چکیده

یك شركت ، تحت هدایت و رهبری اعضای هیات مدیره اش اداره می شود سپس هدایت و رهبری از هیات مدیره به مدیر عامل و از مدیر عامل به مدیران ارشد ، به منظور مدیریت و سازماندهی كارهای روزانه شركت ، انتقال     می یابد. بدین ترتیب ، هیات مدیره به نمایندگی از سوی سهامداران شركت ، كار نظارت و كنترل بر شركت را انجام می دهد؛ بنابراین هدف این پژوهش بررسی تأثیر ترکیب تنوع هیات مدیره بر کیفیت گزارشگری مالی و ریسک در شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران می باشد.فرضیه های موجود رابطه بین ترکیب هیات مدیره و کیفیت گزارشگری مالی و ریسک را بررسی و آزمون کرده اند.برای آزمون فرضیه ها، تعداد 126 شرکت در طی سال های 1388 الی 1392 از بین شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران به روش غربال انتخاب شده است.در این پژوهش تعداد اعضای هیات مدیره، استقلال هیات مدیره ،رشته تحصیلی اعضای هیات مدیره، سوابق شغلی اعضای هیات مدیره و دانش مالی اعضای هیات مدیره بعنوان متغیرهای مستقل و کیفیت گزارشگری مالی و ریسک بعنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شده است.اندازه شرکت و اهرم مالی هم بعنوان متغیرهای کنترلی در نظر گرفته شده اند. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که ارتباط مثبت و معناداری بین اندازه هیات مدیره و استقلال هیات مدیره با   کیفیت گزارشگری مالی وجود دارد و  همچنین ارتباط مثبت و معناداری بین دانش مالی اعضای هیات مدیره و ریسک شرکت وجود دارد. و بین رشته تحصیلی اعضای هیات مدیره و سوابق شغلی اعضای هیات مدیره و دانش مالی اعضای هیات مدیره با کیفیت گزارشگری مالی ارتباط معناداری وجود ندارد و همچنین بین اندازه هیات مدیره و استقلال هیات مدیره و رشته تحصیلی اعضای هیات مدیره و سوابق شغلی اعضای هیات مدیره با ریسک شرکت ارتباطی وجود ندارد.

مقدمه

یك شركت ، تحت هدایت و رهبری اعضای هیات مدیره اش اداره می شود سپس هدایت و رهبری از هیات مدیره[1] به مدیر عامل و از مدیر عامل به مدیران ارشد ، به منظور مدیریت و سازماندهی كارهای روزانه شركت ، انتقال     می یابد. بدین ترتیب ، هیات مدیره به نمایندگی از سوی سهامداران شركت ، كار نظارت و كنترل بر شركت را انجام می دهد.در حالی كه حاكمیت شركتی مؤثر و كارآمد مسئول تمام كسانی است كه با ذینفعان ارتباط برقرار        می كنند، این هیات مدیره است كه در رأس امور، مسئولیت هماهنگی را بر عهده دارد و از وجود فرهنگ و فضای مناسب در سیستم اطمینان حاصل می كند.

فصل اول: کلیات تحقیق

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………… 3
بیان مسأله ………………………………………………………………………………………………………….. 5
پرسش‌های تحقیق ………………………………………………………………………………………………. 6
فرضیه‌های تحقیق………………………………………………………………………………………………… 6
ضرورت و اهمیت تحقیق ……………………………………………………………………………………. 7
اهداف تحقیق ……………………………………………………………………………………………………..7
پیشینه‌ی تحقیق …………………………………………………………………………………………………… 8
محدوده‌ی تحقیق ………………………………………………………………………………………………… 8
روش تحقیق ………………………………………………………………………………………………………. 9
فصل دوم- بنیاد نظری (مبانی بینامتنیت)

2-1  ادبیات و زبان …………………………………………………………………………………………………… 11

2-2 متن…………………………………………………………………………………………………………………… 14

2-3  رابطه متن با متون دیگر ……………………………………………………………………………………… 16

2-4  بینامتنیت ………………………………………………………………………………………………………….. 18

2-4-1  پیشینه‌ی بینامتنیت …………………………………………………………………………………………. 18

2-4-2  تعریف بینامتنیت …………………………………………………………………………………………… 20

2-5  معرفی ژرار ژنت ………………………………………………………………………………………………. 24

2-6  نظریه‌ی ژنت ……………………………………………………………………………………………………. 26

نمودار 1: ترامتنیت ژنت در یک نگاه …………………………………………………………………………… 31

فصل سوم: معرفی مولوی

3-1  مولوی …………………………………………………………………………………………………………….. 35

3-1-1  زندگی مولوی ……………………………………………………………………………………………… 35

3-1-2  آثار مولوی …………………………………………………………………………………………………… 38

3-2  مثنوی معنوی مولوی ………………………………………………………………………………………… 40

3-3  قرآن کریم ……………………………………………………………………………………………………….. 42

3-4 قرآن و مثنوی ……………………………………………………………………………………………………. 44

فصل چهارم: تحلیل بینامتنیت قرآن و دفتر اول، دوم و سوم مثنوی

4- تحلیل بینامتنیت قرآن و دفتر اول، دوم و سوم مثنوی از دیدگاه ژرار ژنت…………………….. 49

4-1 بینامتنیت صریح و لفظی قرآن کریم و مثنوی معنوی……………………………………………….51

4-1-1 بینامتنیت صریح و لفظی قرآن کریم و دفتر اول مثنوی معنوی……………………………… 51

4-1-2 بینامتنیت صریح و لفظی قرآن کریم و دفتر دوم مثنوی معنوی……………………………….83

4-1-3 بینامتنیت صریح و لفظی قرآن کریم و دفتر سوم مثنوی معنوی……………………………..116

4-2 بینامتنیت غیرصریح قرآن کریم و مثنوی معنوی……………………………………………………..142

بینامتنیت غیر صریح قرآن کریم و دفتر اول مثنوی معنوی……………………………………142
بینامتنیت غیر صریح قرآن کریم و دفتر دوم مثنوی معنوی…………………………………….168
4-3 بینامتنیت ضمنی قرآن کریم و مثنوی معنوی………………………………………………………….213

4-3-1  بینامتنیت ضمنی قرآن کریم و دفتر اول مثنوی معنوی………………………………………..214

4-3-2 بینامتنیت ضمنی قرآن کریم و دفتر دوم مثنوی معنوی…………………………………………274

4-3-3 بینامتنیت ضمنی قرآن کریم و دفتر سوم مثنوی معنوی……………………………………….313

فصل پنجم: نتایج تحقیق و ارائه‌ی پیشنهاد

5-1  نتیجه‌گیری …………………………………………………………………………………………………….. 363

5-2  ارائه پیشنهاد …………………………………………………………………………………………………… 365

منابع

الف)منابع فارسی ………………………………………………………………………………………………………  365

ب)منابع انگلیسی………………………………………………………………………………………………………..369

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………………………. 370

چکیده

یکی از روش‌های بررسی متون، مطالعه‌ی بینامتنی آن است. بینامتنی یعنی خوانش متن با توجه به متون دیگر و مبتنی براین اندیشه است که متن، نظامی بسته و مستقل نیست و خواسته یا ناخواسته با متون دیگر ارتباط دارد. نظریه‌ی‌ بینامتنی در اواخر دهه‌ی شصت میلادی توسط ژولیا کریستوا در خلال بررسی‌هایی که بر آراء و افکار میخائیل باختین داشت، ارائه شد و توسط نظریه‌پردازانی چون ژرار ژنت پرورش یافت. مثنوی معنوی مولانا از جمله آثار ارزشمند و مهم زبان فارسی به شمار می‌رود. مولوی، به واسطه‌ی آشنایی با قرآن کریم  بی‌شک در سخنان خویش از نصّ آن تأثیر پذیرفته است. بینامتنی در آثار او، در اشکال مختلفی دیده شده است. در این نوشتار برآنیم با  بررسی اشعار سه دفتر اول مثنوی؛ مفردات و عبارات قرآن کریم و نیز داستان‌ها و شخصیت‌های قرآنی و به طور کلی تمامی جلوه‌های بینامتنی قرآن ومثنوی را براساس نظریه ژنت مورد بررسی قرار دهیم. براساس نتایج این بررسی‌ها، مولانا از تمام وجوه بینامتنیت ژنت استفاده کرده است ولی بینامتنیت ضمنی از انواع دیگر بینامتنیت بارزتر است.

 

کلمات کلیدی: بینامتنیت، ژرار ژنت، قرآن کریم، مثنوی معنوی(دفتراول، دوم و سوم)، مولوی.

مقدمه و کلیاتمقدمه
کتاب آسمانی قرآن کریم بنای فرهنگ جوامع اسلامی است بنابراین انعکاس زیبایی‌های لفظی و معنوی آن در جنبه‌های مختلف هنر و اندیشه‌ مسلمانان مسلّم و آشکار است.

