—d1965

3-2-2 پمپ23
3-2-3 کانال آزمایشگاهی23
3-2-4 مخزن آرام کننده جریان24
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-2-5 مدل سازه ترکیبی سرریز - دریچه24
3-3 آنالیز ابعادی25
3-4 شبیهسازی عددی27
3-4-1 معرفی نرمافزار Flow3D28
3-4-2 معادلات حاکم32
3-4-3 مدلهای آشفتگی33
3-4-3-1 مدلهای صفر معادلهای35
3 -4-3-2 مدلهای یک معادلهای35
3-4-3-3 مدلهای دو معادلهای36
3-4-3-4 مدلهای دارای معادله تنش36
3-4-4 شبیهسازی عددی مدل37
3-4-4-1 ترسیم هندسه مدل38
3-4-4-2 شبکه بندی حل معادلات جریان38
3-4-4-3 شرایط مرزی کانال40
3-4-4-4 خصوصیات فیزیکی مدل41
3-4-4- 5 شرایط اولیه جریان43
3-4-4-6 زمان اجرای مدل43
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1 مقدمه46
4-2 شبیهسازی هیدرولیک جریان در حالت کف صلب46
4-2-1 واسنجی نرمافزار46
4-2-1-1 ارزیابی نرمافزارپ48
4-2-1-2 بررسی تأثیر انقباض جانبی سازه ترکیبی سرریز - دریچه بر هیدرولیک جریان54
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-3 شبیهسازی آبشستگی پاییندست جریان59
4-3-1 واسنجی نرمافزار59
4-3-1-1 ارزیابی نتایج نرمافزار61
فصل پنجم: پیشنهادها
5-1 مقدمه70
5-2 نتیجهگیری70
5-3 پیشنهادها71
منابع74

فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 3- 1 محدوده آزمایشات انجام شده برای مدلسازی هیدرولیک جریان25
جدول 3- 2 معرفی نرمافزار Flow3D28
ادامه جدول 3-229
جدول 3- 3 محدوده دادههای به کار رفته جهت شبیهسازی آبشستگی38
جدول 3- 4 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزار40
جدول 3- 5 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزار41
جدول 3- 6 مدلسازیهای انجام شده برای تعیین بهترین مقدار پارامترهای مربوط به رسوب42
جدول 4- 1 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-1)51
جدول 4- 2 نتایج حاصل از مدلسازی سازه ترکیبی همراه با انقباض جانبی برای نسبت دبیها55
جدول 4- 3 تأثیر پارامتر عدد شیلدز بحرانی بر حداکثر عمق آبشستگی60
جدول 4- 4 تأثیر پارامتر ضریب دراگ بر حداکثر عمق آبشستگی60
جدول 4- 5 تأثیر زاویه ایستایی بر حداکثر عمق آبشستگی61
جدول 4-6 تأثیر پارامتر حداکثر ضریب تراکم مواد بستر بر حداکثر عمق آبشستگی61
جدول 4- 7 بهترین مقادیر برای پارامترهای مؤثر در شبیهسازی حفره آبشستگی61
جدول 4- 8 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-4)65
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
TOC h z t "fig,1,table,1" شکل 1- 1 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه5
HYPERLINK l "_Toc366000088" شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پاییندست برخی از سازههای هیدرولیکی8
HYPERLINK l "_Toc366000089" شکل 2- 1 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی12
شکل 2- 2 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه بدون فشردگی جانبی12


شکل 2- 3 نمایی از مدلهای آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، 1386)14
شکل 2- 4 مدل شبیهسازی شده جریان و حفره آبشستگی جریان ترکیبی (اویماز، 1987)14
شکل 2- 5 فرآیند پر و خالی شدن حفره آبشستگی درحین برخی از آزمایشات (دهقانی و بشیری، 2010) 15
شکل 3- 1 نمایی از مدل آزمایشگاهی کانال با مقیاس کوچک23
شکل 3- 2 مشخصات اجزای فلوم آزمایشگاهی با مقیاس کوچک24
شکل 3- 3 مدل فیزیکی سازه ترکیبی مورد استفاده در آزمایشات هیدرولیک جریان25
شکل 3- 4 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از سرریز و زیر دریچه در بستر صلب26
شکل 3- 5 مدلسازی پرش هیدرولیکی30
شکل 3- 6 مدلسازی جریان در قوس رودخانه30
شکل 3- 7 مدلسازی جریان عبوری از زیر دریچه30
شکل 3- 8 مدلسازی جریان عبوری از روی سرریز با انقباض جانبی و بدون انقباض31
شکل 3- 9 مدلسازی آبشستگی پاییندست سازه31
شکل 3- 10 مشبندی یکنواخت در کانال با مقیاس کوچک39
شکل 3- 11 مشبندی غیر یکنواخت در راستای طولی کانال با مقیاس بزرگ40
شکل 3- 12 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر صلب40
شکل 3- 13 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر رسوب41
شکل 3- 14 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی هیدرولیک جریان43
شکل 3- 15 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی حفره آبشستگی43
شکل 4- 1 مقایسه نتایج پروفیل سطح آب برای شبکهبندیهای مختلف میدان جریان با داده آزمایشگاهی46
شکل 4- 2 مقایسه پروفیل سطح آب در دو مدل تلاطمی k-ε RNG و k-ε و دادههای آزمایشگاهی47
شکل 4- 3 مقایسه پروفیل سطح آب در مدل تلاطمی k-ε RNG با دادههای آزمایشگاهی49
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4-4 ارزیابی دقت مدل RNG k-ε برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی سرریز- دریچه49
شکل 4- 5 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs / Qg)51
شکل 4- 6 نمودار تغییرات نسبت دبیهای نرمافزار و مشاهداتی52
شکل 4- 7 مقایسه رابطه نسبت دبیها درسازه ترکیبی سرریز- دریچه با روابط تجربی برای تخمین دبی در سرریز و ریچه52
شکل 4- 8 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε53
شکل 4- 9 توزیع فشار جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε53
شکل 4- 10 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز - دریچه54
شکل 4- 11 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی سرریز - دریچه54
شکل 4- 12 شماتیکی از جریان عبوری از سازه ترکیبی دارای انقباض جانبی54
شکل 4-13 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی با انقباض جانبی55
شکل 4-14 مقایسه عمق جریان درعرض کانال دربلافاصله قبل از سازه برای میزان انقباضهای جانبی مختلف سازه رکیبی56
شکل 4-15 مقایسه عمق جریان در طول کانال برای میزان انقباضهای جانبی مختلف سازه ترکیبی56
شکل 4-16 توزیع مؤلفه طولی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض57
شکل 4-17 توزیع مؤلفه طولی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض57
شکل 4-18 توزیع مؤلفه عرضی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض58
شکل 4-19 توزیع مؤلفه عرضی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض58
شکل 4- 20 مقایسه دقت شبیهسازی حفره آبشستگی با استفاده از مدلهای مختلف آشفتگی59
شکل 4- 21 ارزیابی دقت نرمافزار برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی62
شکل 4- 22 ارزیابی دقت نرمافزار برای حداکثر عمق آبشستگی62
شکل 4- 23 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در بستر متحرک63
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4- 24 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب64
شکل 4- 25 نمودار تغییرات نسبت دبیهای نرمافزار و مشاهداتی65
شکل 4-26 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان در اطراف سازه ترکیبی66
شکل 4-27 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز – دریچه (الف. بردارهای سرعت ب. خطوط جریان)66
شکل 4-28 توزیع تنش برشی در اطراف حفره آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز- دریچه در ابتدای اجرای برنامه67
شکل 4- 29 مقایسه رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب و بستر صلب67
شکل 4-30 نمودار رابطه حداکثر عمق آبشستگی با نسبت دبیهای عبوری از رو و زیر سازه ترکیبی68

18849116456969
فصل اول
مقدمه
1-1- مقدمه
یکی از عمده‌ترین مشکلات سازه‌هایی از قبیل سرریزها، دریچه‌ها و حوضچه‌های آرامش که در بالادست بسترهای فرسایش‌پذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت سازه است که علاوه‌بر تأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن است باعث تغییر مشخصات جریان و در نتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه شود. به دلیل پیچیدگی موضوع، اکثر محققین آن را به صورت آزمایشگاهی بررسی کردهاند که با وجود تمام دستآوردهای مهمی که تاکنون در زمینه آبشستگی موضعی حاصل گردیده است، هنوز هم شواهد زیادی از آبشستگی گسترده در پایاب دریچه‌ها، سرریزها، شیب‌شکن‌ها، کالورت‌ها و مجاورت پایه‌های پل دیده می‌شود که می‌تواند پایداری این سازهها را با خطرات جدی مواجه کند.
پدیده آبشستگی زمانی اتفاق می‌افتد که تنش برشی جریان آب عبوری از آبراهه، از میزان بحرانی شروع حرکت ذرات بستر بیشتر شود. تحقیقات نشان داده است که عوامل بسیار زیادی بر آبشستگی در پایین‌دست سازه تأثیرگذار هستند که از جمله آنها می‌توان به اندازه و دانه‌بندی رسوبات، عمق پایاب، عدد فرود ذره، هندسه سازه و ... اشاره کرد (کوتی و ین (1976)، بالاچاندار و همکاران (2000)، کلز و همکاران (2001)، لیم و یو (2002)، فروک و همکاران (2006)، دی و سارکار (2006) و ساراتی و همکاران (2008)).
دریچهها و سرریزها به طور گسترده به منظور کنترل، تنظیم جریان و تثبیت کف، در کانالهای باز مورد استفاده قرار میگیرند. بر اثر جریان ناشی از جت عبوری از رو یا زیر سازهها، امکان ایجاد حفره آبشستگی در پاییندست سازهها وجود دارد که ممکن است پایداری سازه را به خطر اندازد؛ بنابراین تعیین مشخصات حفره آبشستگی مورد توجه محققین هیدرولیک جریان قرار گرفته است.
به منظور افزایش بهره‌وری از سازههای پرکاربرد سرریزها و دریچهها، می‌توان آنها را با هم ترکیب نمود به‌طوری‌که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. با ترکیب سرریز و دریچه می‌توان دو مشکل عمده و اساسی رسوب‌گذاری در پشت سرریزها و تجمع رسوب و مواد زائد در پشت دریچه‌ها را رفع نمود. در سازه ترکیبی سرریز- دریچه، شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هر کدام از این دو سازه به‌تنهایی متفاوت است.
1-2 تعاریف1-2-1 سرریزها
یکی از سازههای مهم هر سد را سرریزها تشکیل میدهند که برای عبور آب اضافی و سیلاب از سراب به پایاب سدها، کنترل سطح آب، توزیع آب و اندازهگیری دبی جریان در کانالها مورداستفاده قرار میگیرد. با توجه به حساس بودن کاری که سرریزها انجام میدهند، باید سازهای قوی، مطمئن و با راندمان بالا انتخاب شود که هر لحظه بتواند برای بهرهبرداری آمادگی داشته باشد.
معمولاً سرریزها را بر حسب مهمترین مشخصه آنها تقسیمبندی میکنند. این مشخصه میتواند در رابطه با سازه کنترل و کانال تخلیه باشد. بر حسب اینکه سرریز مجهز به دریچه و یا فاقد آن باشد به ترتیب با نام سرریزهای کنترلدار و یا سرریزهای بدون کنترل شناخته میشوند.
1-2-2 دریچهها
دریچهها سازههایی هستند که از فلزات، مواد پلاستیکی و شیمیایی و یا از چوب ساخته میشوند. از دریچهها به منظور قطع و وصل و یا کنترل جریان در مجاری عبور آب استفاده میشود و از لحاظ ساختمان به گونهای میباشند که در حالت بازشدگی کامل عضو مسدود کننده کاملاً از مسیر جریان خارج میگردد.
دریچهها در سدهای انحرافی و شبکههای آبیاری و زهکشی کاربرد فراوان دارند. همچنین برای تخلیه آب مازاد کانالها، مخازن و پشت سدها به کار میروند (نواک و همکاران، 2004).
دریچهها به صورت زیر دستهبندی میشوند:
بر اساس محل قرارگیری: دریچههای سطحی و دریچههای تحتانی. دریچه سطحی تحت فشار کم و دریچه تحتانی تحت فشار زیاد قرار میگیرند.
بر اساس کاری که انجام میدهند: دریچههای اصلی، تعمیراتی و اضطراری. دریچه اصلی به طور دائم مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. برای تعمیرات از دریچه تعمیراتی و در زمان حوادث از دریچه اضطراری استفاده میشود.
بر اساس مصالح بدنه: دریچههای فولادی، آلومینیومی، بتنی مسلح، چوبی و پلاستیکی. دریچه فولادی به خاطر استقامت زیاد به صورت وسیع مورد استفاده قرار میگیرد.
بر اساس نوع بهرهبرداری: دریچههای تنظیم کننده دبی و دریچههای کنترلکننده سطح آب
بر اساس مکانیزم حرکت: دریچههای خودکار، هیدرولیکی، مکانیکی، برقی و دستی. دریچه خودکار بر اساس نیروی شناوری و وزن دریچه و بدون دخالت انسان کار میکند. دریچه هیدرولیکی بر اساس قانون پاسکال عمل مینماید. دریچه برقی از دستگاههای برقی، دریچه مکانیکی با استفاده از قانون نیرو و بازو و بالاخره دریچه دستی به صورت ساده با دست جابهجا میشوند.
بر اساس نوع حرکت: دریچههای چرخشی، غلطان، شناور و دریچههایی که در امتداد یا در جهت عمود بر جریان حرکت مینمایند.
بر اساس انتقال فشار آب: دریچهها ممکن است فشار را به طرفین یعنی به پایههای پل یا به تکیهگاهها منتقل نمایند و یا ممکن است نیروی فشار آب بر کف منتقل شود و یا ممکن است نیروی فشار آب به هر دو یعنی هم تکیهگاهها و هم بر کف منتقل شود.
1-2-3 سازه ترکیبی سریز – دریچهترکیب سرریز - دریچه یکی از انواع سازههای هیدرولیکی میباشد که در سالهای اخیر عمدتاً برای عبور سیال در مواردی که سیال حاوی سرباره و رسوب به صورت همزمان میباشد (مانند کانال عبور فاضلاب) بکار رفته است. سازه ترکیبی سرریز - دریچه با تقسیم دبی عبوری از بالا و پایین خود از انباشت سرباره و رسوب در پشت سازه جلوگیری میکند. از دیگر کاربردهای عملی این ترکیب، میتوان انواع سدهای تأخیری را نام برد. در سدهای تأخیری برای جلوگیری از انباشت رسوب در پشت سد که منجر به کاهش حجم مفید مخزن میگردد اقدام به تعبیه تخلیهکنندههای تحتانی میگردد. از طرف دیگر این نوع سدها به علت برآورد اهداف طراحی و عبور سیلابهای محتمل به صورت روگذر نیز عمل میکنند که از این دو جهت، مدل ترکیبی سرریز - دریچه ایده مناسبی برای تحلیل این نوع سدها میباشد. اگرچه این نوع سازه دارای کاربرد فراوانی در سازههای هیدرولیکی میباشد.
جهت به حداقل رساندن مشکلات در سرریزها و دریچه‌ها و همچنین جهت بالا بردن مزایای آنها می‌توان از سازه ترکیبی سرریز - دریچه استفاده کرد به طوری که در یک زمان، جریان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. این وسیله ترکیبی می‌تواند مشکلات ناشی از فرسایش و رسوبگذاری را مرتفع نماید (دهقانی و همکاران، 2010).
همچنین با این روش، رسوبات و مواد زائد در پشت سرریزها انباشته نمی‌‌‌شوند (ماخرک، 1985).
مشکلاتی را که در اثر وجود مواد رسوبی یا شناور در آب انتقالی برای آبیاری حاصل می‌شود، می‌توان با استفاده از سازه ترکیبی سرریز - دریچه به مقدار زیادی کاهش داده که امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر و ساده‌تر را به همراه دارد ( اسماعیلی و همکاران، 1385).
سیستم سرریز - دریچه امکان عبور جریان را از پایین و بالای یک مانع افقی در قسمت میانی مجرا به طور همزمان فراهم نموده، بدین صورت که مواد قابل رسوب را در پشت دریچه به صورت زیرگذر و مواد شناور را به صورت روگذر سرریز عبور میدهد (شکل 1- 1).
331470506095جریان عبوری از زیر دریچه
00جریان عبوری از زیر دریچه
267970163195جریان عبوری از روی سرریز
00جریان عبوری از روی سرریز
138620527622500143446560769500
شکل 1- 1 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچهاز اینرو تعیین شکل و حداکثر عمق آبشستگی در پاییندست سرریز و دریچه ترکیبی به منظور تثبیت وضعیت بستر میتواند مفید واقع شود.
1-2-4 آبشستگیآبشستگی یکی از موضوعات مهم و قابل توجه در مهندسی رودخانه و هیدرولیک جریان در بسترهای آبرفتی میباشد. چنانچه در یک بازه مورد بررسی، مقدار رسوب وارد شده کمتر از مقدار رسوب خارج شده باشد، عمل فرسایش کف رودخانه و یا بدنه آن رخ میدهد و کف رودخانه بتدریج عمیق میشود. از جمله اثرات منفی گود شدن بستر رودخانه، میتوان به شکست برشی و لغزش در بستر و نیز گرادیان هیدرولیکی خروجی اشاره کرد که در نهایت، افزایش فشار بالابرنده و ایجاد پدیده تراوش را در پی دارد.
به فرسایش بستر و کناره آبراهه در اثر عبور جریان آب، به فرسایش بستر در پاییندست سازههای هیدرولیکی به علت شدت جریان زیاد و یا به فرسایش بستر در اثر بوجود آمدن جریانهای متلاطم موضعی، آبشستگی گویند. عمق ناشی از فرسایش بستر اولیه را عمق آبشستگی مینامند. (کتاب هیدرولیک کانالهای روباز، دکتر ابریشمی)
از آنجا که مکانیزم عمل آبشستگی در مکانهای مختلف متفاوت میباشد، از این رو آبشستگی را به دو نوع تقسیمبندی میکنند:
نوع اول آبشستگی تنگشدگی میباشد. این نوع آبشستگی در دو حالت اتفاق می‌افتد:
الف) در جایی که رودخانه هنوز به حالت تعادل نرسیده و پتانسیل حمل رسوب در بازه‌ای از رودخانه بیش از میزان رسوب ورودی به این بازه باشد.
ب) در جایی که سرعت جریان به دلایلی مانند کاهش مقطع رودخانه در محل پل‌ها، افزایش پیدا می‌کند که در مقطع تنگ شده آبشستگی اتفاق می‌افتد.
در محل احداث پل، آبشکن و یا دیواره ساحلی معمولاً عرض رودخانه را کاهش می‌دهند. این عمل باعث می‌شود که سرعت جریان در این محدوده افزایش یابد. در نتیجه به ظرفیت حمل رسوب افزوده شده و سبب خواهد شد تا بستر رودخانه در این محل فرسایش یابد. عمل فرسایش آنقدر ادامه می‌یابد تا ظرفیت حمل رسوب کاهش یافته و برابر با ظرفیت حمل رسوب در مقطع بالادست گردد. در این حالت، نرخ فرسایش در این محل کمتر می‌شود. هر چند این فرسایش موجب می‌شود که تأثیر پسزدگی آب در بالادست کاهش یابد ولی به خاطر این مسئله نباید اجازه داده شود تا فرسایش صورت گیرد زیرا آبشستگی باعث خطرات جدی مثل واژگونی پل می‌گردد.
نوع دیگر آبشستگی، آبشستگی موضعی است. این نوع آبشستگی در پاییندست سازههای هیدرولیکی، در محل پایههای پل و به طور کلی هر مکانی که شدت جریانهای درهم به طور موضعی افزایش یابد، بوجود میآیند.
آبشستگی موضعی پاییندست سازههای هیدرولیکی نظیر سدها، سرریزها، شوتها، سازههای پلکانی و ... پدیده طبیعی است که به‌دلیل وجود سرعت محلی بیش از سرعت بحرانی بوجود میآید و دلایل آن را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
ناکافی بودن مقدار استهلاک انرژی
تشکیل پرش هیدرولیکی ناپایدار و یا انتقال پرش خارج از کف حوضچه آرامش
بوجود آمدن جریانهای گردابی در پاییندست سازههای هیدرولیکی
شکل (1- 2) چند نوع سازه هیدرولیکی و آبشستگی پاییندست آنها را نشان میدهد.

شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پاییندست برخی از سازههای هیدرولیکی (استاندارد آب و آبفا، 1389)
میزان عمق آبشستگی برای هر یک از سازهها بستگی به شرایط هیدرولیکی جریان و مشخصات رسوب و شرایط هندسی سازه دارد. تخمین میزان عمق آبشستگی از اینرو اهمیت دارد که ممکن است باعث تخریب سازه گردد.
به طور کلی آبشستگی در اثر اندرکنش نیروهای زیر حاصل میشود:
1- نیروی محرک ناشی از جریان که در راستای جدا کردن ذره از بستر عمل میکند.
2- نیروی مقاوم ناشی از اصطکاک ذرات و وزن ذره که در برابر حرکت ذره مقاومت کرده و مانع جدایی ذره از بستر میشود.
جریانها در محل وقوع آبشستگی، یک فرآیند دوفازی (آب و رسوب) است. بنابراین آبشستگی متأثر از متغیرهای بسیاری از قبیل پارامترهای جریان، مشخصات بستر آبرفتی، زمان و هندسه آبراهه میباشد. به همین دلیل، محققین هر یک به مطالعه بخشی از این وقایع پرداخته و آن را به صورت آزمایشگاهی و تجربی بررسی کردهاند.
1-3 ضرورت انجام تحقیقاز آنجایی که در سازه‌های ترکیبی سرریز - دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان، تغییرات در توزیع تنش‌های برشی کف و از این‌رو افزایش پیچیدگی محاسبات می‌شود، بنابراین شبیه‌سازی الگوی جریان، سطح آزاد آب و آبشستگی مورد توجه محققین قرار دارد و لذا در این تحقیق، علاوه بر بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در بستر صلب، توانایی نرمافزار Flow3D در شبیه‌سازی عددی الگوی جریان و آبشستگی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت‌.
1-4 اهداف تحقیقتحقیق انجام شده به منظور پاسخگویی به اهداف زیر صورت گرفته است:
1- بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه در بستر صلب و مدلسازی عددی آن با نرمافزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن دو
2- مدلسازی عددی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی با نرمافزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از بررسیهای آزمایشگاهی توسط محققین دیگر
3- ارزیابی دقت مدلهای تلاطمی نرمافزار Flow3D در شبیهسازیهای عددی الگوی جریان و آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز – دریچه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی
4- محاسبه نسبت دبی عبوری از بالای سرریز به زیر دریچه با استفاده از مدل Flow3D
1- 5 ساختار کلی پایاننامهاین تحقیق در پنج فصل به شرح زیر تدوین شده است:
فصل اول- کلیات: که شامل مقدمهای بر سرریزها، دریچهها و مبانی ترکیب این دو سازه بوده و همچنین در رابطه با هیدرولیک جریان و آبشستگی در پای هر کدام از سازههای سرریز یا دریچه و یا سازه ترکیبی سرریز - دریچه کلیاتی ارائه گردیده است.
فصل دوم- بررسی منابع: در این فصل، پیشینه تحقیقها در زمینه هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه، آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی و همچنین مطالعات انجام شده توسط نرم‌‌افزار Flow3D بررسی خواهد شد.
فصل سوم- مواد و روشها: این فصل شامل معرفی مواد و روشهای تحقیق، آشنایی با نرمافزار Flow3D و مراحل مدلسازی است.
فصل چهارم- نتایج و بحث: در این فصل، نتایج ارائه شده شامل دو بخش است. بخش اول مربوط به نتایج آزمایشات انجام شده در بستر صلب مربوط به جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز – دریچه و بخش دوم مربوط به نتایج شبیهسازی عددی الگوی جریان، پروفیل و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی است.
فصل پنجم- نتیجهگیری و پیشنهادها: این فصل دربرگیرنده نتایج بدست آمده از تحلیلها به همراه پیشنهادهایی برای تحقیقات بعدی است.
فصل دوم
مروری بر منابع
2-1 مرور منابع
در این فصل، بررسی منابع و سوابق تحقیق در دو بخش مطالعات آزمایشگاهی و مطالعات عددی توسط نرمافزار Flow3D ارائه میشود که ابتدا مطالعات آزمایشگاهی در دو حالت بستر صلب و متحرک ارائه شده و سپس مطالعات عددی با نرمافزار Flow3D نام برده میشود. چون در مورد جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز‌– دریچه، مدلسازی با نرمافزار Flow3D تاکنون انجام نگرفته است مطالعات عددی نرمافزار Flow3D در همه زمینهها اشاره شده است.
2-2 مطالعات آزمایشگاهی جریان
از جمله مطالعات آزمایشگاهی هیدرولیک جریان در سازه ترکیبی سرریز‌- دریچه، میتوان به مطالعات نجم و همکاران (1994) اشاره کرد. ایشان پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مؤثر بر روی جریان ترکیبی را مورد بررسی قرار داده و برای جریان سرریز مثلثی روی دریچه مستطیلی، سرریز و دریچه مستطیلی با ابعاد تنگشدگیهای مختلف به طور جداگانه معادلاتی استخراج کردند. همچنین حالتی را که تنگشدگی دریچه و سرریز یکسان یا متفاوت باشد نیز به طور جداگانه مورد بررسی قرار دادند. این محققین همچنین برای شرایط مختلف مانند استفاده از سرریز مثلثی با زاویههای مختلف و یا سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی (شکل 2-1) و بدون فشردگی جانبی (شکل 2-2) روابط جداگانهای به صورت رابطههای (2-1) تا (2-4) ارائه دادند.

شکل 2-‌1 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز‌- دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی
شکل 2- 2 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه بدون فشردگی جانبی41052753175(2- 1)
00(2- 1)
Cd=Qc(b1d2gd+y+h-hd+232gb-0.2hh1.5)4274820140335(2- 2)
00(2- 2)
Qu=23Cu2g(b-0.2h)h1.54105275112395(2- 3)
00(2- 3)
Ql=Clb1d2g(d+y+h-hd)429387059690(2- 4)
00(2- 4)
Qc2gb(d1.5 )=Cl1+yd+hd+hdd+23Cu(hd)32شیواپور و پراکاش (2004)، به بررسی دبی جریان از روی سرریز مستطیلی و از زیر دریچه V شکل پرداختند. طبق نتایجی که ایشان گرفتند زمانی که از دریچه V شکل و کج استفاده میشود دبی کانالهای مستطیلی با بستر ثابت با دقت بالاتری قابل تخمین است.
اسماعیلی و فتحیمقدم (1385)، به بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان و تعیین ضریب دبی مدل سرریز‌- دریچه در کانالهای دایروی و جریانهای زیرگذر و روگذر با نصب مانع با عرضهای مختلف پرداختند.
سامانی و مظاهری (1386)، به بررسی تخمین رابطه دبی جریان عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در حالتهای مستغرق و نیمهمستغرق پرداختند. نتایج بررسی هیدرولیک جریان ایشان نشان میدهد که سیستم سرریز- دریچه، موجب اصلاح خطوط جریان شده، شرایط جریان را به حالت تئوریک نزدیکتر و در نتیجه، واسنجی ضریب شدت جریان سیستم سرریز - دریچه و تخمین دبی جریان با دقت بیشتری نسبت به سرریزهای معمولی انجام میشود.

شکل 2- 3 نمایی از مدلهای آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، 1386)

رضویان و حیدرپور (1386)، با بررسی خطوط جریان ترکیبی از روی سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی و زیر دریچه مستطیلی بدون فشردگی جانبی در حالت لبهتیز، معادلهای برای ضریب شدت جریان پیشنهاد کردند.
تاکنون پژوهشهایی در زمینه آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز - دریچه انجام شده است. اولین بار در سال 1987 یک سری آزمایش توسط آقای اویماز در آزمایشگاه سازههای هیدرولیکی استانبول بر روی آبشستگی پای سازه ترکیبی سرریز- دریچه صورت گرفته است. شکل (2-4) نمایی از مدل شبیهسازی جریان کار ایشان را نمایش میدهد.

شکل 2- 4 مدل شبیهسازی شده جریان و حفره آبشستگی جریان ترکیبی (اویماز، 1987)
ایشان برای 2 نوع دانهبندی و رسوب غیرچسبنده آزمایشات خود را اجرا نمودند. همچنین تمامی آزمایشات یک بار برای دریچه تنها و یک بار در حالت ترکیب دریچه و سرریز انجام دادند. پس از انجام آزمایشات، دادههای بدست آمده را تجزیه و تحلیل نموده تا به یک رابطه رگرسیونی خطی لگاریتمی بین پارامترهای عمق آبشستگی با قطر رسوبات و ارتفاع آب پاییندست برسند. نتایج تحقیق ایشان نشان می‌دهد که آبشستگی در پای سازه ترکیبی سرریز - دریچه خیلی کمتر از زمانی است که تنها جریان از زیر دریچه را داریم. همچنین عمق آبشستگی بستگی زیادی به مقدار دبی جریان دارد.
دهقانی و همکاران (2009) به بررسی آزمایشگاهی حداکثر عمق آبشستگی پاییندست سرریز تنها، دریچه تنها و سازه ترکیبی سرریز - دریچه بدون انقباض پرداختند. نکته جالبی که در کار آزمایشگاهی ایشان دیده شده است رفتار نوسانی روند فرسایش و رسوبگذاری به صورت پر و خالی شدن حفره آبشستگی است. حفره آبشستگی ابتدا عمیق میشود، سپس با وجود جریانهای برگشتی کمی رسوبات فرسایش یافته به درون حفره برمیگردد و حفره کمی پر میشود. سپس دوباره حفره توسط گردابههای زیر دریچه عمیق میشود و روند پر و خالی شدن ادامه مییابد (شکل 2- 5). البته این روند با گذشت زمان کندتر شده و شکل حفره در حوالی زمان تعادل تقریباً ثابت میشود (دهقانی و همکاران، 2010).
همچنین بررسیهای ایشان نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی پای سازه ترکیبی سرریز - دریچه خیلی کمتر از زمانی است که جریان تنها از روی سرریز عبور میکند و این نتیجه با نتایج کار آقای اویماز (1985) تطابق دارد.

شکل 2- 5 فرآیند پر و خالی شدن حفره آبشستگی در حین برخی از آزمایشات (دهقانی و بشیری، 2010) شهابی و همکاران (1389) به بررسی آزمایشگاهی مشخصات حفره آبشستگی در پاییندست سرریز و دریچه ترکیبی پرداختند. نتایج این بررسی آزمایشگاهی نشان داد که عمق آبشستگی پایین‌دست سازه ترکیبی سرریز - دریچه کمتر از عمق آبشستگی پاییندست سرریز میباشد. همچنین مشخصههای حفره آبشستگی، با افزایش عدد فرود (Fr)، افزایش مییابد و در ارتفاع ریزش ثابت برای جت عبوری از روی آن، با افزایش بازشدگی دریچه، حداکثر عمق آبشستگی کاهش مییابد. نتایج انجام آزمایشات در حالت وجود انقباض نشان می‌دهد که با ایجاد انقباض در دریچه یا سرریز به دلیل تمرکز بیشتر جت، حداکثر عمق آبشستگی، طول حفره آبشستگی و طول رسوبگذاری به ترتیب افزایش، افزایش و کاهش مییابد. همچنین نتایج آزمایش بر روی کفبند پاییندست سازه ترکیبی نشان داد که چنانچه طول کفبند از فاصله برخورد جت بالادست به کف کانال بیشتر در نظر گرفته شود، میتواند میزان آبشستگی را تا حد قابل توجهی کاهش دهد.
2-2 مطالعات عددی با نرمافزار Flow3Dنرمافزار Flow3Dتوانایی شبیه‌سازی عددی الگوی جریان و رسوب در اطراف سازه‌های هیدرولیکی مختلف را دارا می‌باشد. در ادامه برخی کارهای انجام شده با این نرمافزار بیان میشود:
موسته و اتما (2004)، تأثیر طول آبشکن بر منطقه چرخشی پشت آبشکن را با در نظر گرفتن تأثیر مقیاس با نرم‌افزار Flow3D مورد بررسی قرار دادند.
گونزالز و بومباردلی (2005)،‌ در یک شبیهسازی عددی با استفاده از Flow3D به بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی بر روی سطح صاف در دو حالت شبکهبندی ریز و شبکهبندی درشت به صورت دوبعدی و سهبعدی پرداختند.
صباغ یزدی و همکارانش (2007)، در یک مدل سهبعدی به ارزیابی مدلهای تلاطمی k-ε و RNGk-ε بر روی میزان ورود هوا در پرش هیدرولیکی با استفاده از روش حجم محدود پرداختند و اثر آن را بر روی دقت تخمین سرعت متوسط جریان با استفاده از مدل در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی موجود از پرش هیدرولیکی مورد بررسی قرار دادند. مقایسه نتایج نشان داد که نرمافزار قادر به پیش‌بینی توزیع عمقی سرعت در پرش هیدرولیکی است و همچنین در این آزمون مدل آشفتگی RNG در مقایسه با k-ɛ نتایج مناسبتری را ارائه کرده است.
امیراصلانی و همکارانش (1387)، به شبیه‌سازی سه‌بعدی آبشستگی در پایین‌دست یک جت‌ ریزشی آزاد با استفاده از مدل k-ε نرم‌افزار Flow3D جهت بررسی اثر زاویه اصطکاک داخلی رسوبات بر روی چاله آبشستگی پرداختند. نتایج این پژوهش نشان میدهد هر چقدر زاویه اصطکاک داخلی ذرات رسوب بیشتر باشد میتوان انتظار داشت حفره آبشستگی، ابعاد (طول، عرض و عمق) کوچکتری داشته باشد و ارتفاع برآمدگی رسوبات در پاییندست حفره بیشتر باشد. شیب دیوارهها تندتر بوده و مانعی برای خروج ذرات رسوب از حفره به حساب میآید.
شاهرخی (1387)، با استفاده از نرم‌افزارFlow3D‌ ، مدل عددی الگوی جریان اطراف یک آبشکن را تهیه و با اعمال مدل‌های مختلف آشفتگی، به تأثیر این مدل‌ها بر طول منطقه جداشدگی جریان در پشت یک آبشکن پرداخت‌‌. مهمترین نتیجه حاصل از این تحقیق، نشان میدهد که مدل آشفتگی LES بهترین تطابق را با نتایج آزمایشگاهی داشته و این مدل، پیشبینی بهتری از طول منطقه جداشدگی در پشت آبشکن ارائه میکند. سرانجام پیشنهاد شد مدل در دامنه وسیعتری از تغییرات پارامترهای جریان، طول و زاویه نصب آبشکن اجرا گردد.
شاملو و جعفری (1387)، به بررسی اثر وجود زبری کف بر روی تغییرات میدان سرعت و فشار جریان در اطراف پایه استوانه‌ای شکل در یک کانال مستطیلی توسط نرمافزارFlow3D و با استفاده از مدل آشفتگی k-ε به صورت سهبعدی پرداختند. در این شبیهسازی مقاطعی در سه راستای X , Y , Z نزدیکی پایه با نتایج آزمایشگاهی احمد (1994) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که پروفیلهای سرعت در عمقهای مختلف و در راستای X , Y و میدان فشار در پاییندست پایه روند تغییرات قابل قبولی را با توجه به نتایج آزمایشگاه نشان میدهد. همچنین نتیجه شد نرمافزار با در نظر گرفتن زبری کف نتایج بهتری را ارائه میکنند.
باباعلی و همکاران (1387)، توسط نرمافزار Flow3D یک پارشال فلوم به طول یک فوت را که جریان درون آن شامل دو حالت آزاد و مستغرق بود، با استفاده از مدل آشفتگی LES مدل کردند. ایشان دادههای مدل خود را از جدول استاندارد WMM اقتباس کرده و نتایج محاسبه شده را با نتایج این جدول مقایسه نمودند. آنها نشان دادند که Flow3D میتواند به آسانی محاسبات پارشال فلوم را تحت هر دو جریان آزاد و مستغرق انجام دهد. نتایج محاسبه شده به خوبی با دبیهای منتشر شده مطابقت داشته و نیاز به زمان زیاد و استفاده از ابر رایانهها ندارد.
والش و همکاران (2009)، به شبیهسازی آبشستگی موضعی پایهها در جریان جزر و مدی پرداختند. نتایج نشان داد که نتایج مدلسازی عددی با اندازهگیریهای انجام شده تطابق خوبی داشته و همچنین نشان داد که مدل عددی Flow3D ابزاری مناسب در طراحی جریان در اطراف پایهها در شرایط مختلف جریان است.
شکری و همکاران (1389)، به بررسی عددی هیدرولیک جریان و انتقال رسوب اطراف پایه پل دایروی با نرمافزار Flow3D پرداختند. نتایج بررسی عددی با بررسی آزمایشگاهی انجام شده توسط آنگر و هگر (2006) مقایسه شد و با مقایسه نتایج شبیهسازی عددی و اندازهگیریهای آزمایشگاهی الگوی جریان و تغییر شکل بستر، نتیجه شد که مدل Flow3D نتایج قابل قبولی ارائه داده است.
حسینی و عبدی‌پور (1389)، با استفاده از نرم‌افزار Flow3D به مدل‌سازی عددی پروفیل سرعت در جریانهای گل‌آلود پیوسته پرداختند و تأثیر شیب، غلظت و دبی جریان بر آن را مورد مطالعه قرار دادند. برای صحتسنجی نرمافزار در تعیین پارامترهای هیدرولیکی جریانهای گلآلود (پروفیل سرعت)، از یک نمونه آزمایشگاهی استفاده شد و نتایج حاصل از شبیهسازی با اندازهگیریهای آزمایشگاهی مربوطه مقایسه شد. برای مقایسه نتایج از آزمایشات انجام گرفته توسط حسینی و همکاران استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل عددی پروفیل سرعت در بدنه با نتایج آزمایشگاهی تطابق نسبتاً خوبی داشت. نتایج مدل عددی مربوط به پروفیل سرعت با برخی از نتایج آزمایشگاهی مطابقت کمتری داشت که بخش عمدهای از خطاها مربوط به عدم امکان مدلسازی جریان در بخش پایینی در مشبندی به علت کمبود حافظه کامپیوتری و بخشی از خطاها نیز به نحوه مدلسازی جریان گلآلود بود.
برتور و بورنهم (2010)، به مدل‌سازی فرسایش رسوب در پاییندست سد با نرم‌افزار Flow3D پرداختند‌. در بررسی ایشان، برای محاسبه هر یک از ضرایب مشخصه رسوب در نرمافزار Flow3D، فرمولی ارائه و برای هر ضریب محدودهای تعیین شد.
کاهه و همکاران (2010)، مدل‌های آشفتگی k-εو RNG k-ε را جهت تخمین پروفیل‌های سرعت در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موج‌دار مورد بررسی و مقایسه قرار دادند. نتایج، توانایی مدل RNG k-ε در تخمین عمق ثانویه، طول پرش و توزیع سرعت را به خوبی نشان داد. ضریب تنش برشی برآورد شده توسط مدل عددی به نتایج بدست آمده از بررسی‌های آزمایشگاهی بسیار نزدیک بوده و به طور متوسط 8 برابر مقدار آن در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح صاف برآورد شد. با توجه به نتایج بدست آمده، مدل آشفتگی RNG k-ε در مقایسه با مدل k-ε در مدلسازی پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موجدار از دقت بالایی برخوردار است.
آخریا و همکاران (2011)، به شبیهسازی عددی هیدرولیک جریان و انتقال رسوب اطراف انواع آبشکنها پرداختند. نتایج مدلسازی نشان داد که از بین مدلهای آشفتگی، مدلهای RNG k-ɛ و k-ɛ به دادههای آزمایشگاهی نزدیکتر بوده ولی مدل آشفتگی RNG k-ɛ بهترین نتایج را برای شبیه‌سازی میدان جریان اطراف آبشکن نشان داد.
الیاسی و همکاران (1390)، با بهرهگیری از نرمافزار Flow3D و با اعمال مدل آشفتگی RNG k-ɛ، الگوی جریان اطراف تک آبشکن مستغرق در کانال مستقیم شیبدار را بدون در نظر گرفتن سطح آزاد شبیهسازی نمودند و به مقایسه نتایج مدل عددی با دادههای آزمایشگاهی پرداختند. نتایج این شبیهسازی بدون در نظر گرفتن سطح آزاد، با دادههای آزمایشگاهی تطابق خوبی را نشان داد. مقایسه پروفیلهای سرعت در مدل عددی و نتایج آزمایشگاهی بیانگر مطابقت این دادهها با هم میباشد.
عباسی چناری و همکاران (1390)، الگوی جریان اطراف آبشکنهای L شکل عمود بر ساحل را توسط نرمافزار Flow3D و با مدل آشفتگی k-ɛ شبیهسازی نمودند. در این بررسی، آبشکن L شکل نفوذناپذیر بوده که به صورت غیرمستغرق در 5 زاویه مختلف از قوس رودخانه قرار داده شده است. نتایج حاکی از آن است که تلاطم جریان، محدوده سرعتهای ماکزیمم و در نهایت بیشترین آبشستگی بستر، در دماغه آبشکن اتفاق میافتد. همچنین با افزایش دبی و عدد فرود جریان، محدوده سرعت ماکزیمم جریان در نزدیکی دماغه آبشکن افزایش مییابد و شکل آن در جهت جریان کشیده میشود. در نهایت نتیجه شد که مدل آشفتگی k-ɛ در شبیهسازی نواحی جریان برگشتی در پاییندست آبشکن و محل ایجاد گردابه و آشفتگی جریان در اطراف آبشکن، دقت خوبی دارد.
قنادان و همکاران (1391)، با نرمافزار Flow3D، به شبیهسازی عددی جریان از روی سرریز جانبی لبهپهن پرداخته و نتایج حاصل از این نرمافزار را با دادههای آزمایشگاهی مقایسه کردند. نتایج نشان داد که از میان مدلهای تلاطمی موجود در نرمافزار، مدل تلاطمی RNG k–ε از دقت بالاتری برای شبیهسازی جریان از سرریز جانبی برخوردار است. همچنین با استفاده از مدل واسنجی شده، اثر تغییر ارتفاع و پهنای تاج سرریز بر دبی عبوری از سرریز مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس نتیجه شد که ارتفاع تاج سرریز جانبی لبهپهن بر مقدار دبی خروجی از سرریز نسبت به پهنای تاج مؤثرتر است.
فصل سوم
مواد و روش‌ها
3-1 مقدمه
در این بخش، علاوه بر بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه در بستر صلب و شبیهسازی عددی هیدرولیک آن با نرمافزار Flow3D، توانایی مدل عددی Flow3D در شبیهسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی ارزیابی میشود. بنابراین در این بخش، علاوه بر بررسی نحوه انجام آزمایشات، به معرفی مدل Flow3D پرداخته و مراحل مدل‌سازی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی سرریز و دریچه با نرمافزار Flow3D بیان میشود.
3-2 نحوه انجام آزمایشاتدر این بخش، به ارائه نحوه انجام آزمایشات هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه پرداخته میشود. در این تحقیق به منظور کالیبراسیون نرمافزار در حالت کف صلب، آزمایشاتی در کانال با طول 7/3 متر، عرض 5/13 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر انجام شده و عمق جریان در طول کانال قرائت شد. همچنین جهت ارزیابی دقت نرمافزار در حالت کف متحرک از نتایج آزمایشگاهی شهابی(1389) در کانال با طول 12 متر، عرض و ارتفاع 60 سانتیمتر استفاده شده است.
کانال آزمایشگاهی مورد استفاده در کف صلب شامل قسمتهای زیر است (شکل 3-1):
1- مخزن
2- پمپ که شامل بخشهای تأمین برق، الکتروپمپ، شیر تنظیم دبی و مخزن تعیین دبی است.
3- مخزن آرام کننده جریان
4- کانال آزمایشگاهی
5- مدل سازه ترکیبی
شکل زیر نمای کلی مدل فیزیکی را نشان میدهد.

شکل 3-‌1 نمایی از مدل آزمایشگاهی کانال با مقیاس کوچک
بخشهای اصلی کانال آزمایشگاهی با مقیاس کوچک، به صورت زیر تعریف میشوند:
3-2-1 مخزنبه منظور تأمین آب مورد نیاز جهت انجام آزمایش، از یک مخزن در قسمت پایین فلوم استفاده شده است. به هنگام آزمایش، آب به صورت رفت و برگشتی از مخزن به فلوم و بالعکس در جریان خواهد بود.
3-2-2 پمپجهت پمپاژ و جریان آب در فلوم، از پمپی با ظرفیت دبی 7 لیتر بر ثانیه استفاده شده است که با یک شیرفلکه معمولی، دبی پمپاژ تغییر داده میشود. به منظور قرائت دبی، از یک مخزن دبیسنج استفاده گردیده است.
3-2-3 کانال آزمایشگاهیکانال آزمایشگاهی دارای طول 7/3 متر، عرض 5/13 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر میباشد. جنس دیواره و کف کانال از پلکسی گلاس بوده تا امکان مشاهده جریان در کانال در حین آزمایش وجود داشته باشد.
3-2-4 مخزن آرامکننده جریاناین مخزن، آشفتگی جریانی که از پمپ سانتریفوژ وارد کانال خواهد شد را گرفته و جریان را به آرامی وارد کانال آزمایشگاهی میکند.

شکل 3- 2 مشخصات اجزای فلوم آزمایشگاهی با مقیاس کوچک3-2-5 مدل سازه ترکیبی سرریز- دریچهسازه ترکیبی سرریز- دریچه مورد استفاده در آزمایشات، در فاصله 2 متری از ابتدای کانال و با ضخامت 3 میلیمتر تعبیه شده که با ابعاد هندسی متفاوت ساخته شده است.

شکل 3-3 مدل فیزیکی سازه ترکیبی مورد استفاده در آزمایشات هیدرولیک جریانمشخصات آزمایشات انجام شده در کانال آزمایشگاهی با مقیاس کوچک، در جدول زیر شرح داده شده است:
جدول 3-1 محدوده آزمایشات انجام شده برای مدلسازی هیدرولیک جریانپارامتر دفعات تغییر واحد محدوده تغییرات
دبی ورودی (Q) 7 Lit/s 64/2 – 39/1
بازشدگی دریچه (W) 5 Cm 5/1 – 5/0
ارتفاع سازه (T) 5 Cm 5/5 – 5/3
3-3 آنالیز ابعادیاولین گام در شبیهسازی و مدلسازی، شناخت متغیرهای اثرگذار بر پدیده فیزیکی است. تعداد متغیرهای اثرگذار با توجه به پیچیدگی رفتار پدیده موردنظر، میتواند افزایش یابد.
با توجه به اینکه هر کمیت فیزیکی در قالب ابعاد بیان میشود، استفاده از روشی که بتواند با ترکیب متغیرهای اثرگذار، متغیرهای بیبعد را که مفهوم فیزیکی دارند ایجاد کند، میتواند در کاهش تعداد متغیرها بسیار مفید باشد.
آنالیز ابعادی روشی است که در آن با استفاده از مفهوم همگنی ابعاد، متغیرهای اثرگذار بر پدیده فیزیکی مورد نظر در قالب متغیرهای بیبعد بیان میشوند. سپس بر اساس این متغیرها و انجام مطالعات آزمایشگاهی، رابطههای تجربی بدست میآورند.
برای انجام آنالیز ابعادی، روشهای مختلفی ازجمله روش فهرستنویسی، نظریه پیباکینگهام، روش گامبهگام و روش هانسیکر و رایت مایر وجود دارد.
در این تحقیق، روش پیباکینگهام که کاربرد وسیعتری دارد مورد بحث و استفاده قرار گرفت. این روش، یکی از روشهای معروف است که به طور وسیع در آنالیز ابعادی استفاده میشود.
در جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه در حالت جریان آزاد، متغیرهای مؤثر عبارتند از:
1- دبی عبوری از روی سرریز، Qs
2- دبی عبوری از زیر دریچه، Qg
3- عمق بالادست سازه ترکیبی، H1
4- هد آب روی سرریز، Hd
5- طول سازه، T
6- بازشدگی دریچه، W
7- شتاب ثقل (g)، ρ و μ سیال
شکل (3-4) متغیرهای مؤثر در جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه را در حالت جریان آزاد نشان می‌دهد.

شکل 3-4 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از سرریز و زیر دریچه در بستر صلب
با انجام آنالیز ابعادی به روش پیباکینگهام رابطه (3-1) بدست میآید. از آنجاییکه جریان آشفته است لذا از اثرات Re (رینولدز) صرف نظر شده و نهایتاً رابطه (3-2) بدست میآید.
430191950165(3- 1)
00(3- 1)
F(Qs , Qg , H1 , Hd , T , W , g , ρ , μ) = 0 → QsQg=f( Fr , Re , H1W , HdT )43584345080(3- 2)
00(3- 2)
QsQg=f( Fr , H1W , HdT )3-4 شبیهسازی عددیبه منظور مطالعه و تحلیل جریان در سازههای مختلف، مدلهای فیزیکی و ریاضی مختلف بکار گرفته میشود. با توجه به توسعه سیستمهای کامپیوتری و محاسباتی و همچنین وجود پیچیدگی‌های غیر قابل اندازه‌گیری در جریان عبوری از یک سازه ترکیبی سرریز - دریچه در مدل‌های آزمایشگاهی، استفاده از شبیهسازی عددی می‌تواند در بررسی هیدرولیکی چنین جریانهایی بسیار مؤثر و قابل توجه باشد.
در سالهای اخیر، بدلیل ابداع روشهای پیشرفته و دقیق حل عددی معادلات و بوجود آمدن رایانههای قوی برای انجام محاسبات، میتوان در طراحی این سازههای پیچیده از روشهای حل عددی نیز بهره گرفت. دینامیک سیالات محاسباتی، از روشهای محاسبه و شبیهسازی میدان جریان سیال میباشد که در قرن اخیر مورد توجه خاص مهندسین و طراحان قرار گرفته است.
استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی حاکی از مزایای زیر است:
1- کاهش در زمان و هزینه در طراحیها
2- توانایی مطالعه سیستمهایی که انجام آزمایشات کنترل شده روی آنها دشوار و یا غیر ممکن است مانند تأسیسات بزرگ
3- توانایی مطالعه سیستمها تحت شرایط تصادفی و بالاتر از حدود معمول آنها
از جمله نرمافزارهای موجود در زمینه CFD میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
CFX, Phonix, Telemac, FIDAP, Flow3D, Fluent
در این تحقیق، به ارزیابی مدل عددی Flow3D جهت شبیهسازی هیدرولیک جریان ترکیبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه و همچنین آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی پرداخته می‌شود.
3-4-1 معرفی نرمافزار Flow3Dنرمافزار Flow3D یک نرمافزار قوی در زمینه CFD میباشد که تولید، توسعه و پشتیبانی آن توسط Flow Science, Inc است و یک مدل مناسب برای حل مسائل پیچیده دینامیک سیالات بوده و قادر است دامنه وسیعی از جریان سیالات را مدل کند. این مدل برای شبیهسازی جریانهای سطح آزاد سهبعدی غیرماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. نرمافزار Flow3D، برای مسائل یک‌بعدی، دوبعدی و سهبعدی طراحی شده است. در حالت ماندگار، نتایج در زمان بسیار کمی حاصل میشود زیرا برنامه بر روی قوانین بنیادی جرم، مومنتوم و بقاء انرژی پایهگذاری شده است تا این موارد برای مراحل مختلف جریان در هر زمینهای بکار برده شوند. این نرمافزار یک شبکه آسان از اجزاء مستطیلی را استفاده میکند.
نرمافزار Flow3D شامل مدلهای فیزیکی مختلف میباشد که عبارتند از: آبهای کمعمق، کاویتاسیون، آشفتگی، آبشستگی، کشش سطحی، پوشش متخلخل ذرات و ... . از این مدلها در زمینه‌های ریختهگری مواد، مهندسی فرآیند، طراحی تزریقهای مرکب، تولیدات مصرفی، هیدرولیک مهندسی محیط زیست، هوافضا، علوم دریایی، نفت، گاز و ... استفاده میشود.
در جدول (3-2)، ویژگیهای نرمافزار به اختصار نمایش داده شده است.
جدول 3- 2 معرفی نرمافزار Flow3Dنام نرمافزار Flow3D
زمینه کاری یک نرمافزار قوی در زمینه CFD میباشد. این نرمافزار برای کمک به تحقیق در زمینه رفتار دینامیکی مایعات و گازها در موارد کاربردی وسیع طراحی شده است.
قوانین بنیادی جرم، مومنتوم و بقاء انرژی
کاربردهای Flow3D در زمینه مهندسی آب پایههای پل- هوادهی در پرش هیدرولیکی- سرریز دایرهای- هوادهی در سرریزها- شکست سد- پارشال فلوم- آبشستگی- جریان بر روی یک پلکان- جریانهای با عمق کم- جریان در کانالهای کنترل پرش هیدرولیکی- موجهای کمارتفاع- دریچههای کشویی- جریان سرریز
سطح آزاد حد فاصل بین گاز و مایع همان سطح آزاد است. در Flow3D سطح آزاد با تکنیک حجم سیال مدل میشود. روش حجم سیال شامل سه جزء است: نمایش موقعیت سطح – شبکهبندی– شرایط مرزی سطح
تکنیک محاسبات Finite Difference - FiniteVolume
سیستمهای مختصات معادلات دیفرانسیلی که باید حل شود در قالب مختصات کارتزین (x,y,z) نوشته میشود. برای مختصات استوانهای (z,Ɵ,r) مختصات x به صورت شعاعی و مختصات y به صورت مختصات زاویهای
ادامه جدول 3- 2مدلهای آشفتگی در Flow3D پنج مدل آشفتگی ارائه شده است: طول اختلاط پرانتل، یک معادله، دو معادله k-ɛ، مدل‌های k-ɛ RNG و مدل شبیهسازی بزرگ
مدلسازی 1-General 2-Physics 3-Fluids 4- Meshing & Geometry
5-Boundaries 6-Initial 7-Output 8-Numerics
General زمان اتمام - تعداد سیالات – حالت جریان (که شامل حالت تراکمپذیر یا تراکمناپذیر است.)
Physics شامل بخشهایی نظیر ویسکوزیته که شامل حالتهای سیال ویسکوز و غیرویسکوز است، شتاب ثقل زمین، که در جهت قائم مختصات برابر 81/9- وارد میشود، کشش سطحی، حفرهزدایی، آبشستگی رسوب و ...
Fluids ویسکوزیته، جرم حجمی، تراکمپذیری، مشخصات گرمایی و آحاد
Meshing & Geometry برای مشخص کردن حدود مشبندی، بلوکهایی تعیین میشود که کلیه اندازه سازههای مورد نظر و فضای آزاد در داخل آن تعریف میشود. میتوان همه جزئیات سازه مورد نظر را در یک بلوک هم در نظر گرفت. سیستم مختصاتی میتواند از نوع کارتزین یا استوانهای باشد.
Boundaries در مختصات کارتزین برای تعریف شرایط مرزی،6 درجه مشخص داریم که با توجه به جهت مثبت x, y, z شامل Xmax ,Xmin, Ymax, Ymin, Zmax, Zmin میباشد.
Initial در این قسمت، با توجه به ویژگیهای مسئله شرایط اولیه اعمال میگردد.
Output در این بخش، ویژگیها و امکاناتی برای داشتن مشخصات خاصی از نتایج ارائه میشود.
Numerics در قسمت گزینههای ضمنی برای تنش ویسکوز، هدایت گرمایی و ... امکان انتخاب بین حل صریح یا ضمنی وجود دارد.
برخی از تواناییهای مدل Flow3D جهت شبیهسازی با نمایش شکل مدل عبارتند از:

شکل 3- 5 مدلسازی پرش هیدرولیکی
شکل 3- 6 مدلسازی جریان در قوس رودخانه
شکل 3- 7 مدلسازی جریان عبوری از زیر دریچه
شکل 3- 8 مدلسازی جریان عبوری از روی سرریز با انقباض جانبی و بدون انقباض
شکل 3- 9 مدلسازی آبشستگی پاییندست سازهاین نرمافزار معادلههای حاکم بر حرکت سیال را با استفاده از تقریب احجام محدود حل میکند. محیط جریان به شبکهای با سلولهای مستطیلی ثابت تقسیمبندی میشود که برای هر سلول مقدارهای میانگین کمیتهای وابسته وجود دارد یعنی همه متغیرها در مرکز سلول محاسبه میشوند بجز سرعت که در مرکز وجوه سلول حساب میشود.
در این نرمافزار از دو تکنیک عددی جهت شبیهسازی هندسی استفاده شده است:
1- روش حجم سیال (VOF): این روش برای نشان دادن رفتار سیال در سطح آزاد مورد استفاده قرار میگیرد. این روش بر مبنای تقریبهای سلول دهنده - پذیرنده است که اولین بار توسط Hirt و Nichols در سال 1981 بیان شد.
2- روش کسر مساحت – حجم مانع (FAVOR): از این روش جهت شبیهسازی سطوح و احجام صلب مثل مرزهای هندسی استفاده میشود. هندسه مسئله با محاسبه کسر مساحت وجوه و کسر حجم هر المان برای شبکه که توسط موانعی محصور شدهاند تعریف میشود. همان طور که کسر حجم سیال موجود در هر المان شبکه برای برقراری سطوح سیال مورد استفاده قرار میگرفت، کمیت کسر حجم دیگری برای تعیین سطوح صلب مورد استفاده قرار میگیرد.
فلسفه روش FAVOR بر این مبناست که الگوریتمهای عددی بر مبنای اطلاعاتی شامل فقط یک فشار، یک سرعت، یک دما و ... برای هر حجم کنترل است، که این با استفاده از مقدارهای زیادی از اطلاعات برای تعریف هندسه متناقض است. بنابراین روش FAVOR، المانهای ساده مستطیلی را حفظ میکند، در صورتی که میتواند اشکالی با هندسه پیچیده در حد سازگاری با مقادیر جریان میان‌گیری شده را برای هر المان نشان دهد.
3-4-2 معادلات حاکمدینامیک سیالات محاسباتی، روشی برای شبیهسازی جریان است که در آن معادلات استاندارد جریان از قبیل معادلات ناویر استوکس و معادله پیوستگی قابل حل برای تمام فضای محاسبات می‌باشد. فرم کلی معادله پیوستگی به صورت شکل زیر بیان می‌شود:
416382464733(3-3)
00(3-3)
که درآن VF ضریب حجم آزاد به سمت جریان و مقدار R در معادله فوق، ضریب مربوط به مختصات به صورت کارتزین و یا استوانه‌ای می‌باشد. اولین عبارت در سمت راست معادله پیوستگی مربوط به انتشار تلاطم بوده و به صورت زیر قابل تعریف می باشد:
424413450800(3-4)
00(3-4)
عبارت دوم در سمت راست معادله (3-3) بیانگر منشأ دانسیته است که برای مدلسازی تزریق توده مواد اهمیت دارد:
428985427305(3-5)
00(3-5)
همچنین فرم کلی معادلات حرکت (مومنتم) در حالت سه بعدی به صورت زیر می‌باشد:
4361180396875(3-6)
00(3-6)

که در معادلات فوق Gx , Gy , Gz مربوط به شتاب حجمی می‌باشند. پارامترهای fx ,fy ,fz شتابهای ناشی از جریان‌های لزج بوده و bx , by , bz نیز شامل روابط مربوط به افت در محیطهای متخلخل هستند.
3-4-3 مدلهای آشفتگیاکثر جریانهای موجود در طبیعت به صورت آشفته میباشند. در اعداد رینولدز پایین، جریان آرام بوده ولی در اعداد رینولدز بالا جریان آشفته میشود، به طوری که یک حالت تصادفی از حرکت در جایی که سرعت و فشار بطور پیوسته درون بخشهای مهمی از جریان نسبت به زمان تغییر میکند، گسترش مییابد. این جریانها بوسیله خصوصیاتی که در ادامه ارائه شدهاند شناسایی میگردند:
1- جریانهای آشفته به شدت غیر یکنواخت هستند. در این جریانها اگر تابع سرعت در برابر زمان ترسیم شود، بیشتر شبیه به یک تابع تصادفی خواهد بود.
2- این جریانها معمولاً سهبعدی هستند. پارامتر سرعت میانگین گاهی اوقات ممکن است تنها تابع دو بعد باشد، اما در هر لحظه ممکن است سهبعدی باشد.
3- در این نوع جریانها، گردابهای کوچک بسیار زیادی وجود دارند. شکل کشیده یا عدم تقارن گردابها، یکی از خصوصیات اصلی این جریانها است که این امر با افزایش شدت آشفتگی، افزایش مییابد.
4- آشفتگی، شدت جریانهای چرخشی در جریان را افزایش میدهد که این عمل میتواند باعث اختلاط شود. فرآیند چرخش در سیالاتی رخ میدهد که حداقل، میزان یکی از مشخصههای پایستار آنها متغیر باشد. در عمل، اختلاط بوسیله فرآیند پخش انجام میشود، به این نوع جریانها غالباً جریانهای پخششی نیز میگویند.
5- آشفتگی جریان باعث میشود جریانهایی با مقادیر متفاوت اندازه حرکت با یکدیگر برخورد کنند. گرادیانهای سرعت بر اثر ویسکوزیته سیال کاهش مییابند و این امر باعث کاهش انرژی جنبشی سیال میشود. به بیان دیگر میتوان گفت که اختلاط یک پدیده، مستهلک کننده انرژی است. انرژی تلف شده نیز طی فرآیندی یکطرفه به انرژی داخلی (حرارتی) سیال تبدیل میشود.
تمام مشخصاتی که به آنها اشاره شد برای بررسی یک جریان آشفته مهم هستند. تأثیراتی که توسط آشفتگی ایجاد میشود بسته به نوع کاربری ممکن است ظاهر نشود و به همین دلیل باید این جریانها را با توجه به نوع و کاربری آن مورد بررسی قرار داد. برای بررسی جریانهای آشفته، روش‌های مختلفی وجود دارد که در ادامه به تعدادی از آنها اشاره خواهد شد.
مدلهای آشفتگی، ویسکوزیته گردابهای (vt) و یا تنش رینولدز (-Uij) را تعیین میکند و فرضیات زیادی برای همه آنها حاکم است که عبارتند از:
معادلات ناویر استوکس میانگینگیری شده زمانی، میتواند بیانگر حرکت متوسط جریان آشفته باشد.
پخش آشفتگی متناسب با گرادیان ویژگیهای آشفتگی است.
گردابهها میتوانند ایزوتروپیک و یا غیر ایزوتروپیک باشند.
همه مقادیر انتقال آشفته توابع موضعی از جریان هستند.
در مدلهای آشفته باید همسازی وجود داشته باشد.
این مدلها میتوانند یک مقیاسی و یا چند مقیاسی باشند.
همه مدلها در نهایت به کالیبراسیون به صورت تجربی نیاز دارند.
بسیاری از مدلهای آشفتگی بر پایه فرضیه بوزینسک استوار هستند. مدلهای آشفتگی به پنج دسته تقسیم میشوند:
1- مدلهای صفرمعادلهای
2- مدلهای تکمعادلهای
3- مدلهای دومعادلهای
4- مدلهای جبری
5- مدلهای شبیهسازی گردابهای بزرگ
3-4-3-1 مدلهای صفر معادلهایدر این مدلها هیچگونه معادله دیفرانسیلی برای کمیتهای آشفتگی ارائه نمیشود. این مدلها نسبتاً ساده بوده و دادههای تجربی و آزمایشگاهی در آنها نقش اساسی دارد و تنشهای آشفتگی در هر جهت متناسب با گرادیان سرعت میباشد. نمونهای از این مدلها عبارتند از:
1- مدل لزجت گردابهای ثابت
2- مدل طول اختلاط پرانتل
3- مدل لایه برش آزاد پرانتل
3-4-3-2 مدلهای یک معادلهایاین مدلها بر خلاف مدلهای صفر معادلهای، از یک معادله برای انتقال کمیت آشفتگی استفاده میکنند. این معادله ارتباط بین مقیاس سرعت نوسانی و کمیت آشفتگی میباشد که جذر انرژی جنبشی آشفتگی به‌عنوان مقیاس سرعت در حرکت آشفته مد نظر میباشد و مقدار آن توسط معادله انتقال محاسبه میگردد.
3-4-3-3 مدلهای دومعادلهایمدلهای دو معادلهای سادهترین مدلها هستند که قادرند نتایج بهتری در جریانهایی که مدل طول اختلاط نمیتواند به صورت تجربی در یک روش ساده مورد استفاده قرار بگیرد، ارائه دهند. به طور مثال جریانهای چرخشی از این نمونهاند. تقسیمبندی این مدلها بر اساس محاسبه تنش رینولدز و یا ویسکوزیته گردابهای به صورت زیر است:
ویسکوزیته گردابهای
جبری
تنش رینولدز غیرخطی
این مدلها، دو معادله دیفرانسیلی را حل میکنند. به معادله k که از قبل بوده، معادله ɛ هم اضافه میشود. معادله انرژی جنبشی، k، بیانکننده مقیاس سرعت است، بدین صورت که اگر قرار باشد سرعتهای نوسانی مورد بررسی قرار بگیرند، میتوان جذر انرژی جنبشی حاصل از آشفتگی در واحد جرم را به عنوان مقیاس در نظر گرفت، معادله نرخ میرایی انرژی جنبشی، ɛ، نیز مقیاس طول است. در حقیقت مقیاس طول، اندازه گردابههای بزرگ دارای انرژی جنبشی را میدهد که باعث انتقال آشفتگی در توده سیال میشود.
3-4-3-4 مدلهای دارای معادله تنشنرمافزار Flow3D مدل آشفتگی جدیدتری بر مبنای گروههای نرمال شده رینولدز پیادهسازی کرده است. این دیدگاه شامل روشهای آماری برای استحصال یک معادله متوسطگیری شده برای کمیت‌های آشفتگی است. مدلهای بر پایه RNG k-ɛ از معادلاتی استفاده میکند که شبیه معادلات مدل آشفتگی k-ɛ است اما مقادیر ثابت معادله که به صورت عملی در مدل استاندارد k-ɛ یافت شده‌اند، صریحاً از مدل RNG k-ɛ گرفته شدهاند. از این رو، مدل RNG k-ɛ قابلیت اجرایی گسترده‌تری نسبت به مدل استاندارد k-ɛ دارد. بویژه مدل RNG k-ɛ برای توصیف دقیقتر آشفتگی جریانهای با شدت کمتر و جریانهایی با مناطق دارای برش، قویتر شناخته شده است. در معادله RNG k-ɛ، فرمول تحلیلی برای محاسبه عدد پرانتل آشفته وجود دارد ولی در مدل k-ɛ، از یک مقدار ثابت که استفاده کننده مدل به آن معرفی میکند استفاده میگردد. در مدل RNG k-ɛ، تأثیر گرداب در آشفتگی لحاظ میگردد لذا دقت حل جریانهای چرخشی را بالا میبرد.
نرمافزار Flow3D از پنج مدل آشفتگی طول اختلاط پرانتل، مدل تک معادلهای، دومعادلهای k-ɛ، دومعادلهای RNG k-ɛ و روش گردابهای بزرگ (LES) بهره میبرد.
3-4-4 شبیهسازی عددی مدلدر این تحقیق، شبیهسازی عددی شامل دو قسمت میباشد:
1- قسمت اول مربوط به شبیهسازی هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه است که آزمایشات بکار رفته جهت واسنجی مدل، در کانال با مقیاس کوچک انجام شده است. کانال با مقیاس کوچک دارای طول 7/3 متر، عرض 5/13 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر بوده که سازه ترکیبی مورد نظر با ضخامت 3 میلیمتر و در فاصله 2 متری از ابتدای کانال تعبیه شده است.
همچنین با استفاده از مدل واسنجی شده با دادههای آزمایشگاهی مربوط به هیدرولیک جریان، مدلهایی مربوط به سازه ترکیبی همراه با انقباض جانبی مدل شده و تأثیر میزان انقباض سرریز- دریچه بر نسبت دبی عبوری از روی سرریز به دبی عبوری از زیر دریچه بررسی شد.
2- قسمت دوم مربوط به شبیهسازی حفره آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی سرریز- دریچه است که برای شبیهسازی عددی آبشستگی، از آزمایشات انجام شده توسط شهابی و همکاران (1389) در کانال با مقیاس بزرگ استفاده شده است. کانال با مقیاس بزرگ دارای طول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر است. کف کانال به ارتفاع 25 سانتیمتر از رسوبات یکنواخت با D50= 1.5 mm و ضریب یکنواختی 18/1 پوشانده شده است. دریچه و سرریز ترکیبی با ضخامت 6 میلیمتر و در فاصله 4/6 متری از ابتدای کانال نصب شده است.
پس از واسنجی نرمافزار، مدل برای شرایط هندسی و هیدرولیکی مختلف اجرا شد و با انتگرال‌گیری پروفیل سرعت بالای سرریز و زیر دریچه، نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (QsQg) محاسبه شد. مشخصات مدلسازیهای انجام شده برای آبشستگی در جدول (3- 3) ارائه داده شده است.
جدول 3-3 محدوده دادههای بهکار رفته جهت شبیهسازی آبشستگیبازشدگی دریچه (cm) ارتفاع سازه (cm) مقادیر دبی (lit/s)
2 ، 1 8 34/11 66/10 98/9 68/8 52/7
2 ، 1 10 1/15 86/13 6/12 33/11 78/9
2 ، 1 12 26/16 14/15 4/14 88/13 3/11
3 ، 4 10 11/20 87/18 52/17 27/16 1/15
مراحل اصلی شبیهسازی عددی در نرمافزار Flow3D عبارتند از:
3-4-4-1 ترسیم هندسه مدلدر صورتی که هندسه مدل آزمایشگاهی به صورت منظم باشد میتوان شکل آن را در خود نرم‌افزار Flow3D ترسیم نمود اما در صورتی که مدل مورد نظر شکل نامنظم داشته باشد نرمافزار قادر خواهد بود فایلهای ایجاد شده در نرمافزارهایی نظیر اتوکد و همچنین فایلهای توپوگرافی به صورت X, Y, Z را مورد استفاده قرار دهد. در این تحقیق، مدلهای بکار رفته در خود نرمافزار ترسیم شده است.
3-4-4-2 شبکهبندی حل معادلات جریانیکی از مهمترین نکاتی که بایستی در شبیهسازی عددی مورد توجه قرار بگیرد، شبکهبندی مناسب برای حل دقیق معادلات حاکم است. ساختن شبکه مناسب برای میدان حل معادلات، دقت محاسبات، همگرایی و زمان محاسبات را تحت تأثیر قرار میدهد. در کلیه مدلهای عددی صورت گرفته، ابعاد شبکه طوری تعیین شد که پارامترهای کنترل شبکه از قبیل حداکثر نسبت ابعاد شبکه در راستای طولی و عمقی و ضریب نسبت ابعاد شبکه در راستاهای مختلف و در مجاورت یکدیگر مناسب انتخاب شده باشد. برای نتایج دقیق و مؤثر، مقدار هریک از دو پارامتر فوق باید به عدد 1 نزدیک بوده و مقدار نسبت ابعاد شبکه در مجاور یکدیگر از 25/1 و همچنین نسبت ابعاد شبکه در راستاهای مختلف از 3 نباید بیشتر باشد (فلوساینس، 2008).
در بخش شبیهسازی هیدرولیک جریان که در کانال با مقیاس کوچک صورت گرفت، مشبندی شبکه جریان، به صورت سهبعدی و ابعاد شبکه در هر سه بعد یکسان و برابر 5 میلیمتر در نظر گرفته شد. (در صورتی که مشبندی شبکه جریان، یکنواخت صورت گرفت نتایج حاصل از مدل به دادههای آزمایشگاهی نزدیکتر و دقت مدل عددی بیشتر میشد). برای این مدلسازی، زبری کف کانال و بدنه سازه برابر 5/1 میلیمتر انتخاب شد.
مشبندی در مقطع عرضی مشبندی در مقطع طولی

شکل 3-10 مشبندی یکنواخت در کانال با مقیاس کوچک
در بخش شبیهسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی که در کانال با مقیاس بزرگ انجام شده است، جهت کاهش زمان تحلیل نرمافزار، شبکه جریان به صورت دوبعدی مشبندی شده و ابعاد شبکه در راستای Z به صورت یکنواخت و برابر 5 میلیمتر و در راستای X به صورت غیر یکنواخت و در نزدیکی سازه مورد نظر، تعداد مش بیشتر و اندازه آنها ریزتر در نظر گرفته شد به طوری که اندازه مش بین 6 تا 20 میلیمتر متغیر است. برای این مدلسازی، زبری کف کانال یکسان با قطر متوسط رسوبات و برابر با 5/1 میلیمتر انتخاب شد.
1501775101346000
شکل 3-11 مشبندی غیر یکنواخت در راستای طولی کانال با مقیاس بزرگ
3-4-4-3 شرایط مرزی کاناللایه مرزی ابتدا و انتهای مشها در کانال با مقیاس کوچک بر اساس جدول و شکل زیر تعیین شده است.

