به همراه وضعیت آب و هوایی منطقه استفاده می‌کند.

از چند دیدگاه می­توان از این مدل بهره جست (گزمه، 1391):

• برای آموزش آتش­نشانان قبل از آتش­سوزی و استفاده از شبیه­سازی کامپیوتری برای درک بهتر رفتار آتش. متأسفانه بارها شاهد این بوده ایم که آتش­نشانان و جنگل­بانان در دام حریق گرفتار شده ­اند، تنها به این دلیل که اطلاعی از جهت و نحوه گسترش آتش­سوزی نداشتند. با داشتن اطلاعات کافی در این زمینه، احتیاط های لازم و موارد ایمنی به خوبی به امداد رسانان آموزش داده خواهد شد.

• برای اختصاص نیروها و امکانات در زمان و مکان مناسب. مدیران و برنامه­ ریزان جنگل­ها و مراتع، با در دست داشتن مدلی مناسب و کارا، قطعاً در هنگام آتش­سوزی بهترین عملکرد و رفتار را در مورد آتش­سوزی­های مهیب خواهند داشت.

• پهنه­ بندی منطقه از نظر وسعت حریق. در دسترس بودن اینگونه نقشه­ها، به مدیران امر در زمینه شناسایی نواحی پرخطر از نظر احتمال و وسعت آتش­سوزی یاری رسانده و در انجام عملیات اطفاء حریق کمک شایانی می­رساند.

. 131
1-5)پیاده سازی استراتژی کنترل سلسله مراتبی برای خودرو هایبرید موازی.. 134
2-5)شرایط گذر بین مدهای کنترلی.. 136
3-5) نتایج شبیه سازی.. 143
نتیجه گیری.. 149
نظرات و پیشنهادات.. 151
مراجع. 152
ضمائم. 158
                                               