استفاده از آیات و مضامین قرآنی، منبعی مهم و الهام بخش شاعران و نویسندگان مختلف بوده و هست به طوری‌که استفاده از آن را به صورت‌های مختلف در اشعار کهن و نو می‌توان یافت. کمتر شاعر مسلمان ایرانی را می‌توان دید که در دیوان خود، تلمیحی به آیات قرآنی نداشته، یا اقتباس و تضمینی از آن‌ها نکرده باشد.

دین و موضوعات آن جایگاهی ویژه در ادب فارسی داشته است. «پیشینه‌ی بهره‌گیری و اثرپذیری سخنوران پارسی از قرآن و حدیث به آغاز پیدایی و پاگیری شعر فارسی یعنی نیمه‌های سده‌ی سوم می‌رسد.» (راستگو، 1376: 6) درجه‌ی این تأثیرپذیری به گونه‌ای بیش از یک تلمیح و اقتباس است. این تأثیر پذیری تا آنجاست که بسیاری از آثار بدون فهم قرآنی قابل قرائت نیست.

مولانا جلال الدین محمد بلخی ، عارف نام آور و شاعر پارسی سرا در مجموعه آثار خویش و بویژه در مثنوی معنوی به قرآن و آیات آن توجه و نگاهی خاص و ویژه دارد. در مثنوی معنوی مولوی به طور مستقیم یا غیرمستقیم به قرآن استناد شده است. بیت بیت مثنوی آنچنان آمیخته به آیات قرآنی است که می‌توان گفت که مثنوی معنوی مولوی نوعی تفسیر از قرآن کریم است.

مولوی از قرآن ضمن کاربرد هنرمندانه، بهره‌ای معرفت شناسانه دارد و با صنایع ادبی چون تلمیح، تضمین، استناد، تحلیل، اقتباس، تمثیل، استعاره و حتی ارائه ترجمه یا تفسیر منظوم آیات قرآن، مبانی و مبادی معرفتی خویش را بیان می‌کند.

این نوشتار در پنج فصل تدوین شده است:

در فصل اول کلیات که شامل مقدمه، بیان مسأله، ضرورت و هدف تحقیق، پیشینه تحقیق و…. است بیان شده است.

فصل دوم بنیاد نظری پژوهش است و در آن به بیان مسائلی چون ادبیات و زبان، متن و رابطه متن با متون دیگر، بینامتنیت، پیشینه و تعاریف آن، ژرار ژنت و نظریه بینامتنیت او و… پرداخته شده است.

در فصل سوم مباحثی چون مولوی، زندگی افکار و آثارش، مثنوی، قرآن کریم و ارتباط مثنوی با قرآن مطرح می‌شود.

فصل چهارم، به تحلیل وبررسی روابط بینامتنی قرآن و مثنوی از دیدگاه نظریه ژنت می‌پردازد و انواع بینامتنیت صریح، غیرصریح و ضمنی را در سه دفتر اول مثنوی بررسی می‌کند.

فصل پنجم فصل پایانی این نوشتار است و نتایج حاصل از این پژوهش بیان می‌شود. در پایان نیز منابع و مآخذ مورد استفاده در این پژوهش بیان می‌شود.

 

 

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

افزایش جمعیت و توسعه ی بی رویه شهرها به ویژه در حاشیه آنها، بدون توجه به ویژگی های محیطی و انسانی باعث صدمات جبران ناپذیری به محیط و ساکنان آن شده است. به همین علت مباحث توسعه پایدار در شهرها، به ویژه کلان شهرها همواره از موضوعاتی بوده است که مورد توجه برنامه ریزان شهری بوده است. اما در بیشتر مطالعات صورت گرفته در این زمینه تنها مفاهیم نظری پایداری کاربری ها مورد بررسی قرار گرفته است. لذا در تحقیق حاضر جهت کمی سازی شاخص های توسعه پایدار از سیستم استنتاج فازی استفاده شده است.

سیستم استنتاج فازی یک سیستم دانش مبنا بر پایه نظرات کارشناسی می باشد و معیار های با مقادیر قطعی را فازی نموده و بر اساس قوانین اگر – آنگاه تحلیل می کند و در نهایت خروجی تحلیل بصورت مقادیر حقیقی  نشان داده می شود. 

در تحقیق حاضر با نظر کارشناسی 13 معیار  موثر در سنجش پایداری کاربری ها انتخاب شده اند و پس از آماده سازی و تلفیق در GIS، در نهایت بصورت سه معیار سازگاری کاربری ها، امنیت در برابر زلزله و دسترسی به خدمات وارد سیستم استنتاج فازی شده اند. پس از  اجرای سیستم طراحی شده، نقشه پایداری کاربری ها تهیه و به منظور سنجش اثر گذاری هر یک از  معیارهای ورودی بر پایداری کاربری ها، تحلیل حساسیت صورت گرفته است.

نتایج حاصل از سیستم نشان می دهد،  پایداری کاربری های موجود در مناطق مورد مطالعه اکثرا در حد متوسط -محدود 0.4 تا 0.6- می باشد و بطور کلی منطقه 22 از وضعیت بهتری نسبت به بقیه  دیگر مناطق برخوردار است و  نا پایداری در کاربری های منطقه 20 نسبت به  دیگرمناطق بیشتر می باشد.  همچنین با انجام تحلیل حساسیت مشخص شد، در بین معیارهای سنجش پایداری،  معیار امنیت در برابر زلزله از اهمیت بیشتری برخوردار بوده است. به گونه ای که  بدون در نظر گرفتن این معیار، پایداری مناطق 18 تا 21  افزایش چشمگیری داشته و از پایداری منطقه 22 نیز کاسته شده است.

واژه های کلیدی: منطق فازی، سیستم استنتاج فازی، ، توسعه پایدار، کاربری شهری

فهرست مطالب

1- فصل اول: کلیات تحقیق.. 2

1-1- مقدمه. 2

1-2- بیان مسئله. 2

1-3- ضرورت تحقیق.. 3

1-4- سئوالات تحقیق: 5

1-5- فرضیات تحقیق: 5

1-6- اهداف تحقیق: 5

1-7- معرفی ساختار پایان نامه: 6

2- فصل دوم: معرفی منطقه مورد مطالعه و پیشینه تحقیقاتی.. 8

2-1- مقدمه. 8

2-2- معرفی منطقه مورد مطالعه. 8

2-3- موقعیت  شهر  تهران.. 9

2-4- معرفی مناطق 18 تا 22. 9

2-5- پیشینه تحقیقاتی.. 11

3- فصل سوم: مبانی نظری تحقیق.. 15

3-1- مقدمه. 15

3-2- مفهوم منطق فازی.. 15

3-3- تفاوت سیستم های کلاسیک و فازی.. 16

3-4- متغیرهای زبانی.. 17

3-5- اعداد و مجموعه های فازی.. 18

3-6- مجموعه های گسسته و محدود. 20

3-7- مجموعه فازی پیوسته و نامحدود. 20

3-8- تابع عضویت… 20

3-9- انواع توابع عضویت… 21

3-9-1- تابع عضویت مثلثی (Triangular-shaped) 21

3-9-2- تابع عضویت گوسی.. 22

3-9-3- تابع عضویت ذوزنقه ای.. 22

3-9-4- تابع عضویت زنگوله ای.. 23

3-10- عملگرهای مجموعه های فازی.. 23

3-11- انواع عملگرهای فازی.. 24

3-12- سیستم استنتاج فازی.. 26

3-13- انواع سیستم های استنتاج فازی.. 26

3-13-1- سیستم فازی خالص…. 27

3-13-2- سیستم فازی تاکاگی سوگنو کانگ ((TSK… 27

3-13-3- سیستم فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز(سیستم فازی ممدانی) 28