شکل 3- 12 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر صلبجدول 3-4 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزارورودی کانال خروجی کانال دیوارههای کناری کانال کف کانال سقف کانال
دبی ورودی جریان خروجی دیوار دیوار تقارن

لایه مرزی ابتدا و انتهای مشها در کانال با مقیاس بزرگ بر اساس جدول و شکل زیر تعیین شده است.

شکل 3- 13 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر رسوبجدول 3- 5 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزارورودی کانال خروجی کانال دیوارههای کناری کانال کف کانال سقف کانال
فشار ثابت جریان خروجی دیوار دیوار تقارن
برای انتخاب فشار ثابت برای ورودی کانال، ارتفاع سیال در قسمت فشار ثابت برابر عمق ابتدایی جریان در حالت آزمایشگاهی انتخاب شد.
3-4-4-4 خصوصیات فیزیکی مدلبرای مدلسازی هیدرولیک جریان در بستر صلب، شرایط فیزیکی حاکم بر جریان، به صورت زیر انتخاب شد:
1- مقدار شتاب ثقل در جهت عکس عمق جریان و برابر 81/9- انتخاب شد.
2- چون سیال مورد استفاده در آزمایشات، آب زلال در نظر گرفته شده بود سیال از نوع نیوتنی انتخاب شد.
3- به‌دلیل آشفتگی جریان در آزمایشات، دو مدل آشفتگی k-ɛ و RNG k-ɛ در نرمافزار مورد ارزیابی قرار گرفت.
برای مدلسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی، شرایط فیزیکی حاکم بر جریان به صورت زیر انتخاب شد:
1- مقدار شتاب ثقل در جهت عکس عمق جریان و برابر 81/9- انتخاب شد.
2- چون سیال مورد استفاده در آزمایشات، آب زلال در نظر گرفته شده بود سیال از نوع نیوتنی انتخاب شد.
3- به دلیل آشفتگی جریان، سه مدل آشفتگی k-ɛ ، RNG k-ɛ و LES در نرمافزار مورد ارزیابی قرار گرفت.
4- مشخصات رسوبی که در مدلسازیها جهت کالیبراسیون حداکثر عمق آبشستگی تعریف شد در جدول زیر ارائه داده شده است:
جدول 3- 6 مدلسازیهای انجام شده برای تعیین بهترین مقدار پارامترهای مربوط به رسوبپارامتر مورد نظر مقدارهای انتخاب شده
ضریب دراگ 5/1 2/1 1 5/0
عدد شیلدز بحرانی 15/0 1/0 05/0 035/0
زاویه ایستایی 40 35 30
حداکثر ضریب تراکم مواد بستر 8/0 74/0 7/0 6/0 4/0 38/0
ضریب تعلیق مواد بستر 026/0 018/0 01/0
ضریب بار بستر 16 8
عوامل مؤثر در کالیبراسیون حداکثر عمق آبشستگی در پاییندست سازه، پارامترهای حداکثر ضریب تراکم مواد بستر، عدد شیلدز بحرانی، ضریب دراگ، زاویه ایستایی و همچنین نوع مدل آشفتگی بودند.
3-4-4-5 شرایط اولیه جریانقبل از وارد کردن جریان در مدلسازی عددی، حالت اولیه کانال را انتخاب میکنند که در این تحقیق، قبل از ورود جریان، کانال تا قبل از سازه و تا لبه تاج سرریز از سیال مورد‌نظر در نظر گرفته شد.
3-4-4-6 زمان اجرای مدلنکته دیگری که در شبیهسازیهای عددی بسیار مهم است، زمان اجرای مدل تا رسیدن به یک مقدار مناسب از لحاظ پایداری و ماندگاری جریان است. بنابراین در کلیه آزمایشات شبیهسازی شده، زمان اجرای مدل برای شبیهسازی هیدرولیک جریان بین 30-15 ثانیه و برای شبیهسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی بین 5000 - 4000 ثانیه در نظر گرفته شد، که با سپری شدن این مدت زمان، جریان در کانال به صورت یکنواخت میشود.

شکل 3-14 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی هیدرولیک جریان
شکل 3-15 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی حفره آبشستگی-420069-631311
فصل چهارم
نتایج و بحث
4-1 مقدمه
در این بخش، به مقایسه نتایج حاصل از شبیهسازی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی سرریز - دریچه با دادههای آزمایشگاهی مربوط به آن پرداخته شده و توانایی نرمافزار Flow3D در شبیهسازی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست سازه ارزیابی میشود.
این فصل شامل دو بخش هیدرولیک جریان و آبشستگی میباشد که در هر بخش، ابتدا نتایج کالیبراسیون نرمافزار با دادههای آزمایشگاهی ارائه میشود و سپس نرمافزار برای شرایط هندسی و هیدرولیکی دیگر مورد ارزیابی و آزمون قرار می‌گیرد.

—d1221

2-2- مکانیابی تسهیلات12
2-2-1- مرور ادبیات در موضوع مکانیابی تسهیلات12
2-2-2- معیارهای دسته بندی مدلهای مکانیابی17
2-2-3- مسائل پوشش19
2-2-3-1-مسأله پوشش مجموعه19
2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش21
2-2-3-3- مسائل p-center22
2-2-3-4- مسائل p-median23
2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی24
2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم25
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم26
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم29
2-3- نظریه صف35
2-3-1- مشخصات صف36
2-3-2- قانون لیتِل38
2-3-3- صف M/M/139
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه40
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه40
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک41
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب42
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده45
2-4-2-3- الگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب46
2-4-3- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای سیستم ایمنی مصنوعی49
2-4-3-1- سیستم ایمنی مصنوعی49
2-4-3-1-1- مفاهیم ایمنی49
2-4-3-1-2- ایمنی ذاتی51
2-4-3-1-3- ایمنی اکتسابی51
2-4-3-1-4- تئوری شبکه ایمنی52
2-4-3-1-5- الگوریتم ایمنی مصنوعی53
2-4-3-1-6- سیستم ایمنی مصنوعی و مسائل بهینه سازی چندهدفه54
2-4-3-2- الگوریتم MISA56
2-4-3-3- الگوریتم VIS61
2-4-3-4- الگوریتم NNIA64
2-5- روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه67
2-5-1- فاصله نسلی68
2-5-2- درجه توازن در رسیدن همزمان به اهداف69
2-5-3- مساحت زیر خط رگرسیون70
2-5-4- تعداد جواب‌های غیرمغلوب نهائی71
2-5-5- فاصله گذاری71
2-5-6- گسترش72
2-5-7- سرعت همگرائی73
2-5-8- منطقه زیر پوشش دو مجموعه73
2-6- جمع بندی74
فصل سوم: مدل سازی مسأله و توسعه الگوریتم‌ها76
3-1- مسأله موردتحقیق77
3-2- طراحی الگوریتم‌ها81
3-2-1- تطبیق الگوریتم‌ها با مسئله موردبررسی81
3-2-1-1- ساختار حل‌ها81
3-2-1-2- معیار توقف82
3-2-2- تطبیق الگوریتم NSGA-II برای مسئله موردبررسی83
3-2-3- تطبیق الگوریتم CNSGA-II برای مسئله موردبررسی84
3-2-4- تطبیق الگوریتم NRGA برای مسئله موردبررسی85
3-2-5- تطبیق الگوریتم MISA برای مسئله موردبررسی85
3-2-6- تطبیق الگوریتم VIS برای مسئله موردبررسی85
3-2-7- تطبیق الگوریتم NNIA برای مسئله موردبررسی86
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‌ها87
4-1- تولید مسأله نمونه88
4-2- اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌ها براساس معیارها89
4-3- تجزیه و تحلیل نتایج92
فصل پنجم: نتیجه گیری و مطالعات آتی100
5-1- نتیجه گیری101
5-2- مطالعات آتی102
فهرست منابع و مراجع103
پیوست الف: محاسبه معیارهای هشت گانه برای الگوریتم های استفاده شده105
پیوست ب: نمودارهای بدست آمده از تجزیه و تحلیل نتایج113
پیوست ج: یک نمونه مسئله حل شده توسط الگوریتم NSGA-II118
پیوست د: کد برنامه نویسی الگوریتم NSGA-II در محیط MATLAB123

فهرست اشکال
شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف36
شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب41
شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II43
شکل2-4- الگوریتم NRGA47
شکل 2-5- سلول B، آنتی ژن، آنتی بادی، اپیتوپ، پاراتوپ و ادیوتوپ50
شکل 2-6- فلوچارت الگوریتم MISA57
شکل 2-7- یک شبکه تطبیقی برای رسیدگی به حافظه ثانویه60
شکل 2-8- فلوچارت الگوریتم VIS62
شکل 2-9- تکامل جمعیت NNIA65
شکل 2-10- نمایش حل‌های مناسب69
شکل 2-11- مساحت زیر خط رگرسیون70
شکل 2-12- بیشترین گسترش73
شکل 3-1- مکانیسم عملگر تقاطع83
شکل 4-1- نمودار همگرایی الگوریتم‌ها براساس شاخص MID90
شکل 4-2- نتیجه بدست آمده از آنالیز واریانس برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب94
شکل 4-3- نتیجه بدست آمده از آزمون توکی برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب95
شکل 4-4- نتیجه به دست آمده از آنالیز واریانس برای تعداد جواب‌های غیرمغلوب97

فهرست جداول
جدول 4-1- مشخصات هر نمونه88
جدول 4-2- گروه بندی الگوریتم‌ها براساس معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب96
جدول 4-3- مقایسه الگوریتم‌ها ازنظر معیارهای مختلف و در حالت‌های گوناگون98
جدول 4-4- متوسط معیارهای الگوریتم‌ها و رتبه بندی الگوریتم‌ها براساس آن99
4221207272
82867519050 1
00 1

تعریف مسأله

1-1- مقدمه
با رشد روز افزون معاملات تجاری در سطح جهان و در سال‌های اخیر، ظهور پدیده تجارت الکترونیک و بانکداری الکترونیک به عنوان بخش تفکیک ناپذیر از تجارت الکترونیک مطرح شد. بانکداری الکترونیک اوج استفاده از فناوری انفورماتیک و ارتباطات و اطلاعات برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است. ضرورت یک نظام بانکی کارامد برای حضور در بازارهای داخلی و خارجی ایجاب می‌کند تا بانکداری الکترونیک نه به عنوان یک انتخاب، بلکه ضرورت مطرح شود. امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد [1].
1-2- مکانیابی تسهیلات
فرض کنید که یک شرکت رسانه‌ای می‌خواهد که ایستگاه‌های روزنامه را در یک شهر ایجاد کند. این شرکت در حال حاضر جایگاه‌هایی را به صورت بالقوه در شهرهای همسایه اش مشخص کرده‌است و هزینه ایجاد و نگهداری یک جایگاه را می‌داند. همچنین فرض کنید که تقاضای روزنامه در هر شهر همسایه مشخص است. اگر این شرکت بخواهد تعدادی از این ایستگاه‌ها را ایجاد کند، باتوجه به مینیمم کردن کل هزینه‌های ایجاد و نگهداری این ایستگاه‌ها و همچنین متوسط مسافت سفر مشتریان، این ایستگاه‌ها در کجا باید واقع شوند؟
سؤال قبل یک مثال از مسأله مکانیابی تسهیلات بود. مکانیابی تسهیلات یعنی اینکه مجموعه‌ای از تسهیلات (منابع) را به صورت فیزیکی به گونه‌ای در یک مکان قراردهیم که مجموع هزینه برآورده کردن نیازها (مشتریان) باتوجه به محدودیت‌هایی که سر راه این مکانیابی قرار دارد، مینیمم گردد.
از سالهای 1960 به این طرف مسائل مکانیابی یک جایگاه ویژه‌ای را در حیطه تحقیق در عملیات اشغال کرده‌اند. آنها وضعیت‌های مختلفی را درنظر گرفته‌اند که می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: تصمیم گیری در مورد مکان کارخانجات، انبارها، ایستگاه‌های آتش نشانی و بیمارستان‌ها.
به طور اساسی، یک مسأله مکانیابی بوسیله چهار عنصر زیر توصیف می‌شود:
مجموعه‌ای از مکانها که در آن‌ها، تسهیلات ممکن است ایجاد یا باز شوند. برای هر مکان نیز بعضی اطلاعات درمورد هزینه ساخت یا باز نمودن یک تسهیل در آن مکان مشخص می‌شود.
مجموعه‌ای از نقاط تقاضا (مشتریان) که برای سرویس دهی به بعضی از تسهیلات اختصاص داده شوند. برای هر مشتری، اگر بوسیله یک تسهیل معینی خدمت‌رسانی شود، بعضی اطلاعات راجع به تقاضایش و درمورد هزینه یا سودش بدست می‌آید.
لیستی از احتیاجات که باید بوسیله تسهیلات بازشده و بوسیله تخصیص نقاط تقاضا به تسهیلات برآورده شود.
تابعی از هزینه یا سودهایی که به هر مجموعه از تسهیلات اختصاص پیدا می‌کند.
پس هدف این نوع مسائل، پیدا کردن مجموعه‌ای از تسهیلات است که باید باتوجه به بهینه کردن تابع مشخصی باز شوند.
مدل‌های مکانیابی در یک زمینه گسترده از کاربردها استفاده می‌شود. بعضی از این موارد شامل موارد ذیل است: مکانیابی انبار در زنجیره تأمین برای مینیمم کردن متوسط زمان فاصله تا بازار؛ مکانیابی سایت‌های مواد خطرناک برای مینیمم کردن درمعرض عموم قرار گرفتن؛ مکانیابی ایستگاه‌های راه آهن برای مینیمم کردن تغییرپذیری زمان بندی‌های تحویل بار؛ مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز برای بهترین سرویس دهی به مشتریان بانک و مکانیابی ایستگاه‌های عملیات تجسس و نجات ساحلی برای مینیمم کردن ماکزیمم زمان پاسخ به حادثه‌های ناوگان دریایی. با اینکه این پنج مسأله توابع هدف مختلفی دارند، همه این مسائل در حوزه مکانیابی تسهیلات واقع می‌شوند. درواقع، مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات می‌توانند در موارد ذیل متفاوت باشند: توابع هدفشان، معیارهای فاصله‌ای که به کار می‌برند، تعداد و اندازه تسهیلاتی که قرار است مکانیابی شوند و چندین معیار تصمیم گیری مختلف دیگر. بسته به کاربرد خاص هر مسأله، درنظرگرفتن این معیارهای مختلف در فرموله کردن مسأله، منتهی به مدل‌های مکانیابی بسیار متفاوتی خواهدشد.
1-3- بیان مسأله
هدف از اجرای این تحقیق، مکان‌یابی سیستم‌های خدمات رسانی ثابت با ظرفیت خدمت محدود می‌باشد. یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند. در چنین سیستم‌هایی، زمانی که برای انجام سرویس موردنیاز است تصادفی است و همچنین تقاضای انجام خدمت در نقاط تصادفی از زمان می‌رسند که این تقاضا از جمعیت بزرگی از مشتریان سرچشمه می‌گیرد و معمولاً این سرویس‌دهی در نزدیک ترین تسهیل انجام می‌شود. چنین سیستم‌های خدمت‌رسانی، سیستم‌های صف را تشکیل می‌دهند. مدل‌های مختلفی برای حل این مسائل مکان‌یابی سیستم صف ارائه شده‌است.
دو ناحیه کاربردی وجود دارد که ما با این مدل‌ها روبه رو می‌شویم [4]: اولی در طراحی سیستم ارتباط کامپیوتری مانند اینترنت می‌باشد. در یک سیستم ارتباط کامپیوتری، ترمینال‌های مشتری (کاربران اینترنت) به کامپیوترهای میزبان (سرورهای پروکسی، سرورهای آینه) وصل می‌شوند که قابلیت پردازش بالا و/یا پایگاه داده‌های بزرگ میزبان دارند. زمانی که طول می‌کشد تا سرور درخواست را پردازش کند بستگی به سرعت پردازش سرور و و نوع درخواست دارد که آن هم تصادفی است. زمانی که مشتری برای پاسخ سرور منتظر می‌ماند نیز بستگی به تعداد و اندازه درخواست‌های داده‌ای است که در حال حاضر در صف هستند. به طور کلی، درخواست‌های مشتری‌ها به نزدیکترین سرور وصل می‌شود. این مکان و ظرفیت سرورها، پارامترهای طراحی بحرانی هستند. این انتخاب پارامترها تأثیری قابل توجه روی کیفیت خدمات دارد، به طوری که بوسیله یک مشتری درک می‌شود.
کاربرد دوم شامل طراحی یک سیستم دستگاه خودپرداز برای بانک است. مشتری‌ها به صورت تصادفی به یک دستگاه خودپرداز می‌رسند. اگر هنگامی‌که آن‌ها می‌رسند، دستگاه آزاد باشد، آن‌ها بلافاصله سرویس دهی می‌شوند. در غیر این صورت ، آن‌ها به صف می‌پیوندند یا آن جا را ترک می‌کنند. زمان تصادفی که یک مشتری در یک دستگاه سپری می‌کند بستگی به تعداد و نوع تراکنشی (مثلاً مانده حساب، دریافت وجه، انتقال وجه و غیره) دارد که او انجام می‌دهد. منبع قابل توجه دیگر زمان مشتری در یک دستگاه، شامل تأخیر ارسال در مدت شبکه ارتباط بانک است. از آن جا که دستگاه‌ها ثابت هستند، مشتری‌ها باید به یک مکان خودپرداز مراجعه کنند تا یک تراکنش را انجام دهند. گاهی اوقات، مردم در طول مسیر خود (مثلاً از خانه به محل کار) برای استفاده از یک دستگاه خودپرداز به آن مراجعه می‌کنند؛ گاهی اوقات هم، آن‌ها آن را طبق یک مسیر از پیش برنامه‌ریزی‌شده (مثلاً مسیر روزانه بین خانه و کار) استفاده می‌کنند. به طور کلی، آن‌ها از تسهیل با کمترین هزینه قابل‌دسترس استفاده می‌کنند. برای مثال، هنگامی‌که هزینه‌ها بوسیله مسافت سفر تعیین می‌شود، مشتری‌ها نزدیکترین تسهیل به محل کار/خانه یا نزدیکترین مسیر روزانه شان را انتخاب می‌کنند. ما فرض می‌کنیم که مشتری‌ها هیچ اطلاعی از تأخیرات دستگاه‌های خودپرداز ندارند و از این رو نزدیکترین تسهیل را برای درخواست سرویسشان انتخاب می‌کنند.
فرضیاتی که برای این مسأله درنظر گرفته می‌شود به شرح زیر می‌باشد:
گره مشتری وجود دارد که هر یک درخواستی را برای سرویس ایجادمی‌کند؛
تعداد درخواست‌ها در واحد زمان، یک جریان پوآسن مستقل را تشکیل می‌دهند؛
گره خدمت‌رسان بالقوه وجود دارد؛
مشتریان از مراکز تقاضا به سمت مکان این دستگاه‌ها حرکت می‌کنند؛
هر جایگاه خدمت فقط یک خدمت دهنده دارد؛
زمان سرویس یک دستگاه به صورت تصادفی و توزیع نمایی دارد؛
مکان دستگاه‌ها ثابت هستند؛
مشتری‌ها بوسیله نزدیکترین دستگاه خودپرداز خدمت‌رسانی می‌شوند؛
میزان زمان انتظار مشتریان در صف نباید از یک حد ازپیش تعیین شده، فراتر رود؛
ماکزیمم تعداد دستگاه‌های خدمت‌رسان از قبل تعریف شده‌است.
در مسائل مکان‌یابی تک هدفه، هدف مسأله معمولاً هزینه یا پوشش بوده‌است، امّا در مسائل چندهدفه، حداقل یک هدف دیگر وجود دارد که باتوجه به طبیعت این گونه مسائل، با هدف اوّلی درتضاد است.
براین اساس، ما مروری بر روی اهدافی که در مسائل مکان‌یابی چندهدفه توسعه یافته می‌کنیم. این اهداف می‌توانند به صورت زیر توصیف شوند:
هزینه: انواع مختلفی از هزینه وجود دارد. این انواع می‌توانند به دو قسمت ثابت و متغیر تقسیم شوند. هزینه‌های ثابت شامل هزینه شروع و نصب به همراه سرمایه گذاری می‌باشد. هزینه‌های متغیر می‌تواند هزینه حمل و نقل، عملیات، تولید، خدمات، توزیع، تدارکات، دفع پسماند، نگهداری و محیطی باشد. هزینه حمل و نقل بیشترین و هزینه نصب بعد از آن قرار دارد. مسائل مختلفی از یک معیار «هزینه کل» استفاده کرده‌اند که شامل همه هزینه‌ها تحت یک هدف می‌شود.
ریسک‌های محیطی: این هدف شامل ریسک حمل و نقل، ریسک طبیعی، دفع پسماند یا ریسک رفتاری، یا «اثرات نامطلوب» عمومی است که جایگاه بزرگی دارد. به هر حال نسبت ریسک محیطی در مسائل مکان‌یابی کمتر از دیگر هزینه‌هاست.
پوشش: تقریبا مجموعه کامل مسائل مکان‌یابی درباره پوشش مسافت، زمان، مبلغ و یا حتی انحراف پوشش است. اگرچه بسیاری از مسائل از مسافت و پوشش جمعیّت به عنوان هدفشان استفاده می‌کنند، اما در بعضی مسائل نیز زمان مهّم است.
مفهوم تساوی نیز در این طبقه قرار می‌گیرد، زیرا این نوع مسائل، روشی منصفانه در برخورد با مسأله پوشش دارند.
سطح و کارائی خدمت: در این طبقه، هدف سطح سرویس به همراه کارائی قرارمی‌گیرد.
سود: بعضی مسائل به سود خالص (تفاوت بین سودها و هزینه‌ها) علاقمندند.
اهداف دیگر: بعضی اهداف دیگر که در مسائل مکان‌یابی استفاده می‌شوند، مانند دستیابی به منابع به همراه ریسک‌های سیاسی و اجتماعی که نمی‌توانند در دیگر دسته‌ها قرار بگیرند.
سه هدف برای مسأله موردنظر ما درنظر گرفته شده‌است که هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
1-4- روش حل
به طور کلی مسائل مکانیابی تسهیلات اصولاً NP-Hardهستند و بعید است بدون کاربرد الگوریتم‌های فراابتکاری بتوان حلّی بهینه را در زمان معقول پیدا کرد و زمان محاسباتی نیز با توجه به اندازه مسأله به صورت نمایی افزایش می یابد.
مسائل بهینه یابی چندهدفه، به طور کلی با یافتن حل‌های بهینه پارتو یا حل‌های مؤثّر کارمی‌کنند. چنین حل‌هایی غیرمغلوب هستند، یعنی هنگامی‌که همه اهداف درنظر گرفته شوند، هیچ حل دیگری برتر از آن‌ها نیست. بیشترین روش‌هایی که برای حل مسائل بهینه سازی چندهدفه به کار می‌روند، روشهای ابتکاری و فراابتکاری هستند.
برای مسائلی که در کلاس NP-Hard قرار می گیرند، تاکنون روش‌های دقیقی که بتواند در حالت کلی و در زمانی معقول به جواب دست یابد توسعه داده نشده‌است. از این رو روش‌های ابتکاری و فراابتکاری مختلفی را برای حل این دسته از مسائل به کار می برند تا به جواب‌های بهینه یا نزدیک به بهینه دست یابند.
در این تحقیق سعی شده‌است که از چندین الگوریتم بهینه سازی چندهدفه استفاده شود. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند. چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است. در سال‌های اخیر، الگوریتم‌های بهینه سازی مبتنی بر ایمنی مصنوعی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌است که به همین علت، ما در این تحقیق سعی بر آن داریم که از کارآمدترین این الگوریتم‌ها استفاده کنیم. از میان الگوریتم‌های چندهدفه ایمنی، ما از MISA، VIS و NNIA استفاده کرده ایم که در ادامه و در بخش‌های بعدی به نتایج خوبی که دراثر استفاده از این الگوریتم‌ها بدست می‌آید، اشاره می‌کنیم.
1-5- اهمیت و ضرورت تحقیق
امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد.
در این تحقیق سعی شده‌است که محدودیت‌ها و چالش‌های فراروی این مسأله در دنیای واقعی تا حد ممکن درنظر گرفته شود. به همین منظور محدودیت‌هایی ازقبیل ماکزیمم دستگاه خدمت‌رسانی که می‌تواند به کار گرفته شود و حدّ بالای زمان انتظار برای مشتریان منظور شده‌است. همچنین به‌دلیل اینکه یک هدف، پاسخگوی انگیزه ایجاد شده برای انجام این طرح نمی‌باشد، این مسأله به صورت یک مسأله چند هدفه درنظر گرفته شده‌است تا به دنیای واقعی هر چه نزدیکتر گردد تا در درجه اول سود بانک یا مؤسسه ازطریق انتخاب بهینه دستگاه‌های خودپرداز افزایش یابد و در درجه دوم رضایت مشتریان جلب گردد، به صورتی که هم پوشش مناسب برای خدمت‌رسانی داده شود و هم مدت زمان خدمت‌رسانی به مشتریان حداقل گردد.
1-6- اهداف تحقیق
اهدافی که برای اجرای این تحقیق درنظر گرفته شده‌است عبارتند از:
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات به صورت کلّی
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
بهینه نمودن استفاده از دستگاه‌های‌های خدمت‌رسان؛ یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند، به‌صورتی که هم رضایت مشتریان جلب شود (این هدف را به صورت کمینه کردن مجموع زمان خدمت‌رسانی به مشتریان که شامل زمان سفر مشتریان از مراکز تقاضا به مراکز خدمت‌رسانی و زمان انتظار آنها برای خدمت‌رسانی درنظر گرفته ایم) و هم مجموع کارکرد دستگاه‌ها بیشینه گردد.
تطبیق الگوریتم‌های مختلف با مسئله مورد بررسی
تجزیه و تحلیل الگوریتم‌های مختلف با استفاده از روشهای مقایسه الگوریتم‌ها
1-7- جمع بندی
مسأله مکانیابی تسهیلات در حالت کلی به عنوان یک مسأله NP-Hard شناخته می‌شود. به‌خصوص در حالتی که محدودیت‌های دیگری نظیر محدودیت انتظار مشتریان در صف و محدودیت در تعداد تسهیلات باز شده نیز مطرح باشد، پیچیدگی این مسأله چندین برابر می‌شود.
هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
پایان نامه دارای ساختار زیر است: در فصل دوم برای آنکه خواننده با مفاهیمی که در این پایان‌نامه به کار گرفته شده‌است و همچنین موضوعاتی که در این تحقیق مطرح می‌شود، مروری جامع بر ادبیات موضوعات در بخش‌های مختلف اعم از مکانیابی تسهیلات به صورت کلی، مکانیابی تسهیلات باتوجه به مسأله مطرح شده و محدودیت‌های ایجاد شده به عمل آمده‌است. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
در فصل سوم ابتدا درمورد مسئله مورد بررسی این تحقیق توضیحات کافی داده می شود و اهداف و محدودیت های فراروی آن شرح داده می شود. سپس، در قسمت طراحی الگوریتم‌ها، الگوریتم‌های درنظر گرفته شده را با مسئله مورد بررسی تطبیق می دهیم.
در فصل چهارم پس از اینکه درمورد تولید مسائل نمونه صحبت کردیم، به تجزیه و تحلیل و مقایسه الگوریتم‌ها خواهیم پرداخت که این کار را به این صورت انجام می‌دهیم که ابتدا معیارهای مختلف را برای تمامی الگوریتم‌ها اندازه گیری کرده و سپس این نتایج را باتوجه به روش‌های موجود درزمینه تحلیل واریانس، مورد تجزیه و تحلیل قرارمی‌دهیم.
در فصل پنجم نیز پس از مروری کلّی بر تحقیقی که انجام شده، چند زمینه تحقیق برای مطالعات آتی به خوانندگان پیشنهاد می‌شود.
4221207272
82867519050 2
00 2

مرور ادبیات

2-1- مقدمه
در این فصل، ابتدا به بحث درباره موضوع مکانیابی تسهیلات می پردازیم. در ابتدا، به مروری بر ادبیات این موضوع می پردازیم. در ادامه، مسائل پوشش که مهمترین و پرکاربردترین مباحث در این حوزه است را توضیح داده و مدل های دیگر مکانیابی تسهیلات را معرفی می نمائیم. سپس باتوجه به اینکه مسئله ما در حیطه مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم می باشد، به مرور ادبیات این حیطه و خصوصیات این نوع مدل ها می پردازیم. سپس سیستم صف و مسائلی که در این حوزه و ادامه تحقیق، موردنیاز است، شرح داده می شود. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
2-2- مکانیابی تسهیلات
2-2-1- مرور ادبیات در موضوع مکانیابی تسهیلات [5]
می‌توان استدلال نمود که تحلیل‌های مکانیابی در قرن هفدهم و با مسأله پیِر دِ فِرمَت شروع شد: فرض کنید که سه نقطه در یک صفحه وجود دارد، نقطه چهارمی را پیداکنید به صورتی که مجموع فواصلش تا سه نقطه فرض شده مینیمم گردد. اِوانجلیستا توریچلی نیز یکی از کسانی است که ساختارهای فضایی که نیاز به یافتن یک چنین میانه‌های فاصله‌ای یا «نقاط توریچلی» دارند، به آن نسبت داده شده‌است. به هر حال در قرن اخیر، با «مسأله وِبِر» از آلفرد وِبِر و بعضی از گسترش‌های بعدی اش در مسئله درِزنر و همکارانش دوران جدید تحلیلهای مکانیابی با کاربردش در مکانیابی صنعتی شروع می‌شود. مسأله وِبِر نقاطی را در یک سطح پیدا می‌کند که مجموع فواصل اقلیدسی وزن‌دهی شده آن تا یک مجموعه نقاط ثابت مینیمم گردد. این مسأله به این صورت تفسیر می‌شود که مکان یک کارخانه را به گونه‌ای پیداکنیم که کل مسافت وزن دهی شده آن از تأمین کنندگان و مشتریان مینیمم گردد، که وزن‌ها بیانگر حجم مبادلات می‌باشد، مثل وزن موادی که باید از یک تأمین‌کننده منتقل شود یا حجم محصولات نهایی که برای یک مشتری ارسال می‌شود.
تنها در دهه 60 و 70، با فراهم بودن گسترده قدرت محاسبات برای پردازش و تحلیل مقادیر بزرگی از داده‌ها بود که ما شروع واقعی بهینه سازی جدید و به همراه آن، تحقیق در مسائل مکانیابی را مشاهده می‌کنیم. این دوره را به این دلیل دوره بلوغ تحلیلهای مکانیابی می‌نامند که گرایش زیادی به مطالعه p-median کلاسیک، p-center، پوشش مجموعه، مکانیابی تأسیسات ساده و مسائل تخصیص درجه دوم و گسترش آنها پیدا شد.
در این دوره، کوپر مسأله تک تسهیلی وِبِر را گسترش داد تا مسأله تخصیص-مکانیابی چندتسهیلی را ایجاد کند. سپس مارانزانا این مسأله را از فضای پیوسته به شبکه گسترش داد. به هر حال حکیمی است که شالوده تحقیق در p-median و مسائل دیگر در یک شبکه را کامل می‌کند. مسأله p-median شبیه مسأله وِبِر در یک سطح، مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که کل مسافت وزن دهی شده با تقاضا را تا نزدیکترین تسهیل مینیمم می‌کند. به علاوه حکیمی مسأله p-center اصلی را ارائه می‌کند که مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که ماکزیمم مسافت تقاضا تا نزدیکترین تسهیل مینیمم گردد. نتیجه مهم قضیه حکیمی نیز مشخص است، یعنی اینکه یک حل در مسأله p-median، همیشه در گره‌های یک شبکه در مسأله واقع می‌شود، درحالیکه یک حل در مسأله p-center لزومی ندارد که در گره‌ها واقع شود. کاریف و حکیمی اثبات می‌کنند که مسائل p-center و p-median، NP-Hard هستند.
مدلهای پوشش، مسائلی را درنظر می‌گیرند که تقاضاها باید در یک مسافت مطمئنی از زمان سفر پوشش داده شوند. تورِگاس و همکارانش روش حلی را برای اینگونه مسائل که در کاربرد با نام مسأله پوشش مجموعه (LSCP) شناخته می‌شود را فرمول بندی و ارائه کردند. مکان تسهیلات برای خدمات اورژانسی از این مسأله الهام می‌شوند. چِرچ و رِوِله، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) را ارائه کردند. این مسأله، مکانهای بهینه‌ای را برای تعداد معیّنی از تسهیلات پیدا می‌کند که جمعیّتی که درون یک فاصله خدمت‌رسانی مشخص، پوشش داده می‌شوند، حداکثر گردد.
دیگر مسأله بنیادی با مفهوم پوشش، مسأله تخصیص درجه دوم (QAP) می‌باشد که به دلیل طبیعت درجه دوّم فرموله کردن تابع هدفش به این نام خوانده می‌شود. تعدادی (N) تسهیل که در همان تعداد جایگاه (N) به گونه‌ای واقع می‌شوند که کل هزینه انتقال مواد درمیان آنها مینیمم گردد. هزینه حرکت مواد بین هر دو مکان بوسیله ضرب یک وزن یا جریان در فاصله بین مکان‌ها بدست می‌آید. مدل خطی آن بوسیله کوپمنس و بِکمن ارائه شد که مورد خاصی از مسأله حمل و نقل شناخته شده‌است. این مسأله NP-Hard علائق بسیاری را برای تحقیق ایجاد کرد و هنوز هم حل آن در هر اندازه ای، بسیار سخت به نظر می‌رسد.
دهه 80 و 90 تحقیقاتی را در تحلیل مکانیابی دید که به رشته‌های دیگر نیز گسترش پیدا کرد و نتایج سودمندی را از دیدگاه مدل سازی و کاربرد بدست آورد. این نوآوری‌ها تا به امروز نیز ادامه دارد.
از جمله این مدل‌ها می‌توان به مکان‌یابی رقابتی، مکان تسهیلات گسترده، مکانیابی تصادفی، مسیریابی، مکان‌یابی هاب و جلوگیری از جریان اشاره کرد. به عنوان کاربردهای جدید در این دوران می‌توان به ناحیه‌هایی ازجمله برنامه ریزی خدمات اورژانسی، کاربردهای محیط زیستی همچون تسهیلات زیان آور و ترکیب مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین اشاره کرد.
مدلهای مکانیابی رقابتی: حکیمی مدلهای رقابتی را درون تئوری مکانیابی وارد کرد. بیشتر نتایج در این زمینه یک فضای گسسته یا یک شبکه را درنظر می‌گیرند. اخیراً مدل‌های مکانیابی رقابتی پیوسته توسط داسکی و لاپورته ارائه شده‌است.
مدلهای مکانیابی تسهیلات گسترده: یک تسهیل اگر در مقایسه با محیطش، خیلی کوچکتر از یک نقطه به نظر برسد، گسترده نامیده می‌شود. چنین مدل‌هایی بارها در وضعیت‌های طراحی شبکه به کار گرفته شده‌است. مِسا و بوفی یک سیستم دسته بندی شامل مسائلی برای تعیین خط مسیر حمل و نقل مواد خطرناک ارائه کردند. اخیراً یک مثال بوسیله بریمبرگ و همکارانش آورده شده‌است که مسأله مکانیابی یک دایره درون یک کره را درنظر می‌گیرد، به صورتی که فاصله از تسهیلات موجود باید مینیمم گردد.
مکانیابی تصادفی: مدلهای مکانیابی تصادفی هنگامی رخ می‌دهند که داده‌های مسأله فقط به روشی احتمالی شناخته شوند. بِرمن و همکارانش مسائلی را درنظر گرفتند که ورود به تسهیلات به صورت تصادفی است و اثر تراکم نیز باید درنظر گرفته می‌شد. لوگندران و تِرِل یک مسأله LA با ظرفیت نامحدود را با تقاضاهای تصادفی حسّاس به قیمت درنظر گرفتند. بِرمن و کراس یک کلاس کلی از «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» را ارائه کردند.
مسیریابی مکان: ترکیب تحلیلهای مکانیابی با زمینه‌های شناخته شده مسائل مسیریابی وسایل نقلیه، ناحیه جدید دیگری از مدل سازی، یعنی مسیریابی مکان را ایجاد می‌کند.
مکانیابی هاب: در چنین مسائل مکانیابی، هاب‌ها به عنوان متمرکزکننده‌ها یا نقاط سوئیچینگ ترافیک عمل می‌کنند، خواه برای مسافران خطوط هوایی باشد، خواه بسته‌های کوچک در سیستمهای سوئیچینگ. جریان بین منابع و مقاصد اساس مدل سازی این دسته از مسائل را تشکیل می‌دهد. اُکِلی اساس تحلیلهای مکانیابی هاب را بنانهاد. آن مدل‌ها به صورتی مدل سازی شد تا بهترین مکان‌ها برای متصل کردن ترمینال‌ها را باتوجه به مینیمم کردن هزینه‌های کل تراکنش‌ها، پیدا کند.
جلوگیری از جریان: در بسیاری از مسائل مکانیابی، تقاضاها فرض می‌شوند که در گره‌های یک شبکه رخ می‌دهند. یک تغییر جالب که بوسیله مسائل فرض می‌شود این است که تقاضا بوسیله جریانی از وسایل نقلیه یا پیاده‌هایی که از میان اتصالات شبکه عبور می‌کنند، ارائه می‌شوند. ازجمله کاربردهای این حیطه می‌توان به دستگاه‌های خودپرداز و ایستگاه‌های نفتی اشاره کرد. چنین مسائلی اولین بار توسط هاچسون و بِرمن و همکارانش ارائه شد.
مکانیابی یا جابجایی وسایل خدمات اورژانسی: مقدار شگرفی از تحقیقات در مطالعه مکانیابی وسایل خدمات اورژانسی ایجاد شده‌است. چَپمن و وایت اولین کار را برحسب محدودیت‌های کاربردی که در LSCP کاربرد دارد، ارائه کردند. مطالعه میرچندانی و اُدُنی زمان‌های سفر تصادفی را در مکانیابی تسهیلات اورژانس درنظر می‌گیرد. همچنین باتوجه به کاربردهای وسایل اورژانسی، مدل MEXCLP که توسط داسکین ارائه شده‌است، مدل MCLP را با محدودیت‌های احتمالی گسترش می‌دهد. رِپِده و برناردو، مدل TIMEXCLP را ارائه کردند که MEXCLP را با تغییر تصادفی در تقاضا گسترش می‌دهد.
کاربردهای مرتبط با محیط زیست: تسهیلات زیان آور و مفاهیم دیگر: بعضی از تحلیلهای مکانیابی در موضوع محیط زیست، مربوط به مکان تسهیلاتی می‌شود که برای جمعیت مجاورشان مضر یا نامطبوع هستند. گُلدمن و دیِرینگ و همچنین چِرچ و گارفینکل جزء اولین افرادی بودند که مکانیابی برای تسهیلات زیان آور یا تسهیلاتی که ترجیح می‌دهیم دور از دسترس باشند را درنظر گرفتند.
تحلیلهای مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین: مدیریت زنجیره تأمین (SCM) شامل تصمیمات درمورد تعداد و مکان تسهیلات و جریان شبکه در حیطه تأمین، تولید و توزیع می‌شود. در اولین کارها در برنامه ریزی پویا، بالُو از برنامه نویسی پویا برای جابجایی انبارها در طول دوره برنامه‌ریزی استفاده می‌کند. جئوفریون و پاورز محیطی یکپارچه را بین مکان و SCM درنظر می‌گیرد.
2-2-2- معیارهای دسته بندی مدلهای مکانیابی
مدلهای مکانیابی تسهیلات می‌توانند باتوجه به اهداف، محدودیتها، حل‌ها و دیگر خصوصیات دسته بندی شوند. در زیر، هشت معیار رایجی که برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی تسهیلات سنتی استفاده می شود، آورده شده‌است ‍‍[6]:
مشخصات مکان: مشخصات مکان تسهیلات و جایگاه‌های تقاضا شامل مدل‌های مکانیابی پیوسته، مدل‌های شبکه گسسته، مدل‌های اتصال هاب و غیره می‌شود. در هر یک از این مدل‌ها، تسهیلات می‌توانند فقط در جایگاه‌هایی واقع شوند که توسط شرایط مکانی مجاز هستند.
اهداف: هدف یکی از معیارهای مهم برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی است. هدف مدل‌های پوشش، مینیمم کردن تعداد تسهیلات برای پوشش همه نقاط تقاضا یا ماکزیمم کردن تعداد تسهیلاتی است که باید پوشش داده شوند. هدف مدل‌های p-center مینیمم کردن ماکزیمم فاصله (یا زمان سفر) بین نقاط تقاضا و تسهیلات است. آن‌ها اغلب برای بهینه کردن تسهیلات در بخش‌های عمومی همچون بیمارستان‌ها، اداره‌های پست و آتش‌نشانی‌ها استفاده می‌شوند. مدل‌های p-median سعی می‌کنند که جمع فاصله (یا متوسط فاصله) بین نقاط تقاضا و نزدیکترین تسهیلشان مینیمم گردد. شرکت‌هادر بخش‌های عمومی اغلب از مدل‌های p-median استفاده می‌کنند تا برنامه توزیع تسهیل را به گونه‌ای بریزند که مزایای رقابتشان را بهبود دهند.
روش‌های حل: روش‌های حل مختلف در مدل‌های مکانیابی مختلف همچون مدل‌های بهینه‌سازی و مدل‌های توصیفی بدست می‌آیند. مدل‌های توصیفی از رویکردهای ریاضی همچون برنامه نویسی ریاضی یا برنامه نویسی عددی استفاده می‌کنند تا حل‌های مختلف را برای سبک و سنگین کردن اکثر اهداف مهم در مقابل یکدیگر جستجو کنند. در مقابل، مدل‌های توصیفی، از شبیه سازی یا رویکردهای دیگری استفاده می‌کنند تا موفقیت دستیابی به الگوی مکانیابی را افزایش دهند تا حلی با درجه مطلوب بدست آید. روش‌های حل ترکیبی نیز بوسیله گسترش مدلهای توصیفی با تکنیک‌های بهینه سازی توسعه داده شده‌است تا مسائل مکانیابی تعاملی یا پویا (مثل سرورهای متحرک) را بسازند.
مشخصات تسهیلات: مشخصات تسهیلات نیز مدل‌های مکانیابی را به انواع مختلف تقسیم می‌کند. مثلاً، محدودیت تسهیل می‌تواند منجر به مدلی با یا بدون ظرفیت خدمت‌رسانی شود، و تکیه تسهیلات به یکدیگر می‌تواند به مدل‌هایی منجر شود که همکاری تسهیلات را به حساب آورند یا نیاورند.
الگوی تقاضا: همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس الگوهای تقاضا دسته بندی شوند. اگر یک مدل تقاضای انعطاف پذیر داشته باشد، پس آن تقاضا محیطی متفاوت با تصمیمات مکانیابی تسهیلات مختلف خواهد داشت؛ درحالیکه یک مدل با تقاضای غیرانعطاف پذیر، به علت تصمیمات مکانیابی تسهیلات، با آن الگوی تقاضا متفاوت نخواهد بود.
نوع زنجیره تأمین: مدل‌های مکانیابی می‌تواند بوسیله نوع زنجیره تأمینی که درنظر می‌گیرند تقسیم شوند (یعنی مدلهای تک مرحله‌ای درمقابل مدل‌های چند مرحله ای). مدل‌های تک‌مرحله‌ای بر روی سیستمهای توزیع خدمت تنها با یک مرحله تمرکز می‌کنند، درحالیکه مدل‌های چندمرحله ای، جریان خدمات را در طول چند سطح سلسله مراتبی درنظر می‌گیرند.
افق زمانی: افق زمانی، مدل‌های مکانیابی را به مدل‌های استاتیک و پویا دسته بندی می‌کند. مدل‌های استاتیک، کارایی سیستم را با درنظر گرفتن همزمان همه متغیرها بهینه می‌کند. درمقابل، مدل‌های پویا، دوره‌های زمانی مختلف را با تغییر داده‌ها درطول این دوره‌ها درنظر می‌گیرند و حل‌هایی را برای هر دوره زمانی با وفق دادن با شرایط مختلف ارائه می‌کند.
پارامترهای ورودی: روش دیگری برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی براساس خصوصیت پارامترهای ورودی به مسأله است. در مدلهای قطعی، پارامترها با مقادیر مشخص پیش بینی می‌شوند و بنابراین، این مسأله، برای حل‌های ساده و سریع، ساده سازی می‌شود. به هر حال، برای بیشتر مسائل جهان واقعی، پارامترهای ورودی ناشناخته هستند و طبیعتاً ماهیت احتمالی/تصادفی دارند. مدل‌های مکانیابی احتمالی/تصادفی برای رسیدگی به ماهیت پیچیده مسائل جهان واقعی از توزیع احتمالی متغیرهای تصادقی استفاده می‌کنند یا مجموعه‌ای از طرحهای ممکن را برای پارامترهای نامعیّن درنظر می‌گیرند.
همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس مشخصات دیگری همچون مدل‌های تک محصولی درمقابل مدلهای چندمحصولی و یا مدلهای کششی درمقابل مدلهای فشاری متمایز شوند.
2-2-3- مسائل پوشش
ایده اصلی پشت مدلهای پوشش مکانیابی تسهیلات به گونه‌ای است که بعضی خدمات موردنیاز مشتریان فراهم شود. دو هدف برای مکانیابی تسهیلات وجود دارد که آیا همه مشتریان در شبکه با حداقل تسهیلات پوشش داده می‌شوند یا هر تعدادی از مشتریان که ممکن است با تعداد مشخصی از تسهیلات پوشش داده شوند. در اینجا به مسائل پوشش در شبکه می‌پردازیم [7]،[8].
2-2-3-1-مسأله پوشش مجموعه
برای ساده سازی، فرض می‌کنیم که همه مشتریان و تسهیلات در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. در ادامه، ما از اندیس i برای اشاره به مشتریان و از اندیس j برای اشاره به تسهیلات استفاده می‌کنیم. همچنین تقاضاها (یا وزن‌ها) در گره i را با و تعداد تسهیلاتی است که باید مکانیابی شوند را با p نمایش می‌دهیم. همچنین ما را به عنوان کوتاهترین مسیر (یا زمان، هزینه یا هر عدم مطلوبیت دیگری) بین گره تقاضای و جایگاه تسهیل در گره تعیین می‌کنیم. اگر گره i بتواند بوسیله تسهیل در مکان j پوشش داده شود، قرارمی‌دهیم، درغیر اینصورت . همچنین را مجموعه همه جایگاه‌های کاندیدشده‌ای قرار می‌دهیم که می‌توانند گره تقاضای i را پوشش دهند. اینکه p تسهیل در کجا واقع شوند و کدام تسهیل باید کدام گره تقاضا را سرویس دهد، تصمیمات کلیدی در اینگونه مسائل هستند.
مسائل پوشش مجموعه در ابتدای دهه 70 ایجاد شد. هدف LSCP مکانیابی حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که هر گره تقاضا بوسیله یک یا چند تسهیل «پوشش» داده شود. به طور کلی، تقاضا در یک گره i توسط تسهیل j پوشش داده شده نامیده می‌شود اگر فاصله (یا زمان سفر) بین گره‌ها کمتر از فاصله بحرانی D باشد. به علاوه، D به ماکزیمم فاصله یا زمان خدمتی که تصمیم‌گیرنده مشخص می‌کند اشاره می‌کند.
با این توضیحات، می‌توان مدل مکان پوشش مجموعه را که اولین بار توسط تورِگاس و همکارانش ارائه شد، به صورت زیر فرموله کرد:
(1.2)
(2.2)
(3.2)
تابع هدف (1.2) تعداد تسهیلاتی که استفاده می‌شوند را مینیمم می‌کند. محدودیت (2.2) تعیین می‌کند که برای هر نقطه تقاضای i، حداقل یک تسهیل باید در مجموعه ایجاد گردد که بتواند این گره را پوشش دهد. محدودیت‌های (3.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.

2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش
درمقابل مسأله پوشش مجموعه که در بالا آورده شد، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) سعی نمی‌کند که همه مشتریان را پوشش دهد. تعداد p تسهیل را فرض کنید که هدف ما مکانیابی این تسهیلات به گونه‌ای است که بیشترین تعداد ممکن از مشتریان را پوشش دهیم. منظور از پوشش را نیز در بالا آوردیم.
با تعیین این محدودیت‌های مدل پوشش مجموعه، چِرچ و رِوِله مسأله مکانیابی حداکثر پوشش را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(4.2)
(5.2)
(6.2)(3.2)
(7.2)
که اگر گره تقاضای i پوشش داده شود، برابر یک خواهد بود، درغیر اینصورت صفر می‌شود. تابع هدف (4.2) تعداد تقاضاهایی که پوشش داده می‌شوند را ماکزیمم می‌کند. محدودیت (5.2)، متغیرهای مکان و پوشش را به همدیگر مرتبط می‌کند و نشان می‌دهد که گره تقاضای i نمی‌تواند به عنوان پوشش داده شده تلقی گردد مگر اینکه ما حداقل یک تسهیل را در یکی از جایگاه‌های کاندید شده مستقر کنیم که بتواند آن گره را پوشش دهد. محدودیت (6.2) تعداد تسهیلات را به p محدود می‌کند و محدودیت‌های (3.2) و (7.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.
اگر تعداد تسهیلاتی که برای پوشش تمام تقاضاها نیاز است، از منابع دردسترس بیشتر شود، یک گزینه، راحت کردن الزامات برای پوشش کامل می‌باشد.
2-2-3-3- مسائل p-center
نوع دیگری از مسائل کلاسیک پوشش، اصطلاحاً مسائل p-center نامیده می‌شود. هدف مسائل p-center ، مکانیابی تعداد معین p تسهیل به گونه‌ای است که بزرگترین فاصله بین هر مشتری و نزدیکترین تسهیلش تا حد ممکن کوچک شود. اگرچه از دیدگاه نظری، مسائل p-center متفاوت هستند، اما یک روش دوبخشی ساده می‌تواند به کار گرفته شود تا مسائل p-center را به عنوان بخشی از مسائل پوشش حل نماید. این مسأله می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود که Q ماکزیمم فاصله است که باید مینیمم گردد:
(8.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(11.2)
(3.2)
(12.2)محدودیت (9.2) ما را مطمئن می‌کند که هر گره تقاضا تخصیص داده شده‌است، درحالیکه محدودیت (10.2) تصریح می‌کند که این تخصیصها می‌توانند فقط در تسهیلاتی که بهره برداری شده‌اند ایجاد شود. محدودیت (6.2) بیان می‌کند که دقیقاً p تسهیل می‌تواند ایجاد شود. محدودیت (11.2) ماکزیمم فاصله را برحسب متغیرهای تصمیم تعیین می‌کند. این محدودیت‌ها تصریح می‌کنند که Q باید بزرگتر یا مساوی با فاصله‌ای باشد که برای هر گره تقاضا تخصیص داده می‌شود.
2-2-3-4- مسائل p-median
درمقابل مسائل p-center با اهداف مینیماکسش که در قسمت قبل توضیح داده شد، مسائل p-median اهداف مینیمم مجموع دارند. به عبارت دیگر مسائل p-median ، p تسهیل را به‌گونه‌ای مکان‌یابی می‌کنند که مجموع فواصل بین همه مشتریان و نزدیکترین تسهیل مرتبطشان مینیمم گردد. رِوِله و سواین مسأله p-median را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(13.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(3.2)
(12.2)
تابع هدف (13.2) کل فاصله‌ای که در تقاضا ضرب شده‌است را مینیمم می‌کند. از آنجائیکه تقاضاها مشخص هستند و کل تقاضا ثابت است، این هدف در حکم مینیمم کردن متوسط فاصله ضرب در تقاضا است. به خاطر داشته باشید که این فرمول بندی خیلی شبیه به فرمول بندی مسأله p-center است مگر در تابع هدف و محدودیت شماره (11.2).