فهرست شکلها و جدولها                                                                                                                       صفحه  
شکل (1-1) ساختارسیستم کنترل خودرو هایبرید برقی را نشان می دهد.                                                     9
شکل(2-1) استراتژی تقسیم توان براساس نقشه های بازده موتور احتراقی                                                    14
جدول(1-1) نتایج شبیه سازی استراتژی کنترل                                                                                  16
شکل(3-1) عملکرد موتور احتراقی برحسب متغیرهای مختلف                                                                 17
شکل(4-1) موقعیت کاری مطلوب برای یک موتور احتراقی                                                                     20
شکل(5-1) فرایند استراتژی کنترل تطبیقی                                                                                      23
شکل(6-1) منحنی بازده انرژی موتور احتراقی                                                                                    25
شکل(7-1) منحنی مصرف سوخت برحسب موتور الکتریکی                                                                    27
شکل(8-1) نمودار تغییرات شارژ باتری برحسب گشتاور موتور الکتریکی                                                      28
شکل(9-1)منحنی مصرف سوخت برحسب تغییرات حالت شارژ باتری                                                        29
شکل(10-1) تاثیر فاکتور تنظیم روی حالت شارژ باتری                                                                         31
شکل(11-1) مجموع انرژی محاسبه شده برای یک در خواست گشتاور و سرعت                                            32
شکل(12-1) منحنی آلودگی مربوط به NOx که تابعی از سرعت و گشتاور موتور احتراقی می باشد.                  32
شکل(13-1) منحنی مربوط به مقدار دهی آلودگی                                                                               33
شکل(14-1) نرمالیزه کردن مصرف انرژی سوخت و آلودگی هوا                                                               33
شکل(15-1) تابع فشرده کلی و تابع انرژی نرمالیزه شده                                                                        35
شکل(16-1) نتایج حاصل از بهینه سازی Baseline                                                                           36
شکل(17-1) نتایج حاصل از بهینه سازی تطبیقی                                                                               36
شکل(18-1) مقایسه نتایج حاصل از دو بهینه سازی زمان واقعی و Baseline                                             37
شکل(19-1) تاثیرl(0) بر DSOC                                                                                               40
شکل(20-1) منحنی بازده موتور الکتریکی                                                                                        43
شکل (21-1) مدل استاتیکی باتری                                                                                                 45
شکل(22-1) منحنی بازده  باتری در حالت شارژ ودشارژ                                                                        45
شکل(23-1) نتایج شبیه سازی با در نظر گرفتن مصرف سوخت                                                              48
جدول(2-1) نتایج شبیه سازی مربوط به مصرف سوخت و آلودگی                                                            49
شکل(24-1)نتایج آلودگی و مصرف سوخت پس از حل مسئله بهینه سازی                                                 50
شکل(25-1) نتایج بهینه سازی با در نظر گرفتن آلودگی و مصرف سوخت                                                  51
نمودار (26-1) مراحل بهینه سازی دینامیکی را نشان می دهد.                                                                52
شکل(27-1) منحنی نسبت تقسیم توان بهینه برحسب توان درخواستی روی سرعت سیستم انتقال                     54
جدول(3-1) مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی برای استراتژی های کنترلی مختلف                                      55
شکل(28-1) ساختار کلی استراتژی کنترل براساس شناسایی الگوی رانشی                                                  56
استفاده می شود.                                                                                                                        57
شکل(29-1) فلوچارت و متغیرهایی که برای تعریف مجازی الگوهای رانشی منتخب بکار می رود.                       57
جدول(4-1) شش الگوی منتخب که براساس فرایند شناسایی الگوی رانشی بدست آمده است                           58
شکل (30-1) الگوی رانشی با میانگین توان پایین و تغییراستاندارد بالا                                                      59
شکل (31-1) الگوی رانشی با میانگین توان بالا و تغییراستاندارد پایین                                                      59
شکل(32-1) ساختار کلی استراتژی کنترل چند حالته                                                                          60
جدول(5-1) نتایج شبیه سازی حاصل از قانون کنترل زیر بهینه برای هر الگوی حرکتی منتخب                        60
جدول(6-1) مقایسه نتایج حاصل از کنترل تک حالته و چند حالته وکنترل بهینه                                         61
شکل(33-1) ساختار خودرو هایبرید با کنترل کننده دینامیکی                                                               63
شکل(34-1) نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی کنترل دینامیکی                                                         64
شکل(35-1) نتایج حاصل از شبیه سازی براساس استراتژی کنترل لیاپانوف                                                66
شکل(36-1) ساختار کنترل عصبی تطبیقی                                                                                      67
شکل(37-1) ساختار کنترل کننده مورد نظر برای خودرو هایبرید برقی                                                     69
شکل(1-2) ساختار کنترل کننده فازی                                                                                            75
شکل(2-2) توابع عضویت ورودی و خروجی                                                                                       77
شکل(3-2) منحنی تغییرات مقدار K                                                                                              77
شکل(4-2) سطح فازی استراتژی کنترل                                                                                           78
شکل(5-2)نتایج شبیه سازی برای سیکلهای رانشی مختلف                                                                    78
شکل(6-2) ساختار کنترل کننده فازی                                                                                            79