-13-34- سیستم فازی سوگنو(Sugeno) 29

3-14- مراحل ساختن یک سیستم استنتاج فازی ممدانی.. 29

3-14-1- فازی سازی مقادیر قطعی ورودی.. 30

3-14-2- بیان قواعد سیستم و روش استنتاج.. 30

3-14-3- غیر فازی سازی مقادیر فازی خروجی.. 30

3-14-3-1- روش مرکز ثقل.. 31

3-14-3-2- روش میانه ماکزیمم.. 31

3-14-3-3- روش مرکز مجموع ها 32

3-14-3-4- روش میانگین وزنی.. 33

3-15- توسعه. 33

3-16- توسعة پایدار 35

4- فصل چهارم: مواد وروش ها 39

4-1- مقدمه. 39

4-2- منابع داده 39

4-2-1- نقشه ی کاربری اراضی  منطقه مورد مطالعه. 40

4-2-2- دسترسی به خدمات و تسهیلات شهری.. 40

4-2-3- دسترسی به خدمات آموزشی.. 41

4-2-4- نقشه  بیمارستان و مراکز بهداشتی.. 41

4-2-5- شبکه ارتباطی.. 42

4-2-6- پارک های شهری.. 43

4-2-7- تراکم جمعیت : 44

4-3- نرم افزار های مورد استفاده 45

4-4- روش تحقیق.. 45

4-4-1- روند نمای تحقیق.. 45

4-4-2- تولید نقشه های معیار 46

4-4-2-1- سازگاری کاربری ها 46

4-4-2-2- استاندارد سازی داده ها: 48

4-4-2-3- دسترسی به خدمات… 48

4-4-2-3-1- شبکه ارتباطی.. 48

4-4-2-3-2- دسترسی به خدمات آموزشی: 49

4-4-2-3-3- دسترسی به پارک های شهری.. 51

4-4-2-4- امنیت در برابر زلزله. 51

4-4-2-4-1- تراکم جمعیت… 51

4-4-2-4-2- استاندارد سازی میزان تخریب ساختمان ها در زمان وقوع زلزله. 52

4-4-3- سیستم استنتاج فازی: 52

4-4-3-1- توابع عضویت… 53

4-4-3-2- فازی سازی معیارهای  سازگاری کاربری.. 53

4-4-3-3- فازی سازی معیار دسترسی به خدمات… 54

4-4-3-4- فازی سازی معیار امنیت در برابر زلزله. 55

4-4-3-5- قوانین فازی.. 55

4-4-3-6- غیر فازی سازی مقادیر فازی.. 56

4-4-3-7- تحلیل حساسیت پایداری کاربری ها به معیارهای ورودی.. 56

5- فصل پنجم: نتایج و بحث: 59

5-1- مقدمه. 59

5-2- نقشه های تولید شده در GIS.. 59

5-2-1- نقشه سازگاری کاربری ها: 59

5-2-1-1- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به بزرگراه 60

5-2-2- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به خیابان های اصلی.. 61

5-2-3- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به مترو 62

5-2-4- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به مدارس ابتدایی.. 63

5-2-5- نقشه فاصله استاندارد شده دسترسی به مدارس راهنمایی.. 64

5-2-6- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به دبیرستان.. 65

5-2-7- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به پارک ها 66

5-2-8- نقشه استاندارد شده دسترسی به بیمارستان و مراکز بهداشتی.. 67

5-2-9- نقشه استاندارد شده میزان تخریب ساختمان ها 67

5-2-10- نقشه استاندارد شده تراکم جمعیت… 68

5-2-11- نقشه نهایی دسترسی به خدمات… 69

5-2-12- نقشه نهایی امنیت در برابر زلزله. 70

5-3- قوانین فازی در سیستم استنتاج فازی طراحی شده 71

5-4- نقشه وضعیت پایداری کاربری ها 73

5-5- توابع عضویت معیارهای ورودی و تابع عضویت خروجی.. 74

5-6- تحلیل حساسیت معیارهای ورودی: 75

5-6-1- تحلیل حساسیت به معیار امنیت در برابر زلزله. 76

5-6-2- تحلیل حساسیت به سازگاری کاربری ها 77

5-6-3- تحلیل حساسیت به معیار خدمات… 78

6- فصل ششم:جمع بندی  و پیشنهادات… 80

6-1- مقدمه: 80

 

6-2- جمع بندی: 80

6-3- آزمون فرض…. 81

6-3-1- فرضیات تحقیق: 81

6-4- پیشنهادات… 82

منابع و مآخذ………83

1- فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

ابهام و عدم قطعیت ذاتی حاکم بر علوم انسانی و به ویژه در  برنامه ریزی و تصمیم گیری، نیازمند روش هایی است که امکان بررسی ریاضی مفاهیم نادقیق این علوم را فراهم نمایند.مجموعه فازی به عنوان نظریه ای ریاضی برای مدل سازی در فرایندهای انسانی که در آن عدم دقت وجود دارد ، ابزاری بسیار کارآمد و مفید به شمار می آیند(Chen And other, 2001) و زمینه را برای استدلال، استنتاج، كنترل و تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم می آورد(جعفری و دیگران، 1388).

یکی از مسائل مهم در توسعه پایدار شهر تهران توجه به كاربری های شهری و چگونگی توزیع فضایی – مكانی آنها، به منظور استفادة بهینه از فضای شهری، مدیریت بهینه و تحقق شاخص های پایداری است. با توجه به اینکه معیارهای مورد استفاده در تحلیل پایداری کاربری های شهری متعدد است و از سویی ارزش گذاری بر این معیار ها اغلب کیفی و  بر پایه متغیرهای زبانی[1] بوده و دارای عدم قطعیت می باشد، لذا در تحلیل کاربری ها شهری بر اساس شاخص های توسعه پایدار استفاده از سیستم استنتاج فازی بسیار مناسب می باشد.

1-2- بیان مسئله

شهرنشینی، به طور کلی به عنوان روند رشد در نسبت جمعیت ساکن در مکانهای شهری که با رشد بالای جمعیت در داخل شهر و مهاجرت مردم از مناطق خارج، عمدتاً روستایی به شهری، همچنین تبدیل مداوم کاربری اراضی کشاورزی به شهری است،  مشخص می شود. در دهه های اخیر، رشد اقتصادی در شهرها سبب جذب مداوم ساکنان جدید به شهرها شده است به طوری که طی 25 سال آینده، حدود 2 میلیارد جمعیت جدید به شهرهای کشورهای درحال توسعه اضافه خواهد شد و توسعه صنعتی در مناطق شهری بزرگ نیز باعث استفاده بیش از حد از منابع می گردد. در کشورهای در حال توسعه، شهرهای بزرگ نسبت به شهرهایی که در سایر نقاط جهان قرار گرفته اند، با نرخ رشد بالاتری گسترش می یابند(Pradhan and Perera 2005).

با وجود اینکه تراکم در برخی شهرهای کشورهای در حال توسعه از تراکم شهری در کشورهای توسعه یافته بیشتر است، اما درکشورهای در حال توسعه، شهرها از پایداری کمتری نسبت به همتایان توسعه یافته خود برخوردارند( Richardson,2000). در واقع ریشه نگرش توسعه پایدار به نارضایتی از نتایج توسعه و رشد اجتماعی – اقتصادی در شهرها بر می گردد. در تمامی تعاریف مربوط به پایداری مبحث ارتقاءکیفیت زندگی ضمن در نظر گرفتن طرفیت تحمل محیط زیست و پاسخ گویی به نیاز های نسل حاضر بدون ایجاد محدودیت برای امکانات نسل آینده در راستای تأمین نیازهایشان مدنظر می باشد(صرافی، 1375). علاوه بر این می توان چنین عنوان نمود که ایده پایداری مفهومی است که چهار مؤلفه زیست محیطی، اجتماعی، اقتصادی و کالبدی را مورد توجه قرار می دهد( بحرینی ،1380).

روش های تحلیل و ارزیابی مسائل درGIS به دو دسته داده مبنا و دانش مبنا تقسیم می شوند. در روش های دانش مبنا بکارگیری و تلفیق داده های ورودی به وسیله کارشناسان و متخصصان تعیین می شود و این مدل ها عمومیت بیشتری نسبت به مدل داده مبنا دارند.

سیستم استنتاج فازی(FIS )، سیستمی دانش مبنا می‌باشد که با بهره گرفتن از  مجموعه ای از قوانین  و بکارگیری متغیر های زبانی(مانند خوب، متوسط، ضعیف و…) به عنوان ورودی، آن ها را به روابط های ریاضی تبدیل می کند و قادر به استخراج نتیجه گیری صحیح از  این داده ها می باشد.كل سیستم استنتاج فازی، بر پایه قوانین “اگر، آنگاه ” استوار است كه روابط مختلفی را میان متغیرهای ورودی و خروجی بر قرار می سازد. در این تحقیق معیارهای موثر در پایداری کاربری ها نظیر امنیت در برابر زلزله، سازگاری کاربری ها و دسترسی به خدمات، به صورت توابع فازی به عنوان متغیرهای ورودی وارد سیستم FIS شده و با بهره گرفتن از قوانین موجود در پایگاه دانش، خروجی های مناسب که در واقع درجه تناسب هر منطقه نسبت به وضعیت ایده آل از نظر توسعه پایدار می باشد، بدست خواهد آمد. همچنین حساسیت نقشه های خروجی به معیارهای ورودی نیز تحلیل می گردد.