2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی [8]
در این بخش به اختصار به انواع دیگری از مدل‌های مکانیابی که در مقالات استفاده شده‌است اشاره می‌کنیم. اولین نوع، مدل‌هایی هستند که به تسهیلات نامطلوب اشاره می‌کنند. چنین مدل‌هایی به مکانیابی تسهیلاتی همچون تأسیسات تصفیه فاضلاب، محل‌های بازیافت زباله‌ها، نیروگاه‌ها یا زندان‌ها می‌پردازند که همسایگی آنها با نواحی مسکونی نامطلوب به نظر می‌رسد.
به عنوان سیستم‌هایی که معمولاً شامل دو یا چند سطح از تسهیلات می‌شوند، از سیستمهای سلسله مراتبی استفاده می‌کنیم. بسیاری از سیستمها در طبیعت سلسله مراتبی هستند. این تسهیلات معمولاً برحسب نوع خدماتی که ارائه می‌کنند سلسله مراتبی هستند. مثلاً مراکز مراقبت‌های پزشکی را درنظر بگیرید که شامل کلینیک‌های عمومی، بیمارستان‌ها و مراکز دارویی هستند.
نوع دیگری از مدل‌ها، به مدل‌های مکانیابی می‌پردازد که اهداف «یکسان» دارند. این مدل‌ها، تسهیلات را به گونه‌ای مکانیابی می‌کنند که برای همه مشتریان به طور مساوی دردسترس باشند.
ناحیه فعال دیگر در این زمینه، مکانیابی هاب‌هاست. هاب به عنوان توپ در مرکز یک چرخ است و منظور از آن، تسهیلاتی است که به بعضی جفت‌های منبأ-مقصد به عنوان گره‌های معاوضه و حمل و نقل سرویس دهی می‌کند و در سیستمهای ترافیک و ارتباطات استفاده می‌شود.
نوع دیگر از مدل‌های مکانیابی، مدل‌های مکانیابی رقابتی است. مثالی از این نمونه به این صورت است که دو فروشنده انحصاری یک محصول را درنظر بگیرید که تسهیلی را هر کدام در یک پاره خط ایجاد می‌کنند. آنها از ابزاری مشابه استفاده می‌کنند و در مکان و قیمت رقابت می‌کنند.
در پایان، تسهیلات گسترده و مسائل جانمایی تسهیلات را درنظر بگیرید. در هر دو زمینه، به خاطر اینکه اندازه تسهیلات در قیاس با فضایی که در آن واقع شده‌اند قابل چشم پوشی نیست، تسهیلات نمی‌توانند به صورت یک نقطه بر روی نقشه نشان داده شوند و خیلی بزرگتر از آن هستند که به صورت یک نقطه درنظر گرفته شوند. به عنوان نمونه‌هایی از مسائل جانمایی، آرایش ایستگاه‌های کاری در یک اداره و قراردادن اتاق‌ها در یک بیمارستان را می‌توان نام برد.
2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکمما در این بخش به مسائل پیدا کردن مکان‌های بهینه برای مجموعه‌ای از تسهیلات در حضور تقاضای مشتریان تصادفی و تراکم در آن تسهیلات می‌پردازیم. ما به این گونه مسائل به عنوان «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» (LPSDC) نگاه می‌کنیم [9]. اکثراً ما بحث درباره مسائل را به شبکه محدود می‌کنیم، حتی اگر این مدل‌ها بتواند به مکان‌های گسسته گسترش یابند.
اهمیت مشهود پرداختن به مسائل مکانیابی تسهیلات در حضور عدم قطعیت‌های گوناگون، منجر به تعداد زیادی از مقالات در این موضوع می‌شود. اصولاً مدل‌های LPSDC بر روی دو منبع از عدم قطعیت متمرکز می‌شود: (1) مقدار واقعی و مقدار زمانی که تقاضا بوسیله هر مکان مشتری تولید می‌شود و (2) از دست دادن تقاضا (یا جریمه پولی) به علت ناتوانی تسهیل در فراهم کردن سرویس مناسب به (بعضی از) مشتریان به علت تراکم در آن تسهیل.
این گونه مسائل به پیدا کردن بهترین مکان‌ها برای مجموعه‌ای از تسهیلات می‌پردازند تا ظرفیت سرویس (تعداد خدمت دهندگان) را در تسهیل j مشخص کند. نتیجه چنین سیستمی می‌تواند به صورت یک سیستم صف با M صف و سرویس دهنده مشاهده شود. حتی تحلیل‌های توصیفی چنین سیستمهایی (یعنی با فرض اینکه تصمیمات مکانیابی در حال حاضر گرفته شده‌اند) می‌تواند توانایی حال حاضر سیستم صف را گسترش دهد. چنین مسائلی، قابلیت‌های مسائل مکان‌یابی «کلاسیک» (که بیشتر آن‌ها NP-complete شناخته می‌شوند) را با پویایی پیچیده سیستم‌های صف ترکیب می‌کند. بنابراین، در ساختن یک مدل LPSDC کاربردی، بعضی فرض‌ها و تخمین‌های ساده سازی باید انجام شود تا مدل را قابل حل کند.
یک ناحیه مهم کاربرد مدل‌های LPSDC، مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی (مانند بیمارستان‌ها)، ایستگاه‌های پلیس، ایستگاه‌های آتش نشانی و آمبولانس‌ها هستند. توانایی پاسخگویی به یک درخواست برای خدمت‌رسانی در زمان مناسب، به چنین سیستم‌هایی اختصاص دارد (مثلاً استاندارد رایج برای آمبولانس‌ها در آمریکای شمالی برای پاسخگویی به تلفن‌های با ارجحیت بالا، 3 دقیقه می‌باشد). خصوصیت پایه چنین سیستم‌هایی غیرقابل پیش بینی بودن تعداد و زمان رسیدن تلفن‌ها برای درخواست و اثری که روی کارایی سیستم تراکمی می‌گذارد است و هنگامی‌که بعضی از این تسهیلات درخواست‌های بسیاری را برای خدمت در دوره زمانی مشخصی دریافت می‌کنند، نتیجه آن مشخص می‌شود. به راستی که از لحاظ تاریخی، مسأله مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی، محرّک اصلی برای تحقیقات بیشتر در این زمینه را فراهم کرده‌است.
دیگر ناحیه مهم کاربرد این مسائل که کمتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌است، مکان‌یابی خرده فروشی‌ها یا تسهیلات خدمت‌رسانی دیگر است که مقدار کل تجارت (تقاضای مشتری) در یک تسهیل ممکن است هنگامی‌که نرخ خدمت‌رسانی به علت تراکم کاهش می‌یابد، به طور معکوس عمل کند. درحالی که بعضی از مدل‌هایی که برای مکان‌یابی تسهیلات اورژانسی توسعه پیدا کرده‌اند، می‌توانند به خوبی برای تسهیلات غیراورژانسی نیز به کار روند، این دو دسته از کاربردها، خصوصیات مختلف خودشان را نیز ایجاد می‌کنند.
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم [10]
باتوجه به انعطاف پذیری تقاضا، دسترسی به یک تسهیل می‌تواند برحسب مجاورت با مشتریان بالقوه اش (وِرتر و لاپیِره)، به صورت کل زمان موردنیاز برای دریافت سرویس (پارکر و سرینیواسان) مدل سازی شود. در این مورد یا موارد دیگر، شکل تابع تقاضای مورداستفاده، گسترشی از انعطاف پذیری تقاضا را نشان می‌دهند. بیشتر توابع تقاضای رایج در مقالات به شکل‌های زیر هستند: تابع خطی (وِرتر و لاپیِره؛ پارکر و سرینیواسان)؛ تابع نمایی (بِرمن و پارکان؛ بِرمن و کاپلان و درِزنِر)؛ و تابع مرحله‌ای (بِرمن و کِراس).
اگر انتخاب مشتری را درنظر بگیریم ( که بدین معنی است که هر عضو این حق را دارد که خود تسهیلش را انتخاب کند و نه اینکه توسط یک مرکز به یکی اختصاص پیدا کند)، یک گروه از مقالات، انتخاب بهینه را فرض می‌کنند، یعنی، هر مشتری، تسهیلی که برحسب مزیتش بهینه است را انتخاب می‌کند. بسیاری از نویسندگان به سادگی فرض می‌کنند که مشتریان به نزدیکترین تسهیل مراجعه می‌کنند، درحالیکه پارکر و سرینیواسان فرض می‌کنند که مشتریان، تسهیلی که بیشترین منفعت را دارد انتخاب می‌کنند. درمقابل، گروه دوم مطالعات، انتخاب احتمالی را فرض می‌کنند، یعنی، انتخاب تسهیل توسط مشتری، براساس توزیع احتمالی است که از سودمندی و مجاورت هر تسهیل ایجاد می‌شود. این فرض اغلب در محیط بازار استفاده می‌شود و شاید یک کار اصولی از هاف، مؤثرترین مدل در این دسته باشد. همچنین ماریانوف و همکارانش یک مسأله مکانیابی تسهیلات با تراکم را پیشنهاد کردند که از یک مدل انتخابی احتمالی برای نشان دادن رفتار تخصیص مشتریان استفاده می‌کرد.
مسأله موردنظر ما که تا حدودی در تئوری مکان‌یابی تسهیلات، پایه‌ای به حساب می‌آید، توجّهات بسیاری را در مقالات به خود جلب کرده‌است؛ مخصوصاً اینکه تقابل جنبه‌های مکانیابی و تصادفی (صف بندی)، آن را چالش برانگیز کرده‌است [11]. این مسأله متعلق به دسته‌ای از مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم و سرویس دهندگان ثابت (LPSDC) است که توسط بِرمن و کراس مرور شده‌است. مطالعه مدل‌هایی از این نوع، با ماریانوف و سِرا در سال 1998 شروع شده‌است. مقالات دیگری نیز در این زمینه نوشته شده‌است که می‌توان به مقالات بِرمن، کراس و وانگ؛ ماریانوف و ریوس؛ ماریانوف و سِرا؛ وانگ، باتا و رامپ اشاره کرد. به علت پیچیدگی باطنی مسأله، همه مقالاتی که در بالا آورده شده، ساده سازی‌های بزرگی را انجام داده‌اند: فرض می‌شود که تقاضا گسسته است، یا فرض می‌شود که تعداد یا ظرفیت تسهیلات (یا هر دو) ثابت هستند، فرض می‌شود که مکان‌های تسهیلات بالقوه گسسته و بینهایت هستند، فرض می‌شود که فرایند رسیدن تقاضا پواسن باشد و همچنین معمولاً فرض می‌شود که فرایند خدمت‌رسانی نمایی است.
ترکیب حالت تصادفی (شامل تراکم بالقوه در تسهیلات) در مدل‌های نوع پوشش تسهیلات، با مسأله مکانیابی حداکثر پوشش موردانتظار (MEXCLP) توسط داسکین شروع شد؛ و تعداد قابل ملاحظه‌ای از دیگر کاربردها نیز در ادامه آن آورده شد. اما این مدل شامل بعضی ساده سازی‌های بزرگی بود، برای مثال: احتمال اینکه یک خدمت‌رسان مشغول باشد، مستقل از هر خدمت دهنده دیگری است و این موضوع برای همه خدمت دهندگان یکسان است؛ این احتمالات نسبت به مکان و حجم کار یکسان هستند. ماریانوف و سِرا فرض کردند که: (1) تقاضای مشتریان توسط یک فرایند پواسن تولید می‌شود؛ (2) توزیع زمان خدمت نمایی است؛ (3) هر تسهیل به صورت یک سیستم صف M/M/1/a با ظرفیت محدود a عمل می‌کند؛ و (4) همه تقاضاها هنگامی‌که برای خدمت‌رسانی به سیستم می‌رسند، اگر سیستم پر باشد، فرض می‌شود که تقاضا از دست می‌رود. توسط این مدل، تقاضای مشتریان ممکن است ازبین برود، چون یا تسهیل در شعاع پوشش آن وجود ندارد و یا تسهیلات مسدود شده‌اند. هدف، قرار دادن m تسهیل به گونه‌ای است که تقاضا‌ها را هرچه بیشتر پاسخ دهد. ماریانوف و ریوس این مدل را برای مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز به کار گرفتند. در مدل آن‌ها، دستگاه‌ها، حافظه کوچکی دارند که هر کدام می‌تواند تعداد ثابتی، b، درخواست را نگهدارند که آن به این علت است که درخواست‌های دستگاه‌ها، اندازه ثابتی (53 بایت) دارند. همچنین دستگاه‌ها به صورت یک صف M/M/1، حداکثر b درخواست در صف (یعنی حافظه) را انجام می‌دهد. اگر یک درخواست درحالی برسد که حافظه پر است، آن درخواست ازدست می‌رود (و باید دوباره فرستاده شود)، و برای اینکه مطمئن باشیم که این رویداد نادر است، یک محدودیت سطح سرویس اعمال شده‌است. به هر حال تعداد کل دستگاه‌ها،به جای اینکه به عنوان قسمتی از فرایند بهینه سازی تعیین شود، ثابت هستند. مدل LSCP این مدل توسط ماریانوف و سِرا گسترش داده شد که در آن، هدف، پیدا کردن حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که همه مشتریان، یک تسهیل در شعاع پوششان داشته باشند و محدودیت بر روی حداکثر نسبت تقاضای از دست رفته (یا حداکثر زمان انتظار) رعایت شود. باید به یاد داشته باشیم که این مدل، فرض می‌کند که مشتریان به جای اینکه به نزدیکترین تسهیل مراجعه کنند، می‌توانند به هر تسهیل باز شده‌ای در شعاع پوشش تخصیص یابند. بنابراین، آنها به جای مکانیسم انتخاب مشتری، مکانیسم انتخاب هدایت شده را انتخاب می‌کنند.
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
دو منبع بالقوه برای از دست دادن تقاضا به صورت زیر است [12]:
عدم پوشش: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که هیچ کدام از تسهیلات به اندازه کافی به مشتری نزدیک نیستند که سطح مناسبی از راحتی را فراهم کنند.
عدم سرویس: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که مشتری تصمیم می‌گیرد که یک تسهیل را ملاقات کند، اما باتوجه با سطح سرویسی که در آنجا دریافت می‌کند، ناراضی می‌شود. علت‌های زیادی ممکن است وجود داشته باشد که حادثه شکست خدمت اتفاق افتد: یکی از رایج ترین آنها (و مرتبط ترین به تصمیمات مکانیابی) تراکم (پرجمعیتی) در آن تسهیل است.
برای مدل سازی تقاضایی که به علت تراکم از دست می‌رود، ما هر تسهیل را به صورت یک صف مارکفی با ظرفیت ثابت معین درنظر می‌گیریم و فرض می‌کنیم که اگر این ظرفیت به دست آمده باشد، تقاضای مشتری هنگامی‌که درطول این دوره می‌رسد، از دست می‌رود (یعنی، مشتریان بالقوه‌ای که هنگام پر بودن سیستم می‌رسند، مسدود می‌شوند).
مدل‌های LPSDC اصولاً به تقابل چهار مجموعه از عناصر مربوط می‌شود [9]:
مشتریان: که برای انجام خدمت، درخواست می‌دهند.
تسهیلات: که به منابعی (خدمات دهندگان) که برای انجام خدمات موردنیاز است مکان می‌دهند.
خدمت دهندگان: که خدمت درخواست شده را انجام می‌دهند، و
درخواست انجام خدمت: که توسط مشتریان انجام می‌شود و بوسیله اتصال یک مشتری با یک خدمت دهنده دردسترس، رسیدگی می‌شود.
دیگر اجزاء موردنیاز برای توصیف یک مدل LPSDC به صورت زیر هستند: انواع فراهم شدن خدمت (که یا مشتریان به تسهیلات سفر می‌کنند تا به خدمت دهندگان دست یابند و یا خدمت‌دهندگان متحرّک، به مکان مشتریان سفر می‌کنند)، طبیعت و نتایج تراکم (هنگامی‌که یک تسهیل درخواست‌های بسیار زیادی برای انجام خدمت دریافت می‌کند، چه عکس العملی از خود نشان می‌دهد؟)، فرضیات رفتار مشتری (مشتریان تصمیم می‌گیرند که برای بدست آوردن خدمت، به کدام تسهیل مراجعه کنند یا یک «مرجع مرکزی» وجود دارد که مشتریان را به تسهیلات متصل می‌کند)، نوع اهداف و احتیاجات خاص دیگر مانند «استانداردهای پوشش» (که معمولاً به صورت محدودیت‌ها بیان می‌شود).
یک شبکه مشخص را فرض می‌کنیم ، که N، مجموعه گره‌ها و A مجموعه کمان‌هاست. برای از استفاده می‌کنیم که به کوتاهترین مسیر از x به y است.
مشتریان: فرض می‌شود که مشتریان در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. نسبت را برای همه درخواست‌هایی که برای انجام خدمت از گره ایجاد می‌شود درنظر می گیریم که . معمولاً فرض می‌شود که کل تقاضای مشتریان برای خدمت‌رسانی، یک فرایند پوآسن از جنس زمان با نرخ است. همچنین فرایند درخواست خدمت برای هر گره i، یک فرایند پوآسن با نرخ می‌باشد. درحالیکه بیشتر مدل‌ها، از ساختار تقاضای مشتریانی که در بالا توضیح داده شد استفاده می‌کنند، بعضی تلاشها برای دخالت دادن امکان ازدست دادن تقاضا به علت تراکم انجام شده‌است. این می‌تواند بوسیله تعریف دوباره نرخ تقاضا در گره i به صورت تعریف شود که C، بعضی اندازه‌های هزینه تراکم است که بوسیله مشتریان اتفاق می‌افتد و یک تابع غیر افزایشی است. در ادامه این بخش، به طور عمومی فرض می‌کنیم که تحت تأثیر تراکم قرار نمی‌گیرد.
تسهیلات: ما فرض می‌کنیم که حداکثر M تسهیل وجود دارد که باید مکان‌یابی شود. ما فرض میکنیم که یک مجموعه گسسته از مکان‌های بالقوه تسهیلات X تعیین شده‌است (که ) و . این فرضیات نیز بدون از دست دادن عمومیت انجام می‌شود: باتوجه به استدلالاتی که توسط بِرمن، لارسون و چیو انجام شده‌است می‌توان نشان داد که اگر به تسهیلات اجازه دهیم که در هر جایی در طول کمان واقع شوند، یک حل بهینه در یک مجموعه گسسته از مکان‌ها بدست می‌آید که شامل گره‌های شبکه است که بوسیله بعضی نقاط داخلی در طول کمان ایجاد شده‌است. بنابراین، با تکمیل کردن مجموعه گره‌های اصلی بوسیله بعضی گره‌های «ساختگی» اضافی، می‌توان فرض کرد که X گره‌ای است.
خدمت دهندگان: هر تسهیل j می‌تواند بین 1 و K خدمت دهنده داشته باشد. بسته به ماهیت خدمتی که بوسیله این تسهیل انجام می‌شود، خدمت دهندگان یا ثابت هستند، یعنی به طور ثابت در تسهیل واقع می‌شوند، یا متحرک هستند، یعنی برای انجام خدمت به مکان مشتریان سفر می‌کنند. تعداد خدمت دهندگانی که در تسهیل j واقع می‌شوند، یک متغیرتصمیم گیری در مدل می‌باشد.
درخواست خدمت: معمولاً یک درخواست برای انجام خدمت، به یک «یارگیری» بین مشتری ایجاد کننده درخواست و یکی از خدمت دهندگان موجود در سیستم احتیاج دارد. این کار معمولاً به صورت زیر انجام می‌شود:
اول باید تعیین کنیم که آیا مکان i بوسیله سیستم پوشش داده می‌شود یا خیر؟ معمولاً برای اینکه یک مشتری پوشش داده شود فرض می‌شود که با استاندارد‌های پوشش معینی مطابقت دارد (مثلاً، تعداد خدمت دهنده کافی باید در اطراف مشتری واقع شده باشد و غیره). این استانداردهای پوشش اغلب از طریق قانونگذاری یا قوانین اجرایی ایجاد می‌شود. اگر مکان مشتری i پوشش داده نشده باشد، همه درخواست‌های خدمت که از i ایجاد می‌شود، به صورت خودکار بوسیله سیستم برگردانده می‌شود (صرفنظر از اینکه آیا سیستم در حال حاضر متراکم هست یا خیر؟). معمولاً برای از دست دادن پوشش مجموعه یک جریمه درنظر گرفته می‌شود. یک تفسیر دیگر از گسترش ندادن پوشش به یک مشتری این است که مشتری بوسیله بعضی خدمات «دیگر» یا «ذخیره» پوشش داده شود (مثلاً، یک خدمت آمبولانس غیردولتی)؛ پس جریمه پوشش ندادن، می‌تواند به عنوان حق الزحمه قرارداد فرعی تفسیر می‌شود.
زمانی که معین می‌شود که درخواست خدمت از یکی از مشتریان «پوشش داده شده» بیاید، یک ارزیابی انجام می‌شود که آیا حالت فعلی سیستم اجازه می‌دهد که فرایند درخواست انجام شود یا خیر؟ این ارزیابی معمولاً در دو مرحله اتفاق می‌افتد: اول، قوانین منطقه‌ای و مکان مشتری برای تعیین «زیرسیستم» مشتری، استفاده می‌شود، یعنی، کدام تسهیلات و خدمت دهندگان می‌توانند به طور بالقوه به این درخواست پاسخ دهند (این ممکن است شامل همه خدمت دهندگان در شبکه شود و یا فقط خدمت دهندگانی که در شعاع سفر معینی از مکان مشتری واقع شده‌اند و غیره). بعد، تعداد درخواست‌های انجام نشده در زیرسیستم ارزیابی می‌شود و تصمیم گیری می‌شود که آیا این درخواست پذیرفته شود یا رد شود؟ این تصمیم معمولاً براساس ظرفیت زیرسیستم صورت می‌پذیرد (مثلاً برای یک صف «ازدست رفته»، اگر هیچ خدمت دهنده‌ای در حال حاضر دردسترس نباشد، یک عدم پذیرش ممکن است اتفاق بیفتد؛ در موارد دیگر ممکن است این محدودیت وجود داشته باشد که چه تعداد درخواست می‌تواند در یک زمان مشخص در صف وجود داشته باشد). معمولاً یک جریمه مرتبط با قبول نکردن یک درخواست وجود دارد. باز هم تأکید می‌کنیم، برخلاف نپذیرفتن یک درخواست از مشتریانی که پوشش داده نشده‌اند که به صورت خودکار است، نپذیرفتن درخواست یک مشتری که پوشش داده شده‌است، براساس حالت سیستم است. به خاطر داشته باشید که قوانین منطقه ای، درجه همکاری بین تسهیلات گوناگون و خدمت دهندگان را در سیستم معین می‌کند.
بعد، درخواست پذیرفته شده به یکی از تسهیلات متصل می‌شود (یعنی تخصیص پیدا می‌کند). این تخصیص ممکن است به قوانین اتصال مطمئن بستگی داشته باشد، همانطور که به حالت فعلی سیستم بستگی دارد (مثلاً، یک درخواست ممکن است به نزدیکترین تسهیل متصل شود و یا ممکن است به نزدیکترین تسهیل با حداقل یک خدمت دهنده آزاد متصل شود و غیره). همچنین قوانین اتصال به فرضیات رفتار مشتریان نیز بستگی دارد، یعنی اینکه کدام تسهیل باید این درخواست را انجام دهد به مشتری بستگی دارد یا به بعضی مراجع مرکزی. ما، این مورد را که مشتری تصمیم می‌گیرد که کدام تسهیل باید به درخواستش رسیدگی کند به عنوان «انتخاب کاربر» و موردی که یک مرجع مرکزی این تصمیم را می‌گیرد به عنوان «انتخاب هدایت شده» می‌شناسیم.
معمولاً یک درخواست پذیرفته شده در یک تسهیل معین، در صف قرار می‌گیرد تا یک خدمت دهنده، دردسترس قرار گیرد. زمانی که این اتفاق می‌افتد، خدمت دهنده و مشتری «یارگیری» کرده‌اند. درمورد خدمت دهندگان متحرک، لازم است که این خدمت‌دهندگان از مکان فعلی شان به مکان مشتری سفر کنند (که متحمل هزینه سفر می‌شوند).
معمولاً مسائل مکانیابی با خدمت دهندگان متحرک، دارای مشخصات زیر هستند:
این تخصیص بستگی به حالت فعلی خدمت دهندگان در زمان ارسال دارد. برای خدمت دهندگان ثابت، این تخصیص ممکن است قبل از تصمیم گیری برای انجام خدمت اتفاق بیفتد، بنابراین ممکن است گفته شود که خدمت دهندگان متحرک ممکن است با یکدیگر همکاری کنند، درحالیکه خدمت دهندگان ثابت تمایلی به این کار ندارند.
اگر یک کاربر، درخواستی را انجام دهد و نزدیکترین خدمت دهنده مشغول باشد، خدمت دهنده دیگری ارسال می‌شود. یعنی، این تخصیص، در حالت مطلق، به نزدیکترین تسهیل اتفاق نمی‌افتد.
مسائل مکانیابی احتمالی اغلب می‌توانند به خوبی به صورت مجموعه مستقلی از سیستم‌های صف، مدل سازی شوند. این استقلال، ازطریق ابزاری ناشی می‌شود که حتی اگر زمان‌های خدمت از یک توزیع نمایی پیروی کنند، درمورد هنگامی‌که زمان سفر احتمالی است، این امر صادق نیست. بنابراین، تئوری صف M/G/m مناسب‌تر از تئوری M/M/m است.
حال به فرموله کردن مسأله می‌پردازیم. محدودیت‌های مسأله معمولاً شامل موارد ذیل است:
- یک حد بالای M بر روی کل تعداد تسهیلاتی که می‌توانند واقع شوند:
(14.2)
- یک حد بالای K بر روی کل تعداد خدمت دهندگانی که می‌تواند واقع شوند:
(15.2)
- استانداردهای پوشش: بسته به احتیاجات پوششی که استفاده می‌شود، می‌تواند شکل‌های گوناگونی به خود بگیرد. شاید ساده ترین (و قدیمی‌ترین) شکل این محدودیت‌ها، به این نیاز دارد که حداقل تعداد مشخصی از این خدمت دهندگان ،، باید در حداکثر فاصله مشخصی از هر مکان مشتری i، واقع شوند. اجازه دهید زیرمجموعه‌ای از مکان‌های تسهیلات بالقوه در فاصله موردنیاز از i باشد. پس این محدودیت می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(16.2)
شکل پیچیده تر این محدودیت پوشش، ممکن است احتیاجاتی احتمالی را به زمان‌های پاسخ تحمیل کند. مثلاً، یک پاسخ سه دقیقه‌ای زمان پاسخ را درنظر بگیرید که برای درخواست‌های آمبولانس با ارجحیت بالا موردنیاز است. شکل دیگری از محدودیت‌ها، ممکن است یک حد بالایی را بر روی نسبت درخواست‌هایی که برگردانده می‌شود ،، اعمال کند. به طور خلاصه، ما می‌توانیم یک محدودیت عمومی را به صورت زیر ارائه کنیم. اجازه دهید که یک متغیر تصادفی باشد که بیانگر «سطح سرویسی» است که بوسیله سیستم به نقاط تقاضای مشتری i تحویل می‌شود (مثلاً، زمان پاسخ). اجازه دهید، ، بیانگر حداقل فراوانی مطلوب این اتفاق باشد (مثلاً، 95% از این زمان). بنابراین، یک محدودیت سطح سرویس کلی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(17.2)
اکنون، مسأله LPSDC عمومی می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود:
(18.2)
باتوجه به محدودیت‌های (15)، (16) و (17)

بدیهی است که برای اینکه فرمول بندی بالا را ساده کنیم، به بعضی روشها احتیاج داریم تا پارامترهای کارایی سیستم گوناگونی را که در توسعه تابع هدف و محدودیت‌ها استفاده شد را ارائه کنیم (یعنی، احتمال برگرداندن ، زمان انتظار صف و غیره). متأسفانه، معمولاً بیان تحلیلی کلی برای این مقادیر دردسترس نیست. این منجر به دو رویکرد ممکن می‌شود: رویکرد اول نیاز دارد که فرضیاتی ساده سازی مطمئنی را بر روی عملیات سیستم ایجاد کنیم (مانند قوانین منطقه‌ای ساده، زمان‌های سفر قابل اغماض و غیره). دومین رویکرد شامل استفاده از تکنیک‌هایی براساس توصیف است (مثل شبیه سازی) تا اندازه‌های کارایی سیستم موردنیاز را برای مقادیر خاص بردار مکان x محاسبه کنیم. علاوه بر آن می‌توان از بعضی تکنیک‌های ابتکاری استفاده کرد.
2-3- نظریه صف
انتظار در صف هر چند بسی ناخوشایند است، اما متأسفانه بخشی از واقعیت اجتناب ناپذیر زندگی را تشکیل می‌دهد. انسان‌ها در زندگی روزمره خود با انواع مختلف صف، که به از بین رفتن وقت، نیرو و سرمایه آن‌ها می‌انجامد، روبه رو می‌شوند. اوقاتی که در صف‌های اتوبوس، ناهارخوری، خرید و نظایر آن‌ها به هدر می‌رود، نمونه‌های ملموسی از این نوع اتلاف‌ها در زندگی است. در جوامع امروزی صف‌های مهمتری وجود دارد که هزینه‌های اقتصادی و اجتماعی آن‌ها به مراتب بیش از نمونه‌های ساده فوق است.
2-3-1- مشخصات صف [13]
یک مدل صف در شکل (2-1) نشان داده شده‌است. آن می‌تواند یک مدل صف مثل ترتیب ماشین آلات یا اپراتورها باشد.

شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف
یک مدل صف بوسیله مشخصات زیر توصیف می‌شود:
فرایند رسیدن مشتریان


معمولاً فرض می‌کنیم که زمان بین رسیدن‌ها مستقل هستند و یک توزیع رایج دارند. در بسیاری از کاربردهای عملی، مشتریان باتوجه به یک جریان پواسن (یعنی زمان بین رسیدن‌ها نمایی) می‌رسند. مشتریان ممکن است یک به یک و یا به صورت دسته‌ای برسند.
رفتار مشتریان
مشتریان ممکن است صبور باشند و راضی باشند که (برای یک مدت طولانی) منتظر بمانند. یا مشتریان ممکن است کم حوصله باشند و بعد از مدتی صف را ترک کنند.
زمان‌های رسیدن
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان‌های رسیدن مستقل هستند و به طور یکسان توزیع شده‌اند و مستقل از زمان بین رسیدن‌ها هستند. مثلاً زمان‌های رسیدن ممکن است به صورت قطعی یا نمایی توزیع شده باشد. همچنین ممکن است که زمان‌های رسیدن، وابسته به طول صف باشد.
نظم سرویس
ترتیبی که مشتریان ممکن است به صف وارد شوند به صورت‌های زیر می‌تواند باشد:
کسی که اول می‌آید، اوّل هم سرویس دهی می‌شود، مثل ترتیب رسیدن‌ها
ترتیب تصادفی
کسی که آخر می‌آید، اول سرویس دهی می‌شود.
حق تقدّم
اشتراک پردازنده (در کامپیوتر که قدرت پردازششان را در میان کل کارها در سیستم، به طور مساوی تقسیم می‌کنند).
ظرفیت سرویس
ممکن است یک سرور تک و یا گروهی از سرورها به مشتریان کمک کنند.
اتاق انتظار
ممکن است محدودیتهایی در رابطه با تعداد مشتریان در سیستم وجود داشته باشد.
یک کد سه قسمتی برای مشخص کردن این مدل‌های به صورت a/b/c استفاده می‌شود که حرف اول توزیع زمان بین رسیدن‌ها و حرف دوم توزیع زمان سرویس را مشخص می‌کند. مثلاً برای یک توزیع عمومی از حرف G و برای توزیع نمایی از حرف M (که M بیانگر فاقد حافظه بودن است) استفاده می‌شود. حرف سوم و آخر نیز تعداد سرورها را مشخص می‌کند. این نمادسازی می‌تواند با یک حرف اضافه که دیگر مدل‌های صف را پوشش دهد، گسترش یابد. مثلاً، یک سیستم با توزیع زمان بین رسیدن و زمان سرویس دهی نمایی، یک سرور و داشتن اتاق انتظار فقط برای N مشتری (شامل یکی در سرویس) بوسیله چهار کد حرفی M/M/1/N نشان داده می‌شود.
در این مدل پایه، مشتریان یک به یک می‌رسند و همیشه اجازه ورود به سیستم را دارند، همیشه اتاق وجود دارد، هیچ حق تقدّمی وجود ندارد و مشتریان به ترتیب رسیدن سرویس دهی می‌شوند.
در یک سیستم G/G/1 با نرخ رسیدن و میانگین زمان سرویس ، مقدار کار که در واحد زمان می‌رسد برابر است. یک سرور می‌تواند به یک کار در واحد زمان رسیدگی کند. برای جلوگیری از اینکه طول صف بینهایت نشود، باید .
معمولاً از نماد زیر استفاده می‌کنند:

اگر ، نرخ اشتغال یا بکارگیری سرور نامیده می‌شود، چون کسری از زمان است که سرور، مشغول کارکردن است.
2-3-2- قانون لیتِل [13]
اگر E(L)، میانگین تعداد مشتریان در سیستم، E(S)، میانگین زمان اقامت مشتری در سیستم باشد و ، متوسط تعداد مشتریانی باشد که در واحد زمان وارد سیستم می‌شوند، قانون لیتِل، رابطه بسیار مهمی را بین این سه نماد می‌دهد و به صورت زیر بیان می‌شود:
(19.2)در اینجا فرض می‌شود که ظرفیت سیستم برای رسیدگی به مشتریان کافی است (یعنی، تعداد مشتریان در سیستم به سمت بینهایت میل نمی‌کند).
به طور حسی، این نتیجه می‌تواند به صورت زیر فهمیده شود: فرض کنید که مشتریان هنگامی‌که به سیستم وارد می‌شوند، یک دلار در واحد زمان می‌پردازند. این پول می‌تواند به دو روش گرفته شود. روش اول اینکه به مشتریان اجازه دهیم که به طور پیوسته در واحد زمان بپردازند. پس متوسط درآمدی که توسط سیستم کسب می‌شود، برابر E(L) دلار در واحد زمان است. روش دوم این است که به مشتریان اجازه دهیم که برای اقامتشان در سیستم، 1 دلار را در واحد زمان در موقع ترک سیستم بپردازند. در موازنه، متوسط تعداد مشتریانی که در واحد زمان، سیستم را ترک می‌کنند برابر متوسط تعداد مشتریانی است که به سیستم وارد می‌شوند. بنابراین سیستم، یک متوسط درآمد دلار را در واحد زمان کسب می‌کند.
با به کار بردن قانون لیتِل در صف، رابطه‌ای بین طول صف، و زمان انتظار W به دست می‌آید:
(20.2)
2-3-3- صف M/M/1
این مدل، حالتی را درنظر می‌گیرد که زمان بین رسیدن‌ها، نمایی با میانگین ، زمان‌های سرویس، نمایی با میانگین و یک سرور مشغول کار است. مشتریان به ترتیب رسیدن، سرویس دهی می‌شوند. ما نیاز داریم که:
(21.2)درغیراینصورت، طول صف منفجر خواهد شد (قسمت قبل را ببینید). مقدار ، کسری از زمان است که سرور، مشغول کار است.
میانگین تعداد مشتریان در سیستم و همچنین میانگین زمانی که در سیستم گذرانده می‌شوند به صورت زیر بیان می‌شود:
(22.2)
و با استفاده از قانون لیتِل،
(23.2)
میانگین تعداد مشتریان در صف، ، می‌تواند از E(L) و با کم کردن میانگین تعداد مشتریان در سیستم بدست آید:
(24.2)
میانگین زمان انتظار، E(W)، از E(S) و با کم کردن میانگین زمان سرویس بدست می‌آید:
(25.2)
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه
بسیاری از مسائل کاربردی در جهان واقعی را مسائل بهینه سازی ترکیباتی چندهدفه تشکیل می‌دهند، زیرا متغیر‌های مجزا و اهداف متضاد به طور واقعی در ذات آنها است. بهینه سازی مسائل چندهدفه نسبت به مسائل تک هدفه متفاوت بوده، زیرا شامل چندین هدف است که باید در بهینه‌سازی به همه اهداف همزمان توجه شود. به عبارت دیگر الگوریتم‌های بهینه سازی تک هدفه، حل بهینه را با توجه به یک هدف می یابند و این در حالی است که در مسائل چندهدفه (با چندهدف مخالف و متضاد) معمولاً یک حل بهینه مجزا را نمی توان بدست آورد. بنابراین طبیعی است که مجموعه ای از حل‌ها برای این دسته از مسائل موجود بوده و تصمیم گیرنده نیاز داشته باشد که حلّی مناسب را از بین این مجموعه حل‌های متناهی انتخاب کند و در نتیجه حل مناسب، جواب‌هایی خواهد بود که عملکرد قابل قبولی را نسبت به همه اهداف داشته باشد.
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه
مسائل بهینه سازی چندهدفه را به طور کلی می‌توان به صورت زیر فرموله کرد:
(26.2)

x یک حل است و S مجموعه حل‌های قابل قبول و k تعداد اهداف در مسأله و F(x) هم تصویر حل x در فضای k هدفی و هم مقدار هر یک از اهداف است.
تعریف حل‌های غیرمغلوب: حل a حل b را پوشش می‌دهد، اگر و تنها اگر:
(27.2)
(28.2)
به عبارت دیگر، حل‌های غیرمغلوب، به حل‌های گفته می‌شود که حل‌های دیگر را پوشش داده ولی خود، توسط حل‌های دیگر پوشش داده نمی‌شوند. در شکل (2-2) چگونگی پوشش سایر حل‌ها (دایره‌های با رنگ روشن) توسط مجموعه حل‌های غیرمغلوب (دایره‌های تیره رنگ) نشان داده شده‌است. در این شکل، جبهه‌ی پارتو با خط چین نشان داده شده‌است.
هدف B
هدف A
هدف B
هدف A

شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک
با توجه به آنکه بسیاری از مسائل بهینه سازی، NP-Hard هستند، بنابراین حل به روش‌های دقیق در یک زمان معقول غیرممکن بوده و در نتیجه، استفاده از روش‌های فراابتکاری در این موارد مناسب می باشد. درحقیقت الگوریتم‌های فراابتکاری برای زمانی که محدودیت زمانی وجود دارد و استفاده از روش‌های حل دقیق میسّر نبوده و یا پیچیدگی مسائل بهینه سازی زیاد باشد، به دنبال جواب‌های قابل قبول هستند.
اولین پیاده سازی واقعی از الگوریتم‌های تکاملی، «الگوریتم ژنتیک ارزیابی برداری» توسط دیوید اسکافر در سال 1984 انجام گرفت. اسکافر الگوریتم را به سه بخش انتخاب، ترکیب و جهش که به طور جداگانه در هر تکرار انجام می‌شدند، تغییر داد. این الگوریتم به صورت کارآمدی اجرا می‌شود، اما در برخی از حالات مانند اریب بودن اهداف، با مشکل مواجه می‌شود. درواقع هدف اول الگوریتم‌های بهینه یابی چندهدفه، یعنی رسیدن به جواب‌های بهینه پارتو، به نحو شایسته‌ای توسط این الگوریتم بدست می‌آید، ولی جواب‌های بدست آمده از گستردگی و تنوع خوبی برخوردار نیستند.
در ادامه این قسمت، به سه الگوریتم تکاملی چند هدفه که مبنای اصلی آنها، الگوریتم ژنتیک می‌باشد، می‌پردازیم. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند؛ چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است.
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب
دب و همکارانش [14]، یک نخبه گرایی دسته بندی یا مرتب سازی نامغلوب را در الگوریتم‌های ژنتیک پیشنهاد دادند. در اغلب مواقع، این الگوریتم شباهتی به NSGA ندارد، ولی مبتکران نام NSGA-II را به دلیل نقطه پیدایش آن، یعنی همان NSGA، برای آن حفظ کردند.
در این روش، ابتدا جمعیت فرزندان، ، با استفاده از جمعیت والدین، ، ساخته می‌شود. در اینجا به جای پیدا کردن جواب‌های نامغلوب از ، ابتدا دو جمعیت با یکدیگر ترکیب شده و جمعیت با اندازه 2N را ایجاد می‌کنند. سپس از یک مرتب سازی نامغلوب برای دسته بندی تمام جمعیت استفاده می‌شود، البته این مرتب سازی، نسبت به مرتب سازی بر روی ، به تعداد مقایسه بیشتری نیاز دارد. در این شیوه، یک مقایسه عمومی در بین اعضای که مجموع دو جمعیت فرزندان و والدین است، انجام می‌شود و پس از ایجاد صف‌های متفاوت نامغلوب، به ترتیب اولویت (اولویت صفها نسبت به هم) جمعیت بعدی، یکی یکی از این صف‌ها پر می‌شود. پر کردن جمعیت ، با بهترین صف نامغلوب شروع شده و سپس به ترتیب با دومین صف نامغلوب و همین طور سومین و الی آخر، تا زمانی که پر شود، ادامه می‌یابد. از آنجا که اندازه برابر 2N است، تمام اعضای آن ممکن است نتوانند در قرارگیرند و به راحتی جواب‌های باقیمانده را حذف خواهیم کرد. شکل (2-3) نحوه عمل الگوریتم NSGA II را نمایش می‌دهد.

شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II
درمورد جواب‌هایی که در صف آخر با استفاده از عملگر نخبه گرایی ازبین می‌روند، باید مهارت بیشتری به کار برده و جواب‌هایی که در ناحیه ازدحام کمتری قراردارند را حفظ کرد. درواقع برای رعایت اصل چگالی در بین جواب‌ها، جواب‌هایی که در ناحیه ازدحامی کوچکتری هستند، برای پر کردن ، در اولویت قرار دارند.
یک استراتژی شبیه بالا در پیشرفت مراحل اولیه از تکامل الگوریتم، تأثیر زیادی نخواهد داشت، چرا که اولویت‌های زیادی در جمعیت ترکیب شده از فرزندان و والدین وجود دارد. احتمالاً جواب‌های نامغلوب زیادی وجود دارند که آماده قرارگرفتن در جمعیت قبل از آن که اندازه‌اش از N تجاوز کند، می‌باشند. یک مسأله مهم و در عین حال سخت این است که مابقی جمعیت چگونه باید پر شود؟ اگرچه درخلال مراحل بعدی شبیه سازی الگوریتم، احتمالاً بیشتر جواب‌های موجود در جمعیت با اندازه 2N، در رده جواب‌هایی با بهترین درجه نامغلوب بودن قرار می‌گیرند و تعداد آن‌ها از N متجاوز خواهد شد، اما الگوریتم بالا با یک راهکار موقعیتی انتخاب، وجود مجموعه متنوعی از جواب‌ها در جمعیت را تضمین می‌کند. با چنین راهکاری، یعنی زمانی که به‌نحوی تمام ناحیه بهینه پارتو توسط جمعیت پوشانده می‌شود، در ادامه الگوریتم، جواب‌های گسترده تری را در فضای جواب فراهم خواهدآورد.
در ادامه، الگوریتم NSGA-II را به اختصار آورده ایم [15]:
گام 1: جمعیت فرزندان و والدین را با یکدیگر ترکیب کرده و را می‌سازیم:

جمعیت حاصل را با استفاده از یک مرتب سازی نامغلوب به صفوف دسته بندی می‌کنیم.
گام 2: قرارمی‌دهیم، i=1، سپس تا زمانی که ، عملیات زیر را تکرار می‌کنیم:

گام 3: روال مرتب سازی ازدحام را اجرا کرده و با استفاده از مفهوم فاصله ازدحام، ارزشهای متفاوتی را برای از جواب‌های تعیین می‌کنیم.
گام 4: جمعیت فرزندان را از با استفاده از یک الگوریتم انتخاب مسابقه‌ای ازدحام و عملگرهای ترکیب و جهش ایجاد می‌کنیم.
گام سوم از الگوریتم بالا، مرتب سازی برحسب ازدحام جواب‌ها در صف i (منظور آخرین صفی است که احتمالاً برخی از جواب‌های موجود در آن نتوانسته‌اند در جمعیت قرار گیرند)، با بکارگیری مفهوم فاصله ازدحام انجام می‌شود. بنابراین، جمعیت به صورت نزولی تحت میزان بزرگی ارزش فاصله ازدحام مرتب شده و در گام چهارم یک عملگر انتخاب مسابقه‌ای ازدحام که مبنای مقایسه آن همان فاصله ازدحام است بکار برده می‌شود. لازم به ذکر است، مرتب سازی نامغلوب واقع در گام اول می‌تواند به همراه عمل پر کردن جمعیت به صورت موازی انجام شود. درواقع هر بار که یک صف نامغلوب، پیدا شده و تست می‌شود که ازنظر اندازه می‌تواند به جمعیت اضافه شود یا نه، درصورتی که نتواند، دیگر نیازی نیست که مرتب سازی بیشتری انجام دهیم. این موضوع، به کاهش زمان اجرا الگوریتم کمک می‌کند.
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده
اگر در حین حل مسأله‌ای که باید حل شود، حل‌هایی ایجاد شود که با محدودیت‌های مسأله مغایرت داشته باشد و آن‌ها را نقض کند و درنتیجه غیرقابل قبول باشد، چگونه باید با این موضوع برخورد کرد؟ روش‌های مختلفی برای مقابله با این موضوع وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به توابع جریمه و یا نادیده گرفتن و حذف حل غیرقابل قبول ایجاد شده اشاره کرد.
الگوریتم CNSGA-II، همانند الگوریتم NSGA-II عمل می‌کند، تنها با این تفاوت که برای رسیدگی به محدودیت‌ها، روشی را برمی‌گزیند که براساس مفهوم غلبه و امتیازدهی عمل می‌کند [14].
این روش که به محدودیت رسیدگی می‌کند، از انتخاب تورنمنت دودویی استفاده می‌کند که دو حل از جمعیت، انتخاب و حل بهتر انتخاب می‌شود. باتوجه به محدودیتها، هر حل می‌تواند یا قابل قبول و یا غیرقابل قبول باشد. بنابراین، ممکن است حداکثر سه وضعیت به وجود آید:
هرد و حل قابل قبول باشند؛
یکی از حل‌ها قابل قبول و دیگری غیرقابل قبول باشد؛
هر دو حل غیر قابل قبول باشند.
برای مسائل بهینه سازی تک هدفه، از یک قانون ساده برای هر مورد استفاده می‌کنیم:
مورد 1) حلی که تابع هدف بهتری دارد را انتخاب می‌کنیم.
مورد 2) حل قابل قبول را انتخاب می‌کنیم.
مورد 3) حلی که کمترین انحراف از محدودیت‌ها را دارد انتخاب می‌کنیم. باتوجه به اینکه در هیچدام از موارد، اندازه تابع هدف و محدودیت‌ها با یکدیگر مقایسه نشده‌اند، هیچ نیازی به داشتن پارامترهای جریمه نیست، این موضوعی است که این رویکرد را مفید و جذاب کرده‌است.
درمورد مسائل بهینه سازی چندهدفه، دو مورد آخر می‌تواند همانطور که هستند استفاده شوند و مورد اول نیز می‌تواند با استفاده از اپراتور مقایسه ازدحام، حل شود. برای مقایسه کردن در این الگوریتم، تعریف «غلبه» را بین دو حل i و j تعریف می‌کنیم.
تعریف 1) حل i اگر یکی از وضعیت‌های زیر درست باشد، گفته می‌شود که از لحاظ محدودیت بر حل j غلبه دارد:
حل i قابل قبول است ولی حل j نیست.
حل i و j هر دو غیر قابل قبول می‌باشند، اما حل i انحراف از محدودیت کمتری دارد.
حل i و j قابل قبول هستند و حل i، حل j را مغلوب می‌کند.
اثر استفاده از مفهوم غلبه محدودیت این است که، هر حل قابل قبول، رتبه غیرمغلوبی بهتری از هر حل غیرقابل قبول دارد. همه حل‌های قابل قبول، باتوجه به سطح غلبه شان و براساس مقادیر توابع هدفشان رتبه بندی می‌شوند. به هر حال، از بین دو حل غیر قابل قبول، حلی که کمترین انحراف از محدودیت را دارد، دارای رتبه بهتری است. به هر حال، این اصلاح، در مفهوم غلبه، تغییری در پیچیدگی NSGA-II ندارد. بقیه فرایند CNSGA-II، همانطور که قبلاً درمورد NSGA-II توضیح داده شد، اجرا می‌شود.

—c879

مشتری تقاضای خرید محصول
قسمت فروش بررسی موجودی انبار
صدور ثبت سفارش
ارسال ثبت سفارش به انبار
هماهنگی با باربری
اخذ تأییدیه رسید محصول
قسمت مالی بازرگانی بررسی وضعیت حساب مشتری
صدور فاکتور
مدیر بازرگانی تصویب (تأیید)ثبت سفارش
انباردار ارسال محصول به مشتری
صدور و ارسال مدارک لازم برای بازرگانی
باربری تحویل گرفتن درخواست ارسال وسیله نقلیه
فصل دوم
ادبیات موضوع
تاریخچه تجارت الکترونیک
تجارت الکترونیک و به تبع ، مدلهای تجارت الکترونیک اولین بار در اوایل دهه 70 ( میلادی) ارایه شدند. در این دوره استفاده از مدلهای تجارت الکترونیک بسیار گران بود و عموم کاربران آن را ، شرکتهای بزرگ مالی و بانکها و گاهی شرکتهای بزرگ صنعتی تشکیل می دادند.EFT (Electronic Fund Transfer) از اولین نمونه های مدلهای تجارت الکترونیک مورد استفاده بود که به منظور ارتباط مالی بین موسسات مالی مورد استفاده قرار می گرفت. کاربرد تجارت الکترونیک در این دوره دشوار بود.
به علاوه نیاز به سرمایه گذاریهای سنگین برای تهیه بستر موردنیاز آن لازم بود. لذا محدوده کاربرد آن به موسسات مالی و شرکتهای بزرگ محدود می شد. در مرحله بعد استاندارد EDI (Electronic Data Interchange) ایجاد شد که تعمیمی ازمدل نقل و انتقالات مالی و بانکی با استفاده از ابزارهای نوپای اطلاعاتی ، بود. با این تفاوت که EDI ، امکان استفاده و بهره برداری در سایر انواع مبادلات تجاری را نیز دارا بود. EDI باعث شد تا دامنه کاربرد مدلهای تجارت الکترونیک ، از محدوده موسسات بزرگ مالی به ابعاد وسیعتری گسترش بیابد. در این دوره EC با IOS ها (Inter Organization Sys--) پیوند خورد و مدلهایی کاربردی و گسترده ایجاد نمود. مدلهای تجارت الکترونیک در این دوره برای فعالیتهایی نظیر رزرو بلیط هواپیما و معاملات سهام مورد استفاده قرار گرفتند. با این وجود پیاده سازی مدلهای تجارت الکترونیک بر اساس EDI نیز سنگین و هزینه بر بود. نیاز به سرمایه گذاری بسیار، برای آموزش پرسنل و تهیه بسترهای لازم وجود داشت. لذا تنها شرکتهای بزرگ بودند که می توانستند به ایجاد مدلهایی بر اساس آن بپردازند.
در نیمه اول دهه 90 ، اینترنت گسترش بسیاری پیدا کرد و به تدریج از حیطه دانشگاهی و نظامی خارج شد و کاربران بسیار زیادی در بین همه افراد جامعه ها پیدا کرد. گسترش World Wide Web و استانداردها و پروتکل های مربوطه از یک طرف باعث جذب هر چه بیشتر کاربران به اینترنت شد و استفاده از ابزارهای IT در این زمینه را عمومی نمود و از طرف دیگر این امکان را برای شرکتها و موسسات ایجاد کرد که به گونه ای آسان و کم هزینه ، به انجام فرآیند اطلاع رسانی بپردازند. مدلهای تجارت الکترونیکی متنوعی در این دوره ایجاد شده و مورد استفاده قرار گرفتند. تجارت الکترونیک به تدریج رونق گرفت و مدلهای تجارت الکترونیک به عنوان دسته ای از مدلهای دنیای تجارت ، مطرح شدند. ایجاد بسترهای مناسب و ارزان برای تجارت الکترونیک و رشد کاربران این بسترها از دلایل رشد سریع تجارت الکترونیک در این دوره بود. رشد فشارهای رقابتی بین شرکتها نیز از دیگر دلایل توجه شرکتها به مدلهای تجارت الکترونیک بود.
مدلهای مطرح شده در این زمان ، مدلهای تجارت الکترونیکی ساده و اولیه بودند. به عبارت دیگر استفاده از تجارت الکترونیک در ساده ترین سطح آن انجام می شد. مشکلات فنی و نقایص موجود به علاوه ناآشنایی کاربران و شرکتها که مانع سرمایه گذاری آنها می شد، باعث گردید تا در این دوره تنها مدلهای اولیه تجارت الکترونیک مورد استفاده قرار گیرند. این مدلها معمولا فقط به اطلاع رسانی به مشتریان خود در مورد شرکت و محصولات آن محدود می شدند. به تدریج و با گذر زمان ، شناخت کاربران و شرکتها از مزایای مدلهای تجارت الکترونیک افزایش یافت. از طرف دیگر مسایل فنی و تکنولوژی مورد استفاده نیز به مرور ارتقاء پیدا کردند. در نتیجه این مسایل، به تدریج مدلهای تجارت الکترونیکی تکامل یافته و مدلهای جدید و پیچیده تری، ایجاد شده و مورد استفاده قرار گرفتند.
در نیمه دوم دهه 90 ( میلادی) کاربران و شرکتها به صورت روزافزونی با نوآوری ها و ارتقاء تکنولوژی اطلاعاتی به عنوان بستر مدلهای تجارت الکترونیک روبرو شدند. در این دوره یکی از مهمترین تحولات در اینترنت، به عنوان یکی از بسترهای تجارت الکترونیک،رخ داد. این تحول افزوده شدن قابلیت پردازش به مسایل اطلاعاتی بود. وجود قابلیت پردازش امکانات زیادی را برای تجارت الکترونیک ایجاد نمود و باعث گسترش مدلهای تجارت الکترونیک و افزایش کارآیی این مدلها گردید. در این دوره مدلهای تجارت الکترونیک و حجم مبادلات انجام شده توسط این مدلها به صورت نمایی رشد پیدا کرد. عموم شرکتهای بزرگ و موفق که موفقیت خود را مدیون مدلهای تجارت الکترونیکی بوده اند، در نیمه دوم دهه 90 پا به عرصه وجود نهاده اند.
تا اواخر دهه نود میلادی عموم مدلهای تجارت الکترونیکی با تاکید بر مصرف کننده نهایی شکل گرفته بودند و در دسته B2C ( Business to Consumer) قرار می گرفتند. ولی به تدریج و با محیا شدن فرصتها و امکان استفاده جدی، شرکتهای بزرگ نیز استفاده از مدلهای تجارت الکترونیک را مناسب و سودآور یافتند. لذا به سرمایه گذاری در مدلهایی پرداختند که به استفاده از این بستر در ارتباط بین شرکتها یاری می رسانند و در دسته B2B (Business to Business) قرار می گیرند. از این دوره به بعد مدلهای B2B به لحاظ حجم مبادلات بر مدلهای B2C پیشی گرفتند.
در سطح جهانی سه محور عمده توسط کشورهای توسعه یافته دنیا که به سمت تک قطبی کردن جهان پیش می‌روند بعنوان محورهای استراتژیک توسعه مد نظر قرار گرفته است. در دست گرفتن شاهراه اطلاعاتی جهان بعنوان منبع قدرت، داشتن یک نفر مهره در جای‌جای این کره خاکی بعنوان منبع نفوذ و تبدیل شدن به مرکز امن سرمایه بعنوان منبع فشار. شکل گیری و توسعه کاربری اینترنت بعنوان یک ابزار اطلاعاتی جهانی با ویژگی‌های خاصی که دارد یکی از مهمترین مصادیق راهبرد اول این کشورها بوده است. در این راستا، جهانی شدن در حوزه‌هایی مانند اقتصاد، تجارت و بازرگانی از یک طرف و کاربری اینترنت و سایر ابزارهای پیشرفته ارتباطات از راه دور در این حوزه‌ها، جریانی است که در قالب این سه استراتژی دنبال می‌شود تا جریان تک قطبی شدن جهان هرچه بیشتر به نفع کشورهای پیشرفته به پیش برود. بنابراین، توسعه تجارت الکترونیکی، کسب و کار الکترونیکی و اقتصاد دیجیتالی نیز بنوعی از این روند برنامه‌ریزی شده پیروی می‌کند. از طرف دیگر از زاویه علمی نیز جریان توسعه اقتصاد و تکامل آن را به سه مرحله کلی تقسیم می‌کنند.
مرحله اول: اقتصاد بین‌المللی
در این مرحله عنصر اصلی تحرک اقتصاد را صنایع مبتنی بر مزیت نسبی شکل می‌داد. صنایع نساجی و فولاد عامل کلیدی رشد اقتصادی و ارزانی عوامل تولید بود و مواد خام اولیه برای کشورها مزیت محسوب می‌شد. ایجاد و توسعه زیر ساخت‌ها در این دوره بیشتر متمرکز بر احداث خطوط آهن، راه‌ها، جاده و ساختن فرودگاه‌ها بود.
مرحله دوم: اقتصاد جهانی شده
این مرحله از دهه 1970 آغاز شد و در دهه 1980 سرعت گرفت. این فاز که به فاز جهانی شدن معروف است به دوره‌ای اشاره دارد که با توسعه فن‌آوری اطلاعات و ارتباطات در کنار کاهش منظم و اصولی موانع تجاری در سطح جهان، شرکت‌های بزرگ اجازه یافتند که موانع موجود در فرآیند‌های تولید (نظیر مرزهای جغرافیایی) را بشکنند و در بازارهای مختلف جهان استقرار خود را نهادینه کنند. در این عصر صنایع ساخته شده یعنی صنایع خودرو،‌ ساختمان، صنایع الکترونیک و مکانیک و خرده فروشی نقش اصلی را در اقتصاد جهانی ایفا می‌کردند. دستیابی به منابع ارزان انرژی بویژه نفت و نیروی کار ارزان از عوامل کلیدی رشد اقتصادی محسوب می‌شود و شاخص رشد به حجم تولیدات صنعتی، میزان سفارشات ماشین‌آلات، ‌حجم خرده فروشی و میزان فروش خودرو تغییر می‌کند. در این دوره از عصر بین‌المللی یعنی عصری که در آن دولت‌ها برجهان حکم می‌راندند خارج می‌شویم و بازیگران جدیدی مثل سازمان‌های بین‌المللی، نهادها و مؤسسات پولی و مالی بین‌المللی،‌ شرکت‌های چند ملیتی و فراملی، جنبش‌های فرا ملی و سازمان‌های غیر دولتی در عرصه‌های اقتصادی و اجتماعی ظاهر می‌شوند.