شکل(7-2) نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی کنترل                                                                        81
شکل(8-2) تغییرات ولتاژ باتری                                                                                                     81
شکل(9-2) ساختار کنترلر فازی بهینه                                                                                             82
شکل(10-2) ساختار استراتژی کنترل فازی                                                                                       84
جدول(1-2) محدوده تغییرات هر یک از ژنها                                                                                      87
جدول (2-2) مقایسه جوابهای بهینه با دوروش گرادیان و الگوریتم ژنتیک                                                   88
جدول(3-2) مقایسه نتایج آلودگی های محیط زیستی دو روش الگوریتم ژنتیک و گرادیان                               88
شکل (11-2) منحنی های لحظه ای آلودگی CO                                                                               89
شکل(1-3) ساختار یک سیستم پیوسته                                                                                           92
شکل(2-3) ساختار سلسله مراتبی یک سیستم هایبرید                                                                         93
شکل(3-3) ساختار کلّی یک استراتژی سوئیچینگ                                                                              94
شکل(4-3) ساختار ماشین حالت محدود برای سیستم انتقال اتوماتیک                                                       95
شکل(5-3) ساختار کنترل ترموستاتی برای کنترل دما                                                                          96
جدول (1-3) بعضی از حالتهای عملکردی در خودرو هایبرید برقی را نشان می دهد.                                    100
شکل(6-3) ساختار کنترل سلسله مراتبی در خودرو هایبرید برقی                                                          101
شکل(7-3) ساختار الکتریکی و مکانیکی خودرو هایبرید سری                                                               107
شکل(8-3) ساختار مکانیکی و الکتریکی خودرو هایبرید موازی                                                              109
شکل(9-3) مدهای کنترلی در خودرو هایبرید برقی                                                                           111
شکل(1-4) ساختار خودرو هایبرید موازی موجود در نرم افزار Advisor                                                  114
شکل(2-4) کنترل نظارتی سلسله مراتبی خودرو هایبرید برقی                                                              114
شکل(3-4) ساختار کنترل نظارتی که درجعبه ابزار stateflow پیاده سازی شده است.                                116
شکل(4-4) استراتژی کنترلی سطح بالا و پیاده سازی آن در محیط Simulink                                         117
شکل(5-4) ساختار کلّی استراتژی کنترل فازی                                                                                 118
شکل(6-4) توابع عضویت ورودی مربوط به کنترل کننده فازی را نشان می دهد.                                         119
شکل(7-4) مدلسازی خودرو هایبرید موازی و ساختار کنترل کننده نظارتی                                               120
جدول(1-4) نتایج حاصل از آلودگی و مصرف سوخت با استراتژی کنترل فازی                                           120
شکل(8-4) نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی کنترل فازی                                                               121
جدول(2-4) نتایج آلودگی و شبیه سازی با استراتژی کنترل فازی موجود در Advisor                                122
جدول(3-4) نتایج آلودگی و شبیه سازی با استراتژی Baseline موجود در Advisor                                 122
شکل(9-4) ساختار استراتژی کنترل نظارتی برای خودرو هایبرید سری                                                    123
شکل(10-4) ساختار کلّی استراتژی کنترل فازی برای کاهش تغییرات نقطه کار موتور احتراقی                        125
شکل(11-4) توابع عضویت ورودی برای کنترل کننده فازی                                                                  126
جدول(4-4) مقادیر قطعی مربوط به ΔPg                                                                                      127
جدول(5-4) پایگاه قوانین فازی                                                                                                   127
شکل(12-4) نتایج شبیه سازی استراتژی کنترل فازی بر اساس مدلسازی دینامیکی زیر سیستم ها .
شکل(1-5) نقاط کار بهینه و منحنی بازده موتور احتراقی                                                                     133
شکل(2-5) نقاط کار بهینه و منحنی بازده موتور الکتریکی                                                                   133
شکل(3-5) نقاط کار بهینه و منحنی بازده باتری                                                                               134
شکل(4-5) زیر حالت مربوط به مد هایبرید(1)                                                                                137
شکل(5-5) زیر حالت مربوط به مد هایبرید(2)                                                                                138
شکل(6-5) زیر حالت مربوط به مد هایبرید(2)                                                                                139
شکل(7-5) زیر حالت مربوط به مد هایبرید                                                                                     140
شکل(8-5) حالت مربوط به مد شارژ مجدد باتریها                                                                             141
شکل(9-5) مدهای کنترلی در مد رانشی                                                                                        141
شکل(10-5) مدهای کنترلی در مد ترمزی                                                                                      142
شکل(11-5) ساختار کنترل سلسله مراتبی خودرو هایبرید برقی به همراه مدل سازی دینامیکی خودرو هایبرید    143
شکل(12-5) سیکل رانشی CYC_CHSVR                                                                                144
شکل(13-5) گشتاور موتور الکتریکی (Tem) و گشتاور موتور احتراقی (Tice)                                           144
شکل(14-5) منحنی تغییرات نقطه کار موتور احتراقی                                                                        145
شکل(15-5) حالت شارژ باتری ها را نشان می دهد                                                                            146
شکل(16-5) سرعت خودرو پس از دنبال کردن مسیر حرکت                                                                146
شکل(17-5) شبیه سازی استراتژی کنترل Baseline                                                                        147
شکل(18-5) سیکل رانشی CYC_ECE                                                                                      147
شکل(19-5)نتایج شبیه سازی روی سیکل CYC_ECE                                                                   148
شکل(20-5) سرعت خودرو را نشان می دهد.                                                                                   148
شکل(1-ض1) ساختار اصلی سیستم های فازی خالص                                                                        161
شکل(2-ض1) ساختار اصلی سیستم فازی TSK                                                                              161
شکل(3-ض1) ساختار اصلی یک سیستم فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز                                               162
شکل(4-ض1) تابع عضویت μ را برحسب e(t) نشان می دهد.                                                              163
شکل(5-ض1) نمایش گرافیکی غیر فازی ساز مرکز ثقل                                                                      165
شکل(6-ض1) نمایش گرافیکی غیر فازی ساز میانگین مراکز                                                                165
شکل(7-ض1) ساختار سیستم فازی تولید شده توسط ANFIS                                                           168
شکل(8-ض1) مراحل طراحی سیستم فازی با ANFIS                                                                     169
شکل (1-ض2) ساختار یک ماشین حالت محدود در محیط stateflow                                                  172
جدول (1-ض3) مشخصات موتور القایی                                                                                         175
جدول (2-ض3) مشخصات موتور DC                                                                                           176
شکل(3-ض3) منحنی بازده موتور DC                                                                                          176
شکل(4-ض3) منحنی بازده موتور احتراقی                                                                                      177
جدول (3-ض3)مشخصات خودرو                                                                                                 178
جدول (4-ض3)مشخصات خودرو                                                                                                 178