1-3- ضرورت تحقیق

در دهه های اخیر افزایش جمعیت و رشد صنایع، در شهر ها مسایل و مشکلات گوناگونی را  به وجود آورده و ابعاد مختلف زندگی بشر را تحت تاثیر قرار داده است.این تحولات جدید شهرنشینی و رشد لجام گسیخته شهرها مشکلات بسیاری از جمله تخریب محیط زیست، کاهش فضاهای سبز، کاهش سرانه های مسکونی،آموزشی، درمانی و ناسازگاری کاربری ها و عدم دسترسی مناسب ساکنان آنها به خدمات را برای شهرنشینان و به وجود آورده است. با رشد سریع جمعیت جهان و تمرکز آن در شهرها،مفهوم توسعه پایدار شهری به عنوان مؤلفه اساسی تاثیرگذار بر چشم انداز بلندمدت جوامع انسانی مطرح گردید. در واقع مطرح شدن توسعه پایدار به عنوان یکی از استراتژی های اصلی قرن بیست و یکم نیز ناشی از اثرات شهرها بر گستره ی زیست کره و ابعاد مختلف زندگی انسانی است و بدون شک بحث از توسعه ی پایدار بدون توجه به شهرها بی معنی خواهد بود.

شهر تهران به عنوان پایتخت كشور مراحل رشد و توسعه خود را بسیار سریع تر از آهنگ طبیعی طی نموده است، چنانكه علی رغم رشد سریع جمعیتی، مساحت و وسعت این شهر نیز از رشد سریعی در دهه های اخیر برخوردار بوده است(قرخلو،1388). تهران براساس معیار سازمان ملل متحد  تنها كلان شهر كشور محسوب می شود كه با سهم 25 درصدی در تولید ناخالص داخلی، بیش ترین سهم را در ارائه ی خدمات، جمعیت متخصص، ساختمان سازی و حركت توسعه ای كشور بر عهده دارد. این مجموعه شهری براساس آمار سرشماری سال 1385 دارای 8/7 میلیون نفر جمعیت شهری است، كه سهم قابل ملاحظه ای از توان علمی، تخصصی، صنعتی و حركتی كشور را به خود اختصاص داده اند و انتظار می رود كه در زمینه تأمین نیازهای اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و زیستی آنها برنامه ریزی های لازم انجام گردد. بنابراین، بستر سازی بر تحقق رشد شهرها و در نهایت، رشد كشور ضروری جلوه می كند.

در شهر تهران به دلیل عدم توجه به قانون و در پاره ای از موارد عدم وجود قانون، عدم نفوذ شهرداری در تعریف حوزه، بی توجهی به نحوه استفاده از اراضی در حاشیه شهر، دفع نامناسب فاضلاب شهری،مهاجرپذیری بالا و ناهمگونی ساکنین در مناطق مختلف شهری، ناکارآمدی حمل و نقل عمومی و توزیع نامتعادل خدمات رسانی شهری، پیامد هایی از جمله عدم اجرای صحیح برنامه ها و تعریف کاربری ها با توجه به طرح های مصوب،اختلال در نظم شهری، ایجاد بافت های ناهمگن به ویژه در حاشیه شهر، مشکلات زیست محیطی و نارضایتی شهروندان را به دنبال دارد(مجابی و همکاران، 1390).

با توجه به اینکه هر ساله جمعیت زیادی از دیگر شهرهای ایران به شهر تهران و به ویژه مناطق حاشیه ای مهاجرت می کنند، این مناطق با مشکلاتی از جمله گسترش رشد شهری، کمبود زمین، پایین آمدن کیفیت زندگی، عدم دسترسی مناسب به خدمات شهری، آلودگی های متعدد و تخریب محیط زیست روبرو می گردند که باعث کاهش پایداری این نواحی شده است.بنابراین نیاز است در جهت افزایش پایداری این مناطق برنامه ریزی و اقدامات لازم را انجام داد.

سهولت استفاده از روش های فازی و منطق مناسب آن می تواند بهبودی مناسب در روش های مورد استفاده در سنجش توسعه یافتگی ایجاد نماید. به علاوه یانیس و آندریانت بر این باورند که با توجه به دقیق نبودن مفهوم توسعه، کاربرد محاسبات فازی مطلوب تر است(عمرانی، پیری، 1389). این منطق در جاهایی که نمی توان فرمول ریاضی دقیق برای حل مسألة دقیق ارائه داد، کاربرد بسیار زیادی دارد. مجموعه های فازی به صورت گسترده ای در جمع آوری اطلاعات مدل سازی، تجزیه و تحلیل، بهینه سازی، کنترل ، تصمیم گیری و نظارت استفاده می گردد(Wang, 2000). توسعه پایدار در شهر تهران حول محورهای متعددی قابل بررسی است. لذا با توجه به رهیافت فوق، این تحقیق با عنوان: بکارگیری سیستم استنتاج فازی در تحلیل کاربری های شهری با رویکرد توسعه پایدار تبیین می گردد.

1-4- سئوالات تحقیق:

آیا میتوان در قالب سیستم استنتاجی وضعیت کاربری های شهری را بر اساس شاخص های توسعه پایدار تحلیل نمود ؟
آیا می توان اثر هر یک از معیارهای ورودی را بر میزان پایداری کاربری ها تعیین کرد؟

2 فصل دوم مروری بر سیستم‌های تراكشن راه‌آهن………………………….. 5

2‌.1‌    سیستم‌های تراکشن الکتریکی………………………….. 6

2‌.1‌.1‌ محركه موتور DC…………………………..

2‌.1‌.2‌ محرکه موتور AC…………………………..

2‌.2‌    تراکشن دیزل الکتریک…………………………… 12

2‌.3‌    تراکشن هیبریدی………………………….. 13

3 فصل سوم مروری بر روش‌های بهینه‌سازی………………………….. 15

3‌.1‌    بهینه‌سازی یک‌هدفه…………………………. 16

3‌.2‌    مفاهیم بنیادی در بهینه‌سازی چند‌هدفه…………………………. 17

3‌.3‌    جستجو و تصمیم‌گیری………………………….. 21

3‌.4‌    مروری بر روش‌های مرسوم در بهینه‌سازی چند‌هدفه……………… 22

3‌.4‌.1‌ روش مجموع وزن‌دار………………………… 22

3‌.4‌.2‌ روش مقیدسازی ε………………………….

3‌.5‌    الگوریتم‌های تکاملی در بهینه‌سازی یک‌هدفه و چند‌هدفه……………. 24

3‌.5‌.1‌ الگوریتم بهینه‌سازی تکاملی یک‌هدفه Krill Herds………………………..

3‌.5‌.2‌ جستجوی چند‌هدفه…………………………. 32

3.5.3 الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه تکاملی NSGA-II………………………….

4.5.3 الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه تکاملی MOPSO…………………………..

4 فصل چهارم مدل‌سازی حرکت قطار و توان تراکشن………………………….. 44

4‌.1‌    فیزیك حركت وسایل نقلیه…………………………. 45

4‌.1‌.1‌ آشنایی كلی…………………………. 45

4‌.1‌.2‌ کشش سطحی…………………………. 46

4‌.1‌.3 مقاومت قطار………………………… 48

4‌.1‌.4‌ جرم موثر…………………………. 48

4‌.1‌.5‌ معادله عمومی حركت وسیله نقلیه…………………………. 49

4‌.2‌    مدل‌سازی و  شبیه‌سازی………………………….. 49

4‌.2‌.1‌ سوییچ وضعیت وسایل نقلیه…………………………. 50

4‌.2‌.2‌ ورودی‌های عملیاتی…………………………. 52

4‌.2‌.3‌ شبیه‌ساز حرکت قطار …………………………57

4‌.3‌    معادلات حالت و توابع هدف………………………….. 58

5 فصل پنجم بهینه‌سازی تراژکتوری سرعت قطار……………………. 61

5‌.1‌    اصل بخش‌بندی مسیر و گراف سرعت…………………………… 63

5‌.2‌    ارائه یک استراتژی رانندگی کارآمد…………………………. 63

5‌.2‌.1‌ ساخت تراژکتوری سرعت………………………….. 63

5‌.2‌.2‌ تعیین شاخص کنترل با ضریب آسایش مسافرین………………….. 65

5‌.3‌    پیاده‌سازی الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه NSGA-II روی مساله مورد نظر…….. 68

5‌.3‌.1‌ تعیین جمعیت اولیه…………………………. 68

5‌.3‌.2‌ ابتکار در هدایت فرآیند جستجو…………………………. 69

5‌.3‌.3‌ تعیین برازندگی اعضای فرآیند بهینه‌سازی………………………… 69

5‌.4‌    پیاده‌سازی الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه MOPSO روی مساله مورد نظر…………. 71

5.5‌    پیاده‌سازی الگوریتم بهینه‌سازی یک‌هدفه KH روی مساله مورد نظر……………… 72

5‌.6‌    بیانی از مقاوم بودن در روش‌های بهینه‌سازی تکاملی…………………… 72

5‌.6‌.1‌ مقاوم بودن در بهینه‌سازی یک‌هدفه…………………………. 73

5‌.6‌.2‌ مقاوم بودن در بهینه‌سازی چند‌هدفه تکاملی…………………………. 74

5‌.7‌    مورد مطالعاتی………………………….. 75

5‌.8‌    نتایج شبیه‌سازی و مقایسه…………………………. 76

5‌.8‌.1‌ نتایج حاصل از اعمال الگوریتم NSGA-II………………………….