مرحله سوم: اقتصاد دیجیتالی و یا اقتصاد بدون مرز
در سال‌های پایانی دهه 1990 نشانه‌هایی از ابعاد جدید اقتصاد بوجود آمد یعنی زمانی که فن‌آوری دیجیتالی و شبکه‌های ارتباطی امکان رشد اقتصاد بدون مرز را در بخش‌های کلیدی فراهم ساخت. کاهش قابل ملاحظه قیمت کالاهای بخش فن‌آوری اطلاعات مانند تراشه‌های رایانه‌ای، نیمه‌‌هادی‌ها، ریزپردازنده‌ها و یارانه‌های شخصی، تجهیزات ارتباطی و نرم افزارها موجب کاهش هزینه سرمایه‌گذاری در بخش‌های سرمایه‌بر شد که این امر خود موجب گسترش سرمایه‌گذاری در زیر ساخت‌ها و تولید کالاهای مربوطه گردید. در این مورد من پروژه - ریسرچایی در همین سایت بورس کالا قبلا قرار داده ام که خوانندگان می توانند آن را مطالعه کنند. شاید بهتر بود بگوئیم ابتدا تغییرات فن‌آوری موجبات توسعه نوآوری در بخش تولید کالاهای ارتباطی و اطلاعاتی شد و سپس کاهش قیمت ناشی از این نوآوری موجب ورود این صنعت به سایر بخش‌های اقتصاد و به تبع آن احساس نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتراز سایر بخش‌های مرتبط و نهایتاً سازمان‌دهی مجدد تولید کالاهای صنعتی شد. در واقع نوآوری ایجاد شده در ریز پردازنده‌ها باعث افزایش قدرت آنها و کاهش قیمت این فن‌آوری‌ در طی 4 دهه اخیر شد. توانمندی‌ها و ظرفیت ریزپردازنده‌ها طی هر 24-18 ماه دو برابر شده و بطور مثال قیمت یک ترانزیستور از حدود 70 دلار در سال‌های نیمه دهه 1960 به کمتر از یک‌صدم قیمت رسیده است. ریز پردازنده‌های ارزان تر امکان رشد سریع تولید رایانه‌های شخصی، نرم افزارهای رایانه‌ای و تجهیزات ارتباطی را با قیمت‌های نازلتر فراهم ساخت.” تعمیق سرمایه“ در برخی کشورها موجب رشد بهره‌وری عوامل تولید شده و محرک ایجاد تغییرات اساسی در سازمان‌های تولیدی، خدماتی، گردید. این تغییرات نیز به خودی خود نقش موثری در توسعه بهره‌وری این سازمان‌ها بازی کرده است.
در جریان این تحولات بود که پدیده‌ای بنام اینترنت شکل گرفت و از کاربری آن در تجارت و کسب و کار، تجارت الکترونیکی و کسب و کار الکترونیکی پا به منصه ظهور گذاشت. بعبارت دیگر تاریخچه تجارت الکترونیکی به شکل امروزین آن ریشه در دو پدیده دارد: اینترنت و مبادله الکترونیکی داده‌ها (EDI). منشا زمانی هر دو این پدیده‌ها به دهه 1960 بازمی‌گردد. زمانی که اینترنت بطور وسیع در مراکز آموزشی و تحقیقاتی و کتابخانه‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1970 ظهور فرآیند انتقال الکترونیکی منابع مالی (EFT) بین بانکها ازطریق شبکه‌های خصوصی امن (Secure Private Networks)، عملا بازار منابع مالی را متحول کرد. در ابتدا انتقال الکترونیکی داده‌ها که از طریق شبکه‌های ارزش افزوده (Value Added Network) انجام می‌گرفت، رسانه ارتباطی مورد استفاده شرکتهای بزرگ بود. پیشرفت غیر منتظره اینترنت زمانی شروع شد که برای اولین بار پست الکترونیکی در سال 1972 با توسعه فناوری جدید ARPANET مور استفاده قرار گرفت. این پدیده منجر به طرح نسخه جدیدی از پروتکل انتقال داده بنام IP/TCP شد. در ابتدای دهه 1980، تجارت الکترونیکی بین شرکتهای تجاری توسعه قابل توجهی پیدا کرد. در این زمان فناوری انتقال الکترونیکی پیام مانند تبادل الکترونیکی داده‌ها و پست الکترونیکی، بطور وسیعی بین شرکتهای تجاری بکار گرفته شد. فناوری‌های انتقال پیام با کاهش کاربرد کاغذ در فرآیندهای تجاری، و افزایش اتوماسیون امور، کم کم در تمامی فرآیندهای تجاری سازمانها نفوذ کرد و به مرور زمان با ارتقای کارآیی این فرآیندها، به عنوان یکی از بخش‌های لاینفک تجارت در آمد. مبادله الکترونیکی اطلاعات، زمینه انتقال الکترونیکی اسناد تجاری را برای شرکتها فراهم نمود بگونه‌ای که نیاز به دخالت انسان در این فرآیند به حداقل ممکن رسید. ظهور اینترنت امکان انجام اشکال جدیدی از تجارت الکترونیکی نظیر خدمات بهنگام را فراهم نمود. توصیه می کنم خوانندگان در فرصت های مناسب مقالات بخش تجارت الکترونیک سایت بورس کالا را مطالعه کنند. کاربرد و توسعه جهانی اینترنت، با ظهور وب جهان شمول (WWW) شروع شد. وب جهان شمول، باعث شد که تجارت الکترونیکی تبدیل به یکی از راه‌های ارزان و کم هزینه برای انجام فعالیتهای تجاری شود (صرفه‌جویی ناشی از مقیاس)، و پس از مدتی تنوع بسیار وسیعی از فعالیتهای تجاری را پوشش داد (صرفه جویی ناشی از حیطه). با همگرایی بین اینترنت و تجارت الکترونیکی و توسعه فزاینده اینترنت بعنوان ابزار فناوری تجارت الکترونیکی، بکارگیری ابزار پر هزینه مبادله الکترونیکی داده‌ها توسط شرکتها به فراموشی سپرده شد. اما با این وجود، نقش مبادله الکترونیکی داده‌ها در جهان کسب وکار را نمی‌توان نادیده گرفت.
علت اصلی کاربری فناوری اطلاعات و ارتباطات در تجارت نیز این بود که به لحاظ مسائل هزینه‌ای، لازم بود برخی از فعالیتها و فرآیندهای کسب و کار بصورت تخصصی و منفک از سایر فرآیندها انجام گیرد. در عین حال به لحاظ مسائل مشتری محوری لازم بود یکپارچگی لازم بین این فرآیندها برای تامین سیستماتیک رضایتمندی مشتری ایجاد گردد. بنابراین تخصصی کردن فرآیندهای کسب و کار با یکپارچگی لازم برای مشتری محوری در تضاد قرار گرفت. در این رابطه فناوری اطلاعات و ارتباطات این پتانسیل را برای سازمانها و شرکتهای تجاری فراهم نمود تا در عین تخصصی کردن امور و صرفه‌جویی‌های هزینه‌ای، یکپارچگی لازم بین فرآیندها برای پشتیبانی از فلسفه مشتری محوری نیز تامین شود.
پیرو الزامات و حرکتهای فوق، روند توسعه تجارت الکترونیکی به جایی رسید که اکنون چیزی قریب به 75/6 میلیارد دلار حجم تجارت الکترونیکی برای سال 2011 تخمین زده‌اند. این درحالی است که همین رقم را برای سال 2011 در سال 2009 نزدیک به 6000 میلیارد دلار پیش‌بینی می‌کردند. از رقم فوق، 3500 میلیارد دلار (8/51 درصد) مربوط به ایالات متحده آمریکا، 1600 میلیارد دلار (7/23 درصد) مربوط به آسیا-اقیانوسیه، 1500 میلیارد دلار (2/22 درصد) مربوط به اروپای غربی، 8/81 میلیارد دلار (2/1 درصد) مربوط به آمریکای لاتین و 6/68 میلیارد دلار (1 درصد) مربوط به سایر مناطق جهان است.
سیر جهانی تجارت الکترونیک :
۱۹۷۹: Michael Aldrich خرید آنلاین را اختراع کرد
۱۹۸۱: Thomson Holidays اولین خرید انلاین B2B را در بریتانیا ایجاد کرد.
۱۹۸۲: Minitel سیستم سراسر کشور را در فرانسه بوسیله France Telecom و برای سفارش گیری انلاین استفاده شده است .
۱۹۸۴: Gateshead اولین خرید انلاین B2C را بنام SIS/Tesco و خانم Snowball در ۷۲ اولین فروش خانگی انلاین را راه انداخت .
۱۹۸۵: Nissan فروش ماشین و سرمایه گذاری با بررسی اعتبار مشتری به صورت انلاین از نمایندگی های فروش
۱۹۸۷: Swreg شروع به فراهم اوردن ومولف های اشتراک افزار و نرم افزار به منظور فروش انلاین محصولاتشان از طریق مکانیسم حسابهای الکترونیکی بازرگانی .
۱۹۹۰: Tim Berners-Lee اولین مرورگر وب را نوشت، وب جهان گستر، استفاده از کامپیوترهای جدید
۱۹۹۴: راهبر وب گرد : Netscape در اکتبر با نام تجاری Mozilla ارایه شد . Pizza Hut در صففحه وب سفارش دادن انلاین را پیشنهاد داد. اولین بانک انلاین باز شد .تلاشها برای پیشنهاد تحویل گل و اشتراک مجله به صورت انلاین شروع شد . لوازم بزرگسالان مثل انجام دادن ماشین و دوچرخه به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت . Netscape 1.0 در اواخر ۱۹۹۴ با رمزگذاری SSL که تعاملات مطمئن را ایجاد می کرد، معرفی شد.
۱۹۹۵: Jeff Bezos ، Amazon.com و اولین تجارتی ۲۴ ساعته رایگان را راه انداخت . ایستگاه های رادیوی اینترنتی رایگان، رادیو HK ورادیو های شبکه ای شروع به پخش کردند . Dell و Cisco به شدت از اینترنت برای تعاملات تجاری استفاده کردند . eBay توسط Pierre Omidyar برنامه نویس کامپیوتر به عنوان وب سایت حراج بنیانگذاری شد .
۱۹۹۸ : توانایی خریداری و بارگذاری تمبر پستی الکترونیکی برای چاپ از اینترنت . گروه Alibaba ذر چین با خدمات B2B و C2C, B2C را با سیستم خود تاییدی تاسیس شد .
۱۹۹۹: Business.com به مبلغ ۷٫۵ میلیون دلار به شرکتهای الکترونیکی فروخته شد . که در سال ۱۹۹۷ به ۱۴۹٬۰۰۰ دلار خریداری شده بود .نرم افزار اشتراک گذاری فایل Napster راه اندازی شد .فروشگاه های ATG برای فروش اقلام زینتی خانه به صورت انلاین راه اندازی شد .
۲۰۰۰: The dot-com bust
۲۰۰۲ : ای‌بی برای پی‌پال ۱٫۵ میلیون دلار بدست اورد . Niche شرکت های خرده فروشی و فروشگاه های CSN و فروشگا های شبکه ای را با منظور فروش محصولات از طریق ناحیه های هدف مختلف نسبت به یک درگاه متمرکز .
۲۰۰۳: Amazon.com اولین سود سالیانه خود را اعلان کرد .
۲۰۰۷: Business.com بوسیله R.H. Donnelley با ۳۴۵ میلیون دلار خریداری شد .
۲۰۰۹: Zappos.com توسط Amazon.com با قیمت ۹۲۸ میلیون دلار خریداری شد . تقارب خرده فروشان و خرید اپراتورهای فروش وبسایتهای خصوصی RueLaLa.com بوسیله GSI Commerce به قیمت ۱۷۰ میلیون دلار بعلاوه سود فروش از تا سال ۲۰۱۲ .
۲۰۱۰: Groupon گزارش داد پیشنهاد ۶ میلیار دلاری گوگل را رد کرده‌است. در عوض این گروه طرح خرید وب سایتهای IPO را تا اواسط ۲۰۱۱ دارد.
۲۰۱۱: پروژه تجارت الکترونیک امریکا و خرده فروشی انلاین به ۱۹۷ میلیارد دلار رسیده است که نسبت به ۲۰۱۰ افزایش ۱۲ درصدی داشته است . Quidsi.com, parent company of Diapers.comتوسط Amazon.com به قیمت ۵۰۰ میلیون بعلاوه ۴۵ میلیون بدهکاری و تعهدات دیگر خریداری شد .
انواع تجارت الکترونیک :
تجارت الکترونیک را میتوان از حیث تراکنش‌ها(Transactions) به انواع مختلفی تقسیم نمود که بعضی از آنها عبارتند از :
ارتباط بنگاه و بنگاه (B2B) : به الگویی از تجارت الکترونیکی گویند، که طرفین معامله بنگاه‌ها هستند .
ارتباط بنگاه و مصرف کننده (B2C) : به الگویی از تجارت الکترونیک گویند که بسیار رایج بوده و ارتباط تجاری مستقیم بین شرکتها و مشتریان می‌باشد .
ارتباط مصرف کننده‌ها و شرکتها (C2B) : در این حالت اشخاص حقیقی به کمک اینترنت فراورده‌ها یا خدمات خود را به شرکتها میفروشند .
ارتباط مصرف‌کننده با مصرف‌کننده (C2C) : در این حالت ارتباط خرید و فروش بین مصرف‌کنندگان است .
ارتباط بین بنگاه‌ها و سازمان‌های دولتی (B2A) : که شامل تمام تعاملات تجاری بین شرکتها و سازمانهای دولتی می‌باشد . پرداخت مالیاتها و عوارض از این قبیل تعاملات محسوب می‌شوند .
ارتباط بین دولت و شهروندان (G2C) : الگویی بین دولت و توده مردم می‌باشد که شامل بنگاه‌های اقتصادی، موسسات دولتی و کلیه شهروندان می‌باشد . این الگو یکی از مولفه‌های دولت الکترونیک می‌باشد .
ارتباط بین دولت‌ها (G2G) : این الگو شامل ارتباط تجاری بین دولتها در زمینه‌هایی شبیه واردات و صادرات می‌باشد .
تجارت Bussiness to Business – B2B :
این نوع تجارت رد و بدل اطلاعات تجاری بین دو تاجر یا دو شرکت می باشد .تاجر اول که خود تولیدکننده است و در سایت خود تصویر و توضیحات کالا را قرار داده و امکان برقراری تماس مستقیم خود را با ارائه تلفن ، فاکس ، پست الکترونیک و ... ایجاد می کند .تاجر دوم که خریدار است ولی خود مصرف کننده نیست و درنظر دارد این کالا را به تنهایی یا به همراه کالاهای دیگر به مشتری مصرف کننده و به صورت عمده بفروشد .خرید و فروش در این سیستم به صورت عمده می باشد .
ارسال و دریافت پول از طریق سیستم سنتی (عموما بانک ها و از طریق گشایش اعتبار) است .
حمل وتحویل کالا به روش سنتی (عموما از طریق کشتی ، کانتینر و یا هواپیما ) است .
مشخصه های عمده این نوع تجارت 3 مطلب است :
حذف واسطه و دلال های بین تولید کننده و خریدار اصلی .
امکان جستجو و تحقیق بسیار سریع برای خریدار جهت دستیابی به کالای با کیفیت و بهای مناسب .
امکان دریافت اطلاعات و نظرات خریدار جهت تولید کننده پس از فروش کالا به این ترتیب می تواند کیفیت کالای خود را مطابق ایده های خریدار تغییر دهد .
مثال این نوع تجارت در تجارت سنتی ایران مثل فروش کالای کارخانه های تولید لوازم خانگی به فروشگاه ها می باشد همچنین نمونه ای دیگر از این نوع تجارت ، عملکرد شرکتی است که از این شبکه برای انجام سفارش به تولید کنندگان دریافت پیش فاکتورو فاکتور خرید و همچنین پرداخت هزینه های استفاده از EDI انجام می شود ولی در واقع از پنج یا شش سال پیش به شکل امروزی خود درآمده است . شرکت Cisco یکی از اولین شرکت های بزرگی بود که در جولای 1996 سایت تجارت الکترونیکی خود را راه اندازی کرد بعد از آن که تلاش جدی بقیه شرکتها برای چنین امری آغاز شد . یک ماه بعد Microsoft نرم افزار تجاری خود را که امکان انجام فروش از طریق اینترنت را می داد به بازار عرضه کرد اکنون زمان آن بود که مسائل مالی و بانکی نیز مطرح شود .
سپس IMB یک سیستم شبکه اقتصادی راه اندازی کرد و شروع به بازاریابی برای استراتژی های تجارت الکترونیکی خود کرد . شرکت نیز با همکاری شرکت First Data Crop و برای رقابت با IBM سیستم MSFDC را به بازار عرضه کرد .
تجارت Business to Consumer :
بیشترین سهم در انجام تجارت الکترونیکی از نوع BC را خرده فروشی تشکیل می دهد . تجارت بین فروشنده و خریدار که در حال حاضر جزو متداول ترین تراکنش ها در حیطه تجارت الکترونیکی بر روی اینترنت است و یک نوع B2C محسوب می شود این نوع تجارت به معنای ارتباط مستقیم مصرف کننده تنهایی با تاجر یا تولید کننده و پرداخت بهای کالا از طریق اینترنت می باشد .تاجر یا تولید کننده در سایت تصویر وتوضیحات وبهای کالا را قرار داده و امکان خرید آن را به صورت مستقیم (online) را بری مصرف کننده ایجاد می کند . خرید و فروش در این سیستم به صورت تک فروشی می باشد . ارسال و دریافت پول از طریق یک واسطه بنام سیستم بانکی تجاری انجام می شود از سوی دیگر حمل کالا از طریق پست یا توسط خود شرکت انجام می گیرد .
مشخصه های عمده این نوع تجارت 3 مطلب زیر است :
حذف واسطه بین تولید کننده ومصرف کننده .
پرداخت مبلغ مورد نیازبه سهولت و از پشت کامپیوتر شخصی خود با داشتن کارت قابل شناسایی سیستم بانکی (merchant account) و صرفه جویی در وقت و هزینه .
امکان ارتباط مستقیم مصرف کننده با تولید کننده درجهت دریافت نظرات مصرف کننده نسبت به کالاهای ارائه شده . مبالغ دراین نوع تجارت برا ی هر تراکنش پائین بوده و به عنوان تک فروشی باید باشد زیرا :
الف ) مشتری جهت خرید مستقیم (online) برای پرداخت مبالغ بالا به این روش ، ریسک نمی کند .
ب ) سیستم بانکی تجاری بابت ارائه این سرویس بین 2 تا 10 درصد از هر معامله کم کرده و به تولید کننده بازپرداخت می کند.
این نوع تجارت با گسترش WEB به سرعت افزایش کرد و اکنون به راحتی می توان انواع واقسام از شیرینی گرفته تا اتومبیل و نرم افزارهای کامپیوتری را از روی اینترنت خریداری کرد .
B2C از حدود 5 سال پیش با راه اندازی سایت هایی چون Amazon وCDNOW آغاز شد. اغراق نیست اگر پیشگام درامر B2C «راجف بزوس» بدانیم که در سال 1994 شرکت Omazon را بنا نهاد . وی که یک تاجرکم تجربه در امر خرده فروشی بود سایت خود را فقط به هدف فروش کتاب از طریق اینترنت را ه اندازی کرد . این ایده ساده مقدمه ای بود برای تحول جهانی .
مزایای تجارت الکترونیک از نوع B2C :
تجارت الکترونیکی یک فناوری برای تغییر است شرکت هایی که از آن به هدف ارتقاء سیستم فعلی خود استفاده می کنند از مزایای آن به طور کامل بهره نخواهند برد . بیشترین امتیازات تجارت الکترونیکی نصیب سازمانهایی خواهد شد که می خواهند روش و ساختار تجارت خود را تغییرداده و آن را با تجارت الکترونیکی همگون سازند . از دید خریداران فروشگاه های الکترونیکی ، مهمترین امتیازاتی که می توان به تجارت الکترونیکی منسوب کرد عبارتند از :
کاتولوگ و مشخصات کالاها به سهولت قابل دسترسی و مشاهده بوده و مشتری همچنین قادر است بر اساس ویژگیها متعدد (همچون نام ، نوع ، رنگ ، وزن ، قیمت ...) کالای مورد نظر خود را جستجو کند . توضیح کالاها می تواند به همراه تصاویر متعدد بوده و در عین حال می توان شامل تصاویر 3 بعدی نیز باشد که مشتری از زوایای گوناگون کالای مورد نظر را مشاهده می کند .
کالاها وخدمات می تواند توسط بقیه خریداران نظر دهی شوند و مشتری قادر است از نظرات بقیه خریداران درمورد کالای مورد نظر خود مطلع شوند .خرید از فروشگاه می تواند به صورت 24 ساعته و در تمام روزهای هفته انجام گیرد .بعضی از محصولات (همچون نرم افزار، کتابهای الکترونیکی ، موسیقی ، فیلم و...) در همان زمان خرید قابل دریافت از سایت فروشگاه هستند .کالاها معمولا از فروشگاههای فیزیکی ارزانترخواهند بود(به علت کم بودن هزینه های سربار فروشگاه و زیاد بودن تعداد خریداران .
فشار و استرس از یک فروشگاه فیزیکی ، به هنگام خرید از یک فروشگاه الکترونیکی وجود نخواهد داشت .مقایسه انواع گوناگون یک کالای خاص در فروشگاه های مختلف می تواند به راحتی انجام گیرد . فاصله این فروشگاه ها به اندازه یک click است .خریدار قادر است تمام فروشگاه ها را برای یافتن مناسب ترین قیمت برای کالا مورد نظر خود جستجو کند .خریدار پس از انتخاب کالا به سادگی و با فشردن چند کلید قادر به انجام سفارش و پرداخت هزینه ها بوده و بعد از مدت معینی کلای خریداری شده خود را در منزل دریافت خواهد کرد .بعد از دریافت کالا ، اگر مشکلی درکالای دریافت شده موجود باشد ، خریدار می تواند به سایت فروشگاه مراجعه کرده و از امکانات ارجاع کالا استفاده کند .
روش های ایجاد یک تجارت الکترونیک از نوع B2C :
اجزای اصلی یک تجارت الکترونیکی از نوع B2C تشکیل شده از یک فروشگاه الکترونیکی که به شکل صفحات متعدد WEB ساخته شده و توسط مرورگرهای مشتریان مورد استفاده قرار می گیرد ، و یک سرویس دهنده WEB که تمام مسائل مدیریتی فروشگاه و هر آنچه که از دید مشتریان به دور است به واسطه آن انجام خواهد گرفت . به غیر از این دو جزء اصلی بسیاری از فروشگاه های الکترونیکی ، نیازمند یک بانک اطلاعاتی نیز هستند تا مشخصات کالاها ، مشتریان و اطلاعات دیگر را در آن ذخیره کنند .همچنین اجزای فرعی دیگری نیز ممکن است بنا به ویژگی های فروشگاه مورد نیاز باشند از جمله این اجزا می توان از ابزار پردازش پرداخت های مشتریان و همچنین ابزارهایی برای ارسال محصولات و خدمات از طریق اینترنت نام برد .
تجارت Consumer to Consumer – c2c
انجام مزایده و مناقصه کالاها از طریق اینترنت ، در این گروه از تجارت الکترونیکی می گنجد نمونه ای از این نوع تجارت الکترونیکی که در حال حاضر به سرعت در حال رشد است را می توان در سایت ebay مشاهده کرد .
تجارت Business to Administration
این نوع تجارت شامل تمام تراکنشهای تجاری ، مالی بین شرکت ها و سازمان های دولتی است . تامین نیازهای دولت توسط شرکت ها و پرداخت عوارض و مالیات ها از جمله مواردی است که می توان در این گروه گنجاند . این نوع تجارت الکترونیک در حال حاضر دوران کودکی خود را می گذارند ولی در آینده ای نزدیک و بعد از آن که دولت ها به ارتقاء ارتباطات خود به واسطه تجارت الکترونیکی توجه نشان دهند به سرعت رشد خواهد کرد .
Consumer to Administration – C2A
این گروه هنوز پدیدار نشده است ولی به دنبال رشد انواع B2C وB2A دولت ها احتمالا تراکنش های الکترونیکی را به حیطه هایی همچون جمع آوری کمک های مردمی ، پرداخت مالیات بر درآمد و هرگونه امور تجاری دیگری که بین دولت و مردم انجام می شود گسترش خواهند داد .
:B2A – Business to government
این نوع تجارت رد وبدل کردن اطلاعات تجاری بین تاجر تولید کننده و دولت است .
تاجر تولید کننده ، تصویر و توضیحات کالا را قرار می دهد وامکان تماس مستقیم با خود را با ارائه تلفن ، فکس ، پست الکترونیک و... ایجاد می کند . بعدا دولت به عنوان مصرف کننده برای واحدهای تحت پوشش خود کالا را خریداری می نماید .
خرید و فروش در این سیستم به صورت عمده و ارسال ودریافت پول از طریق سیستم سنتی (عموما بانک ها) می باشد ، همچنین حمل وتحویل کالا به روش سنتی (عموما از طریق کشتی ، کانتینر و یا هواپیما) می باشد .
مشخصه های عمده این نوع تجارت عبارتند از :
حذف واسطه ها و دلال ها بین تولید کننده و دولت .
امکان جستجو و تحقیق بسیار سریع برای دولت جهت دستیابی به کالای با کیفیت و بهای مناسب .
امکان ارتباط مستقیم بین تولید کننده جهت دریافت نظرات دولت نسبت به کالای ارائه شده .
:Government to Business – C2B
این نوع تجارت ردوبدل کردن اطلاعات تجاری بین دولت به عنوان تولید کننده کالاو تاجر به عنوان خریدار کالا است . دولت به عنوان تولید کننده کالا مشخصات و تصاویر کالا را در سایت خود قرار داده و تاجر به عنوان خریدار کالا عمل می کند ولی بدیهی است خود مصرف کننده نیست و وی در نظر دارد این کالا را به تنهایی و یا به همراه کالاهای دیگر به مشتری مصرف کننده و به صورت تک فروشی بفروشد .
حذف واسطه و دلال های بین دولت و تاجر
امکان ارتباط مستقیم بین دولت و تاجر جهت دریافت نظرات تاجر نسبت به کالای ارائه شده .
Government to client – c2c:
این نوع تجارت دریافت بهای خدمات و کالای تولید شده توسط دولت از مصرف کننده است . دولت به عنوان مصرف کننده یک سری خدمات و کالاهای انحصاری به مصرف کننده امکان پرداخت بهای آن را به صورت مستقیم (online) می دهد .
دریافت پول از طریق یک واسطه به نام سیستم بانکی تجاری (merchant account) انجام می شود . ارائه خدمات و کالاها به طریق سنتی انجام می شود .
مشخصه بارز این نوع تجارت عبارتست از :
پرداخت مبلغ مورد نیاز به سهولت و از پشت کامپیوتر شخصی خود با داشتن کارت قابل شناسایی سیستم بانکی تجاری و صرفه جویی در وقت و انرژی مثل پرداخت قبوض آب ، برق ، تلفن ، گاز ، مالیات و ...
تجارت الکترونبکی به صورت فروش روی یک خط :
تجارت الکترونیکی به طور دقیق انجام کارهای تجاری به صورت خط یا خرید و فروش محصولات و خدمات از طریق ویترین های وب است . کالاهایی که به این شکل خرید و فروش می شوند کالاهای فیزیکی مانند اتومبیل و یا خدمات تنظیم برنامه مسافرت ، مشاور پزشکی روی خط و یا آموزش از را ه دور است نوع دیگر کالا که به شکلی روزافزون به روی شبکه اینترنت خرید و فروش می شود کالای رقمی است . اخبار ، صورت تصویر ، پایگاه داده ، نرم افزار و تمام محصولات مبتنی بر دانش مثال هایی از کالای رقمی است . بدین ترتیب تجارت الکترونیک همانند فروش کاتالوگ یا فروش خانگی از طریق تلویزیون به نظر می رسد.
مدل های تجارت الکترونیکی :
مدل های تجارت الکترونیکی معمولا به وسیله ترکیبی از بازنمایی های غیر رسمی ، متنی ، شفاهی ، گرافیکی موقتی مورد نمایش داده می شوند اما این بازنمودها معمولا باعث محدود شدن درک واضح مسائل تجارت الکترونیکی که سهامداران با آن رودررو هستند می شوند و اغلب شکاف میان مدیران تجاری و توسعه دهندگان IT را که باید سیستم های اطلاعاتی تجارت الکترونیکی را ایجاد نماید عمیق تر می کنند .
روش های مربوط به تحلیل سیستم های IT، معمولا دارای نوع جانبداری تکنولوژیکی هستند و عموما ملاحضات تجاری را به خوبی منعکس می کنند . در عین حال رویکردهای متعلق به علوم تجاری غالبا فاقد استحکام لازم برای توسعه سیستم های اطلاعاتی هستند . ادغام تجارت و مدل سازی IT ، مسلما به نفع صنعت خواهد بود زیرا تلفیق تجارت و سیستم ها IT ، مدتی است که یکی از ویژگی های بازار تجارت الکترونیکی شده است . در پروژه های تجارت الکترونیکی نشان دادن××××× چیزهای ارزشی در میان دست اندرکاران معین مهم است زیرا طرح های جدیدی را می توان به سهولت به زنجیره خریدار – فروشنده اضافه کرد یا آنها را کنا رگذاشت . این فرآیند واسطه گری (Intermadiation) و حذف واسطه گری (Disintermediation) نشان دهنده ریسک های خاص تجارت الکترونیک برای فروشندگان سنتی است مثلا واسطه ها مثل بازارها و دلال ها می توانند به سادگی در پروژه های تجارت الکترونیکی ظاهر و ناپدید شوند . روش ما قادر به مدل سازی عناصر قدرت نیز هست ما تنها می توانیم مدل خود قیمت ها را بلکه مدل دست اندکارانی را که سرویس با محصولی انتخاب می کنند ، ایجاد نماییم . مدل سازی دست اندرکارانی که مبادرت به انتخاب می کنند از آن رو مهم است که تجارت الکترونیک و ممکن است هزینه های سوئیچینگ را کاهش و شفافیت بازار را افزایش دهد تا به سهولت بیشتری سایر عرضه کنندگان را انتخاب کنند . اکثر پروژه های تولید تجارت الکترونیکی به سرعت انجام می شوند بنابراین داشتن مدلی کند می تواند مزیت برجسته ای به تکنیک های مدل سازی سنتی داشته باشد .
مدل Store front :
امروزه خرید online از امور روزمره در دنیا به شمار می رود که در عین حال از محبوبیت بسیاری نیز برخوردار است طبق آمار موجود در پایان سال 2005 60 درصد از کاربران اینترنت به صورت online خرید کرده اند . مدل را می توان تداعی گر کلمه e-businss در ذهن کاربران دانست ، زیرا اکثر آنها واژهe-businss را معادلStore front می دانند . این مدل با ادغام اعمالی چون پردازش پراکنش ها(transaction prosessing) مسائل امنیتی ، امور مربوط به پرداخت های onlineو ذخیره سازی اطلاعات ، فروشندگان اینترنتی را قادر به فروش کالا و خدمتشان بر روی وب کرده است که می توان این اعمال را پایه و اساس تبادلات مستقیم تجاری بر روی اینترنت دانست . برای اداره سایت های مبتنی بر این مدل لازم است تا فروشندگان ، لیستی از محصولات خود را در قالب کاتولوگ هایی در اختیار مشتریان قرار داده و سفارشات آن ها از طریق وب سایتی که به همین منظور طراحی شده دریافت می کنند . بسیاری از شرکت ها از روشی مشابه بنامEDI (ElectronicDatainterchange) استفاده می کنند که این روش با استاندارد کردن مسائلی چون صورت پرداخت ها ، صورت حسابها و.... امان ایجاد نوعی اطلاعات بین مشتریان و شرکت های تجاری به صورت الکترونیکی را دراختیار می گذارد .
مدل Dynamic Pricing :
وب همان گونه که روش های تجارت را دگرگون کرد تغییراتی در نحوه قیمت در نحوه قیمت گذاری کالاها نیز ایجتد نمود . کمپانی های هم چون Priceline(http://www.oriceline.com%29/ و Imadia(http://www.imadia.com%29/ این امکان را برای مشتریان فراهم ساخته اند تا قابقهای پیشنهادی خود را درموردکالاها و خدمات بیان کنند . بسیاری از سایت ها با استفاده از راهبردهای منتخب در شرکت با دیگر سایت ها و همچنین ارائه تبلیغات تجاری ، محصولات خود را با قیمتی مناسب و بسیار نازل و یا حتی رایگان عرضه می کنند .
مبادله خدمات و ایجاد تحقیقات از دیگر روش های مورد استفاده شرکت ها برای جلوگیری از افزایش قیمت ها ست .
مدل Name-Your-Price :
مدل تجاری Name-Your-Price این امکان را دراختیار مشتریان قرارمی دهد تا قیمت کالا و سرویس های مورد نظرشان را تعیین کند(سایتwww.oriceline.com مثال مناسبی در این مورد است . بسیاری از شرکت هایی که از این مدل تجارت تبعیت می کنند با پیشگامان عرصه هایی چون حمل ونقل ، واگذاری اعتبار و صنایعی دیگر از این دست ، دارای نوعی مشارکت هستند . این صنایع پس از دریافت بهای مطلوب مشتری تصمیم به فروش کالا و یا خدمات خود می گیرند .
مدل Comparison Pricing :
مدل Comparison Pricing این امکان را برای مشتری فراهم می سازد تا با جستجو درمیان تمامی تجار اینترنتی ، کالا و یا خدمات دلخواهشان را با نازل ترین بها بیابند (همان طور که در سایت Bottomdollar.com) ، مشاوره خواهید کرد که این سایت ها غالبا درآمد خود را از راه شرکت با برخی از تجار به خصوص بدست می آورند . بدین ترتیب شما باید در استفاده از این خدمات دقت کنید زیرا الزاما پایین ترین قیمت موجود بر روی وب را دریافت نکرده اید . این در حالی است که دیگر سایتهای مشابه به امید کسب مشتریان بیشتر معروفترین فروشگاه های اینترنتی را جستجو می کند.
مدل Bartering مدل مبادلات پایاپای
یکی دیگر از روش های مدیریتی معمول در زمینه تجارت الکترونیکی مبادله خدمات پایاپای محصولات است سایت Ubarter.com(http://www.woarter.com%29/ سایتی است که درآن مشتریان معمولی و کمپانی های مختلف می توانند محصولات خود را در ازای دریافت کالاهای مطلوبشان بفروش برسانند . فروشنده یک پیشنهاد اولیه با هدف انجام یک مبادله پایاپای با خریدار و به منظور جلب موافقت نهایی مشتری ارائه می کند . مجموعه عظیمی از محصولات و خدمات موجود در این سایت با استفاده از همین روش قابل معامله هستند .
عرضه محصولات و خدمات رایگان :
بسیاری از کارآفرینان ، مدل تجاریشان را بر روی جریان تبلیغات بازرگانی استوار می سازند . شبکه های تلویزیونی ، ایستگاههای رادیویی ، مجلات ، رسانه های چاپی و غیره با سرمایه گذاری بر روی تبلیغات کسب درآمد می کنند . بسیاری از این سایت ها که معرفی خواهد شد به منظور انجام مبادلات پایاپای محصولات و خدمات با کمپانی های دیگر دارای نوعی مشارکت هستند .
سایت (http://www.iwon.com%29iwon.com/ یک سایت پر مخاطب است که تمام کاربران را که در حال استفاده از آن هستند . این سایت مخاطبان را درقرعه کشی شرکت داده و هدایایی را به برندگان اختصاص می دهد .
سایت Freelotto.com سایت دیگری است که با تکیه بر درآمدی که از راه تبلیغات نصیب آن می شود جوایز گرانبهایی را به بازدید کنندگان عرضه می کند .
سرویس های ارائه خدمات مسافرتی online
هم اکنونکاربران وب قادرهستند به جستجوی و انجام مقدمات امور مسافرتی خود و به صورت Online بپردازند و بدین وسیله مبالغ کمتری را بابت انجام این گونه امور مصرف کنند . اطلاعاتی که قبلا تنها در آژانس های مسافرتی قابل دسترسی بود امروز بر روی وب ارائه می شود شما پایین ترین قیمت ها ، مناسب ترین زمان ها و بهترین صندلی ها خالی موجود مطابق با شرایط خودتان را به راحتی بر روی وب خواهید یافت .
انواع سایت های پرتال :
سایت های پرتال به بازدید کنندگان امکان می دهند تا تقریبا هر چیزی را که در جستجوی آن هستید در یک محل پیدا کنند این سایت ها معمولا حاوی اخبار ، وقایع ورزشی ، گزارش وضعیت هوا و همچنین امکان جستجو در وب هستند . بیشتر مردم واژه پرتال را می شنیدند ، اغلب به یاد موتورهای جستجو می افتادند . درواقع موتورهای جستجو ، نوع از پرتال یعنی پرتال افقی هستند این گونه پرتال ها اطلاعات را درمجموعه بسیار گسترده ای از موضوعات مختلف جمع آوری می کنند .
نوع دیگر پرتال که به «پرتال عمودی» معروف است اطلاعات را درمجموعه خاصی از موضوعات جمع آوری می کند به عبارت ساده تر ، پرتالهای افقی ، عمومی و پرتال های عمودی تخصصی هستند .
خرید های online بخش عمده ای از سایت های پرتال را به خود اختصاص می دهند . سایت های پرتال به کاربران کمک می کنند تا اطلاعات زیادی را درمورد اقلام مورد جستجوی خود جمع آوری کرده و برخلاف برخی از بازارچه های خرید online امکان از بازارچه های خرید online امکان برگشت و گذار مستقل در فروشگاههای مختلف را در اختیار آنها قرارمی دهند برای مثال Yahoo! به کاربران اجازه می دهد . تا گشتی در سایت های مختلف بزنند ، اما امکان خرید اجناس و پرداخت بهای آن تنها از طریق Yahoo! امکان پذیر است .
سایت About.com به کمک سرویس ویژه ای موسوم به Site Guide که به مانند یک نماینده خرید برای کاربران انجام وظیفه می کند تجربه منحصر به فردی را در اختیار کاربران قرار می دهد . بهره گیری از امکانات سایت های پرتال جهت خرید online برای اکثر کاربران جالب است . هریک از سایت های پرتال تجربه تقریبا متفاوتی را دراختیار قرار می دهند .برخی دیگر از سایت های پرتال بابت درج پیوند فروشندگان ، مبالغی را از آن ها دریافت می کنند در حالی که این عمل در برخی دیگر از سایت ها به صورت رایگان انجام می پذیرد .برای نمونه سایت Goto.com به ازای هر فرآیند “Click-Thtough” که از جانب خریداران انجام می شود صورت حسابی را برای فروشنده مربوطه ارسال می کنند .سایت های دیگری هم ، چون About .com وAltavista.com از ارسال صورت حساب بابت تبلیغ کالاها و خدمات شرکت های عرضه کننده خودداری می کنند اما در این سایت ها پرداخت بهای کالاها و خدمات تنها از طریق آنها صورت می گیرد به این ترتیب بخشی از سود حاصل از خرید نصیب آن ها می شود .
فصل سوم
سیستم بازاریابی
مقدمه ای بر رفتار خریدار و سیستمهای جذب مشتری:
مدل‌های استانداردی برای رفتار خریدار توسط Booms(1981)& Bettman(1979) ارائه شده است. این ویژگی‌ها روی پاسخ مشتریان به پیام‌های بازاریابی تاثیرگذار است. برای یک بازاریاب اینترنتی، مرور فاکتورهایی که روی رفتار افراد تاثیر می‌گذارد بسیار حائز اهمیت است زیرا ممکن است لازم باشد که یک وب سایت بتواند خود را با مشتریان با فرهنگ‌های مختلف و پس‌زمینه‌های اجتماعی متفاوت هماهنگ سازد. همچنین ممکن است کاربران، سطوح تجربی متفاوتی را در استفاده از وب داشته باشند.
مطالعات نشان داده است که شبکه جهانی وب توسط گروه‌های مختلف کاربران به گونه‌های مختلفی استفاده می‌شود. Lewis &Lewis(1997) پنج دسته متفاوت از این کاربران وب را مشخص نموده‌اند:
: Direct Information Seekers این کاربران به دنبال محصول، بازار یا اطلاعات کافی در رابطه با جزییات لوازم کلوپ‌های فوتبال و غیره می‌گردند. این نوع کاربران تمایل دارند که در استفاده از وب، تجربه کسب نمایند و مهارت‌های کافی در استفاده از موتورهای جستجو و دایرکتوری‌ها را بدست آورند. بررسی‌های شبکه جهانی وب GUV ( www.guv.gatech.edu) داده است که این افراد روش متمرکزتری برای استفاده از اینترنت دارند.
: Undirected Information Seekers این کاربران، کاربرانی هستند که اغلب surfers نامیده می‌شوند. این کاربران بیشتر تمایل دارند که به جستجو روی اینترنت بپردازند و اغلب مراجعات آنها به سایت ها توسط hyperlink ها انجام می شود. اعضای این گروه، عموما افرادی تازه کار هستند( اما لزوما این گونه نیست) و احتمال اینکه روی تبلیغات bannerکلیک کنند بسیار بیشتر است.
: Directed Buyers این خریدارها در هنگام خرید محصولات خاص به صورت برخط عمل می کنند. برای چنین کاربرانی، broker یا Cyber me diaries که ویژگی های محصولات و قیمت ها را مقایسه می کنند، محل های مهمی محسوب می شوند که اغلب به آن ها رجوع می کنند.
: Bargain hunters این کاربران به دنبال تبلیغات فروشی مانند ارائه نمونه های مجانی یا انعام هستند. به عنوان نمونه، سایت cybergold (www.cybergold.com) به کاربرانی که تبلیغات هدفمند آن ها را بخوانند، پول ناچیزی می دهد.
: Entertainment Seekers این ها کاربرانی هستند که به دنبال ایجاد تراکنش با وب به هدف سرگرمی و لذت بردن با وارد شدن به مسابقات یا سرگرمی ها می باشند .هنگام طراحی یک سایت وب، توجه به فراهم آوردن اطلاعات و رهنمودهای هدایت کننده برای هر دسته از کاربرانی که در دسته مخاطبان نهایی قرار می گیرند، بسیار مفید می باشد. یک سایت خرده فروشی باید تمامی انواع کاربرانی که در بالا به آنها اشاره شد را در نظر بگیرند. در حالیکه ملاقات کنندگان یک سایت B2B اغلب Direct Information Seekers و خریدارها هستند. گرچه اینطور فرض می شود که کاربران در دسته های فوق قرار می گیرند، ولی ویژگی های کاربران می تواند بسته به اینکه در حال حاضر به چه هدفی از اینترنت ( سرگرمی یا کار) استفاده می کنند، تغییر نماید.
روش دیگر نگرش به رفتار مشتری در استفاده از وب سایت می تواند به پذیرش آن‌ وب سایت بستگی داشته باشد. فرایند ایجادسازگاری kotler(2005) از مراحل زیر تشکیل شده‌است:
1- آگاهی
2- علاقه
3- ارزیابی
4- آزمایش
5- سازگاری
حرکت کاربران در این گام‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل برای سایت‌هایی که بسیار به آن‌ها رجوع می‌شود، مناسب است و برای مشتری که تنها یک بار سایتی را ملاقات می‌کند، مناسب نیست. نقش اینترنت در پشتیبانی از مشتریان در مراحل مختلف فرایند خرید باید درنظر گرفته شود. شکل 1-3 نشان می‌دهد که چگونه اینترنت می‌تواند برای پشتیبانی از مراحل مختلف فرایند خرید به کار رود. براساس تحلیلی که توسط Berthon انجام شده است، کارایی سنتی روابط با استفاده از وب سایت به تدریج از گام 1 به 6 افزایش می‌یابد. بررسی هر مرحله از فرایند خرید که در شکل 1-3 نشان داده شده است، می‌تواند مفید بودن اینترنت را زمانیکه در مراحل مختلف پشتیبانی از هدف‌های بازاریابی بکار می‌رود، نشان دهد.

ارائه یک مدل ریاضی برای تحلیل رفتار مشتری:
یکی از قسمتهای اصلی تشکیل دهنده وب کاوی ، کاوش نحوه استفاده از وب است که خود در بر گیرنده مبحث تحلیل رفتار مشتری میباشد.در حال حاضر وب سایتهای اینترنتی بزرگترین منبع تولید داده ها در دنیا میباشند که در آنها این داده ها در اشکال مختلفی نظیر متن ، عکس و سایر فرمتهای صوتی و تصویری تولید میشوند. با توجه به محدودیت توانایی های انسان ، حتی دیدن این حجم از داده ها هم برای بشر امکان پذیر نمیباشد. از این رو برای درک و استفاده موثر از این داده ها نیازمند به کار گیری الگوریتم ها و ابزارهای وب کاوی هستیم .یکی از قسمتهای اصلی تشکیل دهنده وب کاوی ، کاوش نحوه استفاده از وب سایت است که میتوان با تحلیل جریان کلیک مشتری به این امر دست یافت.هدف از این بخش ارائه مدلی جهت یافتن محتملترین مسیر حرکت مشتریان در سایت است که اهمیت بسیاری در بازاریابی اینترنتی دارد . شایان ذکر است که امروزه بسیاری از سایتها از چنین مدلهایی برای تشخیص نیازمندی مشتریان استفاده نموده و به عنوان مثال در دوره های زمانی مشخص ، محصولات مورد نیاز شما را به صورت ایمیل و یا کاتالوگهای اینترنتی ارسال مینمایند. از جمله معروفترین این سایتها میتوان به ebay و یا Alibaba اشاره نمود که با وجود تفاوتهای کاربری بسیار زیاد از بسیار مشابهی در زمینه تحلیل رفتار مشتری استفاده مینمایند.
تاریخچه مدلسازی بر روی رفتار مشتری :
برای تحلیل رفتار مشتری از مدلهای آماری و احتمالی مختلفی به منظور تشکیل الگوهای مسیر حرکت کاربران در وب سایتهای اینترنتی استفاده شده است.
بستاوروس در سال 2001 و زاکرمن و همکاران در سال 2003 از مدلهای مارکوفی برای پیش بینی صفحات بعدی درخواست شده به وسیله کاربران با در نظر گرفتن صفحات قبلی بازدید شده به وسیله آنها استفاده کرده اند. هابرمن و همکاران در سال 2005 یک روش قدم زنی تصادفی را برای مدل سازی تعداد صفحات درخواست شده به وسیله کاربران در یک وب سایت خاص به کار برده اند. سیدز و همکاران در سال 2007 نشاد داده اند که مدلهای سفارش اولیه مارکوف ، ابزار توانمندی برای کمک به دسته بندی انواع مختلف مشتریان میباشند. تمرکز تحقیقات مزکور و بیشتر کارهای انجام شده در زمینه علوم کامپیوتر بر روی پیش بینی با استفاده از الگوریتم های پنهان کننده ، دسته بندی و یا تولید کننده میباشد.
والری در سال 2009 به مدل سازی و شبیه سازی مشتری پرداخته و بیشتر مدل سازی یک مشتری منحصر به فرد مد نظر وی بوده است. این نوع مدل برای پیش بینی زمان مشاهده بعدی ، کل زمان مشاهده صرف شده برای مشاهده بعدی و زمان صرف شده برای مشاهده محصولات متفاوت به کار میرود. در این پروژه - ریسرچروشهای مختلف پیشبینی نیز مورد بحث و بررسی قرار میگیرند. دیوزینگر و هابر در سال 2010 به توصیف یک مطالعه موردی میپردازند که به وسیله ASK.net و شرکت SAS آلمان انجام شده است که هدف آن تقویت حضور در وب سایت و کسب دانایی در مورد مشتریان میباشد. گلدفارب تقاضای موجود برای ورودیهای اینترنتی را با استفاده از داده های جریان کلیک بیش از 2654 کاربر تخمین میزند. وی روش گوتدگنی و لیتل را برای فهم بهتر انتخاب ورودی های اینترنتی به مار میبرد. سیسمیرو و بایکلین در سال 2010 رفتار مشتریان مراجع به یک وب سایت را با استفاده از داده های جریان کلیک ذخیره شده در فایلهای ثبت وقایع سرور آن وب مدل سازی کرده اند. در این مدل دو جنبه رفتار بازدید تست شده :
تصمیم مراجعه کنندگان به ادامه بازدید (از طریق ثبت نام و یا ارائه درخواست صفحات اضافه) و یا تصمیم به خروج از سایت.
مدت زمان صرف شده برای بازدید از هر صفحه.
مدل سازی :
انخاب مدل مناسب برای مساله :
بعد از مروری کلی بر روی مساله مورد بحث ، مدل زنجیره ایمارکوف به عنوان مدلی مناسب برای حل مساله تحقیق انتخاب میگردد. در مواردی که محققان از مدلهای مارکوفی برای پیشبینی مسیر حرکت یک کاربر استفاده نموده اند به این مساله اشاره شده که صفحهk ام مشاهده شده به وسیله فرد اساسا وابسته به محتوا و خصوصیات موجود در صفحه k-1 ام انتخاب شده به وسیله وی میباشدکه این خود نشان دهنده صحت استفاده از مدلهای مارکوف درجه یک است.
در ادامه با در نظر گرفتن مدل مارکوف درجه 1 به عنوان مدلی مناسب برای مدل سازی این مساله به تعریف پیشامد بازدید یک کاربر از سایت با استفاده از این مدل میپردازیم. با فرض اینکه وب سایت ما دارای N صفحه متمایز است ، این پیشامد شامل توالی صفحات مشاهده شده به وسیله کاربر در بازدید که ممکن است در این مسیر بازدید یک صفحه مشخص چندین بار مشاهده شود. برای نشان دادن پیشامد رفتار بازدید از متغیرهای … KL، K3، K2، K1 استفاده میکنیم که در آن اندیس L نشان دهنده تعداد صفحات مشاهده شده به وسیله وی میباشد. با فرض مشاهده L صفحه از وب سایت توسط کاربر مورد نظر ، متغیر های تصادفی … KL، K3، K2، K1 نشان دهنده نوع صفحات انتخابی در مسیر طی شده به وسیله کاربر در یک بازدید وی میباشند. در اینجا برای نشان دادن هر پیشامد مسیر حرکت یک کاربر ، علاوه بر نمایش توالی صفحات طی شده به وسیله وی ، برای نمایش ورود و خروج به وب سایت از یک گره مجازی (0) استفاده میشود که گره بعد از آن در ابتدای مسیر ، نشان دهنده اولین صفحه مشاهده شده به وسیله کاربر و گره قبل از آن در انتهای مسیر نشان دهنده آخرین صفحه مشاهده شده به وسیله وی میباشد. به این ترتیب برای هر پیشامد مسیر بازدید یک کاربر از سایت داریم : 0K1=KL= که در آن L برابر تهداد صفحات مشاهده شده به وسیله وی از سایت در این بازدید به اضافه 2 میباشد. اگر کاربر وارد وب سایت شده و به ترتیب از صفحات 1و2و5و1 بازدید کند و از وب سایت خارج شود ، پیشامد بازدید وی مطابق شکل 2-3 نمایش داده میشود :

شکل 2-3 : نمایش پیشامد بازدید

شکل 3-3 : پیشامد بازدید برای یک کاربرخاص در حالت کلی
با توجه به تعاریف ارائه شده ، بدیهی است که همواره متغیر L بزرگتر از 2 میباشد و همچنین برای مدل سازی تابع هدف ، پیشامد کلی شکل 3-3 را برای یک کاربر خاص در نظر گرفته و رابطه احتمالی آن را مینویسیم:
PA=PK1=0,K2=k2,K3=k3,……,Kl-1=kl-1,Kl=0=P0Kl-1*PKl-1Kl-2*……*PK3K2*PK20با توجه به رابطه احتمالی به دست آمده ، هدف ما یافتن مقدارهایی برای متغیر تصادفی K به گونه ای است که احتمال کل یا همان P(A) حداکثر شود.
مدل ریاضی پیش بینی مسیر حرکت یک کاربر
در ادامه برای یافتن max{k1,k2,….,kl}P(K) با استفاده از برنامه ریزی صفر و یک ، ابتدا تابع هدف P(K) را که با استفاده از مدل زنجیره مارکوف درجه 1 مدل سازی میشود ، با به کار گیری تبدیل مناسب به تابع هدف روش برنامه ریزی صفر و یک تبدیل میکنیم. سپس محدودیتهای این مدل برنامه ریزی را نوشته و مدل نهایی را میابیم.
مدل سازی تابع هدف برنامه ریزی صفر و یک
فرض کنید وب سایت ما 10 صفحه متمایز دارد. مسیر حرکت موجه در شکل زیر نمایش داده شده است. در این پیشامد فردی در یک بار بازدید خود از وب سایت ابتدا وارد سایت شده و صفحه 2 را به عنوان اولین صفحه مشاهده میکند. سپس به ترتیب صفحات 7و2و7و4 را دیده و از سایت خارج میشود. مسیر و گراف حرکت این کاربر معادل شکل 4-3 میباشد.

شکل 4-3 : مسیر و گراف حرکت کاربری با ترتیب صفحات 2و7و2و7و4
برای مدل سازی تابع هدف این مساله با فرض اینکه پارامتر n برابر تعداد صفحات وب سایت باشد ، متغیر عدد صحیح xij را برابر با تعداد دفعات حرکت کاربر از صفحه i به صفحه j تعریف میکنیم . بنابر این در مثال فوق داریم :
X02=1 , x27=2 , x72=1 , x74=1 , x40=1
For all other i,j xij=0
maxPa=maxk1,k2,….,klPK = maxk1,k2,….,klP{K1=0,K2=k2,….Kl-1=kl-1,Kl=0=maxk1,k2,…,klP0Kl-1PKl-1Kl-2……PK3K2PK20به این ترتیب ابتدا به نظر میرسد که مسئله ما یک مساله برنامه ریزی عدد صحیح میباشد . اما یک ویژگی بسیار مهم در مدلهای مارکوفی درجه 1 ، مدل ما را به یک مدل برنامه ریزی صفر و یک تبدیل میکند. ویژگی مذکور به شرح زیر است :
در مدل مارکوف درجه 1 ، هر مسیر دارای گره تکراری به جز گره صفر قابل تبدیل به مسیر بدون گره تکراری بجز گره صفر با مقدار تابع هدف بیشتر میباشد.

شکل 5-3 : پیشامد بازدید عمومی S که دارای حداقل یک گره تکراری k است.
برای اثبات این ادعا شکل 5-3 را در نظر بگیرید که پیشامد بازدید عمومی S را که حداقل دارای یک گره تکراری k است ، نشان میدهد. این پیشامد بازدید عمومی را میتوان به سه بخش اصلی افراز کرد. بخش A که در برگیرنده توالی صفحات طی شده در این پیشامد از ابتدا تا قبل از اولین گره k است. بخش B که در بر گیرنده خود دو تکرار گره k و تمامی گره های بین این دو تکرار است و در نهایت بخش c که در بر گیرنده توالی صفحات مشاهده شده بعد از دومین گره k تا انتهای این پیشامد بازدید عمومی است. احتمال رخ دادن پیشامد عمومی S به شرح زیر است.
PS=P0Kl…PKnK*PKKn-2….PKKm *PKmKm-1….PK10حال اگر قسمت B را که در بر گیرنده هر دو گره تکراری و کلیه گره های بین آنهاست از پیشامد عمومی S حذف کرده و فقط یک گره k را جایگزین آن کنیم پیشامد S| حاصل میشود که در شکل 6-3 نمایش داده شده است :
PS|=P0Kl…PKnK*PKKm *PKmKm-1….PK10
شکل 6-3
با توجه به این مطلب که احتمال همواره مقداری بین صفر و یک دارد ، داریم :
PkKm>PKKn-2….PKKmپس میتوان نتیجه گرفت که همواره PS|>PS است.
همانطوری که دیدیم با حذف دو گره تکراری و تمامی گره های بین آنها و جایگزینی یک گره از همان نوع به جای آنها پیشامدی با احتمال وقوع بیشتر حاصل شد. حال اگر به ازای تمامی گره های تکراری این پیشامد ، این کار را انجام دهیم در نهایت یک پیشامد بازدید بدون گره تکراری با مقدار احتمال وقوع بیشتری نسبت به تمام پیشامدهای قبلی حاصل میشود و ویژگی مذکور به اثبات رسیده است.
با توجه به ویژگی مذکور در میابیم که جوابها با xij های بزرگتر از یک گرچه ممکن است موجه باشند اما هرگز بهینه نیستند. بنابر این برای یافتن جواب بهینه مسئله برنامه ریزی عدد صحیح قبلی کافی است جواب مسئله برنامه ریزی صفر و یک جدید را یافت چرا که جواب بهینه مسئله برنامه ریزی صفر و یک جدید قطعا جواب بهینه مسئله برنامه ریزی عدد صحیح قبل هم میباشد.
در این حالت متغیر جدید xij در صورتی که کاربر از صفحه i به j رفته باشد برابر 1 و در غیر این صورت برابر 0 خواهد بود. برای محاسبه تابع هدف P(K) برای این پیشامد جدید با استفاده از مدل زنجیره مارکوف درجه 1 داریم.
P(K)= P(K1=0, K2=2, K3=7, K4=4, K5=0)=P|k
با استفاده از مدل زنجیره مارکوف درجه 1 احتمال پیشامد بالا برابر است با :
P|k=P(0|4)p(4|7)P(7|2)P(2|0) =>
ln P|k=ln(p(0|4))+ln(P(4|7))+ln(P(7|2))+ln(P(2|0)) =>
ln P|k=x40 ln(f(0|4)) + x74ln(f(4|7)) + x27ln (f(7|2)) + x02 ln(f(2|0))
بنابر این در حالت کلی برای هر توالی ممکن (موجه) از صفحات بازدید شده میتوان تابع هدف صفر و یک زیر را تعریف نمود :
F=lnPK=lnPk/=j=0ni=0nxijln⁡(fji)lnfji=pijF=lnPk/=j=0ni=0nPijxijmaxF ≡min-Fmin-F=min(-j=0ni=0nPijxij)cij=-pijmin-F=minj=0ni=0ncijxijلازم به ذکر است که در اینجا منظور از f(j|i) ، درایه واقع در سطر i ام و ستون j ام ماتریس انتقال مدل مارکوف درجه یک برای کاربر مورد نظر است که برابر احتمال رفتن از صفحه i ام به صفحه j ام میباشد و با ساتفاده از فراوانی نسبی حرکت کاربر از صفحه iام به صفحه jام نسبت به کل حرکات او در لاگ فایلهای سرور مورد نظر محاسبه میشود.
مدل سازی محدودیتهای برنامه ریزی صفر و یک
با در نظر گرفتن گراف مسیر طی شده در مثال قبل میتوان کلیه محدودیتهای این مساله برنامه ریزی صفر و یک را به این صورت بیان نمود :
در هیچ یک از مسیرهای بازدید موجه این مساله ، یک صفحه خاص چند بار پشت سر هم بلافاصله مشاهده نمیشود. در واقع تکرار چند بار پشت سر هم و بلافاصله یک صفحه خاص در یک مشاهده بازدید را یک بار مشاهده آن در نظر میگیریم . در واقع در گراف مسیر بازدید ، لوپ (حلقه) به طول صفر نداریم (شکل 7-3). در واقع داریم : xij=0 if i=j
در طول مسیر بازدید به هر گره ای که وارد میشویم باید بتوانیم از آن خارج شویم :
i=0nxik=j=0nxkj , k=0,1,…,nهر پیشامد مسیر بازدید از گره مجازی صفر شروع و به آن هم ختم میشود :
i=0nxi0=1محدودیت زیر که همان محدودیت شروع از گره مجازی صفر است ، خود به خود و با در نظر گرفتن محدودیتهای 2 و3 با هم همواره برقرار میباشد.
i=0nx0j=1در هیچ یک از مسیرهای موجه برای این مساله برنامه ریزی صفر و یک مسیر بدون گره صفر نداریم.
yi=j=0nxij for all ii∈k/j∈kxij≥yhS=0,1,2,…,nfor each h∈K/,K∁S and 0∈KK/=S-Kمحدودیت حذف کلیه جواب ها با گره های تکراری به شرح زیر است
Yi={0,1} for all i
در نهایت کلیه متغیرهای Xijاز نوع عدد صفر و یک میباشند
Xij={0,1} for all i , j
استفاده از خروجی مدل :
فصل چهارم
طراحی مدل وب سایت
شرایط کیفی لازم برای سرور وب سایت:
در اینجا به بیان برخی ویژگیهای لازم برای سیستم سرور وب سایت میپردازیم. لازم به ذکر است که وجود برخی از این ویژگیها مهم و حیاتی است و برخی دیگر از اهمیت کمتری برخوردارند. جدول 1-4 به بیان مشخصه های لازم به همراه درجه اهمیت آنها برای سرور وب سایت و بانک اطلاعاتی انبار و مشتریان میپردازد.
اهمیت پایین اهمیت کمتر مهم بسیار مهم ویژگی
قابل استفاده
امنیت
کارایی
دقت سیستم
قابلیت اطمینان
قابلیت تعمیر
انعطاف پذیر
قابل جابجایی
طراحی گرافیکی وب سایت میبایستی به گونه ای باشد که علاوه براجتناب از هرگونه پیچیدگی ، کلیه امکانات لازم برای کاربرمحیا باشد . همچنین به جهت رسیدن به Speed factor بالاتر که در مباحث مربوط به SEO بسیار مهم میباشد این طراحی گرافیکی میبایستی از نظر حجمی بسیار سبک باشد.
امنیت سرور یکی از مواردی است که میبایستی به آن توجه ویژه گردد. معمولا این امنیت به صورت پایه ای توسط وب سرور تامین میگردد . البته برای بالا بردن امنیت وب سایت گزینه های دیگری نیز پیشنهاد میگردد مه استفاده از آنها میتواند مفید باشد.
یکی از مهمترین قابلیتهای مورد بحث در مورد سرور ، کارایی آن است. به گونه ای که بتواند بدون اینکه تاخیری در زمان پاسخگویی کاربران ایجاد کند ، در یک زمان پاسخگوی کلیه مراجعین به سایت باشد. البته با توجه به مدل ریاضی مربوط به تحلیل رفتار مشتری ، میبایستی توجه به این قابلیت وب سایت بیش از پیش باشد.
در طول زمان فعالیت وب سایت ، همواره اطلاعات مربوط به محصولات و انبار از سرور دریافت میگردد. توجه به این نکته بسیار ضروری است که دقت این اطلاعات و دقت در محاسبات و پردازشها در نهایت منجر به سیستمی پایدار تر و قابل اطمینان تر میشود.
باید انتخاب سرور به گونه ای باشد که کاربران هیچ گاه به دلیل قطع ارتباط با سرور دچار مشکل نشوند.
طراحی وب سایت باید به گونه ای باشد که در کلیه اسکرین ها و با کلیه مرورگرهای وب قابل مشاهده باشد. لازم به ذکر است که همواره نیاز به اجرای برنامه های اضافی به هنگام مشاهده وب سایت یکی از مواردی است که در نهایت به نارضایتی کاربر می انجامد.
قابلیتهای اصلی وب سایت:
ثبت نام مشتریان
ورود و خروج مشتریان به وب سایت با شناسه
آپدیت اطلاعات مشتری
امکان جستجو و یافتن محصول مورد نظر
اضافه کردن محصول به سفارش
حذف محصول از سفارش
ثبت سفارش
امکان چاپ فاکتور
امکان پیگیری و ردیابی سفارش
بانک اطلاعاتی وب سایت :
موجودیتها و جداول بانک اطلاعاتی:
جدول مشتریان

جدول اطلاعات کارمندان

جدول اطلاعات گروه محصولات :

جدول اطلاعات انبارها:

جدول اطلاعات سفارشها

جدول اطلاعات محصولات

جدول وضعیت موجودی انبار


دامنه کاربردی سایت:
دامنه کاربردی سایت را میتوان به طور کلی به دو قسمت فروش و انبارداری تقسیم نمود . در قسمت انبارداری ، وظیفه اصلی قسمت انبار داری در واقع شامل فعالیتهای کنترل موجودی ، بسته بندی و ارسال میباشد. کارکنان بخش انبار داری پس از دریافت صورت سفارش در سیستم فروش سایت به صورت آنلاین محصولات موجود در این سفارش را بسته بندی و پس از تایید صدور فاکتور توسط سیستم آنرا ارسال مینمایند.فعالیت درگر این بخش شامل به روز رسانی اطلاعات مربوط به انبار و محصولات میباشد. اطلاعات مربوط به محصولات توسط تامین کننده ها ارسال میشود و پس از بررسی در سیستم ثبت میگردد. فعالیت اصلی قسمت فروش نیز شامل فروش محصولات و ارسال صورتهای سفارش به قسمت انبار داری میباشد. در ادامه به شرح کلی عملکردهای سیستم میپردازیم.
کاربران سیستم
به طور کلی کاربران سیستم را میتوان به سه بخش مشتریان ، اپراتورهای قسمت فروش و انبار و پرسنل تقسیم نمود. مشتریان سیستم میتوانند مشخصات خود را در سیستم ثبت نمایند ، سفارش خود را بر روی سیستم قرارداده و سپس از طریق شماره پیگیری به ردیابی سفارش خود بپردازند. سیستم به طور خود کار بخش انبار را از سفارشهای قرار داده شده مطلع میسازد تا این قسمت نسبت به آماده سازی و ارسال سفارش اقدام نماید. همچنین سیستم به طور اتوماتیک و به هنگام ثبت سفارش توسط مشتری از وجود کالای مورد سفارش در انبار اطمینان حاصل میکند. همانطوری که ذکر شد یکی از وظایف کارمندان بخش انبار داری به روز رسانی اطلاعات موبوط به انبارها و پرسنل این بخش است.
برای اینکه دید بهتری بر کاربران سیستم و فعالیتهای آنها ارائه دهیم ، توجه شما را به جدول زیر جلب مینماییم:
اپراتورهای سایت پرسنل مشتریان به روز رسانی اطلاعات انبار
به روز رسانی اطلاعات محصولات
به روز رسانی اطلاعات پرسنل
به روز رسانی اطلاعات موجودی
Login
Logout
ایجاد پروفایل
تغییر اطلاعات پروفایل
تغییر محصولات مورد سفارش

—d1117

مرورگرهای تست شده : Google Chrome , Mozilla Firefox ,Internet Explorer
کارهای انجام شده در فصول دیگر پایان نامه:
فصل 2 :
در این فصل به بیان تاریخچه پیدایش سیستمهای بازاریابی و فروش آنلاین ، چگونگی رشد و تاثیر پذیری این سیستم از روند رو به رشد استفاده از اینترنت پرداخته ایم همچنین مدلهای مختلف سیستمهای فروش اینترنتی در این فصل معرفی شده اند.
فصل 3:
این فصل به بررسی استراتژی های مختلف در زمینه تجارت الکترونیک و به طور خاص فروش اینترنتی پرداخته است. سپس مدلهای فروش اینترنتی معرفی شده در فصل 2 مورد بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب سیستمهای فروش مختلف مورد بررسی قرار میگیرد.
فصل 4:
این فصل به تشریح طراحی سیستم فروش آنلاین میپردازد. در ابتدا ضمن معرفی استراتژی های بازاریابی اینترنتی ، به ارائه یک مدل برنامه ریزی خطی مارکوف با درجه 1 به منظور تحلیل رفتار مشتریان در سایت میپردازیم ، سپس با بیان شاخصه های سرور مورد نظر برای وب سایت و معرفی ساختار بانک اطلاعاتی و طراحی جریان اطلاعات در سیستم انبارداری و فروش جزئیات سیستم مورد طراحی بیان شده است.
فصل 5:
در فصل پایانی ، به بررسی نتایج طراحی سیستم فروش مورد بحث در قسمت قبل پرداخته و پیشنهاداتی برای فعالیتهای تکمیلی و تحقیقات آینده بیان شده است.
فصل دوم
ادبیات موضوع
2.1- مقدمه ای بر تجارت الکترونیک و سیستمهای فروش اینترنتی
برای تجارت الکترونیک تعاریف زیادی وجود دارد. بر خلاف مباحثی چون تحقیق در عملیات یا کنترل پروژه که دوران رشد و تغییر و تحول خود را طی کرده اند اینترنت و مباحث زاییده ی آن هنوز در حال تغییر هستند و بنا بر این تعاریف آنها نیز در این سیر تحولی در هر دوره از زمان دستخوش دگرگونی می شود. در بین تعاریف موجود از تجارت الکترونیک کاملترین آنها عبارت است از: خرید فروش و تبادل هرگونه کالا خدمات و یا اطلاعات از طریق شبکه های کامپیوتری از جمله اینترنت. این تعریف همانگونه که ملاحظه می کنید بسیار جامع و فراگیر است به گونه ای که مباحثی چون e-learning ,e-medicine ، e-government و... را نیز تحت پوشش قرار می دهد[1]. و تنها اینترنت را به عنوان ابزار معرفی نمی کند بلکه این عمل را از طریق هر گونه شبکه ی کامپیوتری ممکن می داند.
شاید کمتر کسی تصور می کرد که اختراع رایانه چنان تحولی در زندگی بشر ایجاد کند که تمام ابعاد زندگی وی را تحت تاثیر خود قرار دهد. اولین ثمره‌ی این انقلاب تکنولوژیکی، اینترنت – پدیده‌ای که ایده‌ی شکل‌گیری آن از جنگ جهانی دوم شکل گرفت - بود.شبکه‌های اولیه (آپارنت) دارای host نبودند و تمامی کامپیوترها نقش میزبان را ایفا می‌کردند و در عین‌ حال می توانستند به حافظه ی یکدیگر دسترسی یابند . با رشد اینترنت و ایجاد شبکه های پیشرفته ی امروزی ، موضوع تکنولوژی اطلاعات یا IT مطرح شد و به‌تدریج تمام مسائل را تحت تاثیر خود قرار داد IT. در مدیریت سازمانی ، تکنولوژی اطلاعات در ساخت ، آموزش از راه دور ، تجارت الکترونیکی ، پیشرفتهای سخت افزاری و.. .از جمله موضوعات مطرح در زمینه‌ی این فن‌آوری جدید می‌باشند[2].
همانطور که ذکر شد تجارت الکترونیک نیز از جمله ابداعات نوین بشری است که در دهه اخیر، نقش تعیین‌کننده‌ای در تمامی انواع تجارت و معاملات بازی کرده‌است. تجارت الکترونیک در واقع به معنای فروش کالا و خدمات بصورت Online و از طریق اینترنت می‌باشد. به بیان دیگر تجارت الکترونیک، از قابلیت‌های اینترنت برای ارتقا و بهبود فرآیندهای تجاری استفاده می‌کند.
انواع مدلهای این شکل جدید تجارت شامل G2G, G2C, B2B, C2C, B2C و...،تمامی اجزای یک جامعه اعم از افراد عادی تا ارگان‌های بزرگ دولتی را به یکدیگر پیوند داده است. C نمایانگر خریدار, Bنمایانگر شرکت‌های خصوصی وG نشان‌دهنده ارگان‌های دولتی است. مدل C2C در واقع همان مزایده Online است که قابلیت مبادله کردن هر نوع کالای مورد توافق طرفین را دارد.طرفین این معامله هر دو از افراد عادی هستند. مدلهای B2B , B2C نیز قابلیت ارائه هر نوع محصولی را بر وب دارا هستند. در مدل B2B دو شرکت به مبادله تجاری با یکدیگر می پردازند و مدل B2C امکان تجارت الکترونیک را بین یک شرکت و یک مشتری را فراهم میکند. با توجه به دولتی بودن بیشتر خدمات در ایران و امکان ابتکار عمل بیشتر آنها ، پیاده سازی مدل G2G که تبادل کالا و خدمات میان نهادهای دولتی را امکان‌پذیر می‌سازد را محتمل‌تر می‌نماید.
در تمامی سیستم‌های یاد شده اجزای مشترکی وجود دارد که تشکیل‌دهنده بدنه‌ی اصلی آنها هستند. ایجاد یک سایت به عنوان فروشگاه الکترونیکی بر روی اینترنت ، طراحی هدف و یک برنامه استراتژیک برای شروع و ادامه کار فروشگاه ،پیروی و استفاده از اصول و روشهای مناسب بازاریابی در اینترنت ، ایجاد زیرساخت‌های امنیتی برای محافظت سایت و ایمن سازی مراحل مبادله ی اطلاعات ، انتخاب شیوه ی مناسب پرداخت در اینترنت ، شیوه های جدید توزیع کالا ، انتخاب سرور و host مناسب و ... از ارکان جدا‌ ناشدنی این شیوه‌ی نوین تجارت می باشند که در مدل‌های ذکر شده به تناسب نقش پررنگ‌تر یا کمرنگ‌تری می‌یابند.
اما در بعد دیگر پیاده‌سازی و استفاده از این فن‌آوری جدید نیازمند ایجاد بسترهای فکری و فرهنگی جهت پذیرش آن از طرف جامعه، رفع موانع حقوقی و قانونی و تامین پیش ‌نیازهای سخت‌ افزاری و نرم‌افزاری می باشد.. به عنوان مثال Server یا Network پشتیبانی‌کننده‌ی مناسب , سیستم پرداخت متناسب در کشور و همچنین سرعت بالای دسترسی به شبکه از ملزومات فنی یک تجارت الکترونیک محسوب میشوند.
2.2- تاریخچه تجارت الکترونیک[4]
تجارت الکترونیک و به تبع ، مدلهای تجارت الکترونیک اولین بار در اوایل دهه 70 ( میلادی) ارایه شدند. در این دوره استفاده از مدلهای تجارت الکترونیک بسیار گران بود و عموم کاربران آن را ، شرکتهای بزرگ مالی و بانکها و گاهی شرکتهای بزرگ صنعتی تشکیل می دادند.EFT از اولین نمونه های مدلهای تجارت الکترونیک مورد استفاده بود که به منظور ارتباط مالی بین موسسات مالی مورد استفاده قرار می گرفت. کاربرد تجارت الکترونیک در این دوره دشوار بود.
به علاوه نیاز به سرمایه گذاریهای سنگین برای تهیه بستر موردنیاز آن لازم بود. لذا محدوده کاربرد آن به موسسات مالی و شرکتهای بزرگ محدود می شد. در مرحله بعد استاندارد EDI ایجاد شد که تعمیمی ازمدل نقل و انتقالات مالی و بانکی با استفاده از ابزارهای نوپای اطلاعاتی ، بود. با این تفاوت که EDI ، امکان استفاده و بهره برداری در سایر انواع مبادلات تجاری را نیز دارا بود. EDI باعث شد تا دامنه کاربرد مدلهای تجارت الکترونیک ، از محدوده موسسات بزرگ مالی به ابعاد وسیعتری گسترش بیابد. در این دوره تجارت الکترونیک با IOS ها پیوند خورد و مدلهایی کاربردی و گسترده ایجاد نمود. مدلهای تجارت الکترونیک در این دوره برای فعالیتهایی نظیر رزرو بلیط هواپیما و معاملات سهام مورد استفاده قرار گرفتند. با این وجود پیاده سازی مدلهای تجارت الکترونیک بر اساس EDI نیز سنگین و هزینه بر بود. نیاز به سرمایه گذاری بسیار، برای آموزش پرسنل و تهیه بسترهای لازم وجود داشت. لذا تنها شرکتهای بزرگ بودند که می توانستند به ایجاد مدلهایی بر اساس آن بپردازند.
در نیمه اول دهه 90 ، اینترنت گسترش بسیاری پیدا کرد و به تدریج از حیطه دانشگاهی و نظامی خارج شد و کاربران بسیار زیادی در بین همه افراد جامعه ها پیدا کرد. گسترش WWW و استانداردها و پروتکل های مربوطه از یک طرف باعث جذب هر چه بیشتر کاربران به اینترنت شد و استفاده از ابزارهای IT در این زمینه را عمومی نمود و از طرف دیگر این امکان را برای شرکتها و موسسات ایجاد کرد که به گونه ای آسان و کم هزینه ، به انجام فرآیند اطلاع رسانی بپردازند. مدلهای تجارت الکترونیکی متنوعی در این دوره ایجاد شده و مورد استفاده قرار گرفتند. تجارت الکترونیک به تدریج رونق گرفت و مدلهای تجارت الکترونیک به عنوان دسته ای از مدلهای دنیای تجارت ، مطرح شدند. ایجاد بسترهای مناسب و ارزان برای تجارت الکترونیک و رشد کاربران این بسترها از دلایل رشد سریع تجارت الکترونیک در این دوره بود. رشد فشارهای رقابتی بین شرکتها نیز از دیگر دلایل توجه شرکتها به مدلهای تجارت الکترونیک بود.
مدلهای مطرح شده در این زمان ، مدلهای تجارت الکترونیکی ساده و اولیه بودند. به عبارت دیگر استفاده از تجارت الکترونیک در ساده ترین سطح آن انجام می شد. مشکلات فنی و نقایص موجود به علاوه ناآشنایی کاربران و شرکتها که مانع سرمایه گذاری آنها می شد، باعث گردید تا در این دوره تنها مدلهای اولیه تجارت الکترونیک مورد استفاده قرار گیرند. این مدلها معمولا فقط به اطلاع رسانی به مشتریان خود در مورد شرکت و محصولات آن محدود می شدند. به تدریج و با گذر زمان ، شناخت کاربران و شرکتها از مزایای مدلهای تجارت الکترونیک افزایش یافت. از طرف دیگر مسایل فنی و تکنولوژی مورد استفاده نیز به مرور ارتقاء پیدا کردند. در نتیجه این مسایل، به تدریج مدلهای تجارت الکترونیکی تکامل یافته و مدلهای جدید و پیچیده تری، ایجاد شده و مورد استفاده قرار گرفتند.
در نیمه دوم دهه 90 ( میلادی) کاربران و شرکتها به صورت روزافزونی با نوآوری ها و ارتقاء تکنولوژی اطلاعاتی به عنوان بستر مدلهای تجارت الکترونیک روبرو شدند. در این دوره یکی از مهمترین تحولات در اینترنت، به عنوان یکی از بسترهای تجارت الکترونیک،رخ داد. این تحول افزوده شدن قابلیت پردازش به مسایل اطلاعاتی بود. وجود قابلیت پردازش امکانات زیادی را برای تجارت الکترونیک ایجاد نمود و باعث گسترش مدلهای تجارت الکترونیک و افزایش کارآیی این مدلها گردید. در این دوره مدلهای تجارت الکترونیک و حجم مبادلات انجام شده توسط این مدلها به صورت نمایی رشد پیدا کرد. عموم شرکتهای بزرگ و موفق که موفقیت خود را مدیون مدلهای تجارت الکترونیکی بوده اند، در نیمه دوم دهه 90 پا به عرصه وجود نهاده اند.
تا اواخر دهه نود میلادی عموم مدلهای تجارت الکترونیکی با تاکید بر مصرف کننده نهایی شکل گرفته بودند و در دسته B2C قرار می گرفتند. ولی به تدریج و با محیا شدن فرصتها و امکان استفاده جدی، شرکتهای بزرگ نیز استفاده از مدلهای تجارت الکترونیک را مناسب و سودآور یافتند. لذا به سرمایه گذاری در مدلهایی پرداختند که به استفاده از این بستر در ارتباط بین شرکتها یاری می رسانند و در دسته B2B قرار می گیرند. از این دوره به بعد مدلهای B2B به لحاظ حجم مبادلات بر مدلهای B2C پیشی گرفتند.
در سطح جهانی سه محور عمده توسط کشورهای توسعه یافته دنیا که به سمت تک قطبی کردن جهان پیش می‌روند بعنوان محورهای استراتژیک توسعه مد نظر قرار گرفته است. در دست گرفتن شاهراه اطلاعاتی جهان بعنوان منبع قدرت، داشتن یک نفر مهره در جای‌جای این کره خاکی بعنوان منبع نفوذ و تبدیل شدن به مرکز امن سرمایه بعنوان منبع فشار. شکل گیری و توسعه کاربری اینترنت بعنوان یک ابزار اطلاعاتی جهانی با ویژگی‌های خاصی که دارد یکی از مهمترین مصادیق راهبرد اول این کشورها بوده است. در این راستا، جهانی شدن در حوزه‌هایی مانند اقتصاد، تجارت و بازرگانی از یک طرف و کاربری اینترنت و سایر ابزارهای پیشرفته ارتباطات از راه دور در این حوزه‌ها، جریانی است که در قالب این سه استراتژی دنبال می‌شود تا جریان تک قطبی شدن جهان هرچه بیشتر به نفع کشورهای پیشرفته به پیش برود. بنابراین، توسعه تجارت الکترونیکی، کسب و کار الکترونیکی و اقتصاد دیجیتالی نیز بنوعی از این روند برنامه‌ریزی شده پیروی می‌کند. از طرف دیگر از زاویه علمی نیز جریان توسعه اقتصاد و تکامل آن را به سه مرحله کلی تقسیم می‌کنند.
مرحله اول: اقتصاد بین‌المللی
در این مرحله عنصر اصلی تحرک اقتصاد را صنایع مبتنی بر مزیت نسبی شکل می‌داد. صنایع نساجی و فولاد عامل کلیدی رشد اقتصادی و ارزانی عوامل تولید بود و مواد خام اولیه برای کشورها مزیت محسوب می‌شد. ایجاد و توسعه زیر ساخت‌ها در این دوره بیشتر متمرکز بر احداث خطوط آهن، راه‌ها، جاده و ساختن فرودگاه‌ها بود.
مرحله دوم: اقتصاد جهانی شده
این مرحله از دهه 1970 آغاز شد و در دهه 1980 سرعت گرفت. این فاز که به فاز جهانی شدن معروف است به دوره‌ای اشاره دارد که با توسعه فن‌آوری اطلاعات و ارتباطات در کنار کاهش منظم و اصولی موانع تجاری در سطح جهان، شرکت‌های بزرگ اجازه یافتند که موانع موجود در فرآیند‌های تولید (نظیر مرزهای جغرافیایی) را بشکنند و در بازارهای مختلف جهان استقرار خود را نهادینه کنند. در این عصر صنایع ساخته شده یعنی صنایع خودرو،‌ ساختمان، صنایع الکترونیک و مکانیک و خرده فروشی نقش اصلی را در اقتصاد جهانی ایفا می‌کردند. دستیابی به منابع ارزان انرژی بویژه نفت و نیروی کار ارزان از عوامل کلیدی رشد اقتصادی محسوب می‌شود و شاخص رشد به حجم تولیدات صنعتی، میزان سفارشات ماشین‌آلات، ‌حجم خرده فروشی و میزان فروش خودرو تغییر می‌کند. در این دوره از عصر بین‌المللی یعنی عصری که در آن دولت‌ها برجهان حکم می‌راندند خارج می‌شویم و بازیگران جدیدی مثل سازمان‌های بین‌المللی، نهادها و مؤسسات پولی و مالی بین‌المللی،‌ شرکت‌های چند ملیتی و فراملی، جنبش‌های فرا ملی و سازمان‌های غیر دولتی در عرصه‌های اقتصادی و اجتماعی ظاهر می‌شوند.