آلودگی شهرهای بزرگ سالهاست که به یک مسئله حاد تبدیل شده است. تحقیقات کارشناسی نشان می دهد که علّت اصلی آلودگی شهرها، خودروهایی با موتور احتراق داخلی می باشند. خودروهای احتراقی معایب فراوانی دارند که از آن جمله می توان به مواردی چون وابستگی به یک نوع انرژی خاص (نفت)، تولیدگازهای گلخانه ای مانند ،تولید گازهای سمی مانند،و، تولید آلودگی صوتی، راندمان پائین سیستم و در نتیجه اتلاف انرژی اشاره نمود. با توجه به موارد فوق خودروهای برقی از دهه 1890مطرح شده و تا دهه 1930 پر طرفدار بوده اند. با پیشرفت خودروهای احتراقی، خودروهای برقی کم کم به فراموشی سپرده شدند تا اینکه در سال 1960 به بعد مجدداً با توجه به مشکلات خودروهای احتراقی، محققین به فکر چاره افتادند و تحقیقات مختلفی را در مورد خودروهای برقی آغاز نموده اند. خودروهای هایبرید برقی نوع تعمیم یافته خودروهای برقی خالص می باشند که معایب خودروهای برقی خالص تا حدودی در آنها برطرف گردیده است. در حقیقت این خودروها حد واسطی بین خودروهای متداول با موتور احتراقی و خودروهای برقی خالص می باشند.استفاده از موتور الکتریکی با راندمان بالا، امکان بازیابی انرژی و قابلیت جابجائی نقطه کار موتور احتراقی به نواحی با راندمان بهینه،کاهش آلودگی و افزایش راندمان کلی این خودروها را فراهم ساخته است.