5‌.8‌.2‌ نتایج حاصل از اعمال الگوریتم MOPSO…………………………..

5‌.8‌.3‌ نتایج حاصل از اعمال الگوریتم KH…………………………..

5‌.8‌.4‌ تراژکتوری‌های سرعت بهینه…………………………. 81

5‌.9‌    مقایسه نتایج با یک مرجع…………………………. 85

5‌.10‌  ارائه یک شیوه برای استفاده از روش‌های پیشنهادی………………. 87

6 فصل ششم بهبود کارایی سیستم تراکشن الکتریکی بوسیله کاهش عدم تعادل جریان و همزمان تامین توان راکتیو مورد نیاز………89

6‌.1‌    ساختار کلی یک سیستم 2×25 کیلو ولت AC اتوترانسفورماتوری……………….. 90

6‌.2‌    عیب یابی سیستم و ارائه راه‌حل………………………….. 91

6‌.3‌    اجرای SVC………………………….

6‌.4‌    متعادل‌سازی جریان بار………………………… 93

6‌.5‌    جبران‌سازی توان راکتیو…………………………. 94

6‌.6‌     تعریف مساله…………………………. 95

6‌.7‌    فرآیند بهینه‌سازی………………………….. 95

6‌.8‌    نتایج و بررسی………………………….. 96

7فصل هفتم نتیجه‌گیری و پیشنهادات…………………………… 102

منابع و مراجع………………………….. 104

پیوست‌ها………………………… 110

چکیده:

امروزه با توسعه سریع سیستم‌های حمل و نقل ریلی درون شهری و برون شهری، تقاضای انرژی مصرفی و همچنین کیفیت سرویس دهی مطلوب‌تر افزایش یافته است. رقابت در این عرصه می‌تواند  در نحوه اجرای یک سفر بهینه با اهداف حداقل تاخیر زمانی سفر و حداقل انرژی مصرفی شکل بگیرد. در این پایان‌نامه چگونگی حصول یک سفر کارآمد توسط یک قطار، تحت قیود پروفیل مسیر و حدود سرعت مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، روش‌های بهینه‌سازی چند‌هدفه تکاملی NSGA-II و MOPSO و همچنین روش بهینه‌سازی تکاملی یک‌هدفه Krill Herds، برای تولید یک تراژکتوری سرعت با حداقل انرژی مصرفی، حداقل تاخیر زمانی سفر و همچنین با تامین آسایش مسافرین، مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به ازای یک زمان سفر معین 1200 ثانیه‌ای نشان داد که تراژکتوری سرعت تعیین شده توسط NSGA-II دارای بهترین عملکرد و کمترین انرژی مصرفی نسبت به دو الگوریتم دیگر است. همچنین جبهه‌های پارتو منتجه به ازای تعداد اعضا و تکرار یکسان نشان داد که در زمان‌های سفر کوتاهتر از حدود 1100 ثانیه و طولانی‌تر از 1500 ثانیه، MOPSO می‌تواند دارای نتایج مطلوب‌تری باشد.

با توسعه شبکه های الکتریکی حتی در نواحی بین شهری، بیشتر سیستم‌های تراکشن راه‌آهن امروزی از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند. در این پایان‌نامه یک سیستم تراکشن راه‌آهن 2×25 کیلو ولت AC 50 هرتز مورد بررسی قرار گرفته و برای چند مورد از مشکلات اساسی این سیستم نظیر عدم تعادل حدود 11 درصد در جریان بار و همچنین مصرف توان راکتیو بالا، یک SVC هوشمند پیشنهاد شده است. این SVC قادر است بصورت زمان واقعی و توسط الگوریتم بهینه‌سازی چند‌هدفه NSGA-II، میزان عدم تعادل جریان بار را به 98/0 درصد تقلیل داده و همچنین همزمان توان راکتیو مورد نیاز سیستم را نیز تامین کند.

فصل اول: مقدمه

با افزایش جمعیت و بالا رفتن هزینه‌های حمل‌ونقل در بیشتر کشورهای جهان، سیستم راه‌آهن شهری هنوز به عنوان یک سیستم حمل‌ونقل برتر شناخته می‌شود. علت این برتری می‌تواند  ناشی از اطمینان بالا و تاثیر زیاد این سیستم بر بهبود ترافیک شهری باشد.  جستجوی روش‌های كنترل بهینه برای قطارها بطوری‌كه استفاده از منابع انرژی را حداقل كند یكی از مسائل مهم روز در زمینه مهندسی راه‌آهن به شمار می‌رود. در صنعت راه‌آهن دو راهكار کلی می‌تواند  برای بهبود انرژی مصرفی ارائه   گردد، یكی بهبود تكنولوژی ساخت سیستم تراکشن راه‌آهن و دیگری تغییر در روند عملیاتی قطار است. توسعه تكنولوژی قطار می‌تواند شامل مواردی نظیر كاهش جرم قطار [1]، طراحی پیشرفته سطوح قطار به منظور كاهش مقاومت آیرودینامیكی [2] و یا افزودن تجهیزاتی به منظور بهبود بهره‌وری انرژی مطلوب‌تر باشد. برای تغییر در روند عملیاتی قطار می‌توان از شیوه عملكرد راهبر قطار [3,4] و یا طراحی جدول زمانی مناسب [5] یاد كرد كه می‌تواند سریعتر و با هزینه پایین‌تری اجرا شود.

در دهه‌های اخیر روش‌های گوناگونی نظیر کنترل فازی [6]، كنترل دنده خلاص [7] و روش‌های بهینه‌سازی تکاملی به منظور بهبود عملكرد و کارایی انرژی قطار ارائه شده‌اند. لیكزینگ یانگ[1] و همکارانش روی یك مدل ریاضی به منظور جستجوی حركات بهینه قطار با مسیر و زمان پیمایش از پیش تعیین شده و با هدف بهینه‌سازی مصرف انرژی و زمان سیر قطار با بهره گرفتن از استراتژی كنترل دنده خلاص تحقیق كرده‌اند [8]. شاوفنگ لو[2] و همکارانش پتانسیل اعمال استراتژی‌های مدیریت توان پیشرفته برای یك قطار DMU[3] را با بهره گرفتن از روش DP[4] مورد ارزیابی قرار داده اند و در نهایت كاهش هزینه سوخت حدود  هفت درصد را در مقایسه با زمانی كه موتورها به طور همزمان عمل می‌كردند، نتیجه داده است [9].

مطالعات متعددی در مورد نحوه تعیین یك تراژکتوری سرعت بهینه انجام شده است که می‌توان محور این مطالعات را به دو دسته کلی تقسیم نمود: كنترل دنده خلاص و كنترل سراسری. كنترل دنده خلاص برای بهبود كارایی انرژی یك قطار در شرایط دنده خلاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثلاً تعیین نقاط خاصی كه اگر موتورهای تراكشن در آن نقاط هیچ گشتاوری تولید نکنند، می‌تواند مسیر سرعت بهینه را تضمین كند [7,8,10,11]. عموماً روش‌های  بهینه‌سازی غیر قطعی از جمله الگوریتم ژنتیك‌ برای این نوع مطالعه استفاده می‌شوند [10]. در [11] یك الگوریتم ژنتیك بهینه‌سازی دو سطحی ارائه شده است به‌طوری‌كه در گام اول نقاط دنده‌خلاص را برای عملكرد قطار شهری با هدف حداقل‌سازی انرژی مصرفی تعیین كرده و سپس در گام دوم یك مدل بهینه از تنظیم زمان بازیابی سفر بین ایستگاهی قطار با كاهش بیشتر در انرژی مصرفی ارائه می‌دهد. به گفته آقای دینگ یونگ[5] با بهره گرفتن از الگوریتم دو سطحی می‌توان به اندازه 09/16 درصد در انرژی مصرفی در مقایسه با روش مرسوم صرفه‌جویی كرد. دسته دوم یعنی كنترل سراسری از كل سیگنال‌های كنترلی ممكن استفاده می‌کند [12-14]. به علت طبیعت عمومی روش‌های کنترل سراسری، الگوریتم‌های استفاده شده عموماً از لحاظ محاسباتی بسیار پیچیده هستند. در این مورد یك استراتژی كنترل سراسری عملی به گونه‌ای ارائه می‌گردد، كه بتواند با بهره گرفتن از توالی‌های کنترلی مناسب، تراژکتوری‌های سرعت قطار با مصرف انرژی كارآمد را شناسایی کند. لیو و گلوویچر[6]  یك راه‌حل تحلیلی برای محاسبه پارامترهای كنترل بهینه ارائه داده‌اند به‌طوری‌كه قطار را از یك نقطه به نقطه دیگر در یك زمان معین با حداقل انرژی مصرفی هدایت كند [12]. در [14] نیز یك روش كلی مبتنی بر استفاده یك‌پارچه از  شبیه‌ساز ترافیك و یك كد بهینه‌سازی سیمپلكس ارائه شده است كه به طور اتوماتیك پارامترهای بهینه نظیر نرخ شتابگیری، نرخ كاهش شتاب و نرخ سرعت كروز را با معیار حداقل مصرف انرژی تعیین می‌کند. شاوفنگ لو ]15[ با بهره گرفتن از سه روش GA، ACO و DP روی یک گراف سرعت، تراژکتوری‌های بهینه سرعت را تحت قیود زمانی سفر و حدود سرعت بصورت آفلاین تولید کرده است و در نهایت اثبات کرده است که تراژکتوری سرعت بدست‌آمده توسط روش DP از لحاظ عملکرد و انرژی مصرفی مطلوب‌تر است.