مرحله سوم: اقتصاد دیجیتالی و یا اقتصاد بدون مرز
در سال‌های پایانی دهه 1990 نشانه‌هایی از ابعاد جدید اقتصاد بوجود آمد یعنی زمانی که فن‌آوری دیجیتالی و شبکه‌های ارتباطی امکان رشد اقتصاد بدون مرز را در بخش‌های کلیدی فراهم ساخت. کاهش قابل ملاحظه قیمت کالاهای بخش فن‌آوری اطلاعات مانند تراشه‌های رایانه‌ای، نیمه‌‌هادی‌ها، ریزپردازنده‌ها و یارانه‌های شخصی، تجهیزات ارتباطی و نرم افزارها موجب کاهش هزینه سرمایه‌گذاری در بخش‌های سرمایه‌بر شد که این امر خود موجب گسترش سرمایه‌گذاری در زیر ساخت‌ها و تولید کالاهای مربوطه گردید. در این مورد من پروژه - ریسرچایی در همین سایت بورس کالا قبلا قرار داده ام که خوانندگان می توانند آن را مطالعه کنند. شاید بهتر بود بگوئیم ابتدا تغییرات فن‌آوری موجبات توسعه نوآوری در بخش تولید کالاهای ارتباطی و اطلاعاتی شد و سپس کاهش قیمت ناشی از این نوآوری موجب ورود این صنعت به سایر بخش‌های اقتصاد و به تبع آن احساس نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتراز سایر بخش‌های مرتبط و نهایتاً سازمان‌دهی مجدد تولید کالاهای صنعتی شد. در واقع نوآوری ایجاد شده در ریز پردازنده‌ها باعث افزایش قدرت آنها و کاهش قیمت این فن‌آوری‌ در طی 4 دهه اخیر شد. توانمندی‌ها و ظرفیت ریزپردازنده‌ها طی هر 24-18 ماه دو برابر شده و بطور مثال قیمت یک ترانزیستور از حدود 70 دلار در سال‌های نیمه دهه 1960 به کمتر از یک‌صدم قیمت رسیده است. ریز پردازنده‌های ارزان تر امکان رشد سریع تولید رایانه‌های شخصی، نرم افزارهای رایانه‌ای و تجهیزات ارتباطی را با قیمت‌های نازلتر فراهم ساخت.” تعمیق سرمایه“ در برخی کشورها موجب رشد بهره‌وری عوامل تولید شده و محرک ایجاد تغییرات اساسی در سازمان‌های تولیدی، خدماتی، گردید. این تغییرات نیز به خودی خود نقش موثری در توسعه بهره‌وری این سازمان‌ها بازی کرده است.
در جریان این تحولات بود که پدیده‌ای بنام اینترنت شکل گرفت و از کاربری آن در تجارت و کسب و کار، تجارت الکترونیکی و کسب و کار الکترونیکی پا به منصه ظهور گذاشت. بعبارت دیگر تاریخچه تجارت الکترونیکی به شکل امروزین آن ریشه در دو پدیده دارد: اینترنت و مبادله الکترونیکی داده‌ها (EDI). منشا زمانی هر دو این پدیده‌ها به دهه 1960 بازمی‌گردد. زمانی که اینترنت بطور وسیع در مراکز آموزشی و تحقیقاتی و کتابخانه‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1970 ظهور فرآیند انتقال الکترونیکی منابع مالی (EFT) بین بانکها ازطریق شبکه‌های خصوصی امن ،عملا بازار منابع مالی را متحول کرد. در ابتدا انتقال الکترونیکی داده‌ها که از طریق شبکه‌های ارزش افزوده انجام می‌گرفت، رسانه ارتباطی مورد استفاده شرکتهای بزرگ بود. پیشرفت غیر منتظره اینترنت زمانی شروع شد که برای اولین بار پست الکترونیکی در سال 1972 با توسعه فناوری جدید ARPANET مور استفاده قرار گرفت. این پدیده منجر به طرح نسخه جدیدی از پروتکل انتقال داده بنام TCP/IP شد. در ابتدای دهه 1980، تجارت الکترونیکی بین شرکتهای تجاری توسعه قابل توجهی پیدا کرد. در این زمان فناوری انتقال الکترونیکی پیام مانند تبادل الکترونیکی داده‌ها و پست الکترونیکی، بطور وسیعی بین شرکتهای تجاری بکار گرفته شد. فناوری‌های انتقال پیام با کاهش کاربرد کاغذ در فرآیندهای تجاری، و افزایش اتوماسیون امور، کم کم در تمامی فرآیندهای تجاری سازمانها نفوذ کرد و به مرور زمان با ارتقای کارآیی این فرآیندها، به عنوان یکی از بخش‌های لاینفک تجارت در آمد. مبادله الکترونیکی اطلاعات، زمینه انتقال الکترونیکی اسناد تجاری را برای شرکتها فراهم نمود بگونه‌ای که نیاز به دخالت انسان در این فرآیند به حداقل ممکن رسید. ظهور اینترنت امکان انجام اشکال جدیدی از تجارت الکترونیکی نظیر خدمات بهنگام را فراهم نمود. توصیه می کنم خوانندگان در فرصت های مناسب مقالات بخش تجارت الکترونیک سایت بورس کالا را مطالعه کنند. کاربرد و توسعه جهانی اینترنت، با ظهور وب جهان شمول (WWW) شروع شد. وب جهان شمول، باعث شد که تجارت الکترونیکی تبدیل به یکی از راه‌های ارزان و کم هزینه برای انجام فعالیتهای تجاری شود (صرفه‌جویی ناشی از مقیاس)، و پس از مدتی تنوع بسیار وسیعی از فعالیتهای تجاری را پوشش داد (صرفه جویی ناشی از حیطه). با همگرایی بین اینترنت و تجارت الکترونیکی و توسعه فزاینده اینترنت بعنوان ابزار فناوری تجارت الکترونیکی، بکارگیری ابزار پر هزینه مبادله الکترونیکی داده‌ها توسط شرکتها به فراموشی سپرده شد. اما با این وجود، نقش مبادله الکترونیکی داده‌ها در جهان کسب وکار را نمی‌توان نادیده گرفت.
علت اصلی کاربری فناوری اطلاعات و ارتباطات در تجارت نیز این بود که به لحاظ مسائل هزینه‌ای، لازم بود برخی از فعالیتها و فرآیندهای کسب و کار بصورت تخصصی و منفک از سایر فرآیندها انجام گیرد. در عین حال به لحاظ مسائل مشتری محوری لازم بود یکپارچگی لازم بین این فرآیندها برای تامین سیستماتیک رضایتمندی مشتری ایجاد گردد. بنابراین تخصصی کردن فرآیندهای کسب و کار با یکپارچگی لازم برای مشتری محوری در تضاد قرار گرفت. در این رابطه فناوری اطلاعات و ارتباطات این پتانسیل را برای سازمانها و شرکتهای تجاری فراهم نمود تا در عین تخصصی کردن امور و صرفه‌جویی‌های هزینه‌ای، یکپارچگی لازم بین فرآیندها برای پشتیبانی از فلسفه مشتری محوری نیز تامین شود.
پیرو الزامات و حرکتهای فوق، روند توسعه تجارت الکترونیکی به جایی رسید که اکنون چیزی قریب به 75/6 میلیارد دلار حجم تجارت الکترونیکی برای سال 2011 تخمین زده‌اند. این درحالی است که همین رقم را برای سال 2011 در سال 2009 نزدیک به 6000 میلیارد دلار پیش‌بینی می‌کردند. از رقم فوق، 3500 میلیارد دلار (8/51 درصد) مربوط به ایالات متحده آمریکا، 1600 میلیارد دلار (7/23 درصد) مربوط به آسیا-اقیانوسیه، 1500 میلیارد دلار (2/22 درصد) مربوط به اروپای غربی، 8/81 میلیارد دلار (2/1 درصد) مربوط به آمریکای لاتین و 6/68 میلیارد دلار (1 درصد) مربوط به سایر مناطق جهان است.
2.3- سیر تحولات سیستم فروش آنلاین[4],[5] :
۱۹۷۹: Michael Aldrich خرید آنلاین را اختراع کرد
۱۹۸۱: Thomson Holidays اولین خرید انلاین B2B را در بریتانیا ایجاد کرد.
۱۹۸۲: Minitel سیستم سراسر کشور را در فرانسه بوسیله France Telecom و برای سفارش گیری انلاین استفاده شده است .
۱۹۸۴: Gateshead اولین خرید انلاین B2C را بنام SIS/Tesco و خانم Snowball اولین فروش خانگی انلاین را راه انداخت .
۱۹۸۵: Nissan فروش ماشین و سرمایه گذاری با بررسی اعتبار مشتری به صورت انلاین از نمایندگی های فروش را آغاز نمود.
۱۹۸۷: Swreg شروع به فراهم اوردن ومولف های اشتراک افزار و نرم افزار به منظور فروش انلاین محصولاتشان از طریق مکانیسم حسابهای الکترونیکی بازرگانی .
۱۹۹۰: Tim Berners-Lee اولین مرورگر وب را نوشت، وب جهان گستر، استفاده از کامپیوترهای جدید
۱۹۹۴: راهبر وب گرد : Netscape در اکتبر با نام تجاری Mozilla ارایه شد . Pizza Hut در صفحه وب سفارش دادن آنلاین را پیشنهاد داد. اولین بانک آنلاین باز شد .تلاشها برای پیشنهاد تحویل گل و اشتراک مجله به صورت انلاین شروع شد . لوازم بزرگسالان مثل انجام دادن ماشین و دوچرخه به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت . Netscape 1.0 در اواخر ۱۹۹۴ با رمزگذاری SSL که تعاملات مطمئن را ایجاد می کرد، معرفی شد.
۱۹۹۵: Jeff Bezos ، Amazon.com و اولین تجارتی ۲۴ ساعته رایگان را راه انداخت . ایستگاه های رادیوی اینترنتی رایگان، رادیو HK ورادیو های شبکه ای شروع به پخش کردند . Dell و Cisco به شدت از اینترنت برای تعاملات تجاری استفاده کردند . eBay توسط Pierre Omidyar برنامه نویس کامپیوتر به عنوان وب سایت حراج بنیانگذاری شد .
۱۹۹۸ : توانایی خریداری و بارگذاری تمبر پستی الکترونیکی برای چاپ از اینترنت . گروه Alibaba ذر چین با خدمات B2B و C2C, B2C را با سیستم خود تاییدی تاسیس شد .
۱۹۹۹: Business.com به مبلغ ۷٫۵ میلیون دلار به شرکتهای الکترونیکی فروخته شد . که در سال ۱۹۹۷ به ۱۴۹٬۰۰۰ دلار خریداری شده بود .نرم افزار اشتراک گذاری فایل Napster راه اندازی شد .فروشگاه های ATG برای فروش اقلام زینتی خانه به صورت انلاین راه اندازی شد .
۲۰۰۰: The dot-com bust
۲۰۰۲ : ای‌بی برای پی‌پال ۱٫۵ میلیون دلار بدست اورد . Niche شرکت های خرده فروشی و فروشگاه های CSN و فروشگا های شبکه ای را با منظور فروش محصولات از طریق ناحیه های هدف مختلف نسبت به یک درگاه متمرکز .
۲۰۰۳: Amazon.com اولین سود سالیانه خود را اعلان کرد .
۲۰۰۷: Business.com بوسیله R.H. Donnelley با ۳۴۵ میلیون دلار خریداری شد .
۲۰۰۹: Zappos.com توسط Amazon.com با قیمت ۹۲۸ میلیون دلار خریداری شد . تقارب خرده فروشان و خرید اپراتورهای فروش وبسایتهای خصوصی RueLaLa.com بوسیله GSI Commerce به قیمت ۱۷۰ میلیون دلار بعلاوه سود فروش از تا سال ۲۰۱۲ .
۲۰۱۰: Groupon گزارش داد پیشنهاد ۶ میلیار دلاری گوگل را رد کرده‌است. در عوض این گروه طرح خرید وب سایتهای IPO را تا اواسط ۲۰۱۱ دارد.
۲۰۱۱: پروژه تجارت الکترونیک امریکا و خرده فروشی انلاین به ۱۹۷ میلیارد دلار رسیده است که نسبت به ۲۰۱۰ افزایش ۱۲ درصدی داشته است . Quidsi.com, parent company of Diapers.comتوسط Amazon.com به قیمت ۵۰۰ میلیون بعلاوه ۴۵ میلیون بدهکاری و تعهدات دیگر خریداری شد .
فصل سوم
روش انتخاب و استقرار مدل
3.1- مقدمه
ورود به یک بازار جهانی نیازمند برنامه‌ای دقیق و حساب شده است. همانطور که در قبل اشاره شد یکی از مهم‌ترین و زیربنایی‌ترین مسائلی که باید در راه اندازی یک فروشگاه مبتنی بر وب مورد بررسی قرار گیرد، استراتژی‌های راه اندازی فروشگاه است. به طور کلی این استراتژی‌ها به دو دسته استراتژی‌های قبل از شروع فعالیت‌های تجاری در اینترنت و استراتژی‌های در حین فعالیت‌های تجاری تقسیم می شوند:
استراتژی‌های قبل از شروع فعالیت‌های تجاری[1],[6]:
این بخش شامل کلیه راهکارها و تصمیماتی است که پیش از شروع فعالیت فروش ‌باید مدنظر قرار گیرد. این بخش در حکم پایه و ستون یک ساختمان است که پی و اساس مجموعه را تشکیل می‌دهد. بنابراین در صورت اهمال‌کاری و یا عدم صرف زمان و دقت کافی در این امر در آینده لطمات زیادی را به سیستم طراحی شده وارد خواهد آورد. این قسمت شامل دو بخش عمده‌ی توسعه‌ی محصول و توسعه‌ی سایت می‌باشند.
استراتژی‌های در حین فعالیت‌های تجاری[6]:
آخرین مرحله و شاید مهمترین فاز کار را فعالیت‌های در حین فروش تشکیل می‌دهند. استراتژی‌های موجود در این بخش به دو بخش استراتژی‌های کوتاه مدت و بلند مدت تقسیم‌بندی می‌شوند :
اهداف کوتاه مدت استراتژی‌های فروش آنهایی هستند که به طورموقتی شما را در کوران فعالیت‌ها نگه می دارند. این نکته باید همواره مد نظر قراربگیرد که اینگونه استراتژی‌ها شاید بتواند برای مدت کوتاهی حضور شما را در جریان رقابت استمرار بخشد اما به هیچ وجه نمی‌تواند تضمین کننده حضور دائمتان در این عرصه باشند.
اهداف بلند مدت استراتژی‌های فروش آنهایی هستند که باعث حضور مستمر شما در جریان مبادلات می‌شود. این استراتژی‌ها هر سال با ایجاد نتایج جدید در این راه همراه خواهد بود.
امروزه حجم زیادی از مبادلات از طریق این شیوه‌ی نوین تجارت انجام می گیرد و با توجه به روند موجود ، انتظار می‌رود که چندین میلیون دلار از مبادلات بشری تا سال 2012 از طریق اینترنت انجام پذیرد.
نسخه اولیه وب‌سایت بسیاری از فروشگاههای اینترنتی درنتیجه یک خط‌مشی بازاریابی خوش‌تعریف ایجاد نشده‌است ، بلکه این نسخه از وب‌سایت‌ها تنها پاسخی است به رشد سریع بازار. تصمیم‌گیری برای ایجاد اولیه وب‌سایت، عملی انفعالی است که در پاسخ به توسعه سایت‌های شرکت‌های دیگر یا نیاز مشتریان ایجاد شده است. پس از گذشت چند سال از کارکرد وب‌سایت، کارمندان و مدیران ارشد شرکت کارایی آن را زیر سوال می‌برند و اینجا دقیقا نقطه‌ای است که بحث خط‌مشی‌های بازاریابی خود را نشان می‌دهد. هنگام بحث در رابطه با خط‌مشی‌های بازاریابی اینترنتی، خوب است بدانید که خط‌مشی‌های اینترنتی، چیزی ورای تمرکز روی خط‌مشی‌‌های توسعه یک وب‌سایت است.
یکی از بخشهای مهم تجارت الکترونیک سیستم پرداخت است. برای پرداختی به دور از اشکال بر شبکه جهانی وب, یک سیستم پرداخت می بایست علاوه بر دارا بودن امکانات تکنولوژیکی مناسب از قبیل کارت‌های هوشمند،کارت‌های اعتباری , چک‌های الکترونیکی ، پول‌های الکترونیکی و... باید از لحاظ امنیتی نیز قابل اطمینان باشد . استفاده از شیوه های مبهم سازی اطلاعات مبادله شده‌ی کارت‌های اعتباری ، استفاده از امضای الکترونیکی ، استفاده از پروتکل‌های SSL و SET ، استفاده از تکنیک‌های رمزگذاری ، استفاده از کیف‌های الکترونیکی دارای نگهبان و... از جمله روش‌های امنیتی مطرح در این زمینه می‌باشد. طراحی وب سایت با توجه به سلایق و نیازهای مشتریان از عوامل مهم در موفقیت یک تجارت الکترونیک است. بدیهی است که ابتکار فروشنده در بکار بردن راهکارهای مناسب برای متقاعد کردن بازدید کننده در خرید از طریق وب , بطور مثال وجود عکس و اطلاعات لازم در مورد محصول ضروری است. همچنین می‌بایست در مورد نحوه‌ی جذب و حفظ مشتریان با توجه به خصوصیات یک بازار رقابتی جهانی به راهکارهایی موثر و کارا اندیشید. استفاده از قلم‌های متناسب با موضوع فعالیت، انتخاب مناسب رنگ‌ها با توجه به خصوصیات فرهنگی، استفاده از فاکتورهای جذاب مانند گرافیک تصویری مناسب ، توزیع متناسب اطلاعات و عکس‌ها ، ایجاد محیط‌های تعاملی مانند گروه‌های بحث و تبادل افکار و بسیاری از نکات دیگرمی تواند در جذب و متقاعد کردن مشتری به خرید از سایت شما موثر باشد[7].

3.2- انواع تجارت الکترونیک[8] :
تجارت الکترونیک را میتوان از حیث تراکنش‌ها به انواع مختلفی تقسیم نمود که بعضی از آنها عبارتند از :
ارتباط بنگاه و بنگاه (B2B) : به الگویی از تجارت الکترونیکی گویند، که طرفین معامله بنگاه‌ها هستند .
ارتباط بنگاه و مصرف کننده (B2C) : به الگویی از تجارت الکترونیک گویند که بسیار رایج بوده و ارتباط تجاری مستقیم بین شرکتها و مشتریان می‌باشد .
ارتباط مصرف کننده‌ها و شرکتها (C2B) : در این حالت اشخاص حقیقی به کمک اینترنت فراورده‌ها یا خدمات خود را به شرکتها میفروشند .
ارتباط مصرف‌کننده با مصرف‌کننده (C2C) : در این حالت ارتباط خرید و فروش بین مصرف‌کنندگان است .
ارتباط بین بنگاه‌ها و سازمان‌های دولتی (B2A) : که شامل تمام تعاملات تجاری بین شرکتها و سازمانهای دولتی می‌باشد . پرداخت مالیاتها و عوارض از این قبیل تعاملات محسوب می‌شوند
ارتباط بین دولت و شهروندان (G2C) : الگویی بین دولت و توده مردم می‌باشد که شامل بنگاه‌های اقتصادی، موسسات دولتی و کلیه شهروندان می‌باشد . این الگو یکی از مولفه‌های دولت الکترونیک می‌باشد .
ارتباط بین دولت‌ها (G2G) : این الگو شامل ارتباط تجاری بین دولتها در زمینه‌هایی شبیه واردات و صادرات می‌باشد .
در ادامه به بررسی و توضیح انواع تجارت الکترونیک پرداخته ایم:
3.2.1- تجارت B2B:
این نوع تجارت رد و بدل اطلاعات تجاری بین دو تاجر یا دو شرکت می باشد .تاجر اول که خود تولیدکننده است و در سایت خود تصویر و توضیحات کالا را قرار داده و امکان برقراری تماس مستقیم خود را با ارائه تلفن ، فاکس ، پست الکترونیک و ... ایجاد می کند .تاجر دوم که خریدار است ولی خود مصرف کننده نیست و درنظر دارد این کالا را به تنهایی یا به همراه کالاهای دیگر به مشتری مصرف کننده و به صورت عمده بفروشد .خرید و فروش در این سیستم به صورت عمده می باشد .
ارسال و دریافت پول از طریق سیستم سنتی (عموما بانک ها و از طریق گشایش اعتبار) است .حمل وتحویل کالا به روش سنتی (عموما از طریق کشتی ، کانتینر و یا هواپیما ) است .
مشخصه های عمده این نوع تجارت 3 مطلب است :
حذف واسطه و دلال های بین تولید کننده و خریدار اصلی .
امکان جستجو و تحقیق بسیار سریع برای خریدار جهت دستیابی به کالای با کیفیت و بهای مناسب .
امکان دریافت اطلاعات و نظرات خریدار جهت تولید کننده پس از فروش کالا به این ترتیب می تواند کیفیت کالای خود را مطابق ایده های خریدار تغییر دهد .
مثال این نوع تجارت در تجارت سنتی ایران مثل فروش کالای کارخانه های تولید لوازم خانگی به فروشگاه ها می باشد همچنین نمونه ای دیگر از این نوع تجارت ، عملکرد شرکتی است که از این شبکه برای انجام سفارش به تولید کنندگان دریافت پیش فاکتورو فاکتور خرید و همچنین پرداخت هزینه های استفاده از EDI انجام می شود ولی در واقع از پنج یا شش سال پیش به شکل امروزی خود درآمده است . شرکت Cisco یکی از اولین شرکت های بزرگی بود که در جولای 1996 سایت تجارت الکترونیکی خود را راه اندازی کرد بعد از آن که تلاش جدی بقیه شرکتها برای چنین امری آغاز شد . یک ماه بعد Microsoft نرم افزار تجاری خود را که امکان انجام فروش از طریق اینترنت را می داد به بازار عرضه کرد اکنون زمان آن بود که مسائل مالی و بانکی نیز مطرح شود .
سپس IBM یک سیستم شبکه اقتصادی راه اندازی کرد و شروع به بازاریابی برای استراتژی های تجارت الکترونیکی خود کرد . شرکت نیز با همکاری شرکت First Data Crop و برای رقابت با IBM سیستم MSFDC را به بازار عرضه کرد .
3.2.2- تجارت : B2C
بیشترین سهم در انجام تجارت الکترونیکی از نوع B2C را خرده فروشی تشکیل می دهد . تجارت بین فروشنده و خریدار که در حال حاضر جزو متداول ترین تراکنش ها در حیطه تجارت الکترونیکی بر روی اینترنت است و یک نوع B2C محسوب می شود این نوع تجارت به معنای ارتباط مستقیم مصرف کننده تنهایی با تاجر یا تولید کننده و پرداخت بهای کالا از طریق اینترنت می باشد .تاجر یا تولید کننده در سایت تصویر وتوضیحات وبهای کالا را قرار داده و امکان خرید آن را به صورت مستقیم (online) را بری مصرف کننده ایجاد می کند . خرید و فروش در این سیستم به صورت تک فروشی می باشد . ارسال و دریافت پول از طریق یک واسطه بنام سیستم بانکی تجاری انجام می شود از سوی دیگر حمل کالا از طریق پست یا توسط خود شرکت انجام می گیرد .
مشخصه های عمده این نوع تجارت 3 مطلب زیر است :
حذف واسطه بین تولید کننده ومصرف کننده .
پرداخت مبلغ مورد نیازبه سهولت و از پشت کامپیوتر شخصی خود با داشتن کارت قابل شناسایی سیستم بانکی (merchant account) و صرفه جویی در وقت و هزینه .
امکان ارتباط مستقیم مصرف کننده با تولید کننده درجهت دریافت نظرات مصرف کننده نسبت به کالاهای ارائه شده .
مبالغ دراین نوع تجارت برا ی هر تراکنش پائین بوده و به عنوان تک فروشی باید باشد زیرا :
الف ) مشتری جهت خرید مستقیم (online) برای پرداخت مبالغ بالا به این روش ، ریسک نمی کند .
ب ) سیستم بانکی تجاری بابت ارائه این سرویس درصدی از هر معامله کم کرده و به تولید کننده بازپرداخت می کند.
این نوع تجارت با گسترش WEB به سرعت افزایش کرد و اکنون به راحتی می توان انواع واقسام از شیرینی گرفته تا اتومبیل و نرم افزارهای کامپیوتری را از روی اینترنت خریداری کرد .
B2C از حدود 5 سال پیش با راه اندازی سایت هایی چون Amazon وCDNOW آغاز شد. اغراق نیست اگر پیشگام درامر B2C (راجف بزوس) بدانیم که در سال 1994 شرکت Amazon را بنا نهاد . وی که یک تاجر کم تجربه در امر خرده فروشی بود سایت خود را فقط به هدف فروش کتاب از طریق اینترنت را ه اندازی کرد . این ایده ساده مقدمه ای بود برای تحولی در تجارت جهانی .
3.2.2.1- مزایای تجارت الکترونیک از نوع B2C:
تجارت الکترونیکی یک فناوری برای تغییر است شرکت هایی که از آن به هدف ارتقاء سیستم فعلی خود استفاده می کنند از مزایای آن به طور کامل بهره نخواهند برد . بیشترین امتیازات تجارت الکترونیکی نصیب سازمانهایی خواهد شد که می خواهند روش و ساختار تجارت خود را تغییرداده و آن را با تجارت الکترونیکی همگون سازند . از دید خریداران فروشگاه های الکترونیکی ، مهمترین امتیازاتی که می توان به تجارت الکترونیکی منسوب کرد عبارتند از :
کاتالوگ و مشخصات کالاها به سهولت قابل دسترسی و مشاهده بوده و مشتری همچنین قادر است بر اساس ویژگیهای متعدد (همچون نام ، نوع ، رنگ ، وزن ، قیمت ...) کالای مورد نظر خود را جستجو کند . توضیح کالاها می تواند به همراه تصاویر متعدد بوده و در عین حال می توان شامل تصاویر 3 بعدی نیز باشد که مشتری از زوایای گوناگون کالای مورد نظر را مشاهده می کند .
کالاها وخدمات می تواند توسط بقیه خریداران نظر دهی شوند و مشتری قادر است از نظرات بقیه خریداران درمورد کالای مورد نظر خود مطلع شوند .خرید از فروشگاه می تواند به صورت 24 ساعته و در تمام روزهای هفته انجام گیرد .بعضی از محصولات (همچون نرم افزار، کتابهای الکترونیکی ، موسیقی ، فیلم و...) در همان زمان خرید قابل دریافت از سایت فروشگاه هستند .کالاها معمولا از فروشگاههای فیزیکی ارزانترخواهند بود(به علت کم بودن هزینه های سربار فروشگاه و زیاد بودن تعداد خریداران) .
فشار و استرس از یک فروشگاه فیزیکی ، به هنگام خرید از یک فروشگاه الکترونیکی وجود نخواهد داشت .مقایسه انواع گوناگون یک کالای خاص در فروشگاه های مختلف می تواند به راحتی انجام گیرد . فاصله این فروشگاه ها به اندازه یک click است .خریدار قادر است تمام فروشگاه ها را برای یافتن مناسب ترین قیمت برای کالا مورد نظر خود جستجو کند .خریدار پس از انتخاب کالا به سادگی و با فشردن چند کلید قادر به انجام سفارش و پرداخت هزینه ها بوده و بعد از مدت معینی کلای خریداری شده خود را در منزل دریافت خواهد کرد .بعد از دریافت کالا ، اگر مشکلی درکالای دریافت شده موجود باشد ، خریدار می تواند به سایت فروشگاه مراجعه کرده و از امکانات ارجاع کالا استفاده کند .
3.2.2.2- روش های ایجاد یک تجارت الکترونیک از نوع [9]B2C :
اجزای اصلی یک تجارت الکترونیکی از نوع B2C تشکیل شده از یک فروشگاه الکترونیکی که به شکل صفحات متعدد WEB ساخته شده و توسط مرورگرهای مشتریان مورد استفاده قرار می گیرد ، و یک سرویس دهنده WEB که تمام مسائل مدیریتی فروشگاه و هر آنچه که از دید مشتریان به دور است به واسطه آن انجام خواهد گرفت . به غیر از این دو جزء اصلی بسیاری از فروشگاه های الکترونیکی ، نیازمند یک بانک اطلاعاتی نیز هستند تا مشخصات کالاها ، مشتریان و اطلاعات دیگر را در آن ذخیره کنند .همچنین اجزای فرعی دیگری نیز ممکن است بنا به ویژگی های فروشگاه مورد نیاز باشند از جمله این اجزا می توان از ابزار پردازش پرداخت های مشتریان و همچنین ابزارهایی برای ارسال محصولات و خدمات از طریق اینترنت نام برد .
3.2.3- تجارت :C2C
انجام مزایده و مناقصه کالاها از طریق اینترنت ، در این گروه از تجارت الکترونیکی می گنجد نمونه ای از این نوع تجارت الکترونیکی که در حال حاضر به سرعت در حال رشد است را می توان در سایت ebay مشاهده کرد .
3.2.4 - تجارت B2A :
این نوع تجارت شامل تمام تراکنشهای تجاری ، مالی بین شرکت ها و سازمان های دولتی است . تامین نیازهای دولت توسط شرکت ها و پرداخت عوارض و مالیات ها از جمله مواردی است که می توان در این گروه گنجاند . این نوع تجارت الکترونیک در حال حاضر دوران کودکی خود را می گذارند ولی در آینده ای نزدیک و بعد از آن که دولت ها به ارتقاء ارتباطات خود به واسطه تجارت الکترونیکی توجه نشان دهند به سرعت رشد خواهد کرد[10] .
3.2.5- تجارتC2A :
این گروه هنوز پدیدار نشده است ولی به دنبال رشد انواع B2C وB2A دولت ها احتمالا تراکنش های الکترونیکی را به حیطه هایی همچون جمع آوری کمک های مردمی ، پرداخت مالیات بر درآمد و هرگونه امور تجاری دیگری که بین دولت و مردم انجام می شود گسترش خواهند داد .
3.2.6- تجارت:B2G
این نوع تجارت رد وبدل کردن اطلاعات تجاری بین تاجر تولید کننده و دولت است . تاجر تولید کننده ، تصویر و توضیحات کالا را قرار می دهد وامکان تماس مستقیم با خود را با ارائه تلفن ، فکس ، پست الکترونیک و... ایجاد می کند . بعدا دولت به عنوان مصرف کننده برای واحدهای تحت پوشش خود کالا را خریداری می نماید .
خرید و فروش در این سیستم به صورت عمده و ارسال ودریافت پول از طریق سیستم سنتی (عموما بانک ها) می باشد ، همچنین حمل وتحویل کالا به روش سنتی (عموما از طریق کشتی ، کانتینر و یا هواپیما) می باشد .
مشخصه های عمده این نوع تجارت عبارتند از :
حذف واسطه ها و دلال ها بین تولید کننده و دولت .
امکان جستجو و تحقیق بسیار سریع برای دولت جهت دستیابی به کالای با کیفیت و بهای مناسب .
امکان ارتباط مستقیم بین تولید کننده جهت دریافت نظرات دولت نسبت به کالای ارائه شده .
3.2.7- تجارت G2B:
این نوع تجارت ردوبدل کردن اطلاعات تجاری بین دولت به عنوان تولید کننده کالاو تاجر به عنوان خریدار کالا است . دولت به عنوان تولید کننده کالا مشخصات و تصاویر کالا را در سایت خود قرار داده و تاجر به عنوان خریدار کالا عمل می کند ولی بدیهی است خود مصرف کننده نیست و وی در نظر دارد این کالا را به تنهایی و یا به همراه کالاهای دیگر به مشتری مصرف کننده و به صورت تک فروشی بفروشد .
مشخصه های این نوع تجارت :
حذف واسطه و دلال های بین دولت و تاجر
امکان ارتباط مستقیم بین دولت وتاجرجهت دریافت نظرات تاجرنسبت به کالای ارائه شده .[11]
3.2.8- تجارت G2C :
این نوع تجارت دریافت بهای خدمات و کالای تولید شده توسط دولت از مصرف کننده است . دولت به عنوان مصرف کننده یک سری خدمات و کالاهای انحصاری به مصرف کننده امکان پرداخت بهای آن را به صورت مستقیم (online) می دهد .
دریافت پول از طریق یک واسطه به نام سیستم بانکی تجاری (merchant account) انجام می شود . ارائه خدمات و کالاها به طریق سنتی انجام می شود .
مشخصه بارز این نوع تجارت عبارتست از :
پرداخت مبلغ مورد نیاز به سهولت و از پشت کامپیوتر شخصی خود با داشتن کارت قابل شناسایی سیستم بانکی تجاری و صرفه جویی در وقت و انرژی مثل پرداخت قبوض آب ، برق ، تلفن ، گاز ، مالیات و ...
3.2.9- تجارت الکترونیکی به صورت فروش روی یک خط[12] :
تجارت الکترونیکی به طور دقیق انجام کارهای تجاری به صورت خط یا خرید و فروش محصولات و خدمات از طریق ویترین های وب است . کالاهایی که به این شکل خرید و فروش می شوند کالاهای فیزیکی مانند اتومبیل و یا خدمات تنظیم برنامه مسافرت ، مشاور پزشکی روی خط و یا آموزش از را ه دور است نوع دیگر کالا که به شکلی روزافزون به روی شبکه اینترنت خرید و فروش می شود کالای رقمی است . اخبار ، صورت تصویر ، پایگاه داده ، نرم افزار و تمام محصولات مبتنی بر دانش مثال هایی از کالای رقمی است . بدین ترتیب تجارت الکترونیک همانند فروش کاتالوگ یا فروش خانگی از طریق تلویزیون به نظر می رسد.
3.3- مدل های تجارت الکترونیکی[13,14] :
3.3.1- مدل Store front :
امروزه خرید online از امور روزمره در دنیا به شمار می رود که در عین حال از محبوبیت بسیاری نیز برخوردار است طبق آمار موجود در پایان سال 2005، 60 درصد از کاربران اینترنت به صورت online خرید کرده اند . مدل را می توان تداعی گر کلمه e-businss در ذهن کاربران دانست ، زیرا اکثر آنها واژهe-businss را معادلStore front می دانند . این مدل با ادغام اعمالی چون پردازش تراکنش ها مسائل امنیتی ، امور مربوط به پرداخت های onlineو ذخیره سازی اطلاعات ، فروشندگان اینترنتی را قادر به فروش کالا و خدمتشان بر روی وب کرده است که می توان این اعمال را پایه و اساس تبادلات مستقیم تجاری بر روی اینترنت دانست . برای اداره سایت های مبتنی بر این مدل لازم است تا فروشندگان ، لیستی از محصولات خود را در قالب کاتولوگ هایی در اختیار مشتریان قرار داده و سفارشات آن ها از طریق وب سایتی که به همین منظور طراحی شده دریافت می کنند . بسیاری از شرکت ها از روشی مشابه بنامEDI استفاده می کنند که این روش با استاندارد کردن مسائلی چون صورت پرداخت ها ، صورت حسابها و.... امان ایجاد نوعی اطلاعات بین مشتریان و شرکت های تجاری به صورت الکترونیکی را دراختیار می گذارد .
3.3.2- مدل Dynamic Pricing :
وب همان گونه که روش های تجارت را دگرگون کرد تغییراتی در نحوه قیمت در نحوه قیمت گذاری کالاها نیز ایجتد نمود . کمپانی های هم چون Priceline(http://www.priceline.com) و Imadia(http://www.imadia.com) این امکان را برای مشتریان فراهم ساخته اند تا قیمتهای پیشنهادی خود را درموردکالاها و خدمات بیان کنند . بسیاری از سایت ها با استفاده از راهبردهای منتخب در شرکت یا دیگر سایت ها و همچنین ارائه تبلیغات تجاری ، محصولات خود را با قیمتی مناسب و بسیار نازل و یا حتی رایگان عرضه می کنند . مبادله خدمات و ایجاد تحقیقات از دیگر روش های مورد استفاده شرکت ها برای جلوگیری از افزایش قیمت ها ست .
3.3.3- مدل Name-Your-Price :
مدل تجاری Name-Your-Price این امکان را دراختیار مشتریان قرارمی دهد تا قیمت کالا و سرویس های مورد نظرشان را تعیین کند سایتwww.priceline.com مثال مناسبی در این مورد است . بسیاری از شرکت هایی که از این مدل تجارت تبعیت می کنند با پیشگامان عرصه هایی چون حمل ونقل ، واگذاری اعتبار و صنایعی دیگر از این دست ، دارای نوعی مشارکت هستند . این صنایع پس از دریافت بهای مطلوب مشتری تصمیم به فروش کالا و یا خدمات خود می گیرند .
3.3.4- مدل Comparison Pricing :
مدل Comparison Pricing این امکان را برای مشتری فراهم می سازد تا با جستجو درمیان تمامی تجار اینترنتی ، کالا و یا خدمات دلخواهشان را با نازل ترین بها بیابند (همان طور که در سایت Bottomdollar.com) ، مشاهده خواهید کرد که این سایت ها غالبا درآمد خود را از راه شراکت با برخی از تجار به خصوص بدست می آورند . بدین ترتیب شما باید در استفاده از این خدمات دقت کنید زیرا الزاما پایین ترین قیمت موجود بر روی وب را دریافت نکرده اید . این در حالی است که دیگر سایتهای مشابه به امید کسب مشتریان بیشتر معروفترین فروشگاه های اینترنتی را جستجو می کند.
3.3.5- مدل مبادلات پایاپای Bartering :
یکی دیگر از روش های مدیریتی معمول در زمینه تجارت الکترونیکی مبادله خدمات پایاپای محصولات است سایت Ubarter.com(http://www.ubarter.com) سایتی است که درآن مشتریان معمولی و کمپانی های مختلف می توانند محصولات خود را در ازای دریافت کالاهای مطلوبشان بفروش برسانند . فروشنده یک پیشنهاد اولیه با هدف انجام یک مبادله پایاپای با خریدار و به منظور جلب موافقت نهایی مشتری ارائه می کند . مجموعه عظیمی از محصولات و خدمات موجود در این سایت با استفاده از همین روش قابل معامله هستند .
3.3.6- عرضه محصولات و خدمات رایگان :
بسیاری از کارآفرینان ، مدل تجاریشان را بر روی جریان تبلیغات بازرگانی استوار می سازند . شبکه های تلویزیونی ، ایستگاههای رادیویی ، مجلات ، رسانه های چاپی و غیره با سرمایه گذاری بر روی تبلیغات کسب درآمد می کنند . بسیاری از این سایت ها که معرفی خواهد شد به منظور انجام مبادلات پایاپای محصولات و خدمات با کمپانی های دیگر دارای نوعی مشارکت هستند .
سایت (http://www.iwon.com) یک سایت پر مخاطب است . این سایت مخاطبان را درقرعه کشی شرکت داده و هدایایی را به برندگان اختصاص می دهد .
سایت Freelotto.com سایت دیگری است که با تکیه بر درآمدی که از راه تبلیغات نصیب آن می شود جوایز گرانبهایی را به بازدید کنندگان عرضه می کند .
3.3.7- سرویس های ارائه خدمات مسافرتی online
هم اکنون کاربران وب قادرهستند به جستجوی و انجام مقدمات امور مسافرتی خود و به صورت Online بپردازند و بدین وسیله مبالغ کمتری را بابت انجام این گونه امور مصرف کنند . اطلاعاتی که قبلا تنها در آژانس های مسافرتی قابل دسترسی بود امروز بر روی وب ارائه می شود شما پایین ترین قیمت ها ، مناسب ترین زمان ها و بهترین صندلی ها خالی موجود مطابق با شرایط خودتان را به راحتی بر روی وب خواهید یافت .
3.3.8- انواع سایت های پرتال :
سایت های پرتال به بازدید کنندگان امکان می دهند تا تقریبا هر چیزی را که در جستجوی آن هستید در یک محل پیدا کنند این سایت ها معمولا حاوی اخبار ، وقایع ورزشی ، گزارش وضعیت هوا و همچنین امکان جستجو در وب هستند . بیشتر مردم هنگامی که واژه پرتال را می شنیدند ، اغلب به یاد موتورهای جستجو می افتادند . درواقع موتورهای جستجو ، نوعی از پرتال یعنی پرتال افقی هستند این گونه پرتال ها اطلاعات را درمجموعه بسیار گسترده ای از موضوعات مختلف جمع آوری می کنند .
نوع دیگر پرتال که به «پرتال عمودی» معروف است اطلاعات را درمجموعه خاصی از موضوعات جمع آوری می کند به عبارت ساده تر ، پرتالهای افقی ، عمومی و پرتال های عمودی تخصصی هستند .
خرید های online بخش عمده ای از سایت های پرتال را به خود اختصاص می دهند . سایت های پرتال به کاربران کمک می کنند تا اطلاعات زیادی را درمورد اقلام مورد جستجوی خود جمع آوری کرده و برخلاف برخی از بازارچه های خرید online امکان برگشت و گذار مستقل در فروشگاههای مختلف را در اختیار آنها قرارمی دهند برای مثال Yahoo! به کاربران اجازه می دهد . تا گشتی در سایت های مختلف بزنند ، اما امکان خرید اجناس و پرداخت بهای آن تنها از طریق Yahoo! امکان پذیر است .
سایت About.com به کمک سرویس ویژه ای موسوم به Site Guide که به مانند یک نماینده خرید برای کاربران انجام وظیفه می کند تجربه منحصر به فردی را در اختیار کاربران قرار می دهد . بهره گیری از امکانات سایت های پرتال جهت خرید online برای اکثر کاربران جالب است . هریک از سایت های پرتال تجربه تقریبا متفاوتی را دراختیار قرار می دهند .برخی دیگر از سایت های پرتال بابت درج پیوند فروشندگان ، مبالغی را از آن ها دریافت می کنند در حالی که این عمل در برخی دیگر از سایت ها به صورت رایگان انجام می پذیرد .برای نمونه سایت Goto.com به ازای هر فرآیند “Click-Thtough” که از جانب خریداران انجام می شود صورت حسابی را برای فروشنده مربوطه ارسال می کنند .سایت های دیگری هم ، چون About .com وAltavista.com از ارسال صورت حساب بابت تبلیغ کالاها و خدمات شرکت های عرضه کننده خودداری می کنند اما در این سایت ها پرداخت بهای کالاها و خدمات تنها از طریق آنها صورت می گیرد به این ترتیب بخشی از سود حاصل از خرید نصیب آن ها می شود .
142875800100003.4- برنامه زمانبندی استقرار:

فصل چهارم
طراحی سیستم
4.1- مقدمه ای بر رفتار خریدار و سیستمهای جذب مشتری[16]:
مدل‌های استانداردی برای رفتار خریدار توسط Booms(1981)& Bettman(1979) ارائه شده است. این ویژگی‌ها روی پاسخ مشتریان به پیام‌های بازاریابی تاثیرگذار است. برای یک بازاریاب اینترنتی، مرور فاکتورهایی که روی رفتار افراد تاثیر می‌گذارد بسیار حائز اهمیت است زیرا ممکن است لازم باشد که یک وب سایت بتواند خود را با مشتریان با فرهنگ‌های مختلف و پس‌زمینه‌های اجتماعی متفاوت هماهنگ سازد. همچنین ممکن است کاربران، سطوح تجربی متفاوتی را در استفاده از وب داشته باشند.
مطالعات نشان داده است که شبکه جهانی وب توسط گروه‌های مختلف کاربران به گونه‌های مختلفی استفاده می‌شود. Lewis &Lewis(1997) پنج دسته متفاوت از این کاربران وب را مشخص نموده‌اند:
: Direct Information Seekers
این کاربران به دنبال محصول، بازار یا اطلاعات کافی در رابطه با جزییات لوازم کلوپ‌های فوتبال و غیره می‌گردند. این نوع کاربران تمایل دارند که در استفاده از وب، تجربه کسب نمایند و مهارت‌های کافی در استفاده از موتورهای جستجو و دایرکتوری‌ها را بدست آورند. بررسی‌های شبکه جهانی وب GUV ( www.guv.gatech.edu) داده است که این افراد روش متمرکزتری برای استفاده از اینترنت دارند.
: Undirected Information Seekers
این کاربران، کاربرانی هستند که اغلب surfers نامیده می‌شوند. این کاربران بیشتر تمایل دارند که به جستجو روی اینترنت بپردازند و اغلب مراجعات آنها به سایت ها توسط hyperlink ها انجام می شود. اعضای این گروه، عموما افرادی تازه کار هستند( اما لزوما این گونه نیست) و احتمال اینکه روی تبلیغات bannerکلیک کنند بسیار بیشتر است.
: Directed Buyers
این خریدارها در هنگام خرید محصولات خاص به صورت برخط عمل می کنند. برای چنین کاربرانی، broker یا Cyber me diaries که ویژگی های محصولات و قیمت ها را مقایسه می کنند، محل های مهمی محسوب می شوند که اغلب به آن ها رجوع می کنند.
: Bargain hunters
این کاربران به دنبال تبلیغات فروشی مانند ارائه نمونه های مجانی یا انعام هستند. به عنوان نمونه، سایت cybergold (www.cybergold.com) به کاربرانی که تبلیغات هدفمند آن ها را بخوانند، پول ناچیزی می دهد.
: Entertainment Seekers
این ها کاربرانی هستند که به دنبال ایجاد تراکنش با وب به هدف سرگرمی و لذت بردن با وارد شدن به مسابقات یا سرگرمی ها می باشند .
هنگام طراحی یک سایت وب، توجه به فراهم آوردن اطلاعات و رهنمودهای هدایت کننده برای هر دسته از کاربرانی که در دسته مخاطبان نهایی قرار می گیرند، بسیار مفید می باشد. یک سایت خرده فروشی باید تمامی انواع کاربرانی که در بالا به آنها اشاره شد را در نظر بگیرند. در حالیکه ملاقات کنندگان یک سایت B2B اغلب Direct Information Seekers و خریدارها هستند. گرچه اینطور فرض می شود که کاربران در دسته های فوق قرار می گیرند، ولی ویژگی های کاربران می تواند بسته به اینکه در حال حاضر به چه هدفی از اینترنت ( سرگرمی یا کار) استفاده می کنند، تغییر نماید.
روش دیگر نگرش به رفتار مشتری در استفاده از وب سایت می تواند به پذیرش آن‌ وب سایت بستگی داشته باشد. فرایند ایجادسازگاری kotler(2005) از مراحل زیر تشکیل شده‌است:
1- آگاهی
2- علاقه
3- ارزیابی
4- آزمایش
5- سازگاری
حرکت کاربران در این گام‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل برای سایت‌هایی که بسیار به آن‌ها رجوع می‌شود، مناسب است و برای مشتری که تنها یک بار سایتی را ملاقات می‌کند، مناسب نیست. نقش اینترنت در پشتیبانی از مشتریان در مراحل مختلف فرایند خرید باید درنظر گرفته شود. شکل 1-4 نشان می‌دهد که چگونه اینترنت می‌تواند برای پشتیبانی از مراحل مختلف فرایند خرید به کار رود. براساس تحلیلی که توسط Berthon انجام شده است، کارایی سنتی روابط با استفاده از وب سایت به تدریج از گام 1 به 6 افزایش می‌یابد. بررسی هر مرحله از فرایند خرید که در شکل 1-4 نشان داده شده است، می‌تواند مفید بودن اینترنت را زمانیکه در مراحل مختلف پشتیبانی از هدف‌های بازاریابی بکار می‌رود، نشان دهد.

شکل 1-4 استفاده از اینترنت برای مراحل مختلف خرید
4.2- ارائه یک مدل برنامه ریزی خطی برای بررسی رفتار کاربر:
یکی از قسمتهای اصلی تشکیل دهنده وب کاوی ، کاوش نحوه استفاده از وب است که خود در بر گیرنده مبحث بررسی رفتار کاربر میباشد.در حال حاضر وب سایتهای اینترنتی بزرگترین منبع تولید داده ها در دنیا میباشند که در آنها این داده ها در اشکال مختلفی نظیر متن ، عکس و سایر فرمتهای صوتی و تصویری تولید میشوند. با توجه به محدودیت توانایی های انسان ، حتی دیدن این حجم از داده ها هم برای بشر امکان پذیر نمیباشد. از این رو برای درک و استفاده موثر از این داده ها نیازمند به کار گیری الگوریتم ها و ابزارهای وب کاوی هستیم .یکی از قسمتهای اصلی تشکیل دهنده وب کاوی ، کاوش نحوه استفاده از وب سایت است که میتوان با بررسی رفتار مشتری به این امر دست یافت.هدف از این بخش ارائه مدلی جهت یافتن محتملترین مسیر حرکت مشتریان در سایت است که اهمیت بسیاری در بازاریابی اینترنتی دارد . شایان ذکر است که امروزه بسیاری از سایتها از چنین مدلهایی برای تشخیص نیازمندی مشتریان استفاده نموده و به عنوان مثال در دوره های زمانی مشخص ، محصولات مورد نیاز شما را به صورت ایمیل و یا کاتالوگهای اینترنتی ارسال مینمایند. از جمله معروفترین این سایتها میتوان به ebay و یا Alibaba اشاره نمود که با وجود تفاوتهای کاربری بسیار زیاد از بسیار مشابهی در زمینه تحلیل رفتار مشتری استفاده مینمایند.
4.2.1- تاریخچه مدلسازی بر روی رفتار مشتری :
برای تحلیل رفتار مشتری از مدلهای آماری و احتمالی مختلفی به منظور تشکیل الگوهای مسیر حرکت کاربران در وب سایتهای اینترنتی استفاده شده است.
بستاوروس در سال 2001 و زاکرمن و همکاران در سال 2003 از مدلهای مارکوفی برای پیش بینی صفحات بعدی درخواست شده به وسیله کاربران با در نظر گرفتن صفحات قبلی بازدید شده به وسیله آنها استفاده کرده اند. هابرمن و همکاران در سال 2005 یک روش قدم زنی تصادفی را برای مدل سازی تعداد صفحات درخواست شده به وسیله کاربران در یک وب سایت خاص به کار برده اند. سیدز و همکاران در سال 2007 نشاد داده اند که مدلهای سفارش اولیه مارکوف ، ابزار توانمندی برای کمک به دسته بندی انواع مختلف مشتریان میباشند. تمرکز تحقیقات مذکور و بیشتر کارهای انجام شده در زمینه علوم کامپیوتر بر روی پیش بینی با استفاده از الگوریتم های پنهان کننده ، دسته بندی و یا تولید کننده میباشد.
والری در سال 2009 به مدل سازی و شبیه سازی مشتری پرداخته و بیشتر مدل سازی یک مشتری منحصر به فرد مد نظر وی بوده است. این نوع مدل برای پیش بینی زمان مشاهده بعدی ، کل زمان مشاهده صرف شده برای مشاهده بعدی و زمان صرف شده برای مشاهده محصولات متفاوت به کار میرود. در این پروژه - ریسرچروشهای مختلف پیشبینی نیز مورد بحث و بررسی قرار میگیرند. دیوزینگر و هابر در سال 2010 به توصیف یک مطالعه موردی میپردازند که به وسیله ASK.net و شرکت SAS آلمان انجام شده است که هدف آن تقویت حضور در وب سایت و کسب دانایی در مورد مشتریان میباشد. گلدفارب تقاضای موجود برای ورودیهای اینترنتی را با استفاده از داده های جریان کلیک بیش از 2654 کاربر تخمین میزند. وی روش گوتدگنی و لیتل را برای فهم بهتر انتخاب ورودی های اینترنتی به مار میبرد. سیسمیرو و بایکلین در سال 2010 رفتار مشتریان مراجع به یک وب سایت را با استفاده از داده های ذخیره شده در فایلهای ثبت وقایع سرور آن وب مدل سازی کرده اند. در این مدل دو جنبه رفتار بازدید تست شده :
تصمیم مراجعه کنندگان به ادامه بازدید (از طریق ثبت نام و یا ارائه درخواست صفحات اضافه) و یا تصمیم به خروج از سایت.
مدت زمان صرف شده برای بازدید از هر صفحه.
4.2.2- مدل سازی :
4.2.2.1- انتخاب مدل مناسب برای مساله :
بعد از مروری کلی بر روی مساله مورد بحث ، مدل زنجیره ایمارکوف به عنوان مدلی مناسب برای حل مساله تحقیق انتخاب میگردد. در مواردی که محققان از مدلهای مارکوفی برای پیشبینی مسیر حرکت یک کاربر استفاده نموده اند به این مساله اشاره شده که صفحهk ام مشاهده شده به وسیله فرد اساسا وابسته به محتوا و خصوصیات موجود در صفحه k-1 ام انتخاب شده به وسیله وی میباشدکه این خود نشان دهنده صحت استفاده از مدلهای مارکوف درجه یک است.
در ادامه با در نظر گرفتن مدل مارکوف درجه 1 به عنوان مدلی مناسب برای مدل سازی این مساله به تعریف پیشامد بازدید یک کاربر از سایت با استفاده از این مدل میپردازیم. با فرض اینکه وب سایت ما دارای N صفحه متمایز است ، این پیشامد شامل توالی صفحات مشاهده شده به وسیله کاربر در بازدید که ممکن است در این مسیر بازدید یک صفحه مشخص چندین بار مشاهده شود. برای نشان دادن پیشامد رفتار بازدید از متغیرهای … KL، K3، K2، K1 استفاده میکنیم که در آن اندیس L نشان دهنده تعداد صفحات مشاهده شده به وسیله وی میباشد. با فرض مشاهده L صفحه از وب سایت توسط کاربر مورد نظر ، متغیر های تصادفی … KL، K3، K2، K1 نشان دهنده نوع صفحات انتخابی در مسیر طی شده به وسیله کاربر در یک بازدید وی میباشند. در اینجا برای نشان دادن هر پیشامد مسیر حرکت یک کاربر ، علاوه بر نمایش توالی صفحات طی شده به وسیله وی ، برای نمایش ورود و خروج به وب سایت از یک گره مجازی (0) استفاده میشود که گره بعد از آن در ابتدای مسیر ، نشان دهنده اولین صفحه مشاهده شده به وسیله کاربر و گره قبل از آن در انتهای مسیر نشان دهنده آخرین صفحه مشاهده شده به وسیله وی میباشد. به این ترتیب برای هر پیشامد مسیر بازدید یک کاربر از سایت داریم : 0K1=KL= که در آن L برابر تهداد صفحات مشاهده شده به وسیله وی از سایت در این بازدید به اضافه 2 میباشد. اگر کاربر وارد وب سایت شده و به ترتیب از صفحات 1و2و5و1 بازدید کند و از وب سایت خارج شود ، پیشامد بازدید وی مطابق شکل 2-4 نمایش داده میشود :

شکل 2-4 : نمایش پیشامد بازدید

شکل 3-4 : پیشامد بازدید برای یک کاربرخاص در حالت کلی
با توجه به تعاریف ارائه شده ، بدیهی است که همواره متغیر L بزرگتر از 2 میباشد و همچنین برای مدل سازی تابع هدف ، پیشامد کلی شکل 3-4 را برای یک کاربر خاص در نظر گرفته و رابطه احتمالی آن را مینویسیم:
PA=PK1=0,K2=k2,K3=k3,……,Kl-1=kl-1,Kl=0=P0Kl-1*PKl-1Kl-2*……*PK3K2*PK20 با توجه به رابطه احتمالی به دست آمده ، هدف ما یافتن مقدارهایی برای متغیر تصادفی K به گونه ای است که احتمال کل یا همان P(A) حداکثر شود.
4.2.2.2- مدل ریاضی پیش بینی مسیر حرکت یک کاربر
در ادامه برای یافتن max{k1,k2,….,kl}P(K) با استفاده از برنامه ریزی صفر و یک ، ابتدا تابع هدف P(K) را که با استفاده از مدل زنجیره مارکوف درجه 1 مدل سازی میشود ، با به کار گیری تبدیل مناسب به تابع هدف روش برنامه ریزی صفر و یک تبدیل میکنیم. سپس محدودیتهای این مدل برنامه ریزی را نوشته و مدل نهایی را میابیم.
4.2.2.3- مدل سازی تابع هدف برنامه ریزی صفر و یک
فرض کنید وب سایت ما 10 صفحه متمایز دارد. مسیر حرکت موجه در شکل زیر نمایش داده شده است. در این پیشامد فردی در یک بار بازدید خود از وب سایت ابتدا وارد سایت شده و صفحه 2 را به عنوان اولین صفحه مشاهده میکند. سپس به ترتیب صفحات 7و2و7و4 را دیده و از سایت خارج میشود. مسیر و گراف حرکت این کاربر معادل شکل 4-4 میباشد.

شکل 4-4 : مسیر و گراف حرکت کاربری با ترتیب صفحات 2و7و2و7و4
برای مدل سازی تابع هدف این مساله با فرض اینکه پارامتر n برابر تعداد صفحات وب سایت باشد ، متغیر عدد صحیح xij را برابر با تعداد دفعات حرکت کاربر از صفحه i به صفحه j تعریف میکنیم . بنابر این در مثال فوق داریم :
X02=1 , x27=2 , x72=1 , x74=1 , x40=1
For all other i,j xij=0
maxPa=maxk1,k2,….,klPK = maxk1,k2,….,klP{K1=0,K2=k2,….Kl-1=kl-1,Kl=0=maxk1,k2,…,klP0Kl-1PKl-1Kl-2……PK3K2PK20 به این ترتیب ابتدا به نظر میرسد که مسئله ما یک مساله برنامه ریزی عدد صحیح میباشد . اما یک ویژگی بسیار مهم در مدلهای مارکوفی درجه 1 ، مدل ما را به یک مدل برنامه ریزی صفر و یک تبدیل میکند. ویژگی مذکور به شرح زیر است :
در مدل مارکوف درجه 1 ، هر مسیر دارای گره تکراری به جز گره صفر قابل تبدیل به مسیر بدون گره تکراری بجز گره صفر با مقدار تابع هدف بیشتر میباشد.

شکل 5-4 : پیشامد بازدید عمومی S که دارای حداقل یک گره تکراری k است.
برای اثبات این ادعا شکل 5-4 را در نظر بگیرید که پیشامد بازدید عمومی S را که حداقل دارای یک گره تکراری k است ، نشان میدهد. این پیشامد بازدید عمومی را میتوان به سه بخش اصلی افراز کرد. بخش A که در برگیرنده توالی صفحات طی شده در این پیشامد از ابتدا تا قبل از اولین گره k است. بخش B که در بر گیرنده خود دو تکرار گره k و تمامی گره های بین این دو تکرار است و در نهایت بخش c که در بر گیرنده توالی صفحات مشاهده شده بعد از دومین گره k تا انتهای این پیشامد بازدید عمومی است. احتمال رخ دادن پیشامد عمومی S به شرح زیر است.
PS=P0Kl…PKnK*PKKn-2….PKKm *PKmKm-1….PK10حال اگر قسمت B را که در بر گیرنده هر دو گره تکراری و کلیه گره های بین آنهاست از پیشامد عمومی S حذف کرده و فقط یک گره k را جایگزین آن کنیم پیشامد S| حاصل میشود که در شکل 6-3 نمایش داده شده است :
PS|=P0Kl…PKnK*PKKm *PKmKm-1….PK10
شکل 6-4: مشاهده جریان حرکتی کاربر
با توجه به این مطلب که احتمال همواره مقداری بین صفر و یک دارد ، داریم :
PkKm>PKKn-2….PKKmپس میتوان نتیجه گرفت که همواره PS|>PS است.
همانطوری که دیدیم با حذف دو گره تکراری و تمامی گره های بین آنها و جایگزینی یک گره از همان نوع به جای آنها پیشامدی با احتمال وقوع بیشتر حاصل شد. حال اگر به ازای تمامی گره های تکراری این پیشامد ، این کار را انجام دهیم در نهایت یک پیشامد بازدید بدون گره تکراری با مقدار احتمال وقوع بیشتری نسبت به تمام پیشامدهای قبلی حاصل میشود و ویژگی مذکور به اثبات رسیده است.
با توجه به ویژگی مذکور در میابیم که جوابها با xij های بزرگتر از یک گرچه ممکن است موجه باشند اما هرگز بهینه نیستند. بنابر این برای یافتن جواب بهینه مسئله برنامه ریزی عدد صحیح قبلی کافی است جواب مسئله برنامه ریزی صفر و یک جدید را یافت چرا که جواب بهینه مسئله برنامه ریزی صفر و یک جدید قطعا جواب بهینه مسئله برنامه ریزی عدد صحیح قبل هم میباشد.


در این حالت متغیر جدید xij در صورتی که کاربر از صفحه i به j رفته باشد برابر 1 و در غیر این صورت برابر 0 خواهد بود. برای محاسبه تابع هدف P(K) برای این پیشامد جدید با استفاده از مدل زنجیره مارکوف درجه 1 داریم.
P(K)= P(K1=0, K2=2, K3=7, K4=4, K5=0)=P|k
با استفاده از مدل زنجیره مارکوف درجه 1 احتمال پیشامد بالا برابر است با :
P|k=P(0|4)p(4|7)P(7|2)P(2|0) =>
ln P|k=ln(p(0|4))+ln(P(4|7))+ln(P(7|2))+ln(P(2|0)) =>
ln P|k=x40 ln(f(0|4)) + x74ln(f(4|7)) + x27ln (f(7|2)) + x02 ln(f(2|0))
بنابر این در حالت کلی برای هر توالی ممکن (موجه) از صفحات بازدید شده میتوان تابع هدف صفر و یک زیر را تعریف نمود :
F=lnPK=lnPk/=j=0ni=0nxijln⁡(fji)lnfji=pijF=lnPk/=j=0ni=0nPijxijmaxF ≡min-Fmin-F=min(-j=0ni=0nPijxij)cij=-pijmin-F=minj=0ni=0ncijxij لازم به ذکر است که در اینجا منظور از f(j|i) ، درایه واقع در سطر i ام و ستون j ام ماتریس انتقال مدل مارکوف درجه یک برای کاربر مورد نظر است که برابر احتمال رفتن از صفحه i ام به صفحه j ام میباشد و با ساتفاده از فراوانی نسبی حرکت کاربر از صفحه iام به صفحه jام نسبت به کل حرکات او در لاگ فایلهای سرور مورد نظر محاسبه میشود.
مدل سازی محدودیتهای برنامه ریزی صفر و یک
با در نظر گرفتن گراف مسیر طی شده در مثال قبل میتوان کلیه محدودیتهای این مساله برنامه ریزی صفر و یک را به این صورت بیان نمود :
در هیچ یک از مسیرهای بازدید موجه این مساله ، یک صفحه خاص چند بار پشت سر هم بلافاصله مشاهده نمیشود. در واقع تکرار چند بار پشت سر هم و بلافاصله یک صفحه خاص در یک مشاهده بازدید را یک بار مشاهده آن در نظر میگیریم . در واقع در گراف مسیر بازدید ، لوپ (حلقه) به طول صفر نداریم (شکل 7-3). در واقع داریم : xij=0 if i=j
در طول مسیر بازدید به هر گره ای که وارد میشویم باید بتوانیم از آن خارج شویم :
i=0nxik=j=0nxkj , k=0,1,…,nهر پیشامد مسیر بازدید از گره مجازی صفر شروع و به آن هم ختم میشود :
i=0nxi0=1محدودیت زیر که همان محدودیت شروع از گره مجازی صفر است ، خود به خود و با در نظر گرفتن محدودیتهای 2 و3 با هم همواره برقرار میباشد.
i=0nx0j=1در هیچ یک از مسیرهای موجه برای این مساله برنامه ریزی صفر و یک مسیر بدون گره صفر نداریم.
yi=j=0nxij for all ii∈k/j∈kxij≥yhS=0,1,2,…,nfor each h∈K/,K∁S and 0∈KK/=S-Kمحدودیت حذف کلیه جواب ها با گره های تکراری به شرح زیر است
Yi={0,1} for all i
در نهایت کلیه متغیرهای Xijاز نوع عدد صفر و یک میباشند
Xij={0,1} for all i , j
4.2.3- استفاده از خروجی مدل :
با استفاده از جواب مساله فوق میتوان به تحلیل علایق مشتریان و تعیین اهداف اصلی آنها برای مراجعه به سیستم پرداخت ، با مشخص شدن علایق مشتریان میتوان صفحه ورودی سایت را به گونه ای طراحی نمود که به Cookie های موجود بر روی سیستم کاربر حساس بوده و با توجه به مشخصات کاربر ، محصولات متفاوتی را در این صفحه نشان دهد به عنوان یک مثال عملی برای این مطلب میتوان به سایت Ebay.com اشاره نمود. همچنین میتوان به صورت دوره های روزانه و هفتگی بسته به نوع علایق مشتریان آنها را از جدیدترین محصولات و جدیدترین لیست قیمت برای محصولات مورد علاقه از طریق سامانه پیام کوتاه و یا Email آگاه نمود. البته در صورت بازاریابی و معرفی محصول به مشتریان از طریق Email حتما میبایستی قواعد ارسال ایمیل گروهی را رعایت کرد چرا که در صورت ازدیاد ایمیل های ارسالی امکان شناخته شدن سرور سایت به عنوان Spamer افزایش میابد. میتوان از سایت Alibaba.com به عنوان یک مثال برای این نوع بازاریابی نام برد.
4.3- شرایط کیفی لازم برای سرور وب سایت[16]:
در اینجا به بیان برخی ویژگیهای لازم برای سیستم سرور وب سایت میپردازیم. لازم به ذکر است که وجود برخی از این ویژگیها مهم و حیاتی است و برخی دیگر از اهمیت کمتری برخوردارند. جدول 1-4 به بیان مشخصه های لازم به همراه درجه اهمیت آنها برای سرور وب سایت و بانک اطلاعاتی انبار و مشتریان میپردازد.
جدول 1-4 : مشخصه های لازم به همراه درجه اهمیت آنها برای سرور وب سایت
اهمیت پایین اهمیت کمتر مهم بسیار مهم ویژگی
قابل استفاده

user8323

2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم25
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم26
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم29
2-3- نظریه صف35
2-3-1- مشخصات صف36
2-3-2- قانون لیتِل38
2-3-3- صف M/M/139
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه40
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه40
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک41
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب42
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده45
2-4-2-3- الگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب46
2-4-3- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای سیستم ایمنی مصنوعی49
2-4-3-1- سیستم ایمنی مصنوعی49
2-4-3-1-1- مفاهیم ایمنی49
2-4-3-1-2- ایمنی ذاتی51
2-4-3-1-3- ایمنی اکتسابی51
2-4-3-1-4- تئوری شبکه ایمنی52
2-4-3-1-5- الگوریتم ایمنی مصنوعی53
2-4-3-1-6- سیستم ایمنی مصنوعی و مسائل بهینه سازی چندهدفه54
2-4-3-2- الگوریتم MISA56
2-4-3-3- الگوریتم VIS61
2-4-3-4- الگوریتم NNIA64
2-5- روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه67
2-5-1- فاصله نسلی68
2-5-2- درجه توازن در رسیدن همزمان به اهداف69
2-5-3- مساحت زیر خط رگرسیون70
2-5-4- تعداد جواب‌های غیرمغلوب نهائی71
2-5-5- فاصله گذاری71
2-5-6- گسترش72
2-5-7- سرعت همگرائی73
2-5-8- منطقه زیر پوشش دو مجموعه73
2-6- جمع بندی74
فصل سوم: مدل سازی مسأله و توسعه الگوریتم‌ها76
3-1- مسأله موردتحقیق77
3-2- طراحی الگوریتم‌ها81
3-2-1- تطبیق الگوریتم‌ها با مسئله موردبررسی81
3-2-1-1- ساختار حل‌ها81
3-2-1-2- معیار توقف82
3-2-2- تطبیق الگوریتم NSGA-II برای مسئله موردبررسی83
3-2-3- تطبیق الگوریتم CNSGA-II برای مسئله موردبررسی84
3-2-4- تطبیق الگوریتم NRGA برای مسئله موردبررسی85
3-2-5- تطبیق الگوریتم MISA برای مسئله موردبررسی85
3-2-6- تطبیق الگوریتم VIS برای مسئله موردبررسی85
3-2-7- تطبیق الگوریتم NNIA برای مسئله موردبررسی86
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‌ها87
4-1- تولید مسأله نمونه88
4-2- اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌ها براساس معیارها89
4-3- تجزیه و تحلیل نتایج92
فصل پنجم: نتیجه گیری و مطالعات آتی100
5-1- نتیجه گیری101
5-2- مطالعات آتی102
فهرست منابع و مراجع103
پیوست الف: محاسبه معیارهای هشت گانه برای الگوریتم های استفاده شده105
پیوست ب: نمودارهای بدست آمده از تجزیه و تحلیل نتایج113
پیوست ج: یک نمونه مسئله حل شده توسط الگوریتم NSGA-II118
پیوست د: کد برنامه نویسی الگوریتم NSGA-II در محیط MATLAB123

فهرست اشکال
شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف36
شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب41
شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II43
شکل2-4- الگوریتم NRGA47
شکل 2-5- سلول B، آنتی ژن، آنتی بادی، اپیتوپ، پاراتوپ و ادیوتوپ50
شکل 2-6- فلوچارت الگوریتم MISA57
شکل 2-7- یک شبکه تطبیقی برای رسیدگی به حافظه ثانویه60
شکل 2-8- فلوچارت الگوریتم VIS62
شکل 2-9- تکامل جمعیت NNIA65
شکل 2-10- نمایش حل‌های مناسب69
شکل 2-11- مساحت زیر خط رگرسیون70
شکل 2-12- بیشترین گسترش73
شکل 3-1- مکانیسم عملگر تقاطع83
شکل 4-1- نمودار همگرایی الگوریتم‌ها براساس شاخص MID90
شکل 4-2- نتیجه بدست آمده از آنالیز واریانس برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب94
شکل 4-3- نتیجه بدست آمده از آزمون توکی برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب95
شکل 4-4- نتیجه به دست آمده از آنالیز واریانس برای تعداد جواب‌های غیرمغلوب97

فهرست جداول
جدول 4-1- مشخصات هر نمونه88
جدول 4-2- گروه بندی الگوریتم‌ها براساس معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب96
جدول 4-3- مقایسه الگوریتم‌ها ازنظر معیارهای مختلف و در حالت‌های گوناگون98
جدول 4-4- متوسط معیارهای الگوریتم‌ها و رتبه بندی الگوریتم‌ها براساس آن99
4221207272
82867519050 1
00 1

