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 فازي 15

3-3- تفاوت سیستم های کلاسیک و فازی 16

3-4- متغیرهای زبانی 17

3-5- اعداد و مجموعه هاي فازي 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- عملگرهاي مجموعه هاي فازي 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 پايدار 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

فهرست اشکال

شکل ‏2-1: منطقه مورد مطالعه 8

شکل ‏3-1: نمودار عدد مطلق در ارتباط با قد 18

شکل ‏3-2: نمودار عدد فازي بلند قدي انسان 19

شکل ‏3-3: نمودار عدد فازي کوتاه قدي انسان 19

شکل ‏3-4: نمودار عدد فازي حالات مختلف قد انسان 19

شکل ‏3-5:تابع عضویت فازی و اجزای آن 21

شکل ‏3-6: تابع عضویت مثلثی 22

شکل ‏3-7: تابع عضویت گوسی 22

شکل ‏3-8: تابع عضویت ذوزنقه ای 23

شکل‏3-9: تابع عضویت زنگوله ای 23

شکل ‏3-10: عملگرهای اصلی فازی. 24

شکل ‏3-11: ساختار اصلی سیستم فازی خالص 27

شکل ‏3-12: ساختار اصلی سیستم فازی TSK 28

شکل ‏3-13: ساختار اصلی سیستم فازی خالص 28

شکل ‏3-14: ساختار مدل سیستم استنتاج فازی 29

شکل‏3-15: غیر فازی سازی به روش مرکز ثقل 31

شکل ‏3-16: روش غیرفازی ساز میانه ماکزیمم 32

شکل ‏3-17: روش غیرفازی ساز میانه ماکزیمم 33

شکل ‏3-18: انواع پايداري براي تامين آسايش و رفاه پايدار 36

شکل ‏3-19: شماي مفهومي توسعه پايدار از نظر رفاه انسان و اكوتوريسم 37

شکل ‏4-1: نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه 40

شکل ‏4-2: نقشه پراکندگی مدارس تهران 41

شکل ‏4-3: نقشه وضعیت دسترسی ساکنان به بیمارستان ها و مراکز بهداشتی 42

شکل ‏4-4: نقشه شبکه ارتباطی منطقه مورد مطالعه 42

شکل ‏4-5: نقشه پراکندگی پارک های منطقه مورد مطالعه 44

شکل ‏-6: نقشه تراکم جمعیت منطقه مورد مطالعه 45

شکل ‏4-7: روند انجام تحقیق 46

شکل ‏4-8: نمای کلی سیستم استنتاج فازی 53

شکل ‏4-9: نمودار تابع عضویت  فازی سازگاری کاربری ها 54

شکل ‏4-10:  نمودار توابع عضویت  فازی، معیار ورودی دسترسی به خدمات نشان داده شده است 54

شکل ‏4-11: نمودار توابع عضویت  فازی امنیت در برابر زلزله 55

شکل ‏4-12: نمای کلی قواعد فازی در نرم افزار MATLAB 56

شکل ‏5-1: نقشه سازگاری کاربری ها 59

شکل ‏5-2: نقشه فاصله از بزرگراه ها 60

شکل ‏5-3: نقشه استاندارد شده دسترسی به بزرگرا ها 60

شکل ‏5-4: نقشه فاصله از خیابان های اصلی 61

شکل ‏5-5: نقشه استاندار شده دسترسی به خیابان های اصلی 61

شکل ‏5-6: نقشه فاصله از مترو 62

شکل ‏5-7: نقشه استاندارد شده دسترسی به مترو 62

شکل ‏5-8:نقشه فاصله از مدارس ابتدایی 63

شکل ‏5-9: نقشه استاندارد شده دسترسی به مدارس ابتدایی 63

شکل ‏5-10: نقشه فاصله از مدارس راهنمایی 64

شکل ‏5-11: نقشه دسترسی به مدارس ابتدایی 64

شکل ‏5-12: نقشه فاصله از دبیرستان 65

شکل ‏5-13: نقشه فاصله از مدارس راهنمایی 65

شکل ‏5-14: نقشه فاصله از پارک ها 66

شکل ‏5-15: نقشه استاندارد شده دسترسی به پارک ها 66

شکل ‏5-16: نقشه استاندارد شده دسترسی به بیمارستان ها و مراکز بهداشتی 67

شکل ‏5-17: نقشه استاندارد شده میزان تخریب ساختمان ها 67

شکل ‏5-18: نقشه استاندارد شده تراکم جمعیت 68

شکل ‏5-19: نقشه دسترسی به خدمات 69

شکل ‏5-20: نقشه امنیت در برابر زلزله 70

شکل ‏5-21: نمودار ارتباط پارامترهای ورودی و خروجی را در سیستم استنتاج فازی 72

شکل ‏5-22: نقشه پایداری کاربری ها 73

شکل ‏5-23: توابع عضویت معیارهای ورودی و تابع عضویت خروجی 74

شکل ‏5-24: نقشه حساسیت پایداری کاربری ها به معیار ورودی 75

شکل ‏5-25: نقشه پایداری کاربری ها با دو معیار سازگاری کاربری ها و دسترسی به خدمات 76

شکل ‏5-26: نقشه پایداری کاربری ها با دو معیار امنیت در برابر زلزله , دسترسی به خدمات 77

شکل ‏5-27: نقشه پایداری کاربری ها با دو سازگاری کاربری ها و امنیت در برابر زلزله 78

 فهرست جداول

جدول ‏4-1: درجه سازگاری کاربری ها 47

جدول ‏4-2: ماتریس سازگاری  مناطق 18 تا 22 48

جدول ‏5-1: قوانین فازی  تهیه شده با نظر کارشناسی 71