در این پایان‌نامه، هدف، تولید تراژکتوری‌های سرعت بهینه است به گونه‌ای که تحت قیود حاکم بر مساله، همزمان هم از لحاظ انرژی مصرفی بهینه باشد و هم اینکه تحت این تراژکتوری سرعت، قطار با حداقل تاخیر زمانی سفر ممکن و با تامین آسایش مسافرین به مقصد مورد نظر برسد. دو الگوریتم  بهینه‌سازی چند‌هدفه NSGA-II ، MOPSO و الگوریتم بهینه‌سازی یک‌هدفه KH برای تحقق تراژكتوری سرعت قطار بهینه بكار گرفته شده‌اند. در ادامه، کارایی الکتریکی یک سیستم تراکشن راه‌آهن 2×25 کیلو ولت AC 50 هرتز مورد بررسی قرار گرفته، برخی از مشکلات اساسی این سیستم تعیین شده و راه‌حلی جهت رفع این مشکلات ارائه می‌گردد.

این پایان‌نامه در قالب فصل‌های زیر تدوین شده است:

– در فصل1، یك مقدمه عمومی از پیش زمینه، ‌انگیزه تحقیق، مورد مطالعاتی، اهداف و جزئیات پایان‌نامه آورده شده است.

– در فصل 2، مروری شده است بر سیستم‌های توان تراكشن راه‌آهن، شامل سیستم محركه DC و سیستم محركه AC‌. این فصل یك پیش‌زمینه مهندسی برق برای مدل‌سازی وسیله حمل‌ونقل ریلی تشریح شده در فصل 4، می‌باشد.

– در فصل 3، تكنیك‌های بهینه‌سازی مورد بررسی قرار گرفته است.

– در فصل4، جزئیات مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم توان تراكشن ارائه شده است. در این فصل ابتدا به تعیین معادلات فیزیكی حركت وسایل نقلیه پرداخته می‌شود و سپس مفهوم سوئیچ حالت وسیله نقلیه نیز شرح داده می‌شود.

– در فصل5، بهینه‌سازی تراژکتوری سرعت یك قطار ارائه می‌گردد. در این فصل یک شیوه رانندگی کارآمد با آسایش مسافرین بیان می‌شود و سپس یك گراف برای تولید تراژکتوری سرعت قطار ارائه می‌گردد و در نهایت با استفاده روش‌های بهینه‌سازی تکاملی، تراژکتوری‌های سرعت بهینه تولید شده و از چندین منظر با یکدیگر مقایسه می‌شوند.

– در فصل6، پتانسیل استفاده از یک SVC به منظور بهبود کارایی الکتریکی یک سیستم تراکشن راه‌آهن برقی مورد بررسی قرار گرفته است.

– در فصل7، نتیجه گیری و كارهای پیش روی این پژوهش ارائه می‌گردد.

فصل دوم: مروری بر سیستم‌های تراكشن راه‌آهن

مروری بر سیستم‌های تراكشن راه‌آهن:

مانند هر وسیله نقلیه، سیستم توان تراكشن راه‌آهن وظیفه تحویل یك توان مكانیكی را به عهده دارد كه می‌تواند به انرژی جنبشی تبدیل شود. این انرژی جنبشی با غلبه بر مقاومت‌های موجود در برابر حرکت، قطار را به حركت در می‌آورد ]16[.

برای هر سیستم تراكشن راه‌آهن برخی الزامات کلی وجود دارد که باید برآورده شوند:

1- توانایی راه‌اندازی و حمل یك بار مشخص تحت یك جدول زمانی را دارد.

2- عمر سرویس‌دهی به اندازه کافی طولانی و تعمیر و نگهداری حداقل است.

3- از نظر مصرف سوخت كارآمد باشد.

4- سازگار با محیط زیست باشد.

متناسب با شرایط عملیاتی جدید می‌باشد. دو روش رایج در اصلاح و بازبینی شبكه، روش طراحی پینچ و روش برنامه نویسی ریاضی می‌باشند. روش پینچ زمان بر بوده و براساس تجربه و قضاوت طراح و با رویكردی دستی به حل مسئله می‌پردازد. در حالی كه روش برنامه نویسی ریاضی سریع تر بوده و اعمال سلیقه طراح در آن كمتر می باشد. این روش با رویكردی دقیق به دنبال بهینه ترین جواب برای اصلاح شبكه می‌باشددر این تحقیق از تركیب دو روش بهینه سازی ریاضی و روش پینچ، كه براساس تحلیل ترمودینامیكی و طراحی كاربردی می‌باشند، جهت اصلاح واحد 80 تقطیر پالایشگاه ابادان استفاده شده است. در مرحله هدف‌گذاری خواص فیزیكی جریان‌ها متغیر با دما در نظر گرفته می‌شود و هر جریان به چند زیر جریان كه خواص فیزیكی مشابهی دارند تفكیك می شوند. با به‌کارگیری فن‌آوری پینچ و تغییر ΔT(Min) ، هیچ تغییری در آرایش شبکه‌‌مبدل‌های حرارتی ایجاد نشده است و با بازبینی و بررسی دوباره شبکه به این نتیجه رسید که طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی یک مسئله‌ی آستانه می‌باشد و  برای افزایش بازیافت حرارتی بین جریان های فرایندی، ساختار شبکه نباید هیچگونه تغییری پیدا کند زیرا در بهترین حالت خود قرار دارد ولی ازآنجایی که مساحت مورد استفاده شبکه‌مبدل‌های حرارتی بیش از مساحت واقعی مورد نیاز برای ظرفیت 90000 بشکه در روز می‌باشد، می‌توان با کاهش 7 پوسته از هزینه سرمایه‌گذاری کاست.

 

 كلمات كلیدی:

انتگراسیون حرارتی، شبكه مبدل های حرارتی، طراحی اصلاحی، بهینه سازی، حالت عملیاتی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                           صفحه             