تعریف مسأله

1-1- مقدمه
با رشد روز افزون معاملات تجاری در سطح جهان و در سال‌های اخیر، ظهور پدیده تجارت الکترونیک و بانکداری الکترونیک به عنوان بخش تفکیک ناپذیر از تجارت الکترونیک مطرح شد. بانکداری الکترونیک اوج استفاده از فناوری انفورماتیک و ارتباطات و اطلاعات برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است. ضرورت یک نظام بانکی کارامد برای حضور در بازارهای داخلی و خارجی ایجاب می‌کند تا بانکداری الکترونیک نه به عنوان یک انتخاب، بلکه ضرورت مطرح شود. امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد [1].
1-2- مکانیابی تسهیلات
فرض کنید که یک شرکت رسانه‌ای می‌خواهد که ایستگاه‌های روزنامه را در یک شهر ایجاد کند. این شرکت در حال حاضر جایگاه‌هایی را به صورت بالقوه در شهرهای همسایه اش مشخص کرده‌است و هزینه ایجاد و نگهداری یک جایگاه را می‌داند. همچنین فرض کنید که تقاضای روزنامه در هر شهر همسایه مشخص است. اگر این شرکت بخواهد تعدادی از این ایستگاه‌ها را ایجاد کند، باتوجه به مینیمم کردن کل هزینه‌های ایجاد و نگهداری این ایستگاه‌ها و همچنین متوسط مسافت سفر مشتریان، این ایستگاه‌ها در کجا باید واقع شوند؟
سؤال قبل یک مثال از مسأله مکانیابی تسهیلات بود. مکانیابی تسهیلات یعنی اینکه مجموعه‌ای از تسهیلات (منابع) را به صورت فیزیکی به گونه‌ای در یک مکان قراردهیم که مجموع هزینه برآورده کردن نیازها (مشتریان) باتوجه به محدودیت‌هایی که سر راه این مکانیابی قرار دارد، مینیمم گردد.
از سالهای 1960 به این طرف مسائل مکانیابی یک جایگاه ویژه‌ای را در حیطه تحقیق در عملیات اشغال کرده‌اند. آنها وضعیت‌های مختلفی را درنظر گرفته‌اند که می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: تصمیم گیری در مورد مکان کارخانجات، انبارها، ایستگاه‌های آتش نشانی و بیمارستان‌ها.
به طور اساسی، یک مسأله مکانیابی بوسیله چهار عنصر زیر توصیف می‌شود:
مجموعه‌ای از مکانها که در آن‌ها، تسهیلات ممکن است ایجاد یا باز شوند. برای هر مکان نیز بعضی اطلاعات درمورد هزینه ساخت یا باز نمودن یک تسهیل در آن مکان مشخص می‌شود.
مجموعه‌ای از نقاط تقاضا (مشتریان) که برای سرویس دهی به بعضی از تسهیلات اختصاص داده شوند. برای هر مشتری، اگر بوسیله یک تسهیل معینی خدمت‌رسانی شود، بعضی اطلاعات راجع به تقاضایش و درمورد هزینه یا سودش بدست می‌آید.
لیستی از احتیاجات که باید بوسیله تسهیلات بازشده و بوسیله تخصیص نقاط تقاضا به تسهیلات برآورده شود.
تابعی از هزینه یا سودهایی که به هر مجموعه از تسهیلات اختصاص پیدا می‌کند.
پس هدف این نوع مسائل، پیدا کردن مجموعه‌ای از تسهیلات است که باید باتوجه به بهینه کردن تابع مشخصی باز شوند.
مدل‌های مکانیابی در یک زمینه گسترده از کاربردها استفاده می‌شود. بعضی از این موارد شامل موارد ذیل است: مکانیابی انبار در زنجیره تأمین برای مینیمم کردن متوسط زمان فاصله تا بازار؛ مکانیابی سایت‌های مواد خطرناک برای مینیمم کردن درمعرض عموم قرار گرفتن؛ مکانیابی ایستگاه‌های راه آهن برای مینیمم کردن تغییرپذیری زمان بندی‌های تحویل بار؛ مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز برای بهترین سرویس دهی به مشتریان بانک و مکانیابی ایستگاه‌های عملیات تجسس و نجات ساحلی برای مینیمم کردن ماکزیمم زمان پاسخ به حادثه‌های ناوگان دریایی. با اینکه این پنج مسأله توابع هدف مختلفی دارند، همه این مسائل در حوزه مکانیابی تسهیلات واقع می‌شوند. درواقع، مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات می‌توانند در موارد ذیل متفاوت باشند: توابع هدفشان، معیارهای فاصله‌ای که به کار می‌برند، تعداد و اندازه تسهیلاتی که قرار است مکانیابی شوند و چندین معیار تصمیم گیری مختلف دیگر. بسته به کاربرد خاص هر مسأله، درنظرگرفتن این معیارهای مختلف در فرموله کردن مسأله، منتهی به مدل‌های مکانیابی بسیار متفاوتی خواهدشد.
1-3- بیان مسأله
هدف از اجرای این تحقیق، مکان‌یابی سیستم‌های خدمات رسانی ثابت با ظرفیت خدمت محدود می‌باشد. یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند. در چنین سیستم‌هایی، زمانی که برای انجام سرویس موردنیاز است تصادفی است و همچنین تقاضای انجام خدمت در نقاط تصادفی از زمان می‌رسند که این تقاضا از جمعیت بزرگی از مشتریان سرچشمه می‌گیرد و معمولاً این سرویس‌دهی در نزدیک ترین تسهیل انجام می‌شود. چنین سیستم‌های خدمت‌رسانی، سیستم‌های صف را تشکیل می‌دهند. مدل‌های مختلفی برای حل این مسائل مکان‌یابی سیستم صف ارائه شده‌است.
دو ناحیه کاربردی وجود دارد که ما با این مدل‌ها روبه رو می‌شویم [4]: اولی در طراحی سیستم ارتباط کامپیوتری مانند اینترنت می‌باشد. در یک سیستم ارتباط کامپیوتری، ترمینال‌های مشتری (کاربران اینترنت) به کامپیوترهای میزبان (سرورهای پروکسی، سرورهای آینه) وصل می‌شوند که قابلیت پردازش بالا و/یا پایگاه داده‌های بزرگ میزبان دارند. زمانی که طول می‌کشد تا سرور درخواست را پردازش کند بستگی به سرعت پردازش سرور و و نوع درخواست دارد که آن هم تصادفی است. زمانی که مشتری برای پاسخ سرور منتظر می‌ماند نیز بستگی به تعداد و اندازه درخواست‌های داده‌ای است که در حال حاضر در صف هستند. به طور کلی، درخواست‌های مشتری‌ها به نزدیکترین سرور وصل می‌شود. این مکان و ظرفیت سرورها، پارامترهای طراحی بحرانی هستند. این انتخاب پارامترها تأثیری قابل توجه روی کیفیت خدمات دارد، به طوری که بوسیله یک مشتری درک می‌شود.
کاربرد دوم شامل طراحی یک سیستم دستگاه خودپرداز برای بانک است. مشتری‌ها به صورت تصادفی به یک دستگاه خودپرداز می‌رسند. اگر هنگامی‌که آن‌ها می‌رسند، دستگاه آزاد باشد، آن‌ها بلافاصله سرویس دهی می‌شوند. در غیر این صورت ، آن‌ها به صف می‌پیوندند یا آن جا را ترک می‌کنند. زمان تصادفی که یک مشتری در یک دستگاه سپری می‌کند بستگی به تعداد و نوع تراکنشی (مثلاً مانده حساب، دریافت وجه، انتقال وجه و غیره) دارد که او انجام می‌دهد. منبع قابل توجه دیگر زمان مشتری در یک دستگاه، شامل تأخیر ارسال در مدت شبکه ارتباط بانک است. از آن جا که دستگاه‌ها ثابت هستند، مشتری‌ها باید به یک مکان خودپرداز مراجعه کنند تا یک تراکنش را انجام دهند. گاهی اوقات، مردم در طول مسیر خود (مثلاً از خانه به محل کار) برای استفاده از یک دستگاه خودپرداز به آن مراجعه می‌کنند؛ گاهی اوقات هم، آن‌ها آن را طبق یک مسیر از پیش برنامه‌ریزی‌شده (مثلاً مسیر روزانه بین خانه و کار) استفاده می‌کنند. به طور کلی، آن‌ها از تسهیل با کمترین هزینه قابل‌دسترس استفاده می‌کنند. برای مثال، هنگامی‌که هزینه‌ها بوسیله مسافت سفر تعیین می‌شود، مشتری‌ها نزدیکترین تسهیل به محل کار/خانه یا نزدیکترین مسیر روزانه شان را انتخاب می‌کنند. ما فرض می‌کنیم که مشتری‌ها هیچ اطلاعی از تأخیرات دستگاه‌های خودپرداز ندارند و از این رو نزدیکترین تسهیل را برای درخواست سرویسشان انتخاب می‌کنند.
فرضیاتی که برای این مسأله درنظر گرفته می‌شود به شرح زیر می‌باشد:
گره مشتری وجود دارد که هر یک درخواستی را برای سرویس ایجادمی‌کند؛
تعداد درخواست‌ها در واحد زمان، یک جریان پوآسن مستقل را تشکیل می‌دهند؛
گره خدمت‌رسان بالقوه وجود دارد؛
مشتریان از مراکز تقاضا به سمت مکان این دستگاه‌ها حرکت می‌کنند؛
هر جایگاه خدمت فقط یک خدمت دهنده دارد؛
زمان سرویس یک دستگاه به صورت تصادفی و توزیع نمایی دارد؛
مکان دستگاه‌ها ثابت هستند؛
مشتری‌ها بوسیله نزدیکترین دستگاه خودپرداز خدمت‌رسانی می‌شوند؛
میزان زمان انتظار مشتریان در صف نباید از یک حد ازپیش تعیین شده، فراتر رود؛
ماکزیمم تعداد دستگاه‌های خدمت‌رسان از قبل تعریف شده‌است.
در مسائل مکان‌یابی تک هدفه، هدف مسأله معمولاً هزینه یا پوشش بوده‌است، امّا در مسائل چندهدفه، حداقل یک هدف دیگر وجود دارد که باتوجه به طبیعت این گونه مسائل، با هدف اوّلی درتضاد است.
براین اساس، ما مروری بر روی اهدافی که در مسائل مکان‌یابی چندهدفه توسعه یافته می‌کنیم. این اهداف می‌توانند به صورت زیر توصیف شوند:
هزینه: انواع مختلفی از هزینه وجود دارد. این انواع می‌توانند به دو قسمت ثابت و متغیر تقسیم شوند. هزینه‌های ثابت شامل هزینه شروع و نصب به همراه سرمایه گذاری می‌باشد. هزینه‌های متغیر می‌تواند هزینه حمل و نقل، عملیات، تولید، خدمات، توزیع، تدارکات، دفع پسماند، نگهداری و محیطی باشد. هزینه حمل و نقل بیشترین و هزینه نصب بعد از آن قرار دارد. مسائل مختلفی از یک معیار «هزینه کل» استفاده کرده‌اند که شامل همه هزینه‌ها تحت یک هدف می‌شود.
ریسک‌های محیطی: این هدف شامل ریسک حمل و نقل، ریسک طبیعی، دفع پسماند یا ریسک رفتاری، یا «اثرات نامطلوب» عمومی است که جایگاه بزرگی دارد. به هر حال نسبت ریسک محیطی در مسائل مکان‌یابی کمتر از دیگر هزینه‌هاست.
پوشش: تقریبا مجموعه کامل مسائل مکان‌یابی درباره پوشش مسافت، زمان، مبلغ و یا حتی انحراف پوشش است. اگرچه بسیاری از مسائل از مسافت و پوشش جمعیّت به عنوان هدفشان استفاده می‌کنند، اما در بعضی مسائل نیز زمان مهّم است.
مفهوم تساوی نیز در این طبقه قرار می‌گیرد، زیرا این نوع مسائل، روشی منصفانه در برخورد با مسأله پوشش دارند.
سطح و کارائی خدمت: در این طبقه، هدف سطح سرویس به همراه کارائی قرارمی‌گیرد.
سود: بعضی مسائل به سود خالص (تفاوت بین سودها و هزینه‌ها) علاقمندند.
اهداف دیگر: بعضی اهداف دیگر که در مسائل مکان‌یابی استفاده می‌شوند، مانند دستیابی به منابع به همراه ریسک‌های سیاسی و اجتماعی که نمی‌توانند در دیگر دسته‌ها قرار بگیرند.
سه هدف برای مسأله موردنظر ما درنظر گرفته شده‌است که هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
1-4- روش حل
به طور کلی مسائل مکانیابی تسهیلات اصولاً NP-Hardهستند و بعید است بدون کاربرد الگوریتم‌های فراابتکاری بتوان حلّی بهینه را در زمان معقول پیدا کرد و زمان محاسباتی نیز با توجه به اندازه مسأله به صورت نمایی افزایش می یابد.
مسائل بهینه یابی چندهدفه، به طور کلی با یافتن حل‌های بهینه پارتو یا حل‌های مؤثّر کارمی‌کنند. چنین حل‌هایی غیرمغلوب هستند، یعنی هنگامی‌که همه اهداف درنظر گرفته شوند، هیچ حل دیگری برتر از آن‌ها نیست. بیشترین روش‌هایی که برای حل مسائل بهینه سازی چندهدفه به کار می‌روند، روشهای ابتکاری و فراابتکاری هستند.
برای مسائلی که در کلاس NP-Hard قرار می گیرند، تاکنون روش‌های دقیقی که بتواند در حالت کلی و در زمانی معقول به جواب دست یابد توسعه داده نشده‌است. از این رو روش‌های ابتکاری و فراابتکاری مختلفی را برای حل این دسته از مسائل به کار می برند تا به جواب‌های بهینه یا نزدیک به بهینه دست یابند.
در این تحقیق سعی شده‌است که از چندین الگوریتم بهینه سازی چندهدفه استفاده شود. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند. چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است. در سال‌های اخیر، الگوریتم‌های بهینه سازی مبتنی بر ایمنی مصنوعی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌است که به همین علت، ما در این تحقیق سعی بر آن داریم که از کارآمدترین این الگوریتم‌ها استفاده کنیم. از میان الگوریتم‌های چندهدفه ایمنی، ما از MISA، VIS و NNIA استفاده کرده ایم که در ادامه و در بخش‌های بعدی به نتایج خوبی که دراثر استفاده از این الگوریتم‌ها بدست می‌آید، اشاره می‌کنیم.
1-5- اهمیت و ضرورت تحقیق
امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد.
در این تحقیق سعی شده‌است که محدودیت‌ها و چالش‌های فراروی این مسأله در دنیای واقعی تا حد ممکن درنظر گرفته شود. به همین منظور محدودیت‌هایی ازقبیل ماکزیمم دستگاه خدمت‌رسانی که می‌تواند به کار گرفته شود و حدّ بالای زمان انتظار برای مشتریان منظور شده‌است. همچنین به‌دلیل اینکه یک هدف، پاسخگوی انگیزه ایجاد شده برای انجام این طرح نمی‌باشد، این مسأله به صورت یک مسأله چند هدفه درنظر گرفته شده‌است تا به دنیای واقعی هر چه نزدیکتر گردد تا در درجه اول سود بانک یا مؤسسه ازطریق انتخاب بهینه دستگاه‌های خودپرداز افزایش یابد و در درجه دوم رضایت مشتریان جلب گردد، به صورتی که هم پوشش مناسب برای خدمت‌رسانی داده شود و هم مدت زمان خدمت‌رسانی به مشتریان حداقل گردد.
1-6- اهداف تحقیق
اهدافی که برای اجرای این تحقیق درنظر گرفته شده‌است عبارتند از:
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات به صورت کلّی
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
بهینه نمودن استفاده از دستگاه‌های‌های خدمت‌رسان؛ یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند، به‌صورتی که هم رضایت مشتریان جلب شود (این هدف را به صورت کمینه کردن مجموع زمان خدمت‌رسانی به مشتریان که شامل زمان سفر مشتریان از مراکز تقاضا به مراکز خدمت‌رسانی و زمان انتظار آنها برای خدمت‌رسانی درنظر گرفته ایم) و هم مجموع کارکرد دستگاه‌ها بیشینه گردد.
تطبیق الگوریتم‌های مختلف با مسئله مورد بررسی
تجزیه و تحلیل الگوریتم‌های مختلف با استفاده از روشهای مقایسه الگوریتم‌ها
1-7- جمع بندی
مسأله مکانیابی تسهیلات در حالت کلی به عنوان یک مسأله NP-Hard شناخته می‌شود. به‌خصوص در حالتی که محدودیت‌های دیگری نظیر محدودیت انتظار مشتریان در صف و محدودیت در تعداد تسهیلات باز شده نیز مطرح باشد، پیچیدگی این مسأله چندین برابر می‌شود.
هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
پایان نامه دارای ساختار زیر است: در فصل دوم برای آنکه خواننده با مفاهیمی که در این پایان‌نامه به کار گرفته شده‌است و همچنین موضوعاتی که در این تحقیق مطرح می‌شود، مروری جامع بر ادبیات موضوعات در بخش‌های مختلف اعم از مکانیابی تسهیلات به صورت کلی، مکانیابی تسهیلات باتوجه به مسأله مطرح شده و محدودیت‌های ایجاد شده به عمل آمده‌است. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
در فصل سوم ابتدا درمورد مسئله مورد بررسی این تحقیق توضیحات کافی داده می شود و اهداف و محدودیت های فراروی آن شرح داده می شود. سپس، در قسمت طراحی الگوریتم‌ها، الگوریتم‌های درنظر گرفته شده را با مسئله مورد بررسی تطبیق می دهیم.
در فصل چهارم پس از اینکه درمورد تولید مسائل نمونه صحبت کردیم، به تجزیه و تحلیل و مقایسه الگوریتم‌ها خواهیم پرداخت که این کار را به این صورت انجام می‌دهیم که ابتدا معیارهای مختلف را برای تمامی الگوریتم‌ها اندازه گیری کرده و سپس این نتایج را باتوجه به روش‌های موجود درزمینه تحلیل واریانس، مورد تجزیه و تحلیل قرارمی‌دهیم.
در فصل پنجم نیز پس از مروری کلّی بر تحقیقی که انجام شده، چند زمینه تحقیق برای مطالعات آتی به خوانندگان پیشنهاد می‌شود.
4221207272
82867519050 2
00 2

مرور ادبیات

2-1- مقدمه
در این فصل، ابتدا به بحث درباره موضوع مکانیابی تسهیلات می پردازیم. در ابتدا، به مروری بر ادبیات این موضوع می پردازیم. در ادامه، مسائل پوشش که مهمترین و پرکاربردترین مباحث در این حوزه است را توضیح داده و مدل های دیگر مکانیابی تسهیلات را معرفی می نمائیم. سپس باتوجه به اینکه مسئله ما در حیطه مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم می باشد، به مرور ادبیات این حیطه و خصوصیات این نوع مدل ها می پردازیم. سپس سیستم صف و مسائلی که در این حوزه و ادامه تحقیق، موردنیاز است، شرح داده می شود. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
2-2- مکانیابی تسهیلات
2-2-1- مرور ادبیات در موضوع مکانیابی تسهیلات [5]
می‌توان استدلال نمود که تحلیل‌های مکانیابی در قرن هفدهم و با مسأله پیِر دِ فِرمَت شروع شد: فرض کنید که سه نقطه در یک صفحه وجود دارد، نقطه چهارمی را پیداکنید به صورتی که مجموع فواصلش تا سه نقطه فرض شده مینیمم گردد. اِوانجلیستا توریچلی نیز یکی از کسانی است که ساختارهای فضایی که نیاز به یافتن یک چنین میانه‌های فاصله‌ای یا «نقاط توریچلی» دارند، به آن نسبت داده شده‌است. به هر حال در قرن اخیر، با «مسأله وِبِر» از آلفرد وِبِر و بعضی از گسترش‌های بعدی اش در مسئله درِزنر و همکارانش دوران جدید تحلیلهای مکانیابی با کاربردش در مکانیابی صنعتی شروع می‌شود. مسأله وِبِر نقاطی را در یک سطح پیدا می‌کند که مجموع فواصل اقلیدسی وزن‌دهی شده آن تا یک مجموعه نقاط ثابت مینیمم گردد. این مسأله به این صورت تفسیر می‌شود که مکان یک کارخانه را به گونه‌ای پیداکنیم که کل مسافت وزن دهی شده آن از تأمین کنندگان و مشتریان مینیمم گردد، که وزن‌ها بیانگر حجم مبادلات می‌باشد، مثل وزن موادی که باید از یک تأمین‌کننده منتقل شود یا حجم محصولات نهایی که برای یک مشتری ارسال می‌شود.
تنها در دهه 60 و 70، با فراهم بودن گسترده قدرت محاسبات برای پردازش و تحلیل مقادیر بزرگی از داده‌ها بود که ما شروع واقعی بهینه سازی جدید و به همراه آن، تحقیق در مسائل مکانیابی را مشاهده می‌کنیم. این دوره را به این دلیل دوره بلوغ تحلیلهای مکانیابی می‌نامند که گرایش زیادی به مطالعه p-median کلاسیک، p-center، پوشش مجموعه، مکانیابی تأسیسات ساده و مسائل تخصیص درجه دوم و گسترش آنها پیدا شد.
در این دوره، کوپر مسأله تک تسهیلی وِبِر را گسترش داد تا مسأله تخصیص-مکانیابی چندتسهیلی را ایجاد کند. سپس مارانزانا این مسأله را از فضای پیوسته به شبکه گسترش داد. به هر حال حکیمی است که شالوده تحقیق در p-median و مسائل دیگر در یک شبکه را کامل می‌کند. مسأله p-median شبیه مسأله وِبِر در یک سطح، مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که کل مسافت وزن دهی شده با تقاضا را تا نزدیکترین تسهیل مینیمم می‌کند. به علاوه حکیمی مسأله p-center اصلی را ارائه می‌کند که مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که ماکزیمم مسافت تقاضا تا نزدیکترین تسهیل مینیمم گردد. نتیجه مهم قضیه حکیمی نیز مشخص است، یعنی اینکه یک حل در مسأله p-median، همیشه در گره‌های یک شبکه در مسأله واقع می‌شود، درحالیکه یک حل در مسأله p-center لزومی ندارد که در گره‌ها واقع شود. کاریف و حکیمی اثبات می‌کنند که مسائل p-center و p-median، NP-Hard هستند.
مدلهای پوشش، مسائلی را درنظر می‌گیرند که تقاضاها باید در یک مسافت مطمئنی از زمان سفر پوشش داده شوند. تورِگاس و همکارانش روش حلی را برای اینگونه مسائل که در کاربرد با نام مسأله پوشش مجموعه (LSCP) شناخته می‌شود را فرمول بندی و ارائه کردند. مکان تسهیلات برای خدمات اورژانسی از این مسأله الهام می‌شوند. چِرچ و رِوِله، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) را ارائه کردند. این مسأله، مکانهای بهینه‌ای را برای تعداد معیّنی از تسهیلات پیدا می‌کند که جمعیّتی که درون یک فاصله خدمت‌رسانی مشخص، پوشش داده می‌شوند، حداکثر گردد.
دیگر مسأله بنیادی با مفهوم پوشش، مسأله تخصیص درجه دوم (QAP) می‌باشد که به دلیل طبیعت درجه دوّم فرموله کردن تابع هدفش به این نام خوانده می‌شود. تعدادی (N) تسهیل که در همان تعداد جایگاه (N) به گونه‌ای واقع می‌شوند که کل هزینه انتقال مواد درمیان آنها مینیمم گردد. هزینه حرکت مواد بین هر دو مکان بوسیله ضرب یک وزن یا جریان در فاصله بین مکان‌ها بدست می‌آید. مدل خطی آن بوسیله کوپمنس و بِکمن ارائه شد که مورد خاصی از مسأله حمل و نقل شناخته شده‌است. این مسأله NP-Hard علائق بسیاری را برای تحقیق ایجاد کرد و هنوز هم حل آن در هر اندازه ای، بسیار سخت به نظر می‌رسد.
دهه 80 و 90 تحقیقاتی را در تحلیل مکانیابی دید که به رشته‌های دیگر نیز گسترش پیدا کرد و نتایج سودمندی را از دیدگاه مدل سازی و کاربرد بدست آورد. این نوآوری‌ها تا به امروز نیز ادامه دارد.
از جمله این مدل‌ها می‌توان به مکان‌یابی رقابتی، مکان تسهیلات گسترده، مکانیابی تصادفی، مسیریابی، مکان‌یابی هاب و جلوگیری از جریان اشاره کرد. به عنوان کاربردهای جدید در این دوران می‌توان به ناحیه‌هایی ازجمله برنامه ریزی خدمات اورژانسی، کاربردهای محیط زیستی همچون تسهیلات زیان آور و ترکیب مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین اشاره کرد.
مدلهای مکانیابی رقابتی: حکیمی مدلهای رقابتی را درون تئوری مکانیابی وارد کرد. بیشتر نتایج در این زمینه یک فضای گسسته یا یک شبکه را درنظر می‌گیرند. اخیراً مدل‌های مکانیابی رقابتی پیوسته توسط داسکی و لاپورته ارائه شده‌است.
مدلهای مکانیابی تسهیلات گسترده: یک تسهیل اگر در مقایسه با محیطش، خیلی کوچکتر از یک نقطه به نظر برسد، گسترده نامیده می‌شود. چنین مدل‌هایی بارها در وضعیت‌های طراحی شبکه به کار گرفته شده‌است. مِسا و بوفی یک سیستم دسته بندی شامل مسائلی برای تعیین خط مسیر حمل و نقل مواد خطرناک ارائه کردند. اخیراً یک مثال بوسیله بریمبرگ و همکارانش آورده شده‌است که مسأله مکانیابی یک دایره درون یک کره را درنظر می‌گیرد، به صورتی که فاصله از تسهیلات موجود باید مینیمم گردد.
مکانیابی تصادفی: مدلهای مکانیابی تصادفی هنگامی رخ می‌دهند که داده‌های مسأله فقط به روشی احتمالی شناخته شوند. بِرمن و همکارانش مسائلی را درنظر گرفتند که ورود به تسهیلات به صورت تصادفی است و اثر تراکم نیز باید درنظر گرفته می‌شد. لوگندران و تِرِل یک مسأله LA با ظرفیت نامحدود را با تقاضاهای تصادفی حسّاس به قیمت درنظر گرفتند. بِرمن و کراس یک کلاس کلی از «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» را ارائه کردند.
مسیریابی مکان: ترکیب تحلیلهای مکانیابی با زمینه‌های شناخته شده مسائل مسیریابی وسایل نقلیه، ناحیه جدید دیگری از مدل سازی، یعنی مسیریابی مکان را ایجاد می‌کند.
مکانیابی هاب: در چنین مسائل مکانیابی، هاب‌ها به عنوان متمرکزکننده‌ها یا نقاط سوئیچینگ ترافیک عمل می‌کنند، خواه برای مسافران خطوط هوایی باشد، خواه بسته‌های کوچک در سیستمهای سوئیچینگ. جریان بین منابع و مقاصد اساس مدل سازی این دسته از مسائل را تشکیل می‌دهد. اُکِلی اساس تحلیلهای مکانیابی هاب را بنانهاد. آن مدل‌ها به صورتی مدل سازی شد تا بهترین مکان‌ها برای متصل کردن ترمینال‌ها را باتوجه به مینیمم کردن هزینه‌های کل تراکنش‌ها، پیدا کند.
جلوگیری از جریان: در بسیاری از مسائل مکانیابی، تقاضاها فرض می‌شوند که در گره‌های یک شبکه رخ می‌دهند. یک تغییر جالب که بوسیله مسائل فرض می‌شود این است که تقاضا بوسیله جریانی از وسایل نقلیه یا پیاده‌هایی که از میان اتصالات شبکه عبور می‌کنند، ارائه می‌شوند. ازجمله کاربردهای این حیطه می‌توان به دستگاه‌های خودپرداز و ایستگاه‌های نفتی اشاره کرد. چنین مسائلی اولین بار توسط هاچسون و بِرمن و همکارانش ارائه شد.
مکانیابی یا جابجایی وسایل خدمات اورژانسی: مقدار شگرفی از تحقیقات در مطالعه مکانیابی وسایل خدمات اورژانسی ایجاد شده‌است. چَپمن و وایت اولین کار را برحسب محدودیت‌های کاربردی که در LSCP کاربرد دارد، ارائه کردند. مطالعه میرچندانی و اُدُنی زمان‌های سفر تصادفی را در مکانیابی تسهیلات اورژانس درنظر می‌گیرد. همچنین باتوجه به کاربردهای وسایل اورژانسی، مدل MEXCLP که توسط داسکین ارائه شده‌است، مدل MCLP را با محدودیت‌های احتمالی گسترش می‌دهد. رِپِده و برناردو، مدل TIMEXCLP را ارائه کردند که MEXCLP را با تغییر تصادفی در تقاضا گسترش می‌دهد.
کاربردهای مرتبط با محیط زیست: تسهیلات زیان آور و مفاهیم دیگر: بعضی از تحلیلهای مکانیابی در موضوع محیط زیست، مربوط به مکان تسهیلاتی می‌شود که برای جمعیت مجاورشان مضر یا نامطبوع هستند. گُلدمن و دیِرینگ و همچنین چِرچ و گارفینکل جزء اولین افرادی بودند که مکانیابی برای تسهیلات زیان آور یا تسهیلاتی که ترجیح می‌دهیم دور از دسترس باشند را درنظر گرفتند.
تحلیلهای مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین: مدیریت زنجیره تأمین (SCM) شامل تصمیمات درمورد تعداد و مکان تسهیلات و جریان شبکه در حیطه تأمین، تولید و توزیع می‌شود. در اولین کارها در برنامه ریزی پویا، بالُو از برنامه نویسی پویا برای جابجایی انبارها در طول دوره برنامه‌ریزی استفاده می‌کند. جئوفریون و پاورز محیطی یکپارچه را بین مکان و SCM درنظر می‌گیرد.
2-2-2- معیارهای دسته بندی مدلهای مکانیابی
مدلهای مکانیابی تسهیلات می‌توانند باتوجه به اهداف، محدودیتها، حل‌ها و دیگر خصوصیات دسته بندی شوند. در زیر، هشت معیار رایجی که برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی تسهیلات سنتی استفاده می شود، آورده شده‌است ‍‍[6]:
مشخصات مکان: مشخصات مکان تسهیلات و جایگاه‌های تقاضا شامل مدل‌های مکانیابی پیوسته، مدل‌های شبکه گسسته، مدل‌های اتصال هاب و غیره می‌شود. در هر یک از این مدل‌ها، تسهیلات می‌توانند فقط در جایگاه‌هایی واقع شوند که توسط شرایط مکانی مجاز هستند.
اهداف: هدف یکی از معیارهای مهم برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی است. هدف مدل‌های پوشش، مینیمم کردن تعداد تسهیلات برای پوشش همه نقاط تقاضا یا ماکزیمم کردن تعداد تسهیلاتی است که باید پوشش داده شوند. هدف مدل‌های p-center مینیمم کردن ماکزیمم فاصله (یا زمان سفر) بین نقاط تقاضا و تسهیلات است. آن‌ها اغلب برای بهینه کردن تسهیلات در بخش‌های عمومی همچون بیمارستان‌ها، اداره‌های پست و آتش‌نشانی‌ها استفاده می‌شوند. مدل‌های p-median سعی می‌کنند که جمع فاصله (یا متوسط فاصله) بین نقاط تقاضا و نزدیکترین تسهیلشان مینیمم گردد. شرکت‌هادر بخش‌های عمومی اغلب از مدل‌های p-median استفاده می‌کنند تا برنامه توزیع تسهیل را به گونه‌ای بریزند که مزایای رقابتشان را بهبود دهند.
روش‌های حل: روش‌های حل مختلف در مدل‌های مکانیابی مختلف همچون مدل‌های بهینه‌سازی و مدل‌های توصیفی بدست می‌آیند. مدل‌های توصیفی از رویکردهای ریاضی همچون برنامه نویسی ریاضی یا برنامه نویسی عددی استفاده می‌کنند تا حل‌های مختلف را برای سبک و سنگین کردن اکثر اهداف مهم در مقابل یکدیگر جستجو کنند. در مقابل، مدل‌های توصیفی، از شبیه سازی یا رویکردهای دیگری استفاده می‌کنند تا موفقیت دستیابی به الگوی مکانیابی را افزایش دهند تا حلی با درجه مطلوب بدست آید. روش‌های حل ترکیبی نیز بوسیله گسترش مدلهای توصیفی با تکنیک‌های بهینه سازی توسعه داده شده‌است تا مسائل مکانیابی تعاملی یا پویا (مثل سرورهای متحرک) را بسازند.
مشخصات تسهیلات: مشخصات تسهیلات نیز مدل‌های مکانیابی را به انواع مختلف تقسیم می‌کند. مثلاً، محدودیت تسهیل می‌تواند منجر به مدلی با یا بدون ظرفیت خدمت‌رسانی شود، و تکیه تسهیلات به یکدیگر می‌تواند به مدل‌هایی منجر شود که همکاری تسهیلات را به حساب آورند یا نیاورند.
الگوی تقاضا: همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس الگوهای تقاضا دسته بندی شوند. اگر یک مدل تقاضای انعطاف پذیر داشته باشد، پس آن تقاضا محیطی متفاوت با تصمیمات مکانیابی تسهیلات مختلف خواهد داشت؛ درحالیکه یک مدل با تقاضای غیرانعطاف پذیر، به علت تصمیمات مکانیابی تسهیلات، با آن الگوی تقاضا متفاوت نخواهد بود.
نوع زنجیره تأمین: مدل‌های مکانیابی می‌تواند بوسیله نوع زنجیره تأمینی که درنظر می‌گیرند تقسیم شوند (یعنی مدلهای تک مرحله‌ای درمقابل مدل‌های چند مرحله ای). مدل‌های تک‌مرحله‌ای بر روی سیستمهای توزیع خدمت تنها با یک مرحله تمرکز می‌کنند، درحالیکه مدل‌های چندمرحله ای، جریان خدمات را در طول چند سطح سلسله مراتبی درنظر می‌گیرند.
افق زمانی: افق زمانی، مدل‌های مکانیابی را به مدل‌های استاتیک و پویا دسته بندی می‌کند. مدل‌های استاتیک، کارایی سیستم را با درنظر گرفتن همزمان همه متغیرها بهینه می‌کند. درمقابل، مدل‌های پویا، دوره‌های زمانی مختلف را با تغییر داده‌ها درطول این دوره‌ها درنظر می‌گیرند و حل‌هایی را برای هر دوره زمانی با وفق دادن با شرایط مختلف ارائه می‌کند.
پارامترهای ورودی: روش دیگری برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی براساس خصوصیت پارامترهای ورودی به مسأله است. در مدلهای قطعی، پارامترها با مقادیر مشخص پیش بینی می‌شوند و بنابراین، این مسأله، برای حل‌های ساده و سریع، ساده سازی می‌شود. به هر حال، برای بیشتر مسائل جهان واقعی، پارامترهای ورودی ناشناخته هستند و طبیعتاً ماهیت احتمالی/تصادفی دارند. مدل‌های مکانیابی احتمالی/تصادفی برای رسیدگی به ماهیت پیچیده مسائل جهان واقعی از توزیع احتمالی متغیرهای تصادقی استفاده می‌کنند یا مجموعه‌ای از طرحهای ممکن را برای پارامترهای نامعیّن درنظر می‌گیرند.
همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس مشخصات دیگری همچون مدل‌های تک محصولی درمقابل مدلهای چندمحصولی و یا مدلهای کششی درمقابل مدلهای فشاری متمایز شوند.
2-2-3- مسائل پوشش
ایده اصلی پشت مدلهای پوشش مکانیابی تسهیلات به گونه‌ای است که بعضی خدمات موردنیاز مشتریان فراهم شود. دو هدف برای مکانیابی تسهیلات وجود دارد که آیا همه مشتریان در شبکه با حداقل تسهیلات پوشش داده می‌شوند یا هر تعدادی از مشتریان که ممکن است با تعداد مشخصی از تسهیلات پوشش داده شوند. در اینجا به مسائل پوشش در شبکه می‌پردازیم [7]،[8].
2-2-3-1-مسأله پوشش مجموعه
برای ساده سازی، فرض می‌کنیم که همه مشتریان و تسهیلات در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. در ادامه، ما از اندیس i برای اشاره به مشتریان و از اندیس j برای اشاره به تسهیلات استفاده می‌کنیم. همچنین تقاضاها (یا وزن‌ها) در گره i را با و تعداد تسهیلاتی است که باید مکانیابی شوند را با p نمایش می‌دهیم. همچنین ما را به عنوان کوتاهترین مسیر (یا زمان، هزینه یا هر عدم مطلوبیت دیگری) بین گره تقاضای و جایگاه تسهیل در گره تعیین می‌کنیم. اگر گره i بتواند بوسیله تسهیل در مکان j پوشش داده شود، قرارمی‌دهیم، درغیر اینصورت . همچنین را مجموعه همه جایگاه‌های کاندیدشده‌ای قرار می‌دهیم که می‌توانند گره تقاضای i را پوشش دهند. اینکه p تسهیل در کجا واقع شوند و کدام تسهیل باید کدام گره تقاضا را سرویس دهد، تصمیمات کلیدی در اینگونه مسائل هستند.
مسائل پوشش مجموعه در ابتدای دهه 70 ایجاد شد. هدف LSCP مکانیابی حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که هر گره تقاضا بوسیله یک یا چند تسهیل «پوشش» داده شود. به طور کلی، تقاضا در یک گره i توسط تسهیل j پوشش داده شده نامیده می‌شود اگر فاصله (یا زمان سفر) بین گره‌ها کمتر از فاصله بحرانی D باشد. به علاوه، D به ماکزیمم فاصله یا زمان خدمتی که تصمیم‌گیرنده مشخص می‌کند اشاره می‌کند.
با این توضیحات، می‌توان مدل مکان پوشش مجموعه را که اولین بار توسط تورِگاس و همکارانش ارائه شد، به صورت زیر فرموله کرد:
(1.2)
(2.2)
(3.2)
تابع هدف (1.2) تعداد تسهیلاتی که استفاده می‌شوند را مینیمم می‌کند. محدودیت (2.2) تعیین می‌کند که برای هر نقطه تقاضای i، حداقل یک تسهیل باید در مجموعه ایجاد گردد که بتواند این گره را پوشش دهد. محدودیت‌های (3.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.

2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش
درمقابل مسأله پوشش مجموعه که در بالا آورده شد، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) سعی نمی‌کند که همه مشتریان را پوشش دهد. تعداد p تسهیل را فرض کنید که هدف ما مکانیابی این تسهیلات به گونه‌ای است که بیشترین تعداد ممکن از مشتریان را پوشش دهیم. منظور از پوشش را نیز در بالا آوردیم.
با تعیین این محدودیت‌های مدل پوشش مجموعه، چِرچ و رِوِله مسأله مکانیابی حداکثر پوشش را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(4.2)
(5.2)
(6.2)(3.2)
(7.2)
که اگر گره تقاضای i پوشش داده شود، برابر یک خواهد بود، درغیر اینصورت صفر می‌شود. تابع هدف (4.2) تعداد تقاضاهایی که پوشش داده می‌شوند را ماکزیمم می‌کند. محدودیت (5.2)، متغیرهای مکان و پوشش را به همدیگر مرتبط می‌کند و نشان می‌دهد که گره تقاضای i نمی‌تواند به عنوان پوشش داده شده تلقی گردد مگر اینکه ما حداقل یک تسهیل را در یکی از جایگاه‌های کاندید شده مستقر کنیم که بتواند آن گره را پوشش دهد. محدودیت (6.2) تعداد تسهیلات را به p محدود می‌کند و محدودیت‌های (3.2) و (7.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.
اگر تعداد تسهیلاتی که برای پوشش تمام تقاضاها نیاز است، از منابع دردسترس بیشتر شود، یک گزینه، راحت کردن الزامات برای پوشش کامل می‌باشد.
2-2-3-3- مسائل p-center
نوع دیگری از مسائل کلاسیک پوشش، اصطلاحاً مسائل p-center نامیده می‌شود. هدف مسائل p-center ، مکانیابی تعداد معین p تسهیل به گونه‌ای است که بزرگترین فاصله بین هر مشتری و نزدیکترین تسهیلش تا حد ممکن کوچک شود. اگرچه از دیدگاه نظری، مسائل p-center متفاوت هستند، اما یک روش دوبخشی ساده می‌تواند به کار گرفته شود تا مسائل p-center را به عنوان بخشی از مسائل پوشش حل نماید. این مسأله می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود که Q ماکزیمم فاصله است که باید مینیمم گردد:
(8.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(11.2)
(3.2)
(12.2)محدودیت (9.2) ما را مطمئن می‌کند که هر گره تقاضا تخصیص داده شده‌است، درحالیکه محدودیت (10.2) تصریح می‌کند که این تخصیصها می‌توانند فقط در تسهیلاتی که بهره برداری شده‌اند ایجاد شود. محدودیت (6.2) بیان می‌کند که دقیقاً p تسهیل می‌تواند ایجاد شود. محدودیت (11.2) ماکزیمم فاصله را برحسب متغیرهای تصمیم تعیین می‌کند. این محدودیت‌ها تصریح می‌کنند که Q باید بزرگتر یا مساوی با فاصله‌ای باشد که برای هر گره تقاضا تخصیص داده می‌شود.
2-2-3-4- مسائل p-median
درمقابل مسائل p-center با اهداف مینیماکسش که در قسمت قبل توضیح داده شد، مسائل p-median اهداف مینیمم مجموع دارند. به عبارت دیگر مسائل p-median ، p تسهیل را به‌گونه‌ای مکان‌یابی می‌کنند که مجموع فواصل بین همه مشتریان و نزدیکترین تسهیل مرتبطشان مینیمم گردد. رِوِله و سواین مسأله p-median را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(13.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(3.2)
(12.2)
تابع هدف (13.2) کل فاصله‌ای که در تقاضا ضرب شده‌است را مینیمم می‌کند. از آنجائیکه تقاضاها مشخص هستند و کل تقاضا ثابت است، این هدف در حکم مینیمم کردن متوسط فاصله ضرب در تقاضا است. به خاطر داشته باشید که این فرمول بندی خیلی شبیه به فرمول بندی مسأله p-center است مگر در تابع هدف و محدودیت شماره (11.2).

2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی [8]
در این بخش به اختصار به انواع دیگری از مدل‌های مکانیابی که در مقالات استفاده شده‌است اشاره می‌کنیم. اولین نوع، مدل‌هایی هستند که به تسهیلات نامطلوب اشاره می‌کنند. چنین مدل‌هایی به مکانیابی تسهیلاتی همچون تأسیسات تصفیه فاضلاب، محل‌های بازیافت زباله‌ها، نیروگاه‌ها یا زندان‌ها می‌پردازند که همسایگی آنها با نواحی مسکونی نامطلوب به نظر می‌رسد.
به عنوان سیستم‌هایی که معمولاً شامل دو یا چند سطح از تسهیلات می‌شوند، از سیستمهای سلسله مراتبی استفاده می‌کنیم. بسیاری از سیستمها در طبیعت سلسله مراتبی هستند. این تسهیلات معمولاً برحسب نوع خدماتی که ارائه می‌کنند سلسله مراتبی هستند. مثلاً مراکز مراقبت‌های پزشکی را درنظر بگیرید که شامل کلینیک‌های عمومی، بیمارستان‌ها و مراکز دارویی هستند.
نوع دیگری از مدل‌ها، به مدل‌های مکانیابی می‌پردازد که اهداف «یکسان» دارند. این مدل‌ها، تسهیلات را به گونه‌ای مکانیابی می‌کنند که برای همه مشتریان به طور مساوی دردسترس باشند.
ناحیه فعال دیگر در این زمینه، مکانیابی هاب‌هاست. هاب به عنوان توپ در مرکز یک چرخ است و منظور از آن، تسهیلاتی است که به بعضی جفت‌های منبأ-مقصد به عنوان گره‌های معاوضه و حمل و نقل سرویس دهی می‌کند و در سیستمهای ترافیک و ارتباطات استفاده می‌شود.
نوع دیگر از مدل‌های مکانیابی، مدل‌های مکانیابی رقابتی است. مثالی از این نمونه به این صورت است که دو فروشنده انحصاری یک محصول را درنظر بگیرید که تسهیلی را هر کدام در یک پاره خط ایجاد می‌کنند. آنها از ابزاری مشابه استفاده می‌کنند و در مکان و قیمت رقابت می‌کنند.
در پایان، تسهیلات گسترده و مسائل جانمایی تسهیلات را درنظر بگیرید. در هر دو زمینه، به خاطر اینکه اندازه تسهیلات در قیاس با فضایی که در آن واقع شده‌اند قابل چشم پوشی نیست، تسهیلات نمی‌توانند به صورت یک نقطه بر روی نقشه نشان داده شوند و خیلی بزرگتر از آن هستند که به صورت یک نقطه درنظر گرفته شوند. به عنوان نمونه‌هایی از مسائل جانمایی، آرایش ایستگاه‌های کاری در یک اداره و قراردادن اتاق‌ها در یک بیمارستان را می‌توان نام برد.
2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکمما در این بخش به مسائل پیدا کردن مکان‌های بهینه برای مجموعه‌ای از تسهیلات در حضور تقاضای مشتریان تصادفی و تراکم در آن تسهیلات می‌پردازیم. ما به این گونه مسائل به عنوان «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» (LPSDC) نگاه می‌کنیم [9]. اکثراً ما بحث درباره مسائل را به شبکه محدود می‌کنیم، حتی اگر این مدل‌ها بتواند به مکان‌های گسسته گسترش یابند.
اهمیت مشهود پرداختن به مسائل مکانیابی تسهیلات در حضور عدم قطعیت‌های گوناگون، منجر به تعداد زیادی از مقالات در این موضوع می‌شود. اصولاً مدل‌های LPSDC بر روی دو منبع از عدم قطعیت متمرکز می‌شود: (1) مقدار واقعی و مقدار زمانی که تقاضا بوسیله هر مکان مشتری تولید می‌شود و (2) از دست دادن تقاضا (یا جریمه پولی) به علت ناتوانی تسهیل در فراهم کردن سرویس مناسب به (بعضی از) مشتریان به علت تراکم در آن تسهیل.
این گونه مسائل به پیدا کردن بهترین مکان‌ها برای مجموعه‌ای از تسهیلات می‌پردازند تا ظرفیت سرویس (تعداد خدمت دهندگان) را در تسهیل j مشخص کند. نتیجه چنین سیستمی می‌تواند به صورت یک سیستم صف با M صف و سرویس دهنده مشاهده شود. حتی تحلیل‌های توصیفی چنین سیستمهایی (یعنی با فرض اینکه تصمیمات مکانیابی در حال حاضر گرفته شده‌اند) می‌تواند توانایی حال حاضر سیستم صف را گسترش دهد. چنین مسائلی، قابلیت‌های مسائل مکان‌یابی «کلاسیک» (که بیشتر آن‌ها NP-complete شناخته می‌شوند) را با پویایی پیچیده سیستم‌های صف ترکیب می‌کند. بنابراین، در ساختن یک مدل LPSDC کاربردی، بعضی فرض‌ها و تخمین‌های ساده سازی باید انجام شود تا مدل را قابل حل کند.
یک ناحیه مهم کاربرد مدل‌های LPSDC، مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی (مانند بیمارستان‌ها)، ایستگاه‌های پلیس، ایستگاه‌های آتش نشانی و آمبولانس‌ها هستند. توانایی پاسخگویی به یک درخواست برای خدمت‌رسانی در زمان مناسب، به چنین سیستم‌هایی اختصاص دارد (مثلاً استاندارد رایج برای آمبولانس‌ها در آمریکای شمالی برای پاسخگویی به تلفن‌های با ارجحیت بالا، 3 دقیقه می‌باشد). خصوصیت پایه چنین سیستم‌هایی غیرقابل پیش بینی بودن تعداد و زمان رسیدن تلفن‌ها برای درخواست و اثری که روی کارایی سیستم تراکمی می‌گذارد است و هنگامی‌که بعضی از این تسهیلات درخواست‌های بسیاری را برای خدمت در دوره زمانی مشخصی دریافت می‌کنند، نتیجه آن مشخص می‌شود. به راستی که از لحاظ تاریخی، مسأله مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی، محرّک اصلی برای تحقیقات بیشتر در این زمینه را فراهم کرده‌است.
دیگر ناحیه مهم کاربرد این مسائل که کمتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌است، مکان‌یابی خرده فروشی‌ها یا تسهیلات خدمت‌رسانی دیگر است که مقدار کل تجارت (تقاضای مشتری) در یک تسهیل ممکن است هنگامی‌که نرخ خدمت‌رسانی به علت تراکم کاهش می‌یابد، به طور معکوس عمل کند. درحالی که بعضی از مدل‌هایی که برای مکان‌یابی تسهیلات اورژانسی توسعه پیدا کرده‌اند، می‌توانند به خوبی برای تسهیلات غیراورژانسی نیز به کار روند، این دو دسته از کاربردها، خصوصیات مختلف خودشان را نیز ایجاد می‌کنند.
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم [10]
باتوجه به انعطاف پذیری تقاضا، دسترسی به یک تسهیل می‌تواند برحسب مجاورت با مشتریان بالقوه اش (وِرتر و لاپیِره)، به صورت کل زمان موردنیاز برای دریافت سرویس (پارکر و سرینیواسان) مدل سازی شود. در این مورد یا موارد دیگر، شکل تابع تقاضای مورداستفاده، گسترشی از انعطاف پذیری تقاضا را نشان می‌دهند. بیشتر توابع تقاضای رایج در مقالات به شکل‌های زیر هستند: تابع خطی (وِرتر و لاپیِره؛ پارکر و سرینیواسان)؛ تابع نمایی (بِرمن و پارکان؛ بِرمن و کاپلان و درِزنِر)؛ و تابع مرحله‌ای (بِرمن و کِراس).
اگر انتخاب مشتری را درنظر بگیریم ( که بدین معنی است که هر عضو این حق را دارد که خود تسهیلش را انتخاب کند و نه اینکه توسط یک مرکز به یکی اختصاص پیدا کند)، یک گروه از مقالات، انتخاب بهینه را فرض می‌کنند، یعنی، هر مشتری، تسهیلی که برحسب مزیتش بهینه است را انتخاب می‌کند. بسیاری از نویسندگان به سادگی فرض می‌کنند که مشتریان به نزدیکترین تسهیل مراجعه می‌کنند، درحالیکه پارکر و سرینیواسان فرض می‌کنند که مشتریان، تسهیلی که بیشترین منفعت را دارد انتخاب می‌کنند. درمقابل، گروه دوم مطالعات، انتخاب احتمالی را فرض می‌کنند، یعنی، انتخاب تسهیل توسط مشتری، براساس توزیع احتمالی است که از سودمندی و مجاورت هر تسهیل ایجاد می‌شود. این فرض اغلب در محیط بازار استفاده می‌شود و شاید یک کار اصولی از هاف، مؤثرترین مدل در این دسته باشد. همچنین ماریانوف و همکارانش یک مسأله مکانیابی تسهیلات با تراکم را پیشنهاد کردند که از یک مدل انتخابی احتمالی برای نشان دادن رفتار تخصیص مشتریان استفاده می‌کرد.
مسأله موردنظر ما که تا حدودی در تئوری مکان‌یابی تسهیلات، پایه‌ای به حساب می‌آید، توجّهات بسیاری را در مقالات به خود جلب کرده‌است؛ مخصوصاً اینکه تقابل جنبه‌های مکانیابی و تصادفی (صف بندی)، آن را چالش برانگیز کرده‌است [11]. این مسأله متعلق به دسته‌ای از مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم و سرویس دهندگان ثابت (LPSDC) است که توسط بِرمن و کراس مرور شده‌است. مطالعه مدل‌هایی از این نوع، با ماریانوف و سِرا در سال 1998 شروع شده‌است. مقالات دیگری نیز در این زمینه نوشته شده‌است که می‌توان به مقالات بِرمن، کراس و وانگ؛ ماریانوف و ریوس؛ ماریانوف و سِرا؛ وانگ، باتا و رامپ اشاره کرد. به علت پیچیدگی باطنی مسأله، همه مقالاتی که در بالا آورده شده، ساده سازی‌های بزرگی را انجام داده‌اند: فرض می‌شود که تقاضا گسسته است، یا فرض می‌شود که تعداد یا ظرفیت تسهیلات (یا هر دو) ثابت هستند، فرض می‌شود که مکان‌های تسهیلات بالقوه گسسته و بینهایت هستند، فرض می‌شود که فرایند رسیدن تقاضا پواسن باشد و همچنین معمولاً فرض می‌شود که فرایند خدمت‌رسانی نمایی است.
ترکیب حالت تصادفی (شامل تراکم بالقوه در تسهیلات) در مدل‌های نوع پوشش تسهیلات، با مسأله مکانیابی حداکثر پوشش موردانتظار (MEXCLP) توسط داسکین شروع شد؛ و تعداد قابل ملاحظه‌ای از دیگر کاربردها نیز در ادامه آن آورده شد. اما این مدل شامل بعضی ساده سازی‌های بزرگی بود، برای مثال: احتمال اینکه یک خدمت‌رسان مشغول باشد، مستقل از هر خدمت دهنده دیگری است و این موضوع برای همه خدمت دهندگان یکسان است؛ این احتمالات نسبت به مکان و حجم کار یکسان هستند. ماریانوف و سِرا فرض کردند که: (1) تقاضای مشتریان توسط یک فرایند پواسن تولید می‌شود؛ (2) توزیع زمان خدمت نمایی است؛ (3) هر تسهیل به صورت یک سیستم صف M/M/1/a با ظرفیت محدود a عمل می‌کند؛ و (4) همه تقاضاها هنگامی‌که برای خدمت‌رسانی به سیستم می‌رسند، اگر سیستم پر باشد، فرض می‌شود که تقاضا از دست می‌رود. توسط این مدل، تقاضای مشتریان ممکن است ازبین برود، چون یا تسهیل در شعاع پوشش آن وجود ندارد و یا تسهیلات مسدود شده‌اند. هدف، قرار دادن m تسهیل به گونه‌ای است که تقاضا‌ها را هرچه بیشتر پاسخ دهد. ماریانوف و ریوس این مدل را برای مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز به کار گرفتند. در مدل آن‌ها، دستگاه‌ها، حافظه کوچکی دارند که هر کدام می‌تواند تعداد ثابتی، b، درخواست را نگهدارند که آن به این علت است که درخواست‌های دستگاه‌ها، اندازه ثابتی (53 بایت) دارند. همچنین دستگاه‌ها به صورت یک صف M/M/1، حداکثر b درخواست در صف (یعنی حافظه) را انجام می‌دهد. اگر یک درخواست درحالی برسد که حافظه پر است، آن درخواست ازدست می‌رود (و باید دوباره فرستاده شود)، و برای اینکه مطمئن باشیم که این رویداد نادر است، یک محدودیت سطح سرویس اعمال شده‌است. به هر حال تعداد کل دستگاه‌ها،به جای اینکه به عنوان قسمتی از فرایند بهینه سازی تعیین شود، ثابت هستند. مدل LSCP این مدل توسط ماریانوف و سِرا گسترش داده شد که در آن، هدف، پیدا کردن حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که همه مشتریان، یک تسهیل در شعاع پوششان داشته باشند و محدودیت بر روی حداکثر نسبت تقاضای از دست رفته (یا حداکثر زمان انتظار) رعایت شود. باید به یاد داشته باشیم که این مدل، فرض می‌کند که مشتریان به جای اینکه به نزدیکترین تسهیل مراجعه کنند، می‌توانند به هر تسهیل باز شده‌ای در شعاع پوشش تخصیص یابند. بنابراین، آنها به جای مکانیسم انتخاب مشتری، مکانیسم انتخاب هدایت شده را انتخاب می‌کنند.
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
دو منبع بالقوه برای از دست دادن تقاضا به صورت زیر است [12]:
عدم پوشش: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که هیچ کدام از تسهیلات به اندازه کافی به مشتری نزدیک نیستند که سطح مناسبی از راحتی را فراهم کنند.
عدم سرویس: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که مشتری تصمیم می‌گیرد که یک تسهیل را ملاقات کند، اما باتوجه با سطح سرویسی که در آنجا دریافت می‌کند، ناراضی می‌شود. علت‌های زیادی ممکن است وجود داشته باشد که حادثه شکست خدمت اتفاق افتد: یکی از رایج ترین آنها (و مرتبط ترین به تصمیمات مکانیابی) تراکم (پرجمعیتی) در آن تسهیل است.
برای مدل سازی تقاضایی که به علت تراکم از دست می‌رود، ما هر تسهیل را به صورت یک صف مارکفی با ظرفیت ثابت معین درنظر می‌گیریم و فرض می‌کنیم که اگر این ظرفیت به دست آمده باشد، تقاضای مشتری هنگامی‌که درطول این دوره می‌رسد، از دست می‌رود (یعنی، مشتریان بالقوه‌ای که هنگام پر بودن سیستم می‌رسند، مسدود می‌شوند).
مدل‌های LPSDC اصولاً به تقابل چهار مجموعه از عناصر مربوط می‌شود [9]:
مشتریان: که برای انجام خدمت، درخواست می‌دهند.
تسهیلات: که به منابعی (خدمات دهندگان) که برای انجام خدمات موردنیاز است مکان می‌دهند.
خدمت دهندگان: که خدمت درخواست شده را انجام می‌دهند، و
درخواست انجام خدمت: که توسط مشتریان انجام می‌شود و بوسیله اتصال یک مشتری با یک خدمت دهنده دردسترس، رسیدگی می‌شود.
دیگر اجزاء موردنیاز برای توصیف یک مدل LPSDC به صورت زیر هستند: انواع فراهم شدن خدمت (که یا مشتریان به تسهیلات سفر می‌کنند تا به خدمت دهندگان دست یابند و یا خدمت‌دهندگان متحرّک، به مکان مشتریان سفر می‌کنند)، طبیعت و نتایج تراکم (هنگامی‌که یک تسهیل درخواست‌های بسیار زیادی برای انجام خدمت دریافت می‌کند، چه عکس العملی از خود نشان می‌دهد؟)، فرضیات رفتار مشتری (مشتریان تصمیم می‌گیرند که برای بدست آوردن خدمت، به کدام تسهیل مراجعه کنند یا یک «مرجع مرکزی» وجود دارد که مشتریان را به تسهیلات متصل می‌کند)، نوع اهداف و احتیاجات خاص دیگر مانند «استانداردهای پوشش» (که معمولاً به صورت محدودیت‌ها بیان می‌شود).
یک شبکه مشخص را فرض می‌کنیم ، که N، مجموعه گره‌ها و A مجموعه کمان‌هاست. برای از استفاده می‌کنیم که به کوتاهترین مسیر از x به y است.
مشتریان: فرض می‌شود که مشتریان در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. نسبت را برای همه درخواست‌هایی که برای انجام خدمت از گره ایجاد می‌شود درنظر می گیریم که . معمولاً فرض می‌شود که کل تقاضای مشتریان برای خدمت‌رسانی، یک فرایند پوآسن از جنس زمان با نرخ است. همچنین فرایند درخواست خدمت برای هر گره i، یک فرایند پوآسن با نرخ می‌باشد. درحالیکه بیشتر مدل‌ها، از ساختار تقاضای مشتریانی که در بالا توضیح داده شد استفاده می‌کنند، بعضی تلاشها برای دخالت دادن امکان ازدست دادن تقاضا به علت تراکم انجام شده‌است. این می‌تواند بوسیله تعریف دوباره نرخ تقاضا در گره i به صورت تعریف شود که C، بعضی اندازه‌های هزینه تراکم است که بوسیله مشتریان اتفاق می‌افتد و یک تابع غیر افزایشی است. در ادامه این بخش، به طور عمومی فرض می‌کنیم که تحت تأثیر تراکم قرار نمی‌گیرد.
تسهیلات: ما فرض می‌کنیم که حداکثر M تسهیل وجود دارد که باید مکان‌یابی شود. ما فرض میکنیم که یک مجموعه گسسته از مکان‌های بالقوه تسهیلات X تعیین شده‌است (که ) و . این فرضیات نیز بدون از دست دادن عمومیت انجام می‌شود: باتوجه به استدلالاتی که توسط بِرمن، لارسون و چیو انجام شده‌است می‌توان نشان داد که اگر به تسهیلات اجازه دهیم که در هر جایی در طول کمان واقع شوند، یک حل بهینه در یک مجموعه گسسته از مکان‌ها بدست می‌آید که شامل گره‌های شبکه است که بوسیله بعضی نقاط داخلی در طول کمان ایجاد شده‌است. بنابراین، با تکمیل کردن مجموعه گره‌های اصلی بوسیله بعضی گره‌های «ساختگی» اضافی، می‌توان فرض کرد که X گره‌ای است.
خدمت دهندگان: هر تسهیل j می‌تواند بین 1 و K خدمت دهنده داشته باشد. بسته به ماهیت خدمتی که بوسیله این تسهیل انجام می‌شود، خدمت دهندگان یا ثابت هستند، یعنی به طور ثابت در تسهیل واقع می‌شوند، یا متحرک هستند، یعنی برای انجام خدمت به مکان مشتریان سفر می‌کنند. تعداد خدمت دهندگانی که در تسهیل j واقع می‌شوند، یک متغیرتصمیم گیری در مدل می‌باشد.
درخواست خدمت: معمولاً یک درخواست برای انجام خدمت، به یک «یارگیری» بین مشتری ایجاد کننده درخواست و یکی از خدمت دهندگان موجود در سیستم احتیاج دارد. این کار معمولاً به صورت زیر انجام می‌شود:
اول باید تعیین کنیم که آیا مکان i بوسیله سیستم پوشش داده می‌شود یا خیر؟ معمولاً برای اینکه یک مشتری پوشش داده شود فرض می‌شود که با استاندارد‌های پوشش معینی مطابقت دارد (مثلاً، تعداد خدمت دهنده کافی باید در اطراف مشتری واقع شده باشد و غیره). این استانداردهای پوشش اغلب از طریق قانونگذاری یا قوانین اجرایی ایجاد می‌شود. اگر مکان مشتری i پوشش داده نشده باشد، همه درخواست‌های خدمت که از i ایجاد می‌شود، به صورت خودکار بوسیله سیستم برگردانده می‌شود (صرفنظر از اینکه آیا سیستم در حال حاضر متراکم هست یا خیر؟). معمولاً برای از دست دادن پوشش مجموعه یک جریمه درنظر گرفته می‌شود. یک تفسیر دیگر از گسترش ندادن پوشش به یک مشتری این است که مشتری بوسیله بعضی خدمات «دیگر» یا «ذخیره» پوشش داده شود (مثلاً، یک خدمت آمبولانس غیردولتی)؛ پس جریمه پوشش ندادن، می‌تواند به عنوان حق الزحمه قرارداد فرعی تفسیر می‌شود.
زمانی که معین می‌شود که درخواست خدمت از یکی از مشتریان «پوشش داده شده» بیاید، یک ارزیابی انجام می‌شود که آیا حالت فعلی سیستم اجازه می‌دهد که فرایند درخواست انجام شود یا خیر؟ این ارزیابی معمولاً در دو مرحله اتفاق می‌افتد: اول، قوانین منطقه‌ای و مکان مشتری برای تعیین «زیرسیستم» مشتری، استفاده می‌شود، یعنی، کدام تسهیلات و خدمت دهندگان می‌توانند به طور بالقوه به این درخواست پاسخ دهند (این ممکن است شامل همه خدمت دهندگان در شبکه شود و یا فقط خدمت دهندگانی که در شعاع سفر معینی از مکان مشتری واقع شده‌اند و غیره). بعد، تعداد درخواست‌های انجام نشده در زیرسیستم ارزیابی می‌شود و تصمیم گیری می‌شود که آیا این درخواست پذیرفته شود یا رد شود؟ این تصمیم معمولاً براساس ظرفیت زیرسیستم صورت می‌پذیرد (مثلاً برای یک صف «ازدست رفته»، اگر هیچ خدمت دهنده‌ای در حال حاضر دردسترس نباشد، یک عدم پذیرش ممکن است اتفاق بیفتد؛ در موارد دیگر ممکن است این محدودیت وجود داشته باشد که چه تعداد درخواست می‌تواند در یک زمان مشخص در صف وجود داشته باشد). معمولاً یک جریمه مرتبط با قبول نکردن یک درخواست وجود دارد. باز هم تأکید می‌کنیم، برخلاف نپذیرفتن یک درخواست از مشتریانی که پوشش داده نشده‌اند که به صورت خودکار است، نپذیرفتن درخواست یک مشتری که پوشش داده شده‌است، براساس حالت سیستم است. به خاطر داشته باشید که قوانین منطقه ای، درجه همکاری بین تسهیلات گوناگون و خدمت دهندگان را در سیستم معین می‌کند.
بعد، درخواست پذیرفته شده به یکی از تسهیلات متصل می‌شود (یعنی تخصیص پیدا می‌کند). این تخصیص ممکن است به قوانین اتصال مطمئن بستگی داشته باشد، همانطور که به حالت فعلی سیستم بستگی دارد (مثلاً، یک درخواست ممکن است به نزدیکترین تسهیل متصل شود و یا ممکن است به نزدیکترین تسهیل با حداقل یک خدمت دهنده آزاد متصل شود و غیره). همچنین قوانین اتصال به فرضیات رفتار مشتریان نیز بستگی دارد، یعنی اینکه کدام تسهیل باید این درخواست را انجام دهد به مشتری بستگی دارد یا به بعضی مراجع مرکزی. ما، این مورد را که مشتری تصمیم می‌گیرد که کدام تسهیل باید به درخواستش رسیدگی کند به عنوان «انتخاب کاربر» و موردی که یک مرجع مرکزی این تصمیم را می‌گیرد به عنوان «انتخاب هدایت شده» می‌شناسیم.
معمولاً یک درخواست پذیرفته شده در یک تسهیل معین، در صف قرار می‌گیرد تا یک خدمت دهنده، دردسترس قرار گیرد. زمانی که این اتفاق می‌افتد، خدمت دهنده و مشتری «یارگیری» کرده‌اند. درمورد خدمت دهندگان متحرک، لازم است که این خدمت‌دهندگان از مکان فعلی شان به مکان مشتری سفر کنند (که متحمل هزینه سفر می‌شوند).
معمولاً مسائل مکانیابی با خدمت دهندگان متحرک، دارای مشخصات زیر هستند:
این تخصیص بستگی به حالت فعلی خدمت دهندگان در زمان ارسال دارد. برای خدمت دهندگان ثابت، این تخصیص ممکن است قبل از تصمیم گیری برای انجام خدمت اتفاق بیفتد، بنابراین ممکن است گفته شود که خدمت دهندگان متحرک ممکن است با یکدیگر همکاری کنند، درحالیکه خدمت دهندگان ثابت تمایلی به این کار ندارند.
اگر یک کاربر، درخواستی را انجام دهد و نزدیکترین خدمت دهنده مشغول باشد، خدمت دهنده دیگری ارسال می‌شود. یعنی، این تخصیص، در حالت مطلق، به نزدیکترین تسهیل اتفاق نمی‌افتد.
مسائل مکانیابی احتمالی اغلب می‌توانند به خوبی به صورت مجموعه مستقلی از سیستم‌های صف، مدل سازی شوند. این استقلال، ازطریق ابزاری ناشی می‌شود که حتی اگر زمان‌های خدمت از یک توزیع نمایی پیروی کنند، درمورد هنگامی‌که زمان سفر احتمالی است، این امر صادق نیست. بنابراین، تئوری صف M/G/m مناسب‌تر از تئوری M/M/m است.
حال به فرموله کردن مسأله می‌پردازیم. محدودیت‌های مسأله معمولاً شامل موارد ذیل است:
- یک حد بالای M بر روی کل تعداد تسهیلاتی که می‌توانند واقع شوند:
(14.2)
- یک حد بالای K بر روی کل تعداد خدمت دهندگانی که می‌تواند واقع شوند:
(15.2)
- استانداردهای پوشش: بسته به احتیاجات پوششی که استفاده می‌شود، می‌تواند شکل‌های گوناگونی به خود بگیرد. شاید ساده ترین (و قدیمی‌ترین) شکل این محدودیت‌ها، به این نیاز دارد که حداقل تعداد مشخصی از این خدمت دهندگان ،، باید در حداکثر فاصله مشخصی از هر مکان مشتری i، واقع شوند. اجازه دهید زیرمجموعه‌ای از مکان‌های تسهیلات بالقوه در فاصله موردنیاز از i باشد. پس این محدودیت می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(16.2)
شکل پیچیده تر این محدودیت پوشش، ممکن است احتیاجاتی احتمالی را به زمان‌های پاسخ تحمیل کند. مثلاً، یک پاسخ سه دقیقه‌ای زمان پاسخ را درنظر بگیرید که برای درخواست‌های آمبولانس با ارجحیت بالا موردنیاز است. شکل دیگری از محدودیت‌ها، ممکن است یک حد بالایی را بر روی نسبت درخواست‌هایی که برگردانده می‌شود ،، اعمال کند. به طور خلاصه، ما می‌توانیم یک محدودیت عمومی را به صورت زیر ارائه کنیم. اجازه دهید که یک متغیر تصادفی باشد که بیانگر «سطح سرویسی» است که بوسیله سیستم به نقاط تقاضای مشتری i تحویل می‌شود (مثلاً، زمان پاسخ). اجازه دهید، ، بیانگر حداقل فراوانی مطلوب این اتفاق باشد (مثلاً، 95% از این زمان). بنابراین، یک محدودیت سطح سرویس کلی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(17.2)
اکنون، مسأله LPSDC عمومی می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود:
(18.2)
باتوجه به محدودیت‌های (15)، (16) و (17)

بدیهی است که برای اینکه فرمول بندی بالا را ساده کنیم، به بعضی روشها احتیاج داریم تا پارامترهای کارایی سیستم گوناگونی را که در توسعه تابع هدف و محدودیت‌ها استفاده شد را ارائه کنیم (یعنی، احتمال برگرداندن ، زمان انتظار صف و غیره). متأسفانه، معمولاً بیان تحلیلی کلی برای این مقادیر دردسترس نیست. این منجر به دو رویکرد ممکن می‌شود: رویکرد اول نیاز دارد که فرضیاتی ساده سازی مطمئنی را بر روی عملیات سیستم ایجاد کنیم (مانند قوانین منطقه‌ای ساده، زمان‌های سفر قابل اغماض و غیره). دومین رویکرد شامل استفاده از تکنیک‌هایی براساس توصیف است (مثل شبیه سازی) تا اندازه‌های کارایی سیستم موردنیاز را برای مقادیر خاص بردار مکان x محاسبه کنیم. علاوه بر آن می‌توان از بعضی تکنیک‌های ابتکاری استفاده کرد.
2-3- نظریه صف
انتظار در صف هر چند بسی ناخوشایند است، اما متأسفانه بخشی از واقعیت اجتناب ناپذیر زندگی را تشکیل می‌دهد. انسان‌ها در زندگی روزمره خود با انواع مختلف صف، که به از بین رفتن وقت، نیرو و سرمایه آن‌ها می‌انجامد، روبه رو می‌شوند. اوقاتی که در صف‌های اتوبوس، ناهارخوری، خرید و نظایر آن‌ها به هدر می‌رود، نمونه‌های ملموسی از این نوع اتلاف‌ها در زندگی است. در جوامع امروزی صف‌های مهمتری وجود دارد که هزینه‌های اقتصادی و اجتماعی آن‌ها به مراتب بیش از نمونه‌های ساده فوق است.
2-3-1- مشخصات صف [13]
یک مدل صف در شکل (2-1) نشان داده شده‌است. آن می‌تواند یک مدل صف مثل ترتیب ماشین آلات یا اپراتورها باشد.

شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف
یک مدل صف بوسیله مشخصات زیر توصیف می‌شود:
فرایند رسیدن مشتریان
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان بین رسیدن‌ها مستقل هستند و یک توزیع رایج دارند. در بسیاری از کاربردهای عملی، مشتریان باتوجه به یک جریان پواسن (یعنی زمان بین رسیدن‌ها نمایی) می‌رسند. مشتریان ممکن است یک به یک و یا به صورت دسته‌ای برسند.
رفتار مشتریان
مشتریان ممکن است صبور باشند و راضی باشند که (برای یک مدت طولانی) منتظر بمانند. یا مشتریان ممکن است کم حوصله باشند و بعد از مدتی صف را ترک کنند.
زمان‌های رسیدن
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان‌های رسیدن مستقل هستند و به طور یکسان توزیع شده‌اند و مستقل از زمان بین رسیدن‌ها هستند. مثلاً زمان‌های رسیدن ممکن است به صورت قطعی یا نمایی توزیع شده باشد. همچنین ممکن است که زمان‌های رسیدن، وابسته به طول صف باشد.
نظم سرویس
ترتیبی که مشتریان ممکن است به صف وارد شوند به صورت‌های زیر می‌تواند باشد:


کسی که اول می‌آید، اوّل هم سرویس دهی می‌شود، مثل ترتیب رسیدن‌ها
ترتیب تصادفی
کسی که آخر می‌آید، اول سرویس دهی می‌شود.
حق تقدّم
اشتراک پردازنده (در کامپیوتر که قدرت پردازششان را در میان کل کارها در سیستم، به طور مساوی تقسیم می‌کنند).
ظرفیت سرویس
ممکن است یک سرور تک و یا گروهی از سرورها به مشتریان کمک کنند.
اتاق انتظار
ممکن است محدودیتهایی در رابطه با تعداد مشتریان در سیستم وجود داشته باشد.
یک کد سه قسمتی برای مشخص کردن این مدل‌های به صورت a/b/c استفاده می‌شود که حرف اول توزیع زمان بین رسیدن‌ها و حرف دوم توزیع زمان سرویس را مشخص می‌کند. مثلاً برای یک توزیع عمومی از حرف G و برای توزیع نمایی از حرف M (که M بیانگر فاقد حافظه بودن است) استفاده می‌شود. حرف سوم و آخر نیز تعداد سرورها را مشخص می‌کند. این نمادسازی می‌تواند با یک حرف اضافه که دیگر مدل‌های صف را پوشش دهد، گسترش یابد. مثلاً، یک سیستم با توزیع زمان بین رسیدن و زمان سرویس دهی نمایی، یک سرور و داشتن اتاق انتظار فقط برای N مشتری (شامل یکی در سرویس) بوسیله چهار کد حرفی M/M/1/N نشان داده می‌شود.
در این مدل پایه، مشتریان یک به یک می‌رسند و همیشه اجازه ورود به سیستم را دارند، همیشه اتاق وجود دارد، هیچ حق تقدّمی وجود ندارد و مشتریان به ترتیب رسیدن سرویس دهی می‌شوند.
در یک سیستم G/G/1 با نرخ رسیدن و میانگین زمان سرویس ، مقدار کار که در واحد زمان می‌رسد برابر است. یک سرور می‌تواند به یک کار در واحد زمان رسیدگی کند. برای جلوگیری از اینکه طول صف بینهایت نشود، باید .
معمولاً از نماد زیر استفاده می‌کنند:

اگر ، نرخ اشتغال یا بکارگیری سرور نامیده می‌شود، چون کسری از زمان است که سرور، مشغول کارکردن است.
2-3-2- قانون لیتِل [13]
اگر E(L)، میانگین تعداد مشتریان در سیستم، E(S)، میانگین زمان اقامت مشتری در سیستم باشد و ، متوسط تعداد مشتریانی باشد که در واحد زمان وارد سیستم می‌شوند، قانون لیتِل، رابطه بسیار مهمی را بین این سه نماد می‌دهد و به صورت زیر بیان می‌شود:
(19.2)در اینجا فرض می‌شود که ظرفیت سیستم برای رسیدگی به مشتریان کافی است (یعنی، تعداد مشتریان در سیستم به سمت بینهایت میل نمی‌کند).
به طور حسی، این نتیجه می‌تواند به صورت زیر فهمیده شود: فرض کنید که مشتریان هنگامی‌که به سیستم وارد می‌شوند، یک دلار در واحد زمان می‌پردازند. این پول می‌تواند به دو روش گرفته شود. روش اول اینکه به مشتریان اجازه دهیم که به طور پیوسته در واحد زمان بپردازند. پس متوسط درآمدی که توسط سیستم کسب می‌شود، برابر E(L) دلار در واحد زمان است. روش دوم این است که به مشتریان اجازه دهیم که برای اقامتشان در سیستم، 1 دلار را در واحد زمان در موقع ترک سیستم بپردازند. در موازنه، متوسط تعداد مشتریانی که در واحد زمان، سیستم را ترک می‌کنند برابر متوسط تعداد مشتریانی است که به سیستم وارد می‌شوند. بنابراین سیستم، یک متوسط درآمد دلار را در واحد زمان کسب می‌کند.
با به کار بردن قانون لیتِل در صف، رابطه‌ای بین طول صف، و زمان انتظار W به دست می‌آید:
(20.2)
2-3-3- صف M/M/1
این مدل، حالتی را درنظر می‌گیرد که زمان بین رسیدن‌ها، نمایی با میانگین ، زمان‌های سرویس، نمایی با میانگین و یک سرور مشغول کار است. مشتریان به ترتیب رسیدن، سرویس دهی می‌شوند. ما نیاز داریم که:
(21.2)درغیراینصورت، طول صف منفجر خواهد شد (قسمت قبل را ببینید). مقدار ، کسری از زمان است که سرور، مشغول کار است.
میانگین تعداد مشتریان در سیستم و همچنین میانگین زمانی که در سیستم گذرانده می‌شوند به صورت زیر بیان می‌شود:
(22.2)
و با استفاده از قانون لیتِل،
(23.2)
میانگین تعداد مشتریان در صف، ، می‌تواند از E(L) و با کم کردن میانگین تعداد مشتریان در سیستم بدست آید:
(24.2)
میانگین زمان انتظار، E(W)، از E(S) و با کم کردن میانگین زمان سرویس بدست می‌آید:
(25.2)
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه
بسیاری از مسائل کاربردی در جهان واقعی را مسائل بهینه سازی ترکیباتی چندهدفه تشکیل می‌دهند، زیرا متغیر‌های مجزا و اهداف متضاد به طور واقعی در ذات آنها است. بهینه سازی مسائل چندهدفه نسبت به مسائل تک هدفه متفاوت بوده، زیرا شامل چندین هدف است که باید در بهینه‌سازی به همه اهداف همزمان توجه شود. به عبارت دیگر الگوریتم‌های بهینه سازی تک هدفه، حل بهینه را با توجه به یک هدف می یابند و این در حالی است که در مسائل چندهدفه (با چندهدف مخالف و متضاد) معمولاً یک حل بهینه مجزا را نمی توان بدست آورد. بنابراین طبیعی است که مجموعه ای از حل‌ها برای این دسته از مسائل موجود بوده و تصمیم گیرنده نیاز داشته باشد که حلّی مناسب را از بین این مجموعه حل‌های متناهی انتخاب کند و در نتیجه حل مناسب، جواب‌هایی خواهد بود که عملکرد قابل قبولی را نسبت به همه اهداف داشته باشد.
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه
مسائل بهینه سازی چندهدفه را به طور کلی می‌توان به صورت زیر فرموله کرد:
(26.2)

x یک حل است و S مجموعه حل‌های قابل قبول و k تعداد اهداف در مسأله و F(x) هم تصویر حل x در فضای k هدفی و هم مقدار هر یک از اهداف است.
تعریف حل‌های غیرمغلوب: حل a حل b را پوشش می‌دهد، اگر و تنها اگر:
(27.2)
(28.2)
به عبارت دیگر، حل‌های غیرمغلوب، به حل‌های گفته می‌شود که حل‌های دیگر را پوشش داده ولی خود، توسط حل‌های دیگر پوشش داده نمی‌شوند. در شکل (2-2) چگونگی پوشش سایر حل‌ها (دایره‌های با رنگ روشن) توسط مجموعه حل‌های غیرمغلوب (دایره‌های تیره رنگ) نشان داده شده‌است. در این شکل، جبهه‌ی پارتو با خط چین نشان داده شده‌است.
هدف B
هدف A
هدف B
هدف A

شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک
با توجه به آنکه بسیاری از مسائل بهینه سازی، NP-Hard هستند، بنابراین حل به روش‌های دقیق در یک زمان معقول غیرممکن بوده و در نتیجه، استفاده از روش‌های فراابتکاری در این موارد مناسب می باشد. درحقیقت الگوریتم‌های فراابتکاری برای زمانی که محدودیت زمانی وجود دارد و استفاده از روش‌های حل دقیق میسّر نبوده و یا پیچیدگی مسائل بهینه سازی زیاد باشد، به دنبال جواب‌های قابل قبول هستند.
اولین پیاده سازی واقعی از الگوریتم‌های تکاملی، «الگوریتم ژنتیک ارزیابی برداری» توسط دیوید اسکافر در سال 1984 انجام گرفت. اسکافر الگوریتم را به سه بخش انتخاب، ترکیب و جهش که به طور جداگانه در هر تکرار انجام می‌شدند، تغییر داد. این الگوریتم به صورت کارآمدی اجرا می‌شود، اما در برخی از حالات مانند اریب بودن اهداف، با مشکل مواجه می‌شود. درواقع هدف اول الگوریتم‌های بهینه یابی چندهدفه، یعنی رسیدن به جواب‌های بهینه پارتو، به نحو شایسته‌ای توسط این الگوریتم بدست می‌آید، ولی جواب‌های بدست آمده از گستردگی و تنوع خوبی برخوردار نیستند.
در ادامه این قسمت، به سه الگوریتم تکاملی چند هدفه که مبنای اصلی آنها، الگوریتم ژنتیک می‌باشد، می‌پردازیم. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند؛ چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است.
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب
دب و همکارانش [14]، یک نخبه گرایی دسته بندی یا مرتب سازی نامغلوب را در الگوریتم‌های ژنتیک پیشنهاد دادند. در اغلب مواقع، این الگوریتم شباهتی به NSGA ندارد، ولی مبتکران نام NSGA-II را به دلیل نقطه پیدایش آن، یعنی همان NSGA، برای آن حفظ کردند.
در این روش، ابتدا جمعیت فرزندان، ، با استفاده از جمعیت والدین، ، ساخته می‌شود. در اینجا به جای پیدا کردن جواب‌های نامغلوب از ، ابتدا دو جمعیت با یکدیگر ترکیب شده و جمعیت با اندازه 2N را ایجاد می‌کنند. سپس از یک مرتب سازی نامغلوب برای دسته بندی تمام جمعیت استفاده می‌شود، البته این مرتب سازی، نسبت به مرتب سازی بر روی ، به تعداد مقایسه بیشتری نیاز دارد. در این شیوه، یک مقایسه عمومی در بین اعضای که مجموع دو جمعیت فرزندان و والدین است، انجام می‌شود و پس از ایجاد صف‌های متفاوت نامغلوب، به ترتیب اولویت (اولویت صفها نسبت به هم) جمعیت بعدی، یکی یکی از این صف‌ها پر می‌شود. پر کردن جمعیت ، با بهترین صف نامغلوب شروع شده و سپس به ترتیب با دومین صف نامغلوب و همین طور سومین و الی آخر، تا زمانی که پر شود، ادامه می‌یابد. از آنجا که اندازه برابر 2N است، تمام اعضای آن ممکن است نتوانند در قرارگیرند و به راحتی جواب‌های باقیمانده را حذف خواهیم کرد. شکل (2-3) نحوه عمل الگوریتم NSGA II را نمایش می‌دهد.

شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II
درمورد جواب‌هایی که در صف آخر با استفاده از عملگر نخبه گرایی ازبین می‌روند، باید مهارت بیشتری به کار برده و جواب‌هایی که در ناحیه ازدحام کمتری قراردارند را حفظ کرد. درواقع برای رعایت اصل چگالی در بین جواب‌ها، جواب‌هایی که در ناحیه ازدحامی کوچکتری هستند، برای پر کردن ، در اولویت قرار دارند.
یک استراتژی شبیه بالا در پیشرفت مراحل اولیه از تکامل الگوریتم، تأثیر زیادی نخواهد داشت، چرا که اولویت‌های زیادی در جمعیت ترکیب شده از فرزندان و والدین وجود دارد. احتمالاً جواب‌های نامغلوب زیادی وجود دارند که آماده قرارگرفتن در جمعیت قبل از آن که اندازه‌اش از N تجاوز کند، می‌باشند. یک مسأله مهم و در عین حال سخت این است که مابقی جمعیت چگونه باید پر شود؟ اگرچه درخلال مراحل بعدی شبیه سازی الگوریتم، احتمالاً بیشتر جواب‌های موجود در جمعیت با اندازه 2N، در رده جواب‌هایی با بهترین درجه نامغلوب بودن قرار می‌گیرند و تعداد آن‌ها از N متجاوز خواهد شد، اما الگوریتم بالا با یک راهکار موقعیتی انتخاب، وجود مجموعه متنوعی از جواب‌ها در جمعیت را تضمین می‌کند. با چنین راهکاری، یعنی زمانی که به‌نحوی تمام ناحیه بهینه پارتو توسط جمعیت پوشانده می‌شود، در ادامه الگوریتم، جواب‌های گسترده تری را در فضای جواب فراهم خواهدآورد.
در ادامه، الگوریتم NSGA-II را به اختصار آورده ایم [15]:
گام 1: جمعیت فرزندان و والدین را با یکدیگر ترکیب کرده و را می‌سازیم:

جمعیت حاصل را با استفاده از یک مرتب سازی نامغلوب به صفوف دسته بندی می‌کنیم.
گام 2: قرارمی‌دهیم، i=1، سپس تا زمانی که ، عملیات زیر را تکرار می‌کنیم:

گام 3: روال مرتب سازی ازدحام را اجرا کرده و با استفاده از مفهوم فاصله ازدحام، ارزشهای متفاوتی را برای از جواب‌های تعیین می‌کنیم.
گام 4: جمعیت فرزندان را از با استفاده از یک الگوریتم انتخاب مسابقه‌ای ازدحام و عملگرهای ترکیب و جهش ایجاد می‌کنیم.
گام سوم از الگوریتم بالا، مرتب سازی برحسب ازدحام جواب‌ها در صف i (منظور آخرین صفی است که احتمالاً برخی از جواب‌های موجود در آن نتوانسته‌اند در جمعیت قرار گیرند)، با بکارگیری مفهوم فاصله ازدحام انجام می‌شود. بنابراین، جمعیت به صورت نزولی تحت میزان بزرگی ارزش فاصله ازدحام مرتب شده و در گام چهارم یک عملگر انتخاب مسابقه‌ای ازدحام که مبنای مقایسه آن همان فاصله ازدحام است بکار برده می‌شود. لازم به ذکر است، مرتب سازی نامغلوب واقع در گام اول می‌تواند به همراه عمل پر کردن جمعیت به صورت موازی انجام شود. درواقع هر بار که یک صف نامغلوب، پیدا شده و تست می‌شود که ازنظر اندازه می‌تواند به جمعیت اضافه شود یا نه، درصورتی که نتواند، دیگر نیازی نیست که مرتب سازی بیشتری انجام دهیم. این موضوع، به کاهش زمان اجرا الگوریتم کمک می‌کند.
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده
اگر در حین حل مسأله‌ای که باید حل شود، حل‌هایی ایجاد شود که با محدودیت‌های مسأله مغایرت داشته باشد و آن‌ها را نقض کند و درنتیجه غیرقابل قبول باشد، چگونه باید با این موضوع برخورد کرد؟ روش‌های مختلفی برای مقابله با این موضوع وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به توابع جریمه و یا نادیده گرفتن و حذف حل غیرقابل قبول ایجاد شده اشاره کرد.
الگوریتم CNSGA-II، همانند الگوریتم NSGA-II عمل می‌کند، تنها با این تفاوت که برای رسیدگی به محدودیت‌ها، روشی را برمی‌گزیند که براساس مفهوم غلبه و امتیازدهی عمل می‌کند [14].
این روش که به محدودیت رسیدگی می‌کند، از انتخاب تورنمنت دودویی استفاده می‌کند که دو حل از جمعیت، انتخاب و حل بهتر انتخاب می‌شود. باتوجه به محدودیتها، هر حل می‌تواند یا قابل قبول و یا غیرقابل قبول باشد. بنابراین، ممکن است حداکثر سه وضعیت به وجود آید:
هرد و حل قابل قبول باشند؛
یکی از حل‌ها قابل قبول و دیگری غیرقابل قبول باشد؛
هر دو حل غیر قابل قبول باشند.
برای مسائل بهینه سازی تک هدفه، از یک قانون ساده برای هر مورد استفاده می‌کنیم:
مورد 1) حلی که تابع هدف بهتری دارد را انتخاب می‌کنیم.
مورد 2) حل قابل قبول را انتخاب می‌کنیم.
مورد 3) حلی که کمترین انحراف از محدودیت‌ها را دارد انتخاب می‌کنیم. باتوجه به اینکه در هیچدام از موارد، اندازه تابع هدف و محدودیت‌ها با یکدیگر مقایسه نشده‌اند، هیچ نیازی به داشتن پارامترهای جریمه نیست، این موضوعی است که این رویکرد را مفید و جذاب کرده‌است.
درمورد مسائل بهینه سازی چندهدفه، دو مورد آخر می‌تواند همانطور که هستند استفاده شوند و مورد اول نیز می‌تواند با استفاده از اپراتور مقایسه ازدحام، حل شود. برای مقایسه کردن در این الگوریتم، تعریف «غلبه» را بین دو حل i و j تعریف می‌کنیم.
تعریف 1) حل i اگر یکی از وضعیت‌های زیر درست باشد، گفته می‌شود که از لحاظ محدودیت بر حل j غلبه دارد:
حل i قابل قبول است ولی حل j نیست.
حل i و j هر دو غیر قابل قبول می‌باشند، اما حل i انحراف از محدودیت کمتری دارد.
حل i و j قابل قبول هستند و حل i، حل j را مغلوب می‌کند.
اثر استفاده از مفهوم غلبه محدودیت این است که، هر حل قابل قبول، رتبه غیرمغلوبی بهتری از هر حل غیرقابل قبول دارد. همه حل‌های قابل قبول، باتوجه به سطح غلبه شان و براساس مقادیر توابع هدفشان رتبه بندی می‌شوند. به هر حال، از بین دو حل غیر قابل قبول، حلی که کمترین انحراف از محدودیت را دارد، دارای رتبه بهتری است. به هر حال، این اصلاح، در مفهوم غلبه، تغییری در پیچیدگی NSGA-II ندارد. بقیه فرایند CNSGA-II، همانطور که قبلاً درمورد NSGA-II توضیح داده شد، اجرا می‌شود.

user8284

به استوارترین تکیهگاهم، دستان پرمهر پدرم؛
به سبزترین نگاه زندگی‌ام، چشمان سبز مادرم؛
همسرم که نشانه لطف الهی در زندگی من است؛
برادر و خواهرم همراهان همیشگی و پشتوانههای زندگیام
که هرچه آموختم در مکتب عشق شما آموختم و هرچه بکوشم قطرهای از دریای بیکران مهربانیتان را سپاس نتوانم بگویم. امروز هستیام به امید شماست و فردا کلید باغ بهشتم رضای شما را آوردی. گران سنگتر از این ارزان نداشتم تا به خاک پایتان نثار کنم، باشد که حاصل تلاشم نسیم گونه غبار خستگی‌تان را بزداید.
بوسه بر دستان پرمهرتان
سپاسگزاری
سپاس و ستایش خداوندی را سزاست که کسوت هستی را بر اندام موزون آفرینش بپوشانید و تجلیات قدرت لایت زالی را در مظاهر و آثار طبیعت نمایان گردانید. خدایا! من با یاد تو، به تو تقرّب میجویم و تو را به پیشگاه تو شفیع می‌آورم و از تو خواستارم، به کرمت، مرا به خودت نزدیک گردانی و یاد خود را به من  الهام کنی و بر من رحمت آوری و به آنچه بهره و نصیب من ساختهای، خشنودم قرار دهی و در همه حال به فروتنیام واداری.
"من لم یشکر المخلوق لم یشکر الخالق". بر خود لازم میدانم از کلیه کسانی که بنده را در تدوین و نگارش این رساله یاری نمودند صمیمانه تشکر و قدردانی نمایم. به خصوص از استاد فرزانه جناب آقای دکتر خیابانی که در کلیه مراحل انجام این پژوهش با خوش‌رویی، یاری و راهنماییام نمودند و همچنین از استاد فرهیخته جناب آقای دکتر شاکری که وقت خود را بیشائبه در اختیار من گذاشته و با دقت نظر خاصی مشاورههای لازم در این خصوص ارائه نمودند، صمیمانه تشکر و قدردانی مینمایم. از جناب آقای دکتر محمدی و جناب آقای دکتر کریم امامی که با داوریهای خوب و دقیقشان نکات مهمی را بیان فرمودند تقدیر و تشکر میشود. همچنین از کلیه معلمان، اساتید دوران تحصیلم و دوستان گرامی از ابتدا تاکنون صمیمانه تشکر و قدردانی مینمایم.
چکیده:
در این رساله، یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی (DSGE) برای یک اقتصاد باز صادرکننده نفت طراحی و سپس برای اقتصاد ایران کالیبره، شبیهسازی و با استفاده از تکنیکهای بیزین برآورد شده است. مدل فوق ویژگیهای مهم یک اقتصاد باز و نیز چسبندگیهای اسمی و واقعی اقتصاد را در بر میگیرد. هدف اصلی در این رساله تبیین جایگاه سیاستهای پولی و مالی برای اقتصاد صادرکننده نفت ایران میباشد. نتایج حاصل از شبیهسازی و برآورد مدل DSGE برای اقتصاد ایران نشان میدهد که سیاستهای پولی و مالی بر پایه درآمدهای نفتی شکل میگیرد. نهایتاً مدل طراحی شده به خوبی قادر به توضیح واقعیتهای اقتصاد ایران به عنوان یک کشور صادرکننده نفت میباشد.
واژگان کلیدی: کشورهای صادرکننده نفت، مدل DSGE، سیاست مالی، سیاست پولی، بخش نفت، اقتصاد ایران.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
TOC o "1-5" h z u فصل اول: کلیات پژوهش......................................................................................................................... PAGEREF _Toc411327127 h 11-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327129 h 21-2- سؤال‌های تحقیق PAGEREF _Toc411327130 h 61-3- فرضیههای تحقیق PAGEREF _Toc411327131 h 71-4- اهداف تحقیق PAGEREF _Toc411327132 h 71-5- روش شناسی PAGEREF _Toc411327133 h 81-6- روش گردآوری اطلاعات و دادهها PAGEREF _Toc411327134 h 131-7- جامعه آماری، روش نمونهگیری حجم نمونه PAGEREF _Toc411327135 h 131-8- روش تجزیه و تحلیل دادهها PAGEREF _Toc411327136 h 13فصل دوم: نفت و اهمیت آن در اقتصاد ایران....................................................................................... PAGEREF _Toc411327137 h 142-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327139 h 152-2- واقعیات اقتصاد ایران در بخش نفت PAGEREF _Toc411327140 h 172-3- نفت و اهمیت آن در اقتصاد PAGEREF _Toc411327141 h 202-4- سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت برای ایران PAGEREF _Toc411327142 h 242-5- مطالعات تجربی انجام شده در زمینه نفت PAGEREF _Toc411327143 h 262-6- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327144 h 29فصل سوم: سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت.................................................................... PAGEREF _Toc411327145 h 303-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327148 h 313-2- سیاستهای پولی و بخش نفت در کشورهای صادرکننده نفت PAGEREF _Toc411327149 h 353-3- سیاستهای مالی و بخش نفت در کشورهای صادرکننده نفت PAGEREF _Toc411327150 h 393-3-1- سیاست مالی و رشد اقتصادی PAGEREF _Toc411327151 h 433-3-2- سیاست مالی در کشورهای صادرکننده نفت PAGEREF _Toc411327152 h 443-4- ارائه یک مدل تئوریک به منظور بررسی یک رونق صادراتی (نفت) PAGEREF _Toc411327153 h 473-4-1- رونق صادرات، قیمتهای نسبی و رقابتپذیری: تحلیل نموداری PAGEREF _Toc411327154 h 483-4-1-1- اثرات بلندمدت PAGEREF _Toc411327155 h 483-4-1-2- عدم تعادل کوتاه مدت در بازار پول PAGEREF _Toc411327156 h 523-4-1-3- بررسی رفتار PAGEREF _Toc411327157 h 563-4-2- تحلیل پویای مقایسهای PAGEREF _Toc411327158 h 583-4-2-1- معادلات ساختاری PAGEREF _Toc411327159 h 583-4-2-2- معادلات تفاضلی PAGEREF _Toc411327160 h 603-4-2-3- نماد PAGEREF _Toc411327161 h 613-4-2-4- پویاییها و فرمهای خلاصه شدهی تفاضلی PAGEREF _Toc411327162 h 613-4-2-5- انتظارات ایستا PAGEREF _Toc411327163 h 623-4-3- بحث و گسترش PAGEREF _Toc411327164 h 653-4-4- پیوست PAGEREF _Toc411327165 h 663-5- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327166 h 69فصل چهارم: مبانی نظری الگوهای DSGE........................................................................................ PAGEREF _Toc411327167 h 704-1- مروری بر مبانی نظری الگوهای DSGE PAGEREF _Toc411327169 h 714-1-1- علت نامگذاری مدل DSGE PAGEREF _Toc411327170 h 754-1-2- ویژگیهای اصلی یک مدل کینزین جدید PAGEREF _Toc411327171 h 774-2- کارهای تجربی انجام شده در زمینه مدلهای DSGE PAGEREF _Toc411327172 h 784-3- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327173 h 84فصل پنجم: طراحی، کالیبراسیون و شبیهسازی مدل DSGE برای اقتصاد ایران............................. PAGEREF _Toc411327174 h 855-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327176 h 865-2- طراحی مدل DSGE برای اقتصاد ایران PAGEREF _Toc411327177 h 875-2-1- بخش خانوارها PAGEREF _Toc411327178 h 885-2-2- بنگاهها PAGEREF _Toc411327179 h 945-2-2-1- بنگاههای داخلی PAGEREF _Toc411327180 h 945-2-2-1-1- تولیدکنندگان نهایی PAGEREF _Toc411327181 h 945-2-2-1-2- تولیدکنندگان کالاهای واسطهای PAGEREF _Toc411327182 h 955-2-2-2- واردکنندگان PAGEREF _Toc411327183 h 975-2-2-3- صادرکنندگان PAGEREF _Toc411327184 h 995-2-3- دولت و بانک مرکزی PAGEREF _Toc411327185 h 1015-2-3-1- قید بودجه دولت PAGEREF _Toc411327186 h 1015-2-3-2- تلفیق قید بودجه دولت و تراز پرداختهای بانک مرکزی PAGEREF _Toc411327187 h 1015-2-4- بخش خارجی PAGEREF _Toc411327188 h 1065-2-5- شرط تسویه بازارها PAGEREF _Toc411327189 h 1065-2-5-1- شرط تسویه حساب تراز پرداختها PAGEREF _Toc411327190 h 1065-2-5-2- قید کلی منابع PAGEREF _Toc411327191 h 1065-3- قیمتهای نسبی، هزینههای نهایی و نرخ ارز حقیقی PAGEREF _Toc411327192 h 1075-4- بدست آوردن شرایط تعادل پویای اقتصاد PAGEREF _Toc411327193 h 1125-5- لگاریتم-خطی کردن معادلات بدست آمده از بهینهسازی PAGEREF _Toc411327194 h 1205-6- کالیبراسیون PAGEREF _Toc411327195 h 1315-7- شبیهسازی PAGEREF _Toc411327196 h 1395-7-1- سناریوی اول (پایه) PAGEREF _Toc411327197 h 1405-7-2- سناریوی دوم PAGEREF _Toc411327198 h 1485-7-4- سناریوی سوم PAGEREF _Toc411327199 h 1495-7-5- سناریوی چهارم PAGEREF _Toc411327200 h 1505-7-6- مقایسه نتایج در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411327201 h 1535-8- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327202 h 157فصل ششم: تخمین مدل DSGE برای اقتصاد ایران با استفاده از روش بیزین................................. PAGEREF _Toc411327203 h 1576-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327205 h 1586-2- روششناسی تخمین بیزین PAGEREF _Toc411327206 h 1586-2-1- اقتصادسنجی بیزین PAGEREF _Toc411327207 h 1586-2-2- چگالی پیشین مزدوج PAGEREF _Toc411327208 h 1636-2-3- الگوریتم حداکثرسازی عددی PAGEREF _Toc411327209 h 1646-2-4- الگوریتم MCMC تطبیقی PAGEREF _Toc411327210 h 1646-3- دادهها و توزیعهای پیشین PAGEREF _Toc411327211 h 1656-3-1- دادهها PAGEREF _Toc411327212 h 1656-3-2- توزیعهای پیشین PAGEREF _Toc411327213 h 1666-4- نتایج تجربی PAGEREF _Toc411327214 h 1676-4-1- توزیعهای پسین تخمین زده شده PAGEREF _Toc411327215 h 1676-4-2- خوبی مدل PAGEREF _Toc411327216 h 1726-4-2-1- چک کردن مدها PAGEREF _Toc411327217 h 1726-4-2-2- آزمونهای تشخیصی بروک و گلمن PAGEREF _Toc411327218 h 1756-4-2-3- واکنش مدل به شوکهای ساختاری PAGEREF _Toc411327219 h 1766-5- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327220 h 181فصل هفتم: خلاصه و نتیجهگیری....................................................................................................... PAGEREF _Toc411327221 h 1827-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327223 h 1837-2- خلاصه تحقیق PAGEREF _Toc411327224 h 1837-3- ارائه پیشنهادات و راهکارها PAGEREF _Toc411327225 h 1867-3-1- پیشنهادات سیاستی PAGEREF _Toc411327226 h 1867-3-2- پیشنهادات پژوهشی PAGEREF _Toc411327227 h 187پیوست الف: لگاریتم- خطی سازی.................................................................................................... PAGEREF _Toc411327228 h 188الف-1- مکاتب مدلسازی DSGE PAGEREF _Toc411327230 h 189الف-2- لگاریتم-خطی سازی PAGEREF _Toc411327231 h 190الف-2-1- پیشنیازهای ریاضی لگاریتم-خطی سازی PAGEREF _Toc411327232 h 191الف-2-2- بلوکهای سازنده روش پیشنهادی اوهلیگ و نحوه استخراج آن‌ها PAGEREF _Toc411327233 h 191الف-2-3- لگاریتم-خطی سازی از طریق بسط تیلور PAGEREF _Toc411327234 h 194پیوست ب: مدلهای حالت فضا و فیلتر کالمن................................................................................... PAGEREF _Toc411327235 h 196ب-1- مدلهای حالت فضا و فیلتر کالمن PAGEREF _Toc411327237 h 197ب-2- فروض فیلتر کالمن PAGEREF _Toc411327238 h 199ب-2-1- سیستم دینامیک خطی PAGEREF _Toc411327239 h 199ب-2-2- مشخصات آشوب PAGEREF _Toc411327240 h 199ب-3- استخراج فیلتر کالمن PAGEREF _Toc411327242 h 201ب-4- پیشبینی PAGEREF _Toc411327243 h 202ب-5- به هنگام کردن PAGEREF _Toc411327244 h 203ب-6- پیشبینی PAGEREF _Toc411327245 h 203ب-7- برآورد پارامترهای مدل به روش حداکثر راستنمایی PAGEREF _Toc411327246 h 204ب-8- پارامترهای متغیر در طول زمان (TVP) PAGEREF _Toc411327247 h 205ب-9- مدل‌های رگرسیون خطی با ضرایب مختلف در زمان PAGEREF _Toc411327248 h 206پیوست ج: نمودارهای مربوط به شوکهای هموار شده..................................................................... PAGEREF _Toc411327249 h 208منابع و مأخذ........................................................................................................................................ PAGEREF _Toc411327252 h 210
فهرست جدولها
عنوان صفحه TOC h z c "جدول"
جدول ‏31. نمایش فرم معمول بازی بین حاکمان پولی و مالی.................................................................................. PAGEREF _Toc411328226 h 32 TOC h z c "جدول 5-"
جدول 5- 1. مقدار کالیبره شده پارامترهای مدل........................................................................................................... PAGEREF _Toc411328235 h 134جدول 5- 2. مقادیر ایستای بلندمدت متغیرهای مدل.................................................................................................. PAGEREF _Toc411328236 h 138جدول 5- 3. مقایسه گشتاورهای روندهای واقعی و شبیهسازی شده در سناریوی پایه.......................................... PAGEREF _Toc411328237 h 141 TOC h z c "جدول 6-" جدول 6- 1. نتایج حاصل از برآورد بیزی پارامترهای مدل........................................................................................... PAGEREF _Toc412581631 h 168
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
TOC h z c "نمودار" نمودار ‏21. قیمت سبد اوپک طی دوره زمانی 2001 الی 2015 PAGEREF _Toc411328523 h 15نمودار ‏22. 10 صادر کننده اول نفتی جهان در سال 2012 PAGEREF _Toc411328524 h 16نمودار ‏23. 10 تولیدکننده اول نفتی جهان در سال 2012 PAGEREF _Toc411328525 h 17نمودار ‏24. تولید و صادرات نفت خام در دوره زمانی 1357 الی 1389 در ایران PAGEREF _Toc411328526 h 18نمودار ‏25. درآمدهای حاصل از صادرات نفتی و درآمد ملی در ایران بر حسب میلیارد ریال PAGEREF _Toc411328527 h 19نمودار ‏26. نسبت صادرات نفتی به GDP بر حسب درصد PAGEREF _Toc411328528 h 19نمودار ‏31. موقعیت تعادلی اولیه قبل از وقوع رونق نفتی PAGEREF _Toc411328529 h 50نمودار ‏32. موقعیت تعادلی بعد از وقوع رونق نفتی PAGEREF _Toc411328530 h 51نمودار ‏33. اثرات کوتاهمدت افزایش برونزا در قیمت نفت که منجر به مازاد عرضه پول میشود PAGEREF _Toc411328531 h 55نمودار ‏34. اثرات کوتاهمدت افزایش برونزا در قیمت نفت که منجر به مازاد تقاضای پول میشود PAGEREF _Toc411328532 h 56نمودار ‏35. بررسی رفتار PAGEREF _Toc411328533 h 57 TOC h z c "نمودار 5-" نمودار 5- 1. مرور کلی بر مدلهای DSGE PAGEREF _Toc411328426 h 86نمودار 5- 2. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی پایه PAGEREF _Toc411328427 h 142نمودار 5- 3. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک مارک آپ قیمتهای داخلی در سناریوی پایه PAGEREF _Toc411328428 h 146نمودار 5- 4. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک مارک آپ قیمت کالاهای صادراتی در سناریوی پایه PAGEREF _Toc411328429 h 147نمودار 5- 5. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی دوم PAGEREF _Toc411328430 h 148نمودار 5- 6. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی سوم PAGEREF _Toc411328431 h 150نمودار 5- 7. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی چهارم PAGEREF _Toc411328432 h 152نمودار 5- 8. مقایسه واکنش حجم پول نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328433 h 153نمودار 5- 9. مقایسه واکنش تورم نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328434 h 154نمودار 5- 10. مقایسه واکنش داراییهای خارجی بانک مرکزی نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328435 h 154نمودار 5- 11. مقایسه واکنش تولید نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328436 h 155نمودار 5- 12. مقایسه واکنش صادرات کالاها و خدمات نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328437 h 155نمودار 5- 13. مقایسه واکنش نرخ ارز حقیقی نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328438 h 156 TOC h z c "نمودار 6-" نمودار 6- 1. روند واقعی و هموار شده متغیرهای قابل مشاهده PAGEREF _Toc411328439 h 166نمودار 6- 2. نمودار توزیع‌های پیشین و پسین پارامترهای مدل PAGEREF _Toc411328440 h 170نمودار 6- 3. مد توزیع پسین PAGEREF _Toc411328441 h 173نمودار 6- 4. نمودارهای همگرایی الگوریتم متروپولیس هستینگز (بروک و گلمن (1998)) PAGEREF _Toc411328442 h 175نمودار 6- 5. توابع ضربه-واکنش شوک تکنولوژی PAGEREF _Toc411328443 h 176نمودار 6- 6. توابع ضربه-واکنش شوک قیمت نفت PAGEREF _Toc411328444 h 177نمودار 6- 7. توابع ضربه-واکنش شوک مارک آپ قیمت کالاهای داخلی PAGEREF _Toc411328445 h 179نمودار 6- 8. توابع ضربه-واکنش شوک مارک آپ قیمت کالاهای صادراتی PAGEREF _Toc411328446 h 180 TOC h z c "نمودار پ-" نمودار پ-1- شوکهای هموار شده................................................................................................................................ PAGEREF _Toc411336484 h 209

فصل اول کلیات پژوهش1-1- مقدمهدر کشورهای صادرکننده نفت از جمله ایران شوکهای نفتی پیوندی گسسته ناپذیر با بخشهای مختلف اقتصادی دارند و بنابراین نقش مهمی را در بروز نوسانات تولید و تورم در این کشورها ایفا مینماید.
قیمتهای نفت در چند سال گذشته افزایشهای چشمگیری یافته است. تغییر در قیمتهای نفت اثر مستقیم بر روی سطح قیمتهای کل اقتصاد دارد، این تغییر قیمت بر روی تصمیمات بین دورهای و درون دورهای مصرف موثر میباشد، همچنین بر ساختار هزینه بنگاهها تأثیر میگذارد و از این کانال اثر ثانویه بر روی قیمتهای داخلی دارد. بنابراین شاخص بندی قیمت و دستمزد ممکن است اثرات شوکهای قیمت نفت بر روی تورم و تولید را گسترش دهد.
در کشورهای صادرکننده نفت درآمدهای حاصل از صادرات نفت، به عنوان درآمد بخش دولتی محسوب و از طریق خزانه وارد بودجه میشود. کشورهای صادرکننده نفت به دلیل ساختار و مسایل سیاسی آن‌ها، دولت به عنوان بزرگترین کارگزار اقتصادی کشور در اغلب بخشهای تولیدی و خدماتی حضور فعال دارد. انتظارات سیاسی و اجتماعی از دولت که عموماً فاقد مبنای اقتصادی است، سبب میشود که اغلب تأثیرات هزینههای سرمایهای دولت نیز همانند هزینههای جاری باشد. سرمایهگذاری دولتی از برنامه زمانبندی مدون خود تبعیت نمیکند، حجم سرمایهگذاری از رقم پیشبینی شده فراتر میرود و مدیریت دولتی غیر کارامد نیز سبب میشود که اثرات توسعهای این قبیل سرمایهگذاریها ضعیف باشد CITATION الس89 l 1065 (مهرآرا & میری, رابطه ی میان درآمدهای نفتی و ارزش افزوده بخش های مختلف اقتصادی در کشورهای صادرکننده ی نفت: ایران، مکزیک و ونزوئلا, 1389). تزریق درآمدهای یاد شده در این کشورها، نظیر ایران سبب افزایش تقاضای کل می‌گردد، از آن جایی که بخش عرضه کل که برآیند بخشهای داخلی است نمیتواند به تقاضای ایجاد شده پاسخ گوید، بنابراین منجر به افزایش تورم میشود و تورم نیز به نوبهی خود علاوه بر متغیرهای اقتصادی بر متغیرهای سیاسی و اجتماعی اثر میگذارد.
از طرفی کاهش قیمت نفت سبب میشود که دولت، به علت عدم انعطافپذیری هزینههای جاری، که بخش عمده آن مربوط به حقوق و دستمزد کارکنان دولتی است، از هزینههای عمرانی بکاهد و آن را به هزینههای جاری منتقل کند. بنابراین اولین اثر آن ظهور انبوهی از طرحهای نیمه تمام در بخش عمرانی است. این مسئله سبب رکود و بیکاری به خصوص در بخشهایی میشود که عمدتاً از کارگران غیر ماهر استفاده میکنند و بدین ترتیب بیثباتی از حوزه اقتصاد به حوزههای اجتماعی و سیاسی نیز سرایت میکند. بخش ارزی، تراز پرداختها و کسری بودجه را تحت تأثیر قرار میدهد و تورم که از همان ابتدا وجود داشته است سبب کاهش رشد اقتصادی میشود CITATION رضا85 l 1065 (خوش اخلاق & موسوی محسنی, 1385).
یکی از مهم‌ترین کارکردهای نفت که در این رساله نیز به آن پرداخته شده است، اهمیت قیمت نفت و درآمدهای نفتی میباشد. مثلاً اینکه مقدار نفت کم یا زیاد باشد یا اینکه درآمد نفت کم یا زیاد باشد، میتواند سیاستهای پولی و مالی را تحت تأثیر قرار دهد.
بنابراین با توجه به مباحث بالا و اهمیت نفت در کشورهای صادرکننده نفت از جمله ایران در این رساله یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی با تاکید بر بخش نفت و برای یک کشور صادرکننده نفت طراحی شده است و در آن سیاستهای پولی و مالی بررسی شده است. سپس این مدل برای کشور ایران آزمون شده است. هدف اصلی در این رساله تخمین و برآورد پارامترهای واکنشهای سیاستی میباشد. بدین منظور مدل با استفاده از رویکرد بیزین تخمین زده شده است. لازمه این کار این است که بخشهای مختلف اقتصادی به صورت دقیق و بر اساس شرایط اقتصادی ایران تصریح شود. چرا که تصریح کردن بخشهای ایران بر اساس روابط نادقیق ممکن است نتایج درستی را به ما ندهد و لذا در سیاستگذاری دچار اشتباه شویم.
برای شروع لازم است درک درستی از مدلهای تعادل عمومی پویای تصادفی (DSGE) و مدلهای تعادل عمومی محاسباتی (CGE) و تفاوت بین آن‌ها داشته باشیم.
مدلهای تعادل عمومی، کل اقتصاد را به صورت تعادلی و عمومی نگاه میکند. الگوهای تعادل عمومی از لحاظ خرد به دیدگاه والراس برمیگردد. در این دیدگاه بخشها، عوامل اقتصادی و ... با یکدیگر ترکیب میشوند و در نهایت بازار تسویه میشود و عدم تعادلها برطرف میشود. در واقع مبنای کار به این صورت است که عوامل اقتصادی سود خود را حداکثر میکنند، خانوارها مطلوبیت خود را حداکثر میکنند، دولت نقش تنظیم کننده دارد. هم چنین عرضه از حاصل جمع تولید بنگاهها حاصل میشود. بخشی از تولید تحت عنوان واردات از کشور خارج میشود و بخشی از کمبود از خارج کشور وارد میشود و در نهایت سرمایهگذاری کل اقتصاد با پس انداز کل اقتصاد برابر میشود. حال الگوی تعادل عمومی محاسباتی (CGE) با الگوی تعادل عمومی والراسی بسته میشود. در این الگو هنگامی که شوک به اقتصاد وارد میشود به دلیل اینکه پایهها و مبانی به صورت خردی بسته شده است، لذا شوک از کانال قیمت نسبی وارد میشود. پس به طور خلاصه مدلهای CGE مدلهای واقعی هستند و لذا شوک اسمی مانند پول داخل آن قرار نمیگیرد.
در مدلهای DSGE نگاه کلان میباشد نه خردی. اما دیدگاه کلانی که وجود دارد دارای مبانی تئوریک و پایههای خردی میباشد. مدلهای DSGE به روابط پایهای و مبناها اهمیت میدهد ولی اثر این مبناها را الگوسازی نمیکند. بنابراین در مدلهای DSGE روابطی که بر روی آن‌ها کار میکنیم روابط کلان اقتصادی میباشد. شرایط مرتبه اول معادلات بر اساس تئوریهای اقتصاد خردی الگو میشود به عبارت دیگر روابط FOC روابط تجمیع شده خرد میباشد. بر همین اساس شوکها نیز شوکهای کلان میباشد: مثل شوک پولی، شوکهای هزینه دولت، تکنولوژی، ارز و...
نکتهای که در اینجا وجود دارد این است که حداکثرسازی مطلوبیت، حداکثرسازی سود در ایران با سایر کشورها تفاوتی ندارد. مشکل قاعده پولی میباشد که بانک مرکزی اعمال میکند. مشکل عدم تنظیم بازار پول است که نمیتواند سیاستهای خودش را از کانال نرخ سود وارد کند. مشکل کنترل نرخ سود است که سیاست پولی عملکرد خودش را به درستی انجام نمیدهد.
منتها تفاوتی که وجود دارد این است که شرایط تعادل پویای اقتصاد در کشورهای توسعه یافته از یک بازار رسمی استخراج میشود اما شرایط تعادل پویای اقتصاد در ایران در برخی بخشها از یک بازار غیررسمی (سیاه) استخراج خواهد شد. به عنوان مثال با توجه به اخلالی که در نرخ سود وجود دارد قیمت پول از یک بازار سیاه استخراج خواهد شد. بنابراین لازمه این کار شناسایی عدم تعادلهای اقتصادی از جمله بازار پول، مالی و ارز میباشد.
به عنوان مثال سرمایهگذار بر اساس تفاوت بین نرخ سود بازار و نرخ سود بانکی رفتار خودش را تنظیم میکند و هر چه این تفاوت افزایش یابد رفتار وی نیز تغییر میکند؛ لذا مدلسازی رفتار سرمایهگذار بر اساس تفاوت بین این دو نرخ نتیجه بهتری را نسبت به حالتی که صرفاً بر اساس نرخ سود بانکی تنظیم شود در پی خواهد داشت.
بدین منظور لازم است بخشهای اقتصادی به صورت دقیق تنظیم شود. یکی از مهمترین بخشهایی که باید تنظیم شود بخشهای پولی و بخش دولت میباشد؛ لذا تعیین قاعده پولی از اهمیت ویژهای برخوردار است. قاعده پولی متشکل از سه بخش بانک مرکزی و پایه پولی، بازار ارز و انتخاب رژیم ارزی و محدودیت بودجه دولت میباشد. از تلفیق این سه، حساب تلفیقی بدست میآید که اهمیت ارز، پول و بودجه دولت در قاعده پولی دیده میشود. عمدتاً در کارهای قبلی که صورت گرفته است بدون توجه به جایگاه اقتصادی ایران عمدتاً با استفاده از قاعده تیلور، به استخراج قاعده سیاست پولی پرداخته شده است. شوکهای نفتی، حساب تلفیقی دولت و بانک مرکزی را تحت تأثیر قرار میدهد. به عبارت دیگر در زمان بروز شوکهای منفی نفتی که عمدتاً با افزایش هزینههای دولتی اتفاق میافتد، قاعده سیاست پولی بر روی اعتبار داخلی بسته میشود. به دلیل اینکه در این حالت ارز از کنترل دولت خارج میباشد و ارز کارکرد خود را به درستی انجام نمیدهد. در این حالت بیشتر اعتبار داخلی است که کار میکند. به عبارت دیگر در صورت بروز شوکهای منفی نفت درآمد دولت کاهش یافته و سیاستهای مالی در جهت انقباضی میباشد و در این حالت تورم از کانال نرخ ارز کنترل نمیشود بلکه بیشتر از طریق پایه پولی کنترل میشود. همچنین در صورت بروز شوکهای مثبت نفتی تنظیم قاعده پولی با استفاده از نرخ ارز میباشد. به عبارت دیگر در حساب تلفیقی منابع خارجی بالاتر میرود.
همچنین در این رساله بخش دولتی به صورت دقیق مورد بررسی قرار میگیرد. به عبارت دیگر درآمدهای دولتی و هزینههای دولتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بخش این سؤال بررسی خواهد شد که آیا واقعاً افزایش درآمد نفت و سرمایهگذاری دولت میتواند رشد اقتصادی را زیاد کند؟ به عبارت دیگر درآمدهای نفتی بر روی تولید چه نقشی را ایفا میکنند و اینکه آیا باید درآمدهای نفتی به سمت تولید کانالیزه شود یا خیر؟
بعد از تنظیم کردن بخشهای مختلف مدل DSGE شوک قیمت و تولید نفت وارد مدل خواهد شد و سپس اثر این شوکها بر روی قواعد پولی بررسی خواهد شد.
ساختارهای اصلی مدل تعادل عمومی پویای تصادفی به صورت زیر تنظیم شده است:
رفتار بخش خصوصی که در آن یک خانوار معرف که ارزش حال تنزیل شده مورد انتظار مطلوبیت طول دوران زندگی را با توجه به قید بودجه بین دورهای حداکثر میکنند، در نظر گرفته میشود.
رفتار بنگاه و تنظیم قیمتها: رفتار بنگاه با پیروی از کالو (1983) تنظیم شده است. در این روش فرض میشود که درصد از بنگاهها میتوانند در هر دوره قیمت جدید تنظیم کنند و از این رو معادل درصد قیمت خود را بدون تغییر نگه میدارند. (پارامتر چسبندگی قیمت را در اقتصاد اندازهگیری میکند). همچنین فرض میشود که دو دسته بنگاه وجود دارد. در حالی که معادل درصد از تنظیمکنندگان قیمت همانند مدل کالو استاندارد رفتار میکنند، درصد قیمتهایشان را بر اساس رفتار گذشتهنگر (قاعده سرانگشتی) تنظیم میکنند.
بر این اساس منحنی فیلیپس هیبریدی کینزینهای جدید به عنوان یک بخش از اقتصاد تصریح خواهد شد. لازم به ذکر است که منحنی فیلیپس هیبریدی کینزینهای جدید در سه بخش داخلی، صادراتی و وارداتی مدلسازی شده است.
دولت: بخش دولت نیز با در نظر گرفتن درآمدها (از جمله درآمدهای نفتی) و مخارج دولتی تصریح خواهد شد.
بازار ارز: به منظور استخراج دقیق قاعده پولی نیازمند این هستیم که بخش خارج به صورت دقیق تصریح شود.
بخش پولی: در این بخش ترازنامه بانک مرکزی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در مرحله بعد به ارزیابی و تخمین مدل DSGE برای ایران پرداخته خواهد شد. روشهای متفاوتی برای ارزیابی و تخمین مدلهای DSGE وجود دارد. همانگونه که به وسیله آن و اسچورف هاید (2007) بیان شده است این تکنیکها عبارتند از: کالیبراسیون، روش گشتاورهای تعمیم یافته، تخمین بر اساس حداکثر راستنمایی با اطلاعات کامل، تخمین بیزین و تخمین حداقل فاصله بر اساس فاصله بین توابع ضربه-واکنش از مدل VAR و مدل DSGE.
در مدلهای DSGE دو موضوع وجود دارد:
1- شبیهسازی؛
2- تخمین.
در شبیهسازی، مدل با دادههای واقعی تخمین نمیخورد اما تا حدودی رفتار عاملین اقتصادی را برای ما روشن میکند. تخمینهای دقیق با تخمینزن بیزین صورت میگیرد.
بنابراین مراحل مختلف کار این رساله به صورت زیر تقسیم بندی میشود:
استخراج الگو مطابق با شرایط اقتصاد ایران؛
بدست آوردن مقادیر تعادلی پویای اقتصاد؛
تبدیل معادلات استخراج شده از شرایط بهینهسازی به صورت معادلات لگاریتمی- خطی شده؛
شبیهسازی مدل با نرمافزار داینار؛
تخمین مدل با روش بیزین.
با پیروی از آن و اسچورف هاید (2007) و مانسینی گریفولی (2007) تکنیک بیزین برای تخمین مدل DSGE لگاریتمی- خطی شده مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این روش نسبت به رویکردهای رقیب چندین مزیت دارد: ابتداً تخمین بیزین اجازه استفاده از اطلاعات پیشین در فرآیند تخمین را میدهد. وارد کردن اطلاعات پیشین به شناسایی پارامترهای مدل کمک میکند. ثانیاً تخمین بیزین یک تخمینزن سیستمی میباشد و اجازه استفاده از منافع رویکرد تعادل عمومی را به ما میدهد. ثالثاً رویکرد بیزین عملکرد بهتری نسبت به تخمین حداکثر راستنمایی و GMM در نمونههای کوچک دارد.
1-2- سؤال‌های تحقیق
با توجه به اینکه در این رساله به دنبال بررسی سیاستهای پولی و مالی برای یک اقتصاد صادرکننده نفت با استفاده از مدل تعادل عمومی تصادفی پویا و سپس آزمون آن برای ایران هستیم، لذا سؤال اصلی تحقیق به صورت زیر مطرح میشود:
شوک قیمت نفت در چارچوب مدل تعادل عمومی اقتصاد باز در یک کشور صادرکننده نفت چه اثری بر روی متغیرهای کلان اقتصادی از کانال دو متغیر سیاست پولی و سیاست مالی دارد؟
هم چنین در راستای پاسخ گویی به سؤال بالا یک سری سؤال‌های فرعی نیز مطرح میشود که به صورت زیر هستند:
آیا بین شوکهای نفتی و سیاست پولی اتخاذ شده در ایران ارتباط وجود دارد یا خیر؟
افزایش قیمت نفت میتواند رشد اقتصادی ایران را زیاد کند؟
اثر شوکهای مارک آپ بر روی متغیرهای اقتصادی به چه صورتی میباشد؟
1-3- فرضیه تحقیقدو متغیر سیاست پولی و سیاست مالی در اقتصاد صادرکننده نفتی (ایران) نقش کلیدی در اثرگذاری شوکهای نفت روی متغیرهای واقعی اقتصاد ایفا مینمایند.
1-4- اهداف تحقیقبا توجه به اقبال جهانی گسترده محافل علمی و بانکهای مرکزی به مدلهای DSGE در پژوهشهای علمی، بالاخص در حیطه اقتصاد مالی، پولی و انرژی، معرفی این مدلها به گفتمان علمی دانشگاهی و توجه به گسترش این مدلها در محافل علمی دانشگاهی میتواند زمینهای برای ورود آن‌ها به مطالعات و طبیعتاً سیاست‌گذاری بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران را فراهم آورد و به عنوان ابزاری جدید در زمینه تحلیل سیاستهای اقتصادی، بالاخص سیاست‌گذاری پولی، به خدمت گرفته شود؛ لذا در رساله فوق اهداف زیر را دنبال میکنیم:
طراحی یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی به منظور بررسی نقش شوک قیمت نفت بر روی متغیرهای کلان اقتصادی برای یک کشور صادر کننده نفت (مورد ایران)؛
وارد کردن بخشهای مالی، پولی و ارزی متناسب با شرایط اقتصاد ایران؛
بررسی اثر شوک قیمت نفت بر قواعد پولی اقتصاد ایران؛
مرتبط کردن بخش نفت با استفاده از درآمدهای نفتی به بخش دولت در ایران؛
تعیین قواعد پولی با توجه به ترازنامه بانک مرکزی، بودجه دولت و نظام ارزی؛
بررسی واکنش شوک قیمت نفت بر روی متغیرهای کلان اقتصادی در سناریوهای مختلف ارزی و تورمی.
1-5- روش شناسی
از دهه 1980 میلادی اقتصاددانان در تحلیلهای کلان اقتصادی توجه ویژهای به مدلهای پویا که دارای پایههایی در اقتصاد خرد هستند، داشتهاند و این توجه و اقبال با گذشت زمان و گسترش ابزارهای ریاضی و محاسباتی در اختیار محققان اقتصادی رو به افزایش است.
گسترش مکتب ادوار تجاری حقیقی (RBC) در دهه 1980 میلادی در واقع انقلابی در تحلیلهای کلان اقتصادی به شمار میرفت چرا که اولاً این مکتب با گسترش چارچوب تحلیلی تعادل عمومی تصادفی پویا (DSGE) که در آن خانوارها و بنگاهها و سایر کارگزاران اقتصادی اقدام به بهینهیابی میکنند پایه خرد برای تحلیل روابط کلان اقتصادی فراهم آورد که قبلاً نبود آن مورد انتقاد منتقدین اقتصاد کلان قرار داشت. ثانیاً به دلیل نیاز تکنیکی به ابزار ریاضی در حل این مدلها، انبوهی از ابزارهای کمی محاسباتی از علم ریاضی وارد اقتصاد شده و گسترش یافتهاند. ثالثاً بر خلاف مکاتب پیشین اقتصادی که بر سیاستهای پولی و مالی به عنوان دلیل نوسانات اقتصادی تاکید میکردند این مکتب با تکیه بر شوکهای تکنولوژی امکان تبیین نوسانات اقتصادی با تکیه بر عوامل طرف عرضه را نیز به ادبیات اقتصادی معرفی کرد.
البته علیرغم تأثیر عظیمی که مکتب ادوار تجاری حقیقی در ادبیات اقتصادی بر جای گذاشت به دو دلیل عمده استفاده از آن در مطالعات اقتصادی رو به افول گذاشت که عبارت بودند از: 1- تاکید بیش از حد بر شوکهای تکنولوژی به عنوان منبع ادوار تجاری و 2- پیشبینی خنثی بودن پول که برخلاف شواهد تجربی مشاهده شده (حداقل در کوتاهمدت) است.
به دین ترتیب اقتصاددانان برای بهرهگیری از خصوصیات مثبت مکتب ادوار تجاری حقیقی، با وارد کردن رقابت ناقص و چسبندگیهای اسمی در چارچوب تحلیلی تعادل عمومی پویای تصادفی، مدلهای نیوکینزینی را بسط دادند. مدلهای نیوکینزینی علاوه بر این که پایههای خرد برای تحلیلهای کلان اقتصادی فراهم میکنند، به خوبی میتوانند اثر سیاستهای پولی را در نوسانات کلان اقتصادی نشان دهند و به عبارتی پارادیم نیوکلاسیکی را با پارادایم کینزینی با هم پیوند دادهاند.
مدلسازی تعادل عمومی تصادفی پویا شاخهای از تئوری تعادل عمومی کاربردی است که مقولهای مهم در اقتصاد کلان معاصر تلقی میشود. متدلوژی DSGE سعی در تبیین پدیدههای کلان اقتصادی همچون رشد اقتصادی، سیکلهای تجاری و اثرات سیاستهای پولی و مالی بر پایه مدلهای ساده شده کلان اقتصادی دارد که این مدلها از اصول خرد اقتصادی استخراج شدهاند.
یکی از دلایل اصلی که اقتصاددانان به ساخت مدلهای DSGE روی آوردهاند این است که این مدلها بر خلاف مدلهای پیشین سنتی کلان-سنجی دیگر در معرض انتقاد لوکاس نیستند.
همانطور که از اسم این مدلها پیدا است مدلهای DSGE پویا هستند به این معنی که حرکت اقتصاد را در طول زمان زیر نظر میگیرند. همچنین تصادفی هستند یعنی این واقعیت را مد نظر قرار میدهند که اقتصاد میتواند تحت تأثیر شوکهای نظیر تغییرات تکنولوژیکی یا خطا در سیاستگذاری کلان اقتصادی قرار گیرد. این ویژگیهای مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا وجه تمایز اصلی این مدلها با مدلهای ایستای تحت مطالعه در تئوری تعادل عمومی والراسی و تعادل عمومی قابل محاسبه کاربردی است.
مدلهای سنتی پیشبینی کلان- سنجی که از دهه 1970 میلادی تاکنون مورد توجه بانکهای مرکزی بوده است. رابطه پویای بین قیمتها و مقادیر را در بخشهای مختلف اقتصاد برآورد میکند و اغلب متشکل از تعداد بسیار زیادی متغیر میباشد. برخلاف مدلهای کلان- سنجی، مدلهای تعادل عمومی پویای تصادفی با تعداد کمی متغیر سروکار دارد (از آنجا که حل کردن و تحلیل مدلهای DSGE از نظر تکنیکی مشکلتر است) و تمایل زیادی وجود دارد که بسیاری از جزئیات بخشی خلاصه شود و متغیرهای بسیار کمتری مورد استفاده قرار گیرد؛ لذا بانکهای مرکزی با بهرهگیری از این مدلها با متغیرهای کمتری سروکار دارند.
مدلهای DSGE جزئیات بخشی را از دست میدهند و با بدست آوردن سازگار منطقی جبران میشوند، چرا که این مدلها بر پایه اصول اقتصاد خردی یعنی با در نظر گرفتن تصمیمگیری تحت محدودیت بنا شدهاند. به طور کلی این مدلها اجزا و فرضیات زیر را در نظر میگیرند:
ترجیحات: اهداف کارگزاران در اقتصاد تصریح میشود. به عنوان مثال تابع مطلوبیت خانوار که عموماً تابعی از سطح مصرف و اوقات فراغت است، با توجه به قید بودجه حداکثر میشود یا هدف بنگاهها حداکثر سازی سود میباشد.
تکنولوژی: ظرفیت تولیدی کارگزاران در اقتصاد تصریح میشود. به عنوان مثال ممکن است فرض شود بنگاهها دارای تابع تولیدی هستند که مقدار کالای تولید شده را وابسته به مقدار کار و سرمایه به کار گرفته شده تصریح مینماید. همچنین محدودیتهای تکنولوژیکی اقتصاد، مواردی چون هزینههای تعدیل موجودی سرمایه، سطح نیروی کار یا سطح قیمتها را در برمیگیرد.
چارچوب نهادی: محدودیتهای نهادی که کارگزاران اقتصادی تحت آن محدودیتها در تعامل با هم میباشند، تصریح میشود. در بسیاری از مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا این بدان معنا است که کارگزاران اقتصادی تصمیمات خود را تحت برخی محدودیتهای برونزای بودجهای اتخاذ میکنند و فرض میشود که قیمتها تا زمان تسویه بازار تعدیل میشوند. همچنین قواعد سیاست مالی و پولی یا حتی چگونگی تغییر قواعد سیاستی و محدودیتهای بودجهای بر اثر تغییر فرآیند سیاسی تصریح میشود.
در طراحی مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا ابتدا سعی بر این است که مدلی ساده و ابتدایی به عنوان هسته مرکزی مطالعه طراحی شود و سپس با افزودن جزئیات به این مدل مرکزی خصوصیات مورد نظر محقق به مدل اضافه گردد. در نهایت میتوان مدل پایه را بسط داد و به مدلی رسید که یک اقتصاد بسته یا باز را با در نظر گرفتن ترکیبی از تمام اجزا یعنی خانوارها، بنگاهها، دولت، مقام پولی و بخش خارجی (یا تعدادی از آن‌ها) تبیین کرد.
با تصریح ترجیحات (آنچه که کارگزاران میخواهند)، تکنولوژی (آنچه که کارگزاران میتوانند تولید کنند)، و نهادها (روشی که بر اساس آن در تعامل با هم هستند)، امکان آن فراهم خواهد شد که (البته در اصول با ذکر این نکته که در عمل دشواریهایی بر آن مترتب است) با حل مدل DSGE بتوان پیشبینی کرد که چه چیزی واقعاً تولید، مبادله و مصرف میشود و این پیشبینی حتی در صورت بهکارگیری یک چارچوب جدید نهادی معتبر خواهد بودCITATION متو89 l 1065 (متوسلی & ابراهیمی, نقش سیاست های پولی در انتقال اثر شوک های نفتی به اقتصاد ایران, 1389).
بر عکس همانطور که لوکاس خاطر نشان میکند، چنین پیشبینیهایی در مدلهای کلان- سنتی پیشبینی به احتمال قوی معتبر نخواهد بود چرا که مدلهای سنتی بر پایه روابط مشاهده شده گذشته بین متغیرهای کلان اقتصاد برآورد میشوند و انتظار میرود چنین روابطی با معرفی سیاستهای جدید دچار تغییر شوند و به این ترتیب پیشبینیهای مبتنی بر مشاهدات گذشته اعتبار خود را از دست بدهند.
با توجه به دشواری ساخت مدلهای دقیق DSGE بسیاری از بانکهای مرکزی هنوز هم برای پیشبینیهای کوتاهمدت خود بر مدلهای سنتی کلان- سنجی تکیه دارند. با این حال، به خاطر این خصوصیت مدلهای نیوکینزینی که در کنار موثر دانستن عوامل حقیقی در ایجاد نوسانات اقتصادی، سیاستهای پولی را نیز در کوتاهمدت در عرصه فعالیتهای اقتصادی منشأ اثر میدانند. امروزه بانکهای مرکزی زیادی به ارائه مدلهای پولی مورد استفاده خود در قالب مدلهای DSGE مورد استفاده در مکتب نیوکینزینی پرداختهاند. به عنوان مثال بانکهای مرکزی انگلستان (هریسون و همکاران (2005))، کانادا (مورچیسون و رنیسون (2006)) و حتی شیلی (مدینا و سوتو (2007)) و پرو (کاستیلو و همکاران (2008)) از این دسته مدلها در تحلیلهای خود استفاده میکنند و اثر سیاستهای مختلف به طور فزاینده در قالب مدلهای DSGE مورد بررسی قرار میگیرد.
پس از تصریح مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا، دو شرط مهم برای حصول تعادل باید برقرار باشد: 1- کارگزاران بهینهیابی انجام دهند. 2- بازارها اعم از بازار کالا و کار تسویه شوند.
مسئله تصمیم بهینه یک کارگزار اقتصادی که هدف وی حداکثرسازی مطلوبیت یا سود خود طی یک افق نامحدود زمانی است اغلب در چارچوب یک مدل بهینهسازی پویای تصادفی مورد مطالعه قرار میگیرد. برای درک ساختار مسئله تصمیم فوقالذکر، آن را به صورت یک مسئله تصمیمگیری بازگشتی در یک رویکرد برنامهریزی پویا توصیف میکنند. پس از آن برخی از روشهای حلی که اغلب برای حل مسئله تصمیم بهینه به کار گرفته میشود، مورد استفاده قرار میگیرد.
در بیشتر موارد راهحل دقیق و تحلیلی برای تصمیم برنامهریزی پویا در دسترس نیست و باید به راهحل تقریبی بسنده کرد که ممکن است محاسبه آن با روشهای عددی صورت گیرد. گام نخست در ارزیابی تجربی مدلهای پویای تصادفی، تمرکز برای دستیابی به راهحلهای تقریبی پس از به دست آوردن شرایط مرتبه اول از معادله اولر یا معادله مستخرج از لاگرانژین است، چرا که این شرایط معمولاً غیرخطی هستند. با در نظر گرفتن این دو روش حصول شرایط مرتبه اول، سه نوع روش تقریب را میتوان در ادبیات موضوع پیدا کرد که عبارتند 1- روش فیر- تیلور 2- روش تقریب لگاریتم- خطی و 3- روش تقریب خطی-کوادراتیک.
گام ضروری بعدی برآورد این مدل با استفاده از برخی تکنیکهای اقتصادسنجی میباشد. با معادله برآورده شده میتوان مدل را ارزیابی کرد و هم‌خوانی پیشبینیهای حاصل از مدل با دادههای تجربی را مقایسه کرد.
در برخی از مطالعات تجربی در مورد مدلهای بهینهیابی پویای تصادفی اغلب از مرحله برآورد صرف نظر کرده و از تکنیکی که اغلب به نام کالیبراسیون خوانده میشود، استفاده میشود.
حل کردن مدل بهینهیابی پویای تصادفی با استفاده از روشهای تقریب یا بهینهیابی پویا اولین گام در جهت ارزیابی تجربی این گونه مدلها تلقی میشود. گام ضروری بعدی برآورد این مدل با استفاده از برخی تکنیکهای اقتصادسنجی است. برای انجام این مرحله، برخی از روشهای تقریب بهتر از برخی دیگر هستند. در کالیبراسیون معمولاً آماره گشتاورهای (اغلب گشتاورهای مرتبه دوم) سریهای زمانی متغیرهای کلان اقتصادی با گشتاورهای حاصل از سریهای زمانی حاصل از شبیهسازی مدل مقایسه میشود. پارامترهایی که برای شبیهسازی مدل مورد استفاده قرار میگیرد معمولاً از منابع مستقلی همچون مطالعات خرد اقتصادی مختلف انتخاب میشوند. کالیبراسیون از آن جهت که پارامترهای ساختاری را به جای آنکه برآورد کند، مفروض در نظر میگیرد مورد انتقاد محققان است.
همچنین هر چند کالیبراسیون ابزار بسیار سودمندی برای فهم خصوصیات و ویژگیهای پویای مدلهای DSGE است، لیکن مزایای بسیاری برای برآورد پارامترها از طریق روشهای اقتصادسنجی ذکر میشود.
اول آن که میتوان پارامترها را با وضع قیود مدل مورد نظر برآورد کرد. این مزیت باعث میشود که دیگر مشکل ناسازگاری احتمالی فروض مدل DSGE با فروض مدلهای مطالعات خرد اقتصادی که پارامترهای مورد استفاده در کالیبراسیون از آن‌ها اخذ میشود، وجود نداشته باشد. دوم آن که برآورد مدل DSGE این امکان را به محقق میدهد که بتواند پارامترهایی را برآورد کند که ممکن است برآورد آن‌ها به تنهایی با استفاده از دادههای جزئی سخت باشد. سوم آن که نااطمینانی پارامتر را میتوان به صورت صریح در تحلیل ضربه-واکنش وارد کرد. این کار را میتوان به عنوان مثال با تکنیکهای بوت استرپ برای ساختن فواصل اطمینان برای عکسالعمل مدل در مقابل یک شوک انجام داد. به عنوان مثال میتوان آزمون همبستگی سریالی را برای باقیماندهها انجام داد، جذر میانگین مربعات خطای یک مدل DSGE را با یک مدل DSGE دیگر مقایسه کرد. آزمونهای ثبات پارامترها را انجام داد یا مستقیماً برخی از فروض شناسایی مدل را آزمون کرد. تمام این کارها اطلاعات ارزشمندی را در خصوص ساخت مدلهای اقتصادی واقع‌گرایانه‌تر در اختیار ما قرار میدهد (روژه-مورسیا، 2002، ص 1).
کاربرد کالیبراسیون نیازمند تکنیکهای برای انتخاب دقیق پارامترهای ساختاری است و همانطور که ذکر شد ایراداتی به آن وارد است. به همین دلیل میتوان به جای کالیبراسیون از تکنیکهای اقتصادسنجی برای برآورد پارامترهای مدل استفاده کرد.
پنج رویکرد برای تخمین مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا وجود دارد که عبارتند از: روش حداکثر راستنمایی، روش گشتاورهای تعمیم یافته، روش بیزین، روش گشتاورهای شبیهسازی شده و رویکرد استنباط غیرمستقیم که به وسیله اسمیت (1993) ارائه شده است.
1-6- روش گردآوری اطلاعات و دادههاگردآوری اطلاعات بخش نظری تحقیق با مراجعه به منابع کتابخانهای و مقالات معتبر موجود در سایتهای تخصصی صورت گرفته است. در بخش تجربی اطلاعات و دادههای مورد نیاز از طریق مراجعه به بانکهای اطلاعاتی کشور از جمله بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران، مرکز آمار ایران و گزارشهای آماری مرتبط گردآوری شده است.
1-7- جامعه آماری، روش نمونهگیری حجم نمونهجامعه آماری شامل دادههای مربوط به تولید، حجم پول، مخارج دولتی، مالیاتها، درآمدهای نفتی، حجم سرمایه، نیروی کار، نرخ ارز حقیقی، داراییهای خارجی بانک مرکزی، مصرف و سرمایهگذاری میباشد.
1-8- روش تجزیه و تحلیل دادههاارزیابی مدل و تخمین با استفاده از برنامه داینار در نرمافزار متلب شبیهسازی و ارزیابی خواهد شد.
فصل دوم نفت و اهمیت آن در اقتصاد ایران2-1- مقدمهقیمتهای نفت در چند سال اخیر افزایش زیادی داشته است. در حالی که در انتهای سال 2001، قیمت نفت اوپک حدود 12/23 دلار آمریکا برای هر بشکه بود، در سپتامبر 2011 به 46/107 و در سال 2013 به حدود 87/105 دلار آمریکا برای بشکه رسیده است. در انتهای سال 2014 قیمت نفت روند نزولی به خود گرفته است به طوری که متوسط قیمت نفت در سال 2014، 29/96 دلار آمریکا برای هر بشکه بوده است. قیمت نفت در ابتدای سال 2015 نیز در ده سال اخیر به پایینترین حد خود یعنی 2/49 دلار برای هر بشکه رسیده است (نمودار 2-1). تغییرات در قیمتهای نفت اثر مستقیمی بر روی سطوح قیمتی اقتصاد دارد. همچنین بر تصمیمات بین دورهای مصرف، ساختار هزینه بنگاهها، تصمیمات بانک مرکزی در مورد اجرای سیاستهای پولی، تصمیمات دولت در مورد اجرای سیاستهای مالی، سیاستهای بخش خارجی اقتصاد و ... تأثیرگذار است. همچنین شاخصبندی دستمزد و قیمت ممکن است اثرات شوکهای قیمت نفت بر روی متغیرهای کلان اقتصادی از جمله تورم و تولید را بیش از پیش نمایان سازد.
TOC o "1-3" p " " u

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 1. قیمت سبد اوپک طی دوره زمانی 2001 الی 2015منبع: اوپک
با نگاهی به کشورهای تولیدکننده و صادرکننده نفت متوجه اهمیت و بزرگی بخش نفت در ایران خواهیم شد. نمودارهای (2-2) و (2-3) ترکیب ده تولیدکننده و صادرکننده اول جهان را در سال 2012 نشان میدهد. اطلاعات این دو نمودار از مدیریت اطلاعات انرژی آمریکا گرفته شده است. عربستان بزرگ‌ترین تولیدکننده و صادرکننده نفت میباشد. در بین ده تولیدکننده اول دنیا پنج کشور از کشورهای عضو اوپک قرار گرفتهاند که مجموعاً به اندازه 43 درصد از نفت دنیا را تولید میکنند. در بین 10 کشور بالای تولیدکننده نفت، سهم ایران معادل با 6 درصد میباشد. همچنین در بین 10 صادرکننده اول نفتی جهان در سال 2012، نه کشور آن مربوط به کشورهای عضو اوپک میباشند که مجموعاً 78 درصد صادرات نفتی را بر عهده دارند که سهم ایران معادل با 6 درصد در بین 10 صادرکننده اول جهان میباشد.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 2. 10 صادر کننده اول نفتی جهان در سال 2012منبع: مدیریت اطلاعات انرژی آمریکا (EIA)

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 3. 10 تولیدکننده اول نفتی جهان در سال 2012منبع: مدیریت اطلاعات انرژی آمریکا (EIA)


لذا خاورمیانه بزرگ‌ترین منطقه تولیدکننده و صادرکننده نفت خام جهان است. نزدیک به 40 درصد نفت خام جهان در این منطقه تولید میشود. با این حال ذخایر این منطقه از نفت خام نسبت به دو دهه پیش کاهش یافته است. 5 کشور دارای بزرگ‌ترین ذخایر نفتی منطقه خاورمیانه به ترتیب عربستان سعودی (8/15 درصد)، ایران (3/9 درصد)، عراق (9/8 درصد)، کویت (6 درصد) و امارات (8/5 درصد) هستند. ذخایر نفتی خاورمیانه در سال 1993 میلادی معادل 6/63 درصد از کل ذخایر نفتی جهان بود ولی این رقم در سال 2013 به 9/47 درصد رسیده است.
2-2- واقعیات اقتصاد ایران در بخش نفتنمودار (2-4) آمارهای مربوط به تولید و صادرات نفت خام ایران را طی دوره 1357 الی 1389 نشان میدهد. همانگونه که از روی نمودار نیز مشخص است همبستگی شدیدی بین تولید نفت خام و صادرات نفت خام وجود دارد. اگر چه ایران هنوز در رتبه دوم بزرگ‌ترین تولید کننده نفت خام سازمان اوپک قرار دارد ولی تولید نفت خام ایران طی سالهای اخیر افت شدیدی داشته است.
صادرات نفت ایران نیز طی سالهای اخیر در نتیجه تحریمهای اعمال شده توسط آمریکا و اتحادیه اروپا دچار افت شدیدی شده است.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 4. تولید و صادرات نفت خام در دوره زمانی 1357 الی 1389 در ایرانمنبع: بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران
نمودار (2-5) درآمدهای حاصل از صادرات نفت و درآمد ملی ایران را بر حسب میلیارد ریال نشان میدهد. همان‌گونه که در نمودار فوق ملاحظه میشود درآمدهای حاصل از صادرات نفت از اوایل دهه 80 و با افزایش قیمت نفت خام سیر صعودی به خود گرفته است. در حال حاضر حدود 70 الی 80 درصد درآمدهای ارزی کشور از صادرات نفت خام میباشد. به عنوان مثال در سال 1374 سهم درآمدهای حاصل از صادرات نفت از کل درآمدهای ارزی حدود 71/0 بوده است و در سالهای 1389 و 1390 به ترتیب به 78/0 و 72/0 رسیده است. همچنین درآمدهای مالیاتی و غیرنفتی نیز عمدتاً ریشه نفتی دارند. چرا که درآمد حاصل از صادرات میعانات گازی و کالاهای پتروشیمی نیز عملاً نوعی درآمد نفتی محسوب میشود؛ لذا در صورت کاهش درآمد نفتی، درآمدهای مالیاتی نیز کاهش مییابد؛ بنابراین درآمدهای نفتی در ایران نقش مهم و اساسی در اقتصاد کشور و معیشت مردم دارد.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 5. درآمدهای حاصل از صادرات نفتی و درآمد ملی در ایران بر حسب میلیارد ریالمنبع: بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران و OPEC
نمودار (2-6) نسبت صادرات نفتی به GDP را بر حسب درصد نشان میدهد. همان‌گونه که در نمودار فوق مشاهده میشود در سالهای اخیر صادرات نفتی وزنی حدود 20 درصد را در GDP داشته است که نشاندهنده سهم بالای آن در GDP میباشد.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 6. نسبت صادرات نفتی به GDP بر حسب درصدمنبع: محاسبات تحقیق
با توجه به سهم بالا و اهمیت نفت در اقتصاد ایران، در چندین دهه گذشته مباحث مربوط به نفت در اقتصاد و سیاست ایران موضوع بحثهای گسترده و مهمی بوده است. در یک سوی این بحثها دید غالب این است که نفت منابع مالی چشمگیری را برای مصرف و سرمایهگذاری در ایران به ارمغان آورده و در مقایسه با آنچه که بدون نفت احتمالاً اتفاق میافتاد، امکان رشد سریع‌تری را هم برای درآمد ملی و هم برای مصرف فراهم کرده است. در سوی دیگر، برخی معتقدند که ضعفهای ساختاری و نهادینه جامعه ایران موانعی برای استفاده مناسب از پتانسیل درآمدهای نفتی ایجاد و بعضاً رانتهای نفتی آن ضعفها را تشدید کرده است. در نتیجه در حالی که درآمد نفت از بعضی جهات به مصرف و تولید در ایران کمک کرده، از جهات دیگر باعث عقب‌ماندگی اقتصادی و سیاسی شده است. گروهی از طرفداران این دیدگاه معتقدند که با کوشش جهت جبران ضعفهای ساختاری و اتخاذ سیاستهای مناسب میتوان اثر مثبت نفت بر اقتصاد ایران را تقویت کرد. ولی عده زیادی هم مشکل اصلی را وجود رانتهای نفتی میدانند. به نظر آن‌ها، نفت در مجموع بلای بزرگی برای ایران بوده است. به خصوص، وجود منابع نفتی قدرتهای استعماری را به منطقه کشانده و انگیزه آن‌ها را برای تسلط بر ایران تقویت کرده است. به عقیده طرفداران این دیدگاه، درآمدهای نفتی به شیوههای دیگری نیز نیروهای مولد کشور را از تلاش لازم برای توسعه صنعتی بازداشته است. مثلاً این درآمدها توجه دولت و بخش خصوصی را بیش از حد از تولید دور و به واردات معطوف کرده است.
با وجود اهمیت فوق‌العاده نفت در اقتصاد ایران، متأسفانه بیشتر بحثهای آن در سطح نظری باقی مانده و کمتر مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. در این بخش به دنبال بررسی اهمیت نفت در اقتصاد ایران به عنوان یک اقتصاد صادرکننده نفت هستیم.
2-3- نفت و اهمیت آن در اقتصاد
یکی از مسایلی که طی چند دهه اخیر در کانون توجه اقتصاددانان در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه بوده است بررسی اثرات شوکهای نفتی بر ساختار اقتصاد کلان و به ویژه تولید و رشد اقتصادی میباشد. در حقیقت با وقوع شوکهای مثبت نفتی در دهه 1970 و متعاقب آن بروز رکود در اقتصاد جهانی توجه بسیاری از محققان به بررسی اثرات شوکهای نفتی بر ساختار اقتصاد کلان معطوف گردید. یکی از مهم‌ترین دلایل رکود آمریکا و برخی کشورهای اروپایی در این مقطع را به شوک قیمت نفت نسبت دادهاند که مهم‌ترین دلیل شوک، نتیجه کشمکشهایی بود که در خاورمیانه روی داده بود. این مسئله منجر به حجم زیادی از مطالعات در این زمینه شد که تمامی این مطالعات تلاش کردند تا جریان علیت بین شوکهای قیمت نفت و فعالیتهای اقتصاد کلان را استخراج کنند.
مکانسیمهای انتقال شوکهای نفت به اقتصاد از سه کانال عرضه، تقاضا و تجارت اتفاق میافتد (برون و همکاران، 2004؛ اسچنیدر، 2004؛ لاردیک و مایگنون، 2006؛ سیل، 2007؛ جبیر و زاری-قوربل، 2009).
از طرف عرضه، افزایش قیمتهای نفت منجر به کاهش نهادههای تولید میشود و این خود منجر به افزایش هزینههای تولید و بنابراین کاهش تولید و بهروری میشود.
از طرف تقاضا، قیمتهای بالاتر نفت سطح عمومی قیمتها را افزایش میدهد و با کاهش درآمد حقیقی در دسترس برای مصرف، تقاضا کاهش مییابد (فرزانگان و مارکواردت، 2009).
بر حسب طرف تجارت، کشورهای پیشرفته وارد کننده نفت با کاهش تقاضا، شرایط تجاری آن‌ها بدتر میشود و این موضوع انتقال ثروت از کشورهای واردکننده نفت به کشورهای صادرکننده نفت را نتیجه میدهد.
مطالعات بسیار زیادی در مورد اثر شوکهای مثبت نفتی بر ساختار اقتصاد کلان معطوف گردیده است.
همچنین مطالعاتی در زمینه اثر شوکهای مثبت نفتی بر اقتصاد کلان و به طور خاص بر تولید و رشد اقتصادی در کشورهای توسعه یافته انجام شده است. از آن جمله میتوان به مطالعات پایرس و انزلر (1974) راسچه و تاتوم (1977)، مورک و هال (1980)، داربی (1982)، هوکر (a 1996)، همیلتن (a 1996) و سایر محققان اشاره نمود. در اغلب این مطالعات رابطهی منفی میان افزایش قیمت نفت و فعالیتهای اقتصادی مورد تاکید قرار گرفته است.
لذا بسیاری از مطالعات اولیه شوکهای نفت را زمینهساز بروز رکودهای اقتصادی میدانند (همیلتن، 1983؛ مورک، 1989).
در طول دههی 1980 میلادی و با کاهش قیمت جهانی نفت خام انتظار بر آن بود که نوعی رونق در اقتصاد جهانی به وجود آید، اما چنین انتظاری برآورده نگردید و به همین علت اثرات نامتقارن شوکهای نفتی بر ساختار اقتصاد کلان از این زمان مورد انتظار قرار گرفت.
مطالعاتی که اثرات نامتقارن شوکهای نفت بر روی فعالیتهای اقتصادی را مورد توجه قرار دادهاند، بیان میکنند که افزایش قیمت نفت با تولید پایینتر مرتبط است اما کاهش قیمت نفت منجر به رشد بالاتر تولید نمیشود. دلایل این عدم تقارن به اثرات تخصیصی و هزینههای تعدیل مرتبط شده است.
از طرف دیگر افزایش قیمت نفت به خاطر هزینههای بالای نهاده منجر به انقباض در عرضه میشود و این مسئله میتواند تقاضای مصرفکنندگان را به خاطر نااطمینانی آن‌ها در مورد مصرف و سرمایهگذاری کاهش دهد. همچنین قیمتهای بالاتر نفت منجر به تخصیص مجدد بخشی منابع از بخشهای انرژیبر به انرژی کارا اقتصاد میشود. همه این فاکتورها با اثر کاهش رشد تولید ترکیب میشود.
از طرف دیگر قیمتهای پایین نفت، تولید را به وسیله بنگاهها و مصرف را به وسیله خانوارها تحریک میکند اما تخصیصهای مجدد بخشی رشد را کند میکند. علاوه بر این در نتیجه چسبندگی به سمت پایین دستمزدهای اسمی، دستمزدهای اسمی کاهش نمییابند و لذا هزینههای تولید کاهش نمییابند. اثر ترکیبی همه این فاکتورها این است که کاهش قیمت نفت منجر به افزایش تولید نمیشود.
در مورد تأثیرگذاری شوکهای قیمت نفت بر رشد اقتصادی، آزمونهای آماری قدرت کمی برای توضیح روابط فوق دارند. قبل از دهه 1980، شوکهای قیمت نفت عمدتاً در جهت افزایش خود را نشان داده بود اما بعد از 1985 شوکهای نفتی در هر دو جهت افزایش و کاهش پدیدار شده است. همان گونه که در بالا اشاره شد، تنها افزایش قیمتهای نفت بر روی تولید اثر داشته است و بنابراین افزایش قیمتهای نفت همراه با کاهش قیمتهای نفت، روابط بین قیمتهای نفت و فعالیتهای اقتصادی را سردرگم کرده است و چنین اثرات نامتقارنی از قیمتهای نفت روابط نفت-اقتصاد کلان را تضعیف کرده است. توضیح دیگر این است که سهم نفت در تولید از دهه 1980 به خاطر تغییرات بخشی و نوآوریهای تکنولوژیکی کاهش یافته است و کشورها به واردات نفت کمتر وابسته هستند که در دهه 1970 عکس این موضوع بود.
تحلیلهای بالا یکی از ویژگیهای اصلی کشورهای پیشرفته واردکننده نفت میباشد. برای کشورهای صادرکننده نفت، نتایج متفاوتی مورد انتظار است.
یکی از مسائلی که در بیشتر کارهای تجربی مغفول مانده است، بررسی اقتصادهای در حال توسعه صادرکننده نفت میباشد. معمولاً در اقتصادهایی که با وفور منابع مواجه هستند، بیشتر بر اثرات کوتاهمدت عایدیهای غیرمنتظره درآمدهای نفتی ناشی از کشف منابع تمرکز دارند (پلوگ، 2011).
نقش مشخصی که شوکهای نفت بر روی اقتصادهای صادرکننده نفت بازی میکند میتواند تنها به صورت تجربی محقق شود. در حالی که مطالعات تجربی زیادی در روابط نفت- اقتصاد کلان برای کشورهای واردکننده نفت پیشرفته انجام شده است، اما مطالعات کمی برای کشورهای در حال توسعه صادرکننده نفت انجام شده است. اخیراً تعداد کمی از مطالعات تلاش کردهاند که این ارتباط را بررسی کنند (فرزانگان و مارکواردت (2009) برای ایران، مهرآرا (2008) برای 13 کشور، لورده و همکاران (2009) برای ترینیداد و توباگو، جبیر و ذاری-قوربل (2009) برای تانزانیا و اولومولا و آدجامو (2006) برای نیجریه).
در این بخش سه شاخه برجسته از نوشتههای نفت را مرور کرده و ارتباط آن‌ها را بررسی میکنیم.
معمولاً بر اساس مطالعات مقایسهای میان کشورهای نفتخیز و غیر نفتخیر ارزیابیهای متفاوتی از اثر نفت بر اقتصاد به دست آمده است. یک سری از مطالعات به ادبیات بلای منابع یا نفرین منابع مشهور میباشند.
طبق فرضیه نفرین منابع، کشورهایی سرشار از منابعی چون نفت، گاز طبیعی، معادن و سایر منابع تجدید ناپذیر نسبت به کشورهایی که فاقد چنین منابعی هستند عملکرد ضعیفتری دارند؛ بنابراین میتوان وفور منابع را یکی از تعیینکنندگان مهم شکست بازار دانست که نشان میدهد وفور نفت یک نفرین محسوب میشود نه نعمت. تایید تجربی برای فرضیه نفرین منابع توسط ساچز و وارنر (1995) ارائه گردیده است که در آن یک رابطه منفی بین رشد GDP سرانه حقیقی و مقیاسهای مختلف وفور منابع، نظیر نسبت صادرات منابع به GDP، بدست آمده است.
اما شواهدی تجربی در مورد رد فرضیه نفرین منابع نیز وجود دارد. اکثر مقالات در این زمینه کار بخشیِ ساچز و وارنر را دنبال کردهاند اما از مقیاسهای جدیدی برای متغیر وابستگی منابع و وفور منابع استفاده کردند (رودریگز و ساچز (1999)؛ گیلفاسون و همکاران (1999)؛ بولته و همکاران (2005) و کاوالسانتی و همکاران، 2011).
شماری از مطالعات اولیه، اثرات کلان اقتصادی کشف منابع را مورد توجه قرار دادهاند و مشخصاً بر "بیماری هلندی" تمرکز کردهاند، پدیدهای که ابتداً در هلند پس از کشف مقادیر زیادی گاز در دهه 1960 رخ داد. بیماری هلندی بیان میکند که یک افزایش برونزای غیرمنتظره در درآمدهای تجارت خارجی حاصل از کشف منابع، منجر به تقویت پول ملی یا کاهش نرخ ارز حقیقی و کاهش در تولید و اشتغال بخش کالاهای غیرقابل تجارت، اغلب تولیدی، میگردد؛ بنابراین، کشف منابع طبیعی برای توسعه اقتصادی به عنوان نوعی نفرین در نظر گرفته میشود (کوردن و نیاری (1982)؛ کراگمن (1987)؛ و نیری و وان وایجنبرگن (1986))؛ اما بیماری هلندی به تنهایی نیازی به مفاهیم بلندمدت مغایر برای کل اقتصاد ندارد. ممکن است از اقتصاد انتظار داشته باشیم تا هنگام تقلیل یا پایان یافتن منابع مجدداً تنظیم شود، مگر اینکه عیوب و نقصهای مهمی در اقتصاد وجود داشته باشد. برای نمونه، اگر بخش تولید منوط به اقتصادهای قیاسی یا آزمون و خطایی باشد، جبران زیان ظرفیت تولیدی بسیار پرهزینه خواهد بود.
پدیده بیماری هلندی در اقتصادهایی عملی است که در معرض جریان غیرمنتظره و ناگهانی درآمد حاصل از کشف منابع زودگذر و فانی قرار میگیرند.
برخی از مطالعاتی که در زمینه نفت انجام شده است ملاحظات اقتصاد سیاسی را مورد توجه قرار دادهاند. با وجود اینکه اثر فزاینده رشد درآمد نفت در حال حاضر پذیرفته شده است، حساسیت درآمد نفت نشاندهنده چالشهای سیاستی مهم با ملاحظات اقتصاد سیاسی است که بایستی در نظر گرفته شود. در ایران درآمدهای حاصل از صادرات نفت، به دلیل انقلاب، جنگ و تحریمهای اقتصادی، حتی پر نوسان‌تر از قیمتهای بین‌المللی نفت بوده است. چنین نوسانهایی بر رشد اقتصادی اثر منفی دارند. برای مقابله با اثرات معکوس نوسانات قیمت نفت، برخی صادرکنندگان عمده اقدام به تثبیت سازی نفت و ایجاد صندوق اعتباری ثروت کردهاند. موفقیت چنین صندوقی به مالکیت سیاسی وجوه (مدیریت و حق دسترسی) و مکانیسمهای اداره تخصیص پرداختها از صندوق به دولت و سایر مقامات و ارگانهای سیاسی بستگی دارد.
2-4- سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت برای ایرانبا توجه به مجموعه مباحث مطرح شده، نفت برای ایران به عنوان یک کشور صادرکننده نفت، بسیار مهم و بااهمیت میباشد؛ لذا در این رساله یک تحلیل تجربی با استفاده از مدل DSGE در مورد سیاستهای پولی و مالی با تاکید بر بخش نفت برای اقتصاد صادرکننده نفت ایران انجام شده است. این مطالعه از آن جهت مهم است که ارتباط بین شوکهای قیمت نفت و تولید همراه با سیاستهای پولی و مالی را در کشور ایران به عنوان یک اقتصاد صادرکننده نفت، باز و کوچک نشان میدهد.
طی چند دهه گذشته، وابستگی پولی و مالی به بخش نفتی و پایههای مالیاتی غیرنفتی نسبتاً ضعیف در ایران، به عنوان یک کشور صادرکننده نفت، از یک سو و تسلط سیاست مالی دولت بر سیاستهای پولی بانک مرکزی از سوی دیگر، همواره یکی از چالشهای عمده سیاستگذاران و برنامهریزان اقتصادی کشور بوده است. در واقع، بخش قابل ملاحظهای از مصارف بودجه سالانه از منابع ارزی حاصل از صدور نفت خام و برداشت از موجودی حساب ذخیره ارزی تأمین میگردد. بانک مرکزی ناگزیر به تأمین منابع ریالی بودجه بوده و از طرفی به منظور مدیریت نرخ ارز، مجبور به خرید ارز گردیده است. در نهایت، خرید ارز توسط بانک مرکزی سبب افزایش پایه پولی و نقدینگی شده استCITATION مرک87 l 1065 (اداره بررسی ها و سیاست های اقتصادی بانک مرکزی, 1387).
از سویی دیگر، شواهد تاریخی نشان میدهد که شوکهای قیمت نفت غیرقابل پیشبینی هستند و قیمت نفت روندی پر نوسان دارد. بحران نفتی اوایل دهه 1970، جنگ عراق و کویت در سال 1990، حملات تروریستی 11 سپتامبر 2001 آمریکا، جنگ عراق در سال 2003 و شوک نفتی سال 2008 میلادی، نمونههای بارزی از شوکهای غیرقابل کنترل قیمت نفت هستند (فیلیز و همکاران (2011)، آمانی و برادلی (2012)). این شوکها ریشه در فاکتورها و عوامل متعدد اقتصادی و سیاسی خارجی دارند و نسبت به اقتصاد داخل برونزا هستند.
از اینرو چالش دیگر پیش روی مقامات پولی و مالی آن است که تعیین دقیق درآمدهای نفتی امکان پذیر نبوده و بودجهریزی بر پایه این درآمدها همواره با نااطمینانی همراه است. این ویژگی میتواند دلالتهای مهمی روی عملکرد اقتصادی و ثبات اقتصادهای وابسته به درآمدهای نفتی داشته باشد؛ لذا تدوین سیاستهای پولی و مالی مناسب و برنامهریزی دقیق برای ایجاد ثبات اقتصادی، نیازمند آگاهی از مکانیسم تأثیر شوکهای قیمتی و درآمدی نفت بر وضعیت بخشهای پولی و مالی و همچنین متغیرهای حقیقی کلان اقتصادی است. دستیابی به این هدف، مستلزم بهرهگیری از مدلهایی است که بخشهای داخلی و خارجی و ساختار پولی و مالی اقتصاد را در یک چارچوب تعادلی و پویا مدلسازی نماید. مطالعات پیشین فقط به تأثیر شوکهای قیمتی و درآمدی نفت بر متغیرهای کلان اقتصادی پرداختهاند. ضمن آنکه این مطالعات از روشها و چارچوبهای ناقص و محدود کننده نظیر مدلهای خودرگرسیونی برداری و تصحیح خطا بهره گرفتهاند ( CITATION صمد88 l 1065 (صمدی, یحیی آبادی, & معلمی, 1388) و CITATION غفا89 l 1065 (غفاری & مظفری , 1389)).
افزایش قیمت نفت با توجه به نوع نظام ارزی کشورهای صادرکننده نفت اثرات مختلفی بر متغیرهای پولی اقتصاد این کشورها دارد. در نظام ارز مدیریت شده، ورود ارزهای نفتی در پی شوک مثبت قیمت نفت، سبب افزایش پایه پولی و به دنبال آن افزایش حجم پول و نقدینگی میگردد CITATION صمد88 l 1065 (صمدی, یحیی آبادی, & معلمی, 1388). در مقابل اگر نظام ارزی شناور باشد، افزایش درآمدهای نفتی به سبب بروز شوکهای مثبت قیمت نفت سبب تقویت پول داخلی و کاهش توان صادراتی خواهد شد (همان). از سوی دیگر، افزایش درآمدهای نفتی به سبب بروز شوک مثبت قیمت نفت سبب گسترش بخش عمومی و وقوع اثر برونرانی در اقتصاد میگردد. نتیجه این رخداد کاهش حضور بخش خصوصی و در نهایت تأثیر منفی بر اشتغال و تولید خواهد بود (کولگنی و مانرا، 2013).
از طرفی، کشورهای واردکننده نفت از کانالهای دیگری تحت تأثیر شوکهای نفتی قرار میگیرند. افزایش قیمت نفت سبب افزایش هزینههای تولید و افزایش بهای تمام شده کالای تولیدی و به تبع آن کاهش تقاضای مصرفی و در نهایت بروز تورم رکودی میگردد (فیلیز و همکاران،2011). همان طوری که قبلاً نیز بیان شد همیلتن (1983) یکی از دلایل عمده بروز رکود بعد از جنگ جهانی در اقتصاد آمریکا را افزایش قیمت نفت میداند. با این وجود، برنانکه و همکاران (1997) علت اصلی رکود در اقتصاد آمریکا را اتخاذ سیاستهای انقباضی پولی برای تثبیت تورم ناشی از افزایش قیمت نفت عنوان نمودهاند. از نگاهی دیگر، کیلیان و همکاران (2009) نشان میدهد که تأثیر شوکهای قیمت نفت به منبع ایجادکننده شوک بستگی دارد. وی نشان میدهد که تأثیرپذیری اقتصاد از شوکهای نفتی بستگی به این دارد که شوک نفتی طرف عرضه، طرف تقاضا و یا شوک تقاضای احتیاطی باشد. از سوی دیگر، بلانچارد و گالی (2010) نشان دادهاند که تأثیر شوک نفتی سال 2008 بر اقتصاد آمریکا به سبب انعطاف بیشتر بازار کار و کاهش سهم نهاده نفت در تولید به مراتب نسبت به شوکهای نفتی قبل کمتر بوده است.
2-5- مطالعات تجربی انجام شده در زمینه نفت در زمینه بررسی تأثیر شوکهای نفتی بر اقتصادهای نفتی، چند مطالعه تجربی خارجی صورت گرفته است.
سائز و پاچ (2002) در پروژه - ریسرچخود، به بررسی و تحلیل نقش شوکهای تجاری در ایجاد نوسانات کل در اقتصاد ونزوئلا، که یک کشور مهم صادرکننده نفت تلقی میشود، بین سالهای 1950 تا 1995 میپردازد. برای این منظور، از یک مدل بسیار ساده تعادل عمومی پویای تصادفی استفاده شده است که در آن اصلیترین فعالیت اقتصادی صادرات نفت محسوب میشود و تنها یک برنامهریز اجتماعی، اقدام به حداکثرسازی تابع رفاه اجتماعی مینماید. در این مدل، تولید بخش نفت به صورت برونزا در نظر گرفته شده و فرض بر این است که کل تولید نفت صادر میشود. نویسندگان در پروژه - ریسرچخود، هیچ توجهی به چسبندگیهای اسمی و شوکهای سیاست پولی و سیاست مالی نشان ندادهاند و مدل DSGE آن‌ها در چارچوب مکتب RBC تعریف شده است.
لداک و سیل (2004) در پروژه - ریسرچای تحت عنوان "تحلیل کمی شوکهای نفتی، سیاست پولی سیستماتیک و رکود اقتصادی" یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی (DSGE) نیوکینزی را برای اقتصاد ایالات متحده ساخته و با بهرهگیری از آن، به بررسی عملکرد سیاستهای پولی به هنگام بروز شوکهای افزایش قیمت نفت در اقتصاد آمریکا پرداختهاند.
مدینا و سوتو (2005) در پروژه - ریسرچخود به ارائه یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی در چارچوب مکتب نیوکینزی برای اقتصاد شیلی میپردازد. آن‌ها در این پروژه - ریسرچ، اثر شوک قیمت نفت بر نوسانات تولید و تورم را در اقتصاد شیلی بررسی میکنند.
همچنین پیژاکون (2007) در مطالعه خود، به ساختن یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی، بدون در نظر گرفتن چسبندگیهای اسمی برای اقتصاد مکزیک میپردازد و اثر شوکهای قیمت نفت را بر سیاست مالی و عملکرد کلان اقتصادی، در یک اقتصاد کوچک و باز صادرکننده نفت بررسی میکند.
رومرو (2008) در قالب یک مدل DSGE، تأثیر شوک قیمت نفت را بر متغیرهای کلان اقتصادی چهار تولید کننده نفت آمریکا، نروژ، کانادا و انگلستان مورد بررسی قرار دادهاند. در این مطالعه منحنی فیلیپس با لحاظ درآمدهای نفتی که ایجادکننده فشار تورمی بیشتر است، طراحی شده است. نتایج حاصل از تحلیل توابع ضربه-واکنش نشان میدهد، به منظور تثبیت تورم و مصرف، اقتصاد واکنش بهتری نسبت به قاعده سیاست پولی تیلور با لحاظ هر دوی تولید کالاهای نهایی و تولید نفتی نشان میدهد.
پیشاکون (2009) در قالب یک مدل DSGE اقتصاد باز برای دو کشور صادرکننده نفت مکزیک و نروژ، تأثیر شوکهای قیمت نفت را بر متغیرهای کلان این کشورها بررسی کرده است. نتایج وی نشان میدهد، سیاست مالی یک کانال کلیدی انتقال تأثیر شوک قیمت نفت است.
امانی و بردالی (2012) در مطالعهای تجربی برای کشورهای صادرکننده نفت بر پایه مدل رگرسیون دادههای تابلویی تأثیر شوکهای نفتی را بر سیاستهای مالی مورد بررسی قرار دادهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد، افزایش قیمت نفت در کوتاهمدت و بلندمدت منجر به افزایش اندازه دولت در اقتصادهای صادرکننده نفت میگردد.
کولگنی و مانرا (2013) با استفاده از یک مدل DSGE در چارچوب مکتب چرخههای تجاری واقعی، اثر شوکهای قیمت نفت و سیاستهای انبساطی مالی را بر اقتصاد کشورهای صادرکننده نفت عضو شورای همکاری خلیج بررسی کردهاند. نتایج آن‌ها بیانگر اثر برونرانی بخش عمومی به جای بخش خصوصی و کاهش تولید به سبب افزایش درآمدهای نفتی این کشورهاست.
محدث و پسران (2013) در یک مطالعه تجربی برای ایران تأثیر درآمدهای نفتی را بر اقتصاد ایران بررسی کردهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که نفت هم یک موهبت و هم یک نفرین برای اقتصاد ایران محسوب میگردد. بر پایه نتایج تجربی آن‌ها، درآمدهای نفتی بر درآمد ملی تأثیر مثبت دارد ولی نوسانات آن که ناشی از شوکهای قیمت و تولید نفت است منجر به افزایش حجم پول و تورم در ایران شده است؛ لذا آن‌ها کاهش تأمین مالی بودجه دولت از محل درآمدهای نفتی را به عنوان راهکار مناسب در این زمینه پیشنهاد نمودهاند. در زمینه تأثیر شوکهای نفتی بر متغیرهای کلان اقتصادی در داخل کشور مطالعات تجربی زیادی صورت گرفته است. به عنوان مثال، صمدی و همکاران (1388) در مطالعهای تجربی با استفاده از مدل خودرگرسیونی برداری تأثیر شوک قیمت نفت را بر متغیرهای کلان اقتصادی طی دوره زمانی 1344 تا 1384 مورد مطالعه قرار دادهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که، ارزش افزوده بخش صنعت، تورم، نرخ ارز و واردات به شوک مثبت نفت واکنش معنادار نشان میدهند.
متوسلی و ابراهیمی (1389) با بهرهگیری از آموزههای مکتب نیوکینزی، یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی برای اقتصاد ایران ساختهاند. در ساخت مدل، توجه خاصی به ویژگی اقتصاد ایران با صادرات نفت شده است و نفت و درآمدهای حاصل از صادرات آن، هم به عنوان بخشی مجزا و هم، به صورت یکی از منابع تأمین مالی بودجه دولت ظاهر شده است. مانند تمام مدلهای تعادل عمومی پویای تصادفی نیوکینزی، در این مدل نیز انعطاف ناپذیریهای اسمی وجود دارد و رقابت انحصاری حاکم است. چهار شوک بهروری، درآمدهای نفتی، نرخ رشد حجم پول و مخارج دولت به عنوان منبع نوسانات ادوار تجاری در اقتصاد ایران در مدل تعریف شدهاند. نتایج حاصله حکایت از نوسان بیشتر سرمایهگذاری خصوصی نسبت به تولید غیرنفتی در مقایسه با مصرف خصوصی دارد.
نتایج حاصل از کالیبراسیون مجدد نشان میدهد که کانال پول نقش بسیار زیادی در انتقال اثر شوکهای نفتی بر اقتصاد داشته و بسته شدن این کانال منجر به کاهش قابل توجه نوسانات حاصل از شوکهای نفتی خواهد شد. همچنین تولید غیرنفتی در برابر شوک درآمدهای نفتی واکنش مثبت نشان میدهد و با گذشت زمان این اثر تعدیل میگردد و به مقدار با ثبات برمیگردد. متغیرهای تورم و رشد حجم پول در برابر شوک درآمدهای نفتی واکنش مثبت نشان میدهند و طی دوره زمانی کوتاهمدت این اثر به صورت کامل تخلیه میشود.
CITATION مهر t l 1065 (مهرآرا, ابریشمی, & زمان زاده نصرآبادی, 1390) تأثیر درآمدهای نفتی را بر رشد اقتصادی در کشورهای صادرکننده نفت (اوپک) با تمرکز بر فرضیه نفرین منابع بررسی کردهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که درآمدهای نفتی تأثیر غیرخطی آستانهای بر رشد اقتصادی کشورهای اوپک دارد، به نحوی که با گذار از حد آستانهای، درآمدهای نفتی بر رشد اقتصادی تأثیر منفی دارد.
CITATION الت91 l 1065 (التجائی & ارباب افضلی, 1391) در مطالعهای بر پایه مدل خودرگرسیونی برداری ساختاری (SVAR) تأثیرات نامتقارن شوکهای مثبت و منفی قیمت نفت را بر رشد اقتصادی، نرخ تورم و رشد مخارج جاری و عمرانی دولت طی دوره زمانی 1369 تا 1387 مورد مطالعه قرار دادهاند.
2-6- خلاصه و جمعبندیدر این فصل اهمیت بخش نفت در اقتصاد ایران به عنوان یک کشور صادرکننده نفت مورد بررسی قرار گرفت. ایران در سال 2012 در جایگاه هفتم از نظر صادرات نفتی و در جایگاه ششم از نظر تولید نفتی در جهان قرار داشت.
درآمدهای حاصل از صادرات نفت در ایران از اوایل دهه 80 و با افزایش قیمت نفت خام سیر صعودی به خود گرفته است. در حال حاضر حدود 70 الی 80 درصد درآمدهای ارزی کشور از صادرات نفت خام میباشد.
با توجه به سهم بالا و اهمیت نفت در اقتصاد ایران، در چندین دهه گذشته مباحث مربوط به نفت در اقتصاد و سیاست ایران موضوع بحثهای گسترده و مهمی بوده است.
در این فصل ضمن بررسی اهمیت نفت در اقتصاد ایران به بررسی سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت پرداخته شده است. در انتهای این فصل مطالعات تجربی داخلی و خارجی که در زمینه نفت و مرتبط با بخش پولی و مالی انجام شده است، بیان شده است.
فصل سوم سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت3-1- مقدمهتعداد زیادی از تحقیقات شواهدی را پیدا کردند که توسعه پایدار اقتصادی کشورهای دارای منابع غنی را به چالش میکشد به این دلیل که توانایی آن‌ها تنها جذب کردن درآمدهای ناشی از صادرات منابع میباشد. به عنوان مثال آیوتی (1993 و 2001a) و ساچز و وارنر (1995 و 2001) ارتباط منفی بین فراوانی منابع طبیعی و رشد اقتصادی را مورد بررسی قرار دادهاند. در مواجه با این چالش توسعه آتی اقتصادهای دارای منابع غنی وابسته به فرمولبندی موفق سیاسی آن‌ها با توجه به درآمدهای ناشی از صادرات منابع طبیعی میباشد.

user8298

چکیده
در سازه‌های ترکیبی سرریز- دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان و تغییر در توزیع تنش‌های برشی کف می‌شود. از این‌رو شبیه‌سازی عددی الگوی جریان عبوری از این سازه‌ها بسیار پیچیده است. هدف اصلی از این تحقیق، شبیه‌سازی عددی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست جریان ترکیبی همزمان از روی سرریز و زیر دریچه با استفاده از نرمافزار Flow3D است. نرمافزارFlow3D یک نرمافزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است که برای حل مسائل با هندسه پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مدل برای شبیه سازی جریانهای سطح آزاد سهبعدی غیر ماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. در این تحقیق مدلسازی در حالت کف صلب و کف متحرک انجام شد و برای واسنجی و صحتسنجی این نرمافزار به منظور تخمین پارامترهای جریان در سازههای ترکیبی، از نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته در این تحقیق استفاده شد. به منظور شبیهسازی پروفیل سطح آب از روش VOF استفاده شد. همچنین برای شبیهسازی آبشستگی جریان از مدلهای مختلف آشفتگی مانند RNG k-ɛ، k-ɛ و LES بهره گرفته شد. پس از اطمینان از دقت مدل و با انتگرالگیریهای پروفیلهای سرعت روی سرریز و زیر دریچه، میزان دبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه تعیین شد. سپس با انجام آنالیز ابعادی، نسبت دبی عبوی از روی سرریز به زیر دریچه، تابعی از عدد فرود (Fr)، نسبت عمق بالادست سازه به بازشدگی زیر دریچه (H1W) و هد آب روی سرریز به طول سازه (HdT) گردید. مقایسه نتایج مدلسازی در حالت کف متحرک با نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که مدل از قابلیت بالایی جهت شبیهسازی الگو و میزان آبشستگی برخوردار است.
کلمات کلیدی: جریان ترکیبی، سرریز- دریچه، آبشستگی، مدل‌سازی عددی، Flow3D.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
TOC h z t "t1,1,t2,1,t3,1" 1-1 مقدمه2
HYPERLINK l "_Toc365922955" 1-2 تعاریف3
HYPERLINK l "_Toc365922956" 1-2-1 سرریزها3
HYPERLINK l "_Toc365922957" 1-2-2 دریچهها3
HYPERLINK l "_Toc365922958" 1-2-3 سازه ترکیبی سریز – دریچه4
HYPERLINK l "_Toc365922959" 1-2-4 آبشستگی6
HYPERLINK l "_Toc365922960" 1-3 ضرورت انجام تحقیق9
HYPERLINK l "_Toc365922961" 1-4 اهداف تحقیق9
HYPERLINK l "_Toc365922962" 1- 5 ساختار کلی پایاننامه10
فصل دوم: بررسی منابع
2-1 مقدمه12
2-2 مطالعات آزمایشگاهی جریان12
2-2 مطالعات عددی با نرمافزار Flow3D16
فصل سوم: مواد و روشها
3-1 مقدمه22
3-2 نحوه انجام آزمایشات22
3-2-1 مخزن23
3-2-2 پمپ23
3-2-3 کانال آزمایشگاهی23
3-2-4 مخزن آرام کننده جریان24
فهرست مطالب


عنوان صفحه
3-2-5 مدل سازه ترکیبی سرریز - دریچه24
3-3 آنالیز ابعادی25
3-4 شبیهسازی عددی27
3-4-1 معرفی نرمافزار Flow3D28
3-4-2 معادلات حاکم32
3-4-3 مدلهای آشفتگی33
3-4-3-1 مدلهای صفر معادلهای35
3 -4-3-2 مدلهای یک معادلهای35
3-4-3-3 مدلهای دو معادلهای36
3-4-3-4 مدلهای دارای معادله تنش36
3-4-4 شبیهسازی عددی مدل37
3-4-4-1 ترسیم هندسه مدل38
3-4-4-2 شبکه بندی حل معادلات جریان38
3-4-4-3 شرایط مرزی کانال40
3-4-4-4 خصوصیات فیزیکی مدل41
3-4-4- 5 شرایط اولیه جریان43
3-4-4-6 زمان اجرای مدل43
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1 مقدمه46
4-2 شبیهسازی هیدرولیک جریان در حالت کف صلب46
4-2-1 واسنجی نرمافزار46
4-2-1-1 ارزیابی نرمافزارپ48
4-2-1-2 بررسی تأثیر انقباض جانبی سازه ترکیبی سرریز - دریچه بر هیدرولیک جریان54
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-3 شبیهسازی آبشستگی پاییندست جریان59
4-3-1 واسنجی نرمافزار59
4-3-1-1 ارزیابی نتایج نرمافزار61
فصل پنجم: پیشنهادها
5-1 مقدمه70
5-2 نتیجهگیری70
5-3 پیشنهادها71
منابع74

فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 3- 1 محدوده آزمایشات انجام شده برای مدلسازی هیدرولیک جریان25
جدول 3- 2 معرفی نرمافزار Flow3D28
ادامه جدول 3-229
جدول 3- 3 محدوده دادههای به کار رفته جهت شبیهسازی آبشستگی38
جدول 3- 4 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزار40
جدول 3- 5 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزار41
جدول 3- 6 مدلسازیهای انجام شده برای تعیین بهترین مقدار پارامترهای مربوط به رسوب42
جدول 4- 1 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-1)51
جدول 4- 2 نتایج حاصل از مدلسازی سازه ترکیبی همراه با انقباض جانبی برای نسبت دبیها55
جدول 4- 3 تأثیر پارامتر عدد شیلدز بحرانی بر حداکثر عمق آبشستگی60
جدول 4- 4 تأثیر پارامتر ضریب دراگ بر حداکثر عمق آبشستگی60
جدول 4- 5 تأثیر زاویه ایستایی بر حداکثر عمق آبشستگی61
جدول 4-6 تأثیر پارامتر حداکثر ضریب تراکم مواد بستر بر حداکثر عمق آبشستگی61
جدول 4- 7 بهترین مقادیر برای پارامترهای مؤثر در شبیهسازی حفره آبشستگی61
جدول 4- 8 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-4)65
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
TOC h z t "fig,1,table,1" شکل 1- 1 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه5
HYPERLINK l "_Toc366000088" شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پاییندست برخی از سازههای هیدرولیکی8
HYPERLINK l "_Toc366000089" شکل 2- 1 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی12
شکل 2- 2 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه بدون فشردگی جانبی12
شکل 2- 3 نمایی از مدلهای آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، 1386)14
شکل 2- 4 مدل شبیهسازی شده جریان و حفره آبشستگی جریان ترکیبی (اویماز، 1987)14
شکل 2- 5 فرآیند پر و خالی شدن حفره آبشستگی درحین برخی از آزمایشات (دهقانی و بشیری، 2010) 15
شکل 3- 1 نمایی از مدل آزمایشگاهی کانال با مقیاس کوچک23
شکل 3- 2 مشخصات اجزای فلوم آزمایشگاهی با مقیاس کوچک24
شکل 3- 3 مدل فیزیکی سازه ترکیبی مورد استفاده در آزمایشات هیدرولیک جریان25
شکل 3- 4 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از سرریز و زیر دریچه در بستر صلب26
شکل 3- 5 مدلسازی پرش هیدرولیکی30
شکل 3- 6 مدلسازی جریان در قوس رودخانه30
شکل 3- 7 مدلسازی جریان عبوری از زیر دریچه30
شکل 3- 8 مدلسازی جریان عبوری از روی سرریز با انقباض جانبی و بدون انقباض31
شکل 3- 9 مدلسازی آبشستگی پاییندست سازه31
شکل 3- 10 مشبندی یکنواخت در کانال با مقیاس کوچک39
شکل 3- 11 مشبندی غیر یکنواخت در راستای طولی کانال با مقیاس بزرگ40
شکل 3- 12 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر صلب40
شکل 3- 13 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر رسوب41
شکل 3- 14 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی هیدرولیک جریان43
شکل 3- 15 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی حفره آبشستگی43
شکل 4- 1 مقایسه نتایج پروفیل سطح آب برای شبکهبندیهای مختلف میدان جریان با داده آزمایشگاهی46
شکل 4- 2 مقایسه پروفیل سطح آب در دو مدل تلاطمی k-ε RNG و k-ε و دادههای آزمایشگاهی47
شکل 4- 3 مقایسه پروفیل سطح آب در مدل تلاطمی k-ε RNG با دادههای آزمایشگاهی49
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4-4 ارزیابی دقت مدل RNG k-ε برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی سرریز- دریچه49
شکل 4- 5 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs / Qg)51
شکل 4- 6 نمودار تغییرات نسبت دبیهای نرمافزار و مشاهداتی52
شکل 4- 7 مقایسه رابطه نسبت دبیها درسازه ترکیبی سرریز- دریچه با روابط تجربی برای تخمین دبی در سرریز و ریچه52
شکل 4- 8 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε53
شکل 4- 9 توزیع فشار جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε53
شکل 4- 10 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز - دریچه54
شکل 4- 11 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی سرریز - دریچه54
شکل 4- 12 شماتیکی از جریان عبوری از سازه ترکیبی دارای انقباض جانبی54
شکل 4-13 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی با انقباض جانبی55
شکل 4-14 مقایسه عمق جریان درعرض کانال دربلافاصله قبل از سازه برای میزان انقباضهای جانبی مختلف سازه رکیبی56
شکل 4-15 مقایسه عمق جریان در طول کانال برای میزان انقباضهای جانبی مختلف سازه ترکیبی56
شکل 4-16 توزیع مؤلفه طولی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض57
شکل 4-17 توزیع مؤلفه طولی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض57
شکل 4-18 توزیع مؤلفه عرضی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض58
شکل 4-19 توزیع مؤلفه عرضی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض58
شکل 4- 20 مقایسه دقت شبیهسازی حفره آبشستگی با استفاده از مدلهای مختلف آشفتگی59
شکل 4- 21 ارزیابی دقت نرمافزار برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی62
شکل 4- 22 ارزیابی دقت نرمافزار برای حداکثر عمق آبشستگی62
شکل 4- 23 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در بستر متحرک63
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4- 24 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب64
شکل 4- 25 نمودار تغییرات نسبت دبیهای نرمافزار و مشاهداتی65
شکل 4-26 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان در اطراف سازه ترکیبی66
شکل 4-27 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز – دریچه (الف. بردارهای سرعت ب. خطوط جریان)66
شکل 4-28 توزیع تنش برشی در اطراف حفره آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز- دریچه در ابتدای اجرای برنامه67
شکل 4- 29 مقایسه رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب و بستر صلب67
شکل 4-30 نمودار رابطه حداکثر عمق آبشستگی با نسبت دبیهای عبوری از رو و زیر سازه ترکیبی68

18849116456969
فصل اول
مقدمه
1-1- مقدمه
یکی از عمده‌ترین مشکلات سازه‌هایی از قبیل سرریزها، دریچه‌ها و حوضچه‌های آرامش که در بالادست بسترهای فرسایش‌پذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت سازه است که علاوه‌بر تأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن است باعث تغییر مشخصات جریان و در نتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه شود. به دلیل پیچیدگی موضوع، اکثر محققین آن را به صورت آزمایشگاهی بررسی کردهاند که با وجود تمام دستآوردهای مهمی که تاکنون در زمینه آبشستگی موضعی حاصل گردیده است، هنوز هم شواهد زیادی از آبشستگی گسترده در پایاب دریچه‌ها، سرریزها، شیب‌شکن‌ها، کالورت‌ها و مجاورت پایه‌های پل دیده می‌شود که می‌تواند پایداری این سازهها را با خطرات جدی مواجه کند.
پدیده آبشستگی زمانی اتفاق می‌افتد که تنش برشی جریان آب عبوری از آبراهه، از میزان بحرانی شروع حرکت ذرات بستر بیشتر شود. تحقیقات نشان داده است که عوامل بسیار زیادی بر آبشستگی در پایین‌دست سازه تأثیرگذار هستند که از جمله آنها می‌توان به اندازه و دانه‌بندی رسوبات، عمق پایاب، عدد فرود ذره، هندسه سازه و ... اشاره کرد (کوتی و ین (1976)، بالاچاندار و همکاران (2000)، کلز و همکاران (2001)، لیم و یو (2002)، فروک و همکاران (2006)، دی و سارکار (2006) و ساراتی و همکاران (2008)).
دریچهها و سرریزها به طور گسترده به منظور کنترل، تنظیم جریان و تثبیت کف، در کانالهای باز مورد استفاده قرار میگیرند. بر اثر جریان ناشی از جت عبوری از رو یا زیر سازهها، امکان ایجاد حفره آبشستگی در پاییندست سازهها وجود دارد که ممکن است پایداری سازه را به خطر اندازد؛ بنابراین تعیین مشخصات حفره آبشستگی مورد توجه محققین هیدرولیک جریان قرار گرفته است.
به منظور افزایش بهره‌وری از سازههای پرکاربرد سرریزها و دریچهها، می‌توان آنها را با هم ترکیب نمود به‌طوری‌که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. با ترکیب سرریز و دریچه می‌توان دو مشکل عمده و اساسی رسوب‌گذاری در پشت سرریزها و تجمع رسوب و مواد زائد در پشت دریچه‌ها را رفع نمود. در سازه ترکیبی سرریز- دریچه، شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هر کدام از این دو سازه به‌تنهایی متفاوت است.
1-2 تعاریف1-2-1 سرریزها
یکی از سازههای مهم هر سد را سرریزها تشکیل میدهند که برای عبور آب اضافی و سیلاب از سراب به پایاب سدها، کنترل سطح آب، توزیع آب و اندازهگیری دبی جریان در کانالها مورداستفاده قرار میگیرد. با توجه به حساس بودن کاری که سرریزها انجام میدهند، باید سازهای قوی، مطمئن و با راندمان بالا انتخاب شود که هر لحظه بتواند برای بهرهبرداری آمادگی داشته باشد.
معمولاً سرریزها را بر حسب مهمترین مشخصه آنها تقسیمبندی میکنند. این مشخصه میتواند در رابطه با سازه کنترل و کانال تخلیه باشد. بر حسب اینکه سرریز مجهز به دریچه و یا فاقد آن باشد به ترتیب با نام سرریزهای کنترلدار و یا سرریزهای بدون کنترل شناخته میشوند.
1-2-2 دریچهها
دریچهها سازههایی هستند که از فلزات، مواد پلاستیکی و شیمیایی و یا از چوب ساخته میشوند. از دریچهها به منظور قطع و وصل و یا کنترل جریان در مجاری عبور آب استفاده میشود و از لحاظ ساختمان به گونهای میباشند که در حالت بازشدگی کامل عضو مسدود کننده کاملاً از مسیر جریان خارج میگردد.
دریچهها در سدهای انحرافی و شبکههای آبیاری و زهکشی کاربرد فراوان دارند. همچنین برای تخلیه آب مازاد کانالها، مخازن و پشت سدها به کار میروند (نواک و همکاران، 2004).
دریچهها به صورت زیر دستهبندی میشوند:
بر اساس محل قرارگیری: دریچههای سطحی و دریچههای تحتانی. دریچه سطحی تحت فشار کم و دریچه تحتانی تحت فشار زیاد قرار میگیرند.
بر اساس کاری که انجام میدهند: دریچههای اصلی، تعمیراتی و اضطراری. دریچه اصلی به طور دائم مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. برای تعمیرات از دریچه تعمیراتی و در زمان حوادث از دریچه اضطراری استفاده میشود.
بر اساس مصالح بدنه: دریچههای فولادی، آلومینیومی، بتنی مسلح، چوبی و پلاستیکی. دریچه فولادی به خاطر استقامت زیاد به صورت وسیع مورد استفاده قرار میگیرد.
بر اساس نوع بهرهبرداری: دریچههای تنظیم کننده دبی و دریچههای کنترلکننده سطح آب
بر اساس مکانیزم حرکت: دریچههای خودکار، هیدرولیکی، مکانیکی، برقی و دستی. دریچه خودکار بر اساس نیروی شناوری و وزن دریچه و بدون دخالت انسان کار میکند. دریچه هیدرولیکی بر اساس قانون پاسکال عمل مینماید. دریچه برقی از دستگاههای برقی، دریچه مکانیکی با استفاده از قانون نیرو و بازو و بالاخره دریچه دستی به صورت ساده با دست جابهجا میشوند.
بر اساس نوع حرکت: دریچههای چرخشی، غلطان، شناور و دریچههایی که در امتداد یا در جهت عمود بر جریان حرکت مینمایند.
بر اساس انتقال فشار آب: دریچهها ممکن است فشار را به طرفین یعنی به پایههای پل یا به تکیهگاهها منتقل نمایند و یا ممکن است نیروی فشار آب بر کف منتقل شود و یا ممکن است نیروی فشار آب به هر دو یعنی هم تکیهگاهها و هم بر کف منتقل شود.
1-2-3 سازه ترکیبی سریز – دریچهترکیب سرریز - دریچه یکی از انواع سازههای هیدرولیکی میباشد که در سالهای اخیر عمدتاً برای عبور سیال در مواردی که سیال حاوی سرباره و رسوب به صورت همزمان میباشد (مانند کانال عبور فاضلاب) بکار رفته است. سازه ترکیبی سرریز - دریچه با تقسیم دبی عبوری از بالا و پایین خود از انباشت سرباره و رسوب در پشت سازه جلوگیری میکند. از دیگر کاربردهای عملی این ترکیب، میتوان انواع سدهای تأخیری را نام برد. در سدهای تأخیری برای جلوگیری از انباشت رسوب در پشت سد که منجر به کاهش حجم مفید مخزن میگردد اقدام به تعبیه تخلیهکنندههای تحتانی میگردد. از طرف دیگر این نوع سدها به علت برآورد اهداف طراحی و عبور سیلابهای محتمل به صورت روگذر نیز عمل میکنند که از این دو جهت، مدل ترکیبی سرریز - دریچه ایده مناسبی برای تحلیل این نوع سدها میباشد. اگرچه این نوع سازه دارای کاربرد فراوانی در سازههای هیدرولیکی میباشد.
جهت به حداقل رساندن مشکلات در سرریزها و دریچه‌ها و همچنین جهت بالا بردن مزایای آنها می‌توان از سازه ترکیبی سرریز - دریچه استفاده کرد به طوری که در یک زمان، جریان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. این وسیله ترکیبی می‌تواند مشکلات ناشی از فرسایش و رسوبگذاری را مرتفع نماید (دهقانی و همکاران، 2010).
همچنین با این روش، رسوبات و مواد زائد در پشت سرریزها انباشته نمی‌‌‌شوند (ماخرک، 1985).
مشکلاتی را که در اثر وجود مواد رسوبی یا شناور در آب انتقالی برای آبیاری حاصل می‌شود، می‌توان با استفاده از سازه ترکیبی سرریز - دریچه به مقدار زیادی کاهش داده که امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر و ساده‌تر را به همراه دارد ( اسماعیلی و همکاران، 1385).
سیستم سرریز - دریچه امکان عبور جریان را از پایین و بالای یک مانع افقی در قسمت میانی مجرا به طور همزمان فراهم نموده، بدین صورت که مواد قابل رسوب را در پشت دریچه به صورت زیرگذر و مواد شناور را به صورت روگذر سرریز عبور میدهد (شکل 1- 1).
331470506095جریان عبوری از زیر دریچه
00جریان عبوری از زیر دریچه
267970163195جریان عبوری از روی سرریز
00جریان عبوری از روی سرریز
138620527622500143446560769500
شکل 1- 1 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچهاز اینرو تعیین شکل و حداکثر عمق آبشستگی در پاییندست سرریز و دریچه ترکیبی به منظور تثبیت وضعیت بستر میتواند مفید واقع شود.
1-2-4 آبشستگیآبشستگی یکی از موضوعات مهم و قابل توجه در مهندسی رودخانه و هیدرولیک جریان در بسترهای آبرفتی میباشد. چنانچه در یک بازه مورد بررسی، مقدار رسوب وارد شده کمتر از مقدار رسوب خارج شده باشد، عمل فرسایش کف رودخانه و یا بدنه آن رخ میدهد و کف رودخانه بتدریج عمیق میشود. از جمله اثرات منفی گود شدن بستر رودخانه، میتوان به شکست برشی و لغزش در بستر و نیز گرادیان هیدرولیکی خروجی اشاره کرد که در نهایت، افزایش فشار بالابرنده و ایجاد پدیده تراوش را در پی دارد.
به فرسایش بستر و کناره آبراهه در اثر عبور جریان آب، به فرسایش بستر در پاییندست سازههای هیدرولیکی به علت شدت جریان زیاد و یا به فرسایش بستر در اثر بوجود آمدن جریانهای متلاطم موضعی، آبشستگی گویند. عمق ناشی از فرسایش بستر اولیه را عمق آبشستگی مینامند. (کتاب هیدرولیک کانالهای روباز، دکتر ابریشمی)
از آنجا که مکانیزم عمل آبشستگی در مکانهای مختلف متفاوت میباشد، از این رو آبشستگی را به دو نوع تقسیمبندی میکنند:
نوع اول آبشستگی تنگشدگی میباشد. این نوع آبشستگی در دو حالت اتفاق می‌افتد:
الف) در جایی که رودخانه هنوز به حالت تعادل نرسیده و پتانسیل حمل رسوب در بازه‌ای از رودخانه بیش از میزان رسوب ورودی به این بازه باشد.
ب) در جایی که سرعت جریان به دلایلی مانند کاهش مقطع رودخانه در محل پل‌ها، افزایش پیدا می‌کند که در مقطع تنگ شده آبشستگی اتفاق می‌افتد.
در محل احداث پل، آبشکن و یا دیواره ساحلی معمولاً عرض رودخانه را کاهش می‌دهند. این عمل باعث می‌شود که سرعت جریان در این محدوده افزایش یابد. در نتیجه به ظرفیت حمل رسوب افزوده شده و سبب خواهد شد تا بستر رودخانه در این محل فرسایش یابد. عمل فرسایش آنقدر ادامه می‌یابد تا ظرفیت حمل رسوب کاهش یافته و برابر با ظرفیت حمل رسوب در مقطع بالادست گردد. در این حالت، نرخ فرسایش در این محل کمتر می‌شود. هر چند این فرسایش موجب می‌شود که تأثیر پسزدگی آب در بالادست کاهش یابد ولی به خاطر این مسئله نباید اجازه داده شود تا فرسایش صورت گیرد زیرا آبشستگی باعث خطرات جدی مثل واژگونی پل می‌گردد.
نوع دیگر آبشستگی، آبشستگی موضعی است. این نوع آبشستگی در پاییندست سازههای هیدرولیکی، در محل پایههای پل و به طور کلی هر مکانی که شدت جریانهای درهم به طور موضعی افزایش یابد، بوجود میآیند.
آبشستگی موضعی پاییندست سازههای هیدرولیکی نظیر سدها، سرریزها، شوتها، سازههای پلکانی و ... پدیده طبیعی است که به‌دلیل وجود سرعت محلی بیش از سرعت بحرانی بوجود میآید و دلایل آن را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
ناکافی بودن مقدار استهلاک انرژی
تشکیل پرش هیدرولیکی ناپایدار و یا انتقال پرش خارج از کف حوضچه آرامش
بوجود آمدن جریانهای گردابی در پاییندست سازههای هیدرولیکی
شکل (1- 2) چند نوع سازه هیدرولیکی و آبشستگی پاییندست آنها را نشان میدهد.

شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پاییندست برخی از سازههای هیدرولیکی (استاندارد آب و آبفا، 1389)
میزان عمق آبشستگی برای هر یک از سازهها بستگی به شرایط هیدرولیکی جریان و مشخصات رسوب و شرایط هندسی سازه دارد. تخمین میزان عمق آبشستگی از اینرو اهمیت دارد که ممکن است باعث تخریب سازه گردد.
به طور کلی آبشستگی در اثر اندرکنش نیروهای زیر حاصل میشود:
1- نیروی محرک ناشی از جریان که در راستای جدا کردن ذره از بستر عمل میکند.
2- نیروی مقاوم ناشی از اصطکاک ذرات و وزن ذره که در برابر حرکت ذره مقاومت کرده و مانع جدایی ذره از بستر میشود.
جریانها در محل وقوع آبشستگی، یک فرآیند دوفازی (آب و رسوب) است. بنابراین آبشستگی متأثر از متغیرهای بسیاری از قبیل پارامترهای جریان، مشخصات بستر آبرفتی، زمان و هندسه آبراهه میباشد. به همین دلیل، محققین هر یک به مطالعه بخشی از این وقایع پرداخته و آن را به صورت آزمایشگاهی و تجربی بررسی کردهاند.
1-3 ضرورت انجام تحقیقاز آنجایی که در سازه‌های ترکیبی سرریز - دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان، تغییرات در توزیع تنش‌های برشی کف و از این‌رو افزایش پیچیدگی محاسبات می‌شود، بنابراین شبیه‌سازی الگوی جریان، سطح آزاد آب و آبشستگی مورد توجه محققین قرار دارد و لذا در این تحقیق، علاوه بر بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در بستر صلب، توانایی نرمافزار Flow3D در شبیه‌سازی عددی الگوی جریان و آبشستگی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت‌.
1-4 اهداف تحقیقتحقیق انجام شده به منظور پاسخگویی به اهداف زیر صورت گرفته است:
1- بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه در بستر صلب و مدلسازی عددی آن با نرمافزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن دو
2- مدلسازی عددی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی با نرمافزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از بررسیهای آزمایشگاهی توسط محققین دیگر
3- ارزیابی دقت مدلهای تلاطمی نرمافزار Flow3D در شبیهسازیهای عددی الگوی جریان و آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز – دریچه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی
4- محاسبه نسبت