فصل اول………………………………………………………………………………………………….. 2

1-1 ضرورت انجام پژوهش…………………………………………………………………………………………..2

 1-2 روش انجام پژوهش………………………………………………………………………………………………3

 1-3 ساختار پایان‌نامه……………………………………………………………………………………………………3

فصل دوم ……………………………………………………………………………………………………….5

2-1 سابقه علمی………………………………………………………………………………………..5

2-2 روش‌های اصلاح شبکه‌مبدل‌های حرارتی………………………………………………………………….8

2-2-1 اصلاح شبکه بوسیله باز‌بینی مستقیم ساختمان آن……………………………………………9

2-2-2 اصلاح شبکه بصورت یک طرح جدید………………………………………………………….9

2-2-3 اصلاح شبکه با بهره گرفتن از فن‌آوری پینچ………………………………………………………..9

2-2-4 اصلاح شبکه با بهره گرفتن از مدل برنامه‌نویسی ریاضی……………………………………….9

2-3 فن‌آوری پینچ………………………………………………………………………………………………………10

2-3-1 نمودار آبشاری…………………………………………………………………………………………10

2-3-2 منحنی ترکیبی………………………………………………………………………………………….11

2-3-3 منحنی ترکیبی جامع (G.C.C)………………………………………………………………….. 12

2-3-نمودار پیازی………………………………………………………………………………………………13

2-3-5 ΔTmin بهینه……………………………………………………………………………………………13

2-4 اصول پینج…………………………………………………………………………………………………………..14

2-5 مسائل آستانه (Threshhold)…………………………………………………………………………………..16

2-6 انتخاب واحد پشتیبانی………………………………………………………………………………………….17

2-7 کوره­ها……………………………………………………………………………………………………………….18

2-8 هدف­گذاری………………………………………………………………………………………………………..20

2-8-1 تعداد مبدل­های حرارتی……………………………………………………………………………20  

2-8-2 هدف­گذاری سطح……………………………………………………………………………………23

2-8-3 هدف گذاری تعداد پوسته ها……………………………………………………………………..25

2-8-4 هدف­گذاری هزینه اصلی(Capital Cost)……………………………………………………..27

2-8-5 هدف­گذاری هزینه کلی…………………………………………………………………………… 29

2-8-6 هدف­گذاری بر  اساس رابطه هزینه انرژی…………………………………………………..30

2-9 روش‌های هدف­گذاری…………………………………………………………………………………………33

2-9-1 هدف­گذاری به روش α ثابت…………………………………………………………………….33

2-9-2 هدف­گذاری به روش α افزایشی………………………………………………………………..34

2-10 جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………………35

فصل سوم ………………………………………………………………………………………………………………………..37

3-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………37

3-2 حلقه………………………………………………………………………………………………………………….38

3-3 مسیر………………………………………………………………………………………………………………….39

3-4 درجه آزادی………………………………………………………………………………………………………..39 

3-5 تقسیم جریان……………………………………………………………………………………………………….41

3-6 نظریه مثبت، منفی………………………………………………………………………………………………..41

3-7 هدف­گذاری انرژی………………………………………………………………………………………………42

3-8  روش تخصیص بار حرارتی جریان خارجی……………………………………………………………44

3-8-1 روش مبتنی بر منحنی تركیبی جامع……………………………………………………………..44

3-8-2 قاعده ارزان­ترین جریان خارجی………………………………………………………………….46

3-9 هدف­گذاری سطح………………………………………………………………………………………………..47

3-10 پارامتر بهینه‌سازی……………………………………………………………………………………………….48

3-11 نکات و ترفندهای بهینه‌سازی………………………………………………………………………………49

3-12 بهینه‌سازی و بررسی حالت عملیاتی شبکه…………………………………………………………….50

3-13 عملكرد بهینه و نگهداری از شبكه مبدل­های حرارتی……………………………………………….51

3-13-1 ضریب انتقال حرارت کلی تمییز………………………………………………………………51

3-13-2 ایجاد رسوب در مبدل حرارتی………………………………………………………………..52

3-14 چه مقدار / اگر………………………………………………………………………………………………….52

3-14-1 رخداد………………………………………………………………………………………………….53

3-14-2 وظایف…………………………………………………………………………………………………53

3-15 طراحی شبکه…………………………………………………………………………………………………….55

3-16 اصلاح و بازبینی شبكه………………………………………………………………………………………..57

3-16-1 تشخیص گلوگاه­ها در شبكه مبدل­های حرارتی……………………………………………57

3-17 جمع­بندی………………………………………………………………………………………………………….59

فصل چهارم ……………………………………………………………………………………………………………………..60  

4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………60

4-2 روش­های ساخت در پالایشگاه………………………………………………………………………………61

4-2-1 جریان کلی مواد در پالایشگاه…………………………………………………………………….63

4-3 ترکیب نفت خام………………………………………………………………………………………………….65

4-4 تقطیر………………………………………………………………………………………………………………….66

04-4-1 کلیاتی در مورد تقطیر……………………………………………………………………………..66

4-4-2 عملیات تقطیر………………………………………………………………………………………….68

4-4-3 شرح تقطیر جزء به جزء…………………………………………………………………………….71

4-5 تقطیر نفت خام……………………………………………………………………………………………………71

4-5-1 ستون تقطیر اتمسفری……………………………………………………………………………….71

4-5-2      ستون تقطیر خلاء………………………………………………………………………………….73

4-6 فرآورده‌های تقطیر………………………………………………………………………………………………..74

4-6-1 مهم­ترین فرآورده‌های واحد تقطیر نفت خام………………………………………………….74

4-7  شبیه‌سازی واحد تقطیر ……………………………………………………………………………………….76

4-7-1 نرم‌افزار Aspen Engineering……………………………………………………………………..76

4-7-2 معادلات ترمودینامیکی………………………………………………………………………………78

4-7-3 شبیه‌سازی واحد تقطیر آبادان ……………………………………………………………………78

4-7-4 توزیع ترکیبات مختلف گوگردی در بنزین…………………………………………………..79

4-7-5 محیط شبیه‌سازی …………………………………………………………………………………….80

4-7-6 نحوه اجرای برج تقطیر……………………………………………………………………………..83

4-7-7 توضیح فرایند تقطیر در خلا………………………………………………………………………85

4-7-8 جمع­بندی……………………………………………………………………………………………….85

فصل پنجم ……………………………………………………………………………………………………………………….86

5-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………87

5-2 شبیه­سازی واحد…………………………………………………………………………………………………..87

5-3 استخراج داده‌ها از شبیه‌سازی و هدف‌گذاری…………………………………………………………….87

5 -3-1 شبیه‌سازی منابع سرد و گرم خارجی در محیط Aspen HX-NET…………………89

5-4 ترسیم شبکه‌مبدل‌های حرارتی……………………………………………………………………………….89

5-5 هدف‌گذاری………………………………………………………………………………………………………92

5-5-1 تعیین ΔTMIN بهینه………………………………………………………………………………..92

5-5-2 برآورد هزینه سرمایه‌گذاری……………………………………………………………………..92

5-5-3 فرضیات هدف‌گذاری…………………………………………………………………………….93

5-6 بررسی نتایج هدف‌گذاری شده……………………………………………………………………………..94

5-7 اصلاح و بازبینی شبکه…………………………………………………………………………………………96

5-8 راهکار اقتصادی برای شبکه‌مبدل‌های حرارتی واحد 80………………………………………….100

5-9 نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………………………….101

5-10 پیشنهاد‌ها………………………………………………………………………………………………………..103

مراجع…………………………………………………………………………………………………………………….104<  /p>

پیوست­ها………………………………………………………………………………………………………………..107

1                    فصل اول

1-1            ضرورت انجام پژوهش

با افزایش قیمت حامل‌های انرژی و بحران انرژی از آغاز دهه‌ی هفتاد میلادی، همچنین مصرف بالای انرژی در بخش صنعت، صرفه‌جویی انرژی در صنایع به خصوص صنایع فرآیندی و شیمیایی امری ضروری است. همچنین با توجه به مصرف بالای بنزین و بحث خودکفایی در تولید بنزین توسط پالایشگاه‌های کشور، پیشرفت و بهینه سازی واحدهای بنزین سازی پالایشگاه‌های نفت مورد توجه قرار گرفته است. این امر منجر به ابداع روش‌های مختلفی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و همچنین استفاده مجدد از انرژی‌های تلف شده در یک فرایند گردید. افزایش روز افزون قیمت سوخت, كاهش منابع سوخت فسیلی و لزوم حفظ و نگهداری محیط زیست عواملی هستند كه كه اهمیت بازیافت بهینه انرژی حرارتی و جلوگیری از اتلاف انرژی را در صنایع مختلف, نشان می دهد. امروزه مصرف بهینه انرژی به عنوان یكی از شاخص ها عمده در ارزیابی توسعه یافتگی جوامع, مطرح گردیده است. شدت بالای مصرف انرژی در فرآیندهای شیمیایی، باعث افزایش هزینه‌های تولید و بهره‌برداری و نیز كاهش بازده استحصال مواد در محصولات صنعتی می گردد. همچنین با توجه به اهمیت طراحی شبکه‌ی مبدل‌های حرارتی به عنوان یکی از بخش‌های مهم طراحی فرآیندها، شبکه‌ی مبدل‌های حرارتی این واحد با دیدگاه انتگراسیون حرارتی بررسی گردیده است. این بررسی با دو رویکرد در قالب اصلاح شبکه‌ی موجود و طراحی مجدد شبکه انجام گرفته است. در طراحی مجدد شبکه، هدف کمینه‌کردن سطح انتقال حرارت و یا هزینه‌ی سالیانه کلی آن واحد می‌باشد. درحالی که هدف از بازبینی و اصلاح شبکه موجود کمینه‌کردن دوره بازگشت سرمایه بعد از اعمال تغییرات انجام شده در شبکه می باشد. دو روش رایج در طراحی و اصلاح شبکه‌ی مبدل‌های حرارتی روش طراحی پینچ و روش برنامه‌نویسی ریاضی می‌باشند .حالت عملیاتی شبکه نیز جهت بررسی کارآیی طرح، هنگام تغییر در شرایط عملیاتی، مورد بررسی قرار می‌گیرد. کاهش ضریب کلی انتقال حرارت در اثر ایجاد رسوب تغییر در دمای ورودی یا دبی جرمی جریان‌های فرآیندی از جمله پارامترهای عملیاتی هستند که اثر آنها را در شبکه بررسی میگردد. در این پایان‌نامه از ترکیب دو روش بهینه‌سازی ریاضی و روش پینچ، که براساس تحلیل ترمودینامیکی و طراحی کاربردی می‌باشند، به منظور طراحی مجدد و اصلاح شبکه استفاده شده است.فناوری پینچ همگام با توسعه‌ی اولیه‌اش در دانشگاه‌ها، در فرآیندهای صنعتی نیز به کار گرفته شده‌است و امروزه از آن به عنوان یک فناوری کامل در مراکز دانشگاهی و صنعتی یاد می‌شود. تحلیل کارآمد جهت بررسی عملکرد سیستم‌های انرژی و واحدهای فرآیندی است. با تکیه بر نتایج انجام گرفته بر اساس این تحلیل، نقاط بحرانی فرآیند شناسایی و جهت بهینه‌سازی انرژی واحد با اصلاح این نقاط بحرانی، حداکثر نتایج مطلوب حاصل خواهد شد.

تحلیل پینچ علاوه بر تعیین مبدل‌های حرارتی خطاکار، راهکار و شبکه مبدل‌های حرارتی مناسب را پیشنهاد می‌دهد. در این بین بهینه‌سازی انرژی در واحد 80  مورد بررسی قرار گرفته است.

1-2              روش انجام پژوهش:

در پایا‌ن‌‌نامه ابتدا واحد 80 برج تقطیر پالایشگاه آبادان توسط نرم افزار Aspen hysys refinery شبیه‌سازی می شود و نتایج شبیه‌سازی با مقادیر واقعی مقایسه می‌شود. در مرحله بعد نسخه شبیه‌سازی شده را به نرم‌افزار Aspen hysys Analyzer V7.2 ( همان نرم‌افزار HX-NET می‌باشد) لینک کرده و در محیط این نرم افزار شبکه مبدل‌های حرارتی ترسیم می‌شود. با ارزیابی شبکه فوق به کمک فناوری پینچ، امکان اصلاح شبکه بررسی شده و پیشنهاد‌ها لازم ارائه می‌شود. روش مورد استفاده در نرم افزار Aspen hysys Analyzer V7.2 تلفیقی از دو روش ریاضی و روش پینچ است. دو روش طراحی پینچ و روش برنامه نویسی ریاضی از پرکاربردترین روش‌ها جهت اصلاح شبکه موجود می‌باشند.

1-3            ساختار پایان‌نامه:

مطالعات و تحلیل‌های انجام شده در این پژوهش در قالب 5 فصل به شرح زیر ارائه شده است:

در فصل اول پس از مقدمه کوتاهی درباره اهمیت بهینه‌سازی انرژی واحد 80، روش انجام شده در این مطالعه برای کاهش مصرف انرژی و اصلاح شبکه مبدل‌های حرارتی این واحد بیان شده است.

در فصل دوم  پیشینه روش تحلیل پینچ و تعاریف اولیه با اشاره به تاریخچه انجام مطالعات  این تحلیل و به عنوان معیاری برای ارزیابی سیستم‌های انرژی و تعیین نقاط بحرانی فرآیند بیان شده است.

در فصل سوم روش تحلیل پینچ در انتگراسیون فرایند‌ها، هدف‌گذاری‌ها و اصول و معیارهای روش پینچ در اصلاح شبکه مبدل‌های حرارتی و بهینه‌سازی فرایند‌ها با بهره گرفتن از فناوری پینچ بیان شده است.

در فصل چهارم فرآیند تولید نفت خام برای آشنایی بیشتر توضیح داده شده است. در این فصل پس از بیان تاریخچه توسعه این واحد پالایشگاهی، انواع فرآیندهای و مشخصات خوراک و محصول این واحد بیان شده است .

در فصل پنجم نتایج تحلیل‌های پینچ و سایر مطالعات انجام شده در واحد 80 آبادان آورده شده است و در ادامه فصل، اصلاح شبکه مبدل‌های حرارتی واحد بیان شده است و در پایان فصل با انجام مطالعات اقتصادی، نتیجه‌گیری‌ این پژوهش و پیشنهادهایی برای انجام کارها و مطالعات آتی بیان شده است.

2     فصل دوم

2-1           سابقه علمی

در سال 1970 که بحران انرژی آغاز شد مهندسان طراح و صاحبان صنایع بویژه شرکت‌های صنایع  فرایند‌های شیمیایی به صرفه‌جویی در مصرف انرژی اندیشیدند که به ابداع روش‌های گوناگون برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی در طی این سال‌ها منجر شد. همچنین به موازات آن دریافتند که باید از انرژی‌هایی که در یک فرایند تلف می‌شوند نیز دوباره استفاده کنند. (انرژی تلف شده انرژیی می‌باشد که در یک فرایند تولید می‌شود ولی دوباره به محیط دور ریخته می‌شود اگرچه هنوز می‌توان از ان دوباره استفاده نمود).

کیفیت لازم برای انرژی مقدار نیست بلکه ارزش آن می‌باشد. این استراتژی که چگونه این انرژی بازیافت شود به دمای آن و مسائل اقتصادی بستگی دارد.در این خصوص شیوه‌های مختلفی برای استفاده مجدد از این انرژی‌های هدر رفته در کارخانه‌ها ارائه گردیده است که به بازیافت حرارتی معروف شده اند.این فعالیت‌ها تا کنون به ابداع روش‌های متعددی در طراحی منجر شده‌است.

اولین روش تجربی با بهره گرفتن از قواعد تجربی و طی چند مرحله تکاملی آرایش مناسبی برای شبکه بدست می‌آید.به عنوان نمونه توصیه می‌شود که در صورت امکان گرمترین جریان گرم موجود در فرایند انرژی خود را با جریان سردی که دمای نهایی آن از دیگر جریان‌های سرد بیشتر باشد مبادله نماید.این روش علی‌رغم سادگی روش قابل اطمینانی محسوب نمی‌شود ودر یک واحد شیمیایی پیچیده ما را به بهترین طرح ممکن رهنمون نخواهد ساخت.

دومین روش، روش ریاضی، که قدیمیترین روش محسوب می‌شود ابتدا تمام آرایش های ممکن برای شبکه تبادل‌گرهای حرارتی تعریف شده و به وسیله‌ی محاسبات ریاضی پیچیده و زمان‌گیر بازده واحد در هر حالت ارزیابی می‌شود و به تدریج گزینه‌های نامناسب حذف می‌گردند تا به شبکه منتخب نهایی برسیم. در این روش تعداد گزینه‌ها و حالات مختلفی که برای هر مسئله می‌بایست در نظر گرفت بسیار زیاد خواهند بود و در مسئله‌ای نظیر شبکه تبادل‌گر‌های حرارتی یک پالایشگاه به ارقامی بیش از 1018 لحاظ میرسد. بنابرین این مجموعه از ارزیابی‌ها به یک کامپیوتر بزرگ و صرف زمان زیادی نیاز دارد به همین لحاظ در یک واحد صنعتی با ابعاد و پیچیدگی‌های یک پالایشگاه استفاده از این روش با محدودیت مواجه خواهد شد [16].

در سال 1965، وا[1]، نظریه ادغام کلیه حالات مختلف شبکه مبدل ها را در یک شبکه کلی به نام ابر ساختار ارائه نمود. روش وی به عنوان ابزاری قوی برای طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی و ترکیب کلی فرایند با بهره گرفتن از مبدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی مورد استفاده قرار گرفت[1].

سومین روش، روش ترمودینامیکی (پینچ)، پیچیدگی غیر ضروری روش دوم را ندارد و در عین حال قابل اعتماد نیز محسوب می‌شود و تا کنون به موفقیت‌های بزرگی نائل آمده‌است. زیرا مهندسین طراح می توانند با بهره گرفتن از این روش قبل از طراحی نهایی حداقل گرمایش و سرمایش مورد نیاز  فرایند کمترین سطح مورد نیاز برای تبادل حرارت و هزینه ها را محاسبه نموده و تلقی درستی از شبکه بهینه نهایی بدست آورد. در ضمن بدلیل سادگی و سهولت استفاده بر خلاف روش دوم کنترل طراحی در دست طراح می‌باشد و می‌تواند در مراحل مختلف تصمیم گیری و انتخاب نماید. این روش متکی بر تجربه و یا آزمون خطا نمی‌باشد و بوسیله‌ ان طراحی شبکه آسان‌تر و صرف زمان کمتری انجام می‌گیرد.

 در سال 1971، هامن[2] با بهره گرفتن از مفاهیم ترمودینامیکی، گام‌های موثری را در زمینه تحلیل شبکه مبدل‌های حرارتی برداشت که تحقیقات وی بعدها سرچشمه نکات ارزنده‌ای در طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی گردید. کار وی به طور عمده بر تعیین حداقل انرژی مورد نیاز بر شبکه مبدل‌های حرارتی با بهره گرفتن از روش تحلیل استوار بود که بعد‌ها بوسیله‌ی فلاور[3] و لینهوف[4] کامل‌تر و به صورت الگوریتم ریاضی و مناسب برای هدف‌گذاری تبدیل شد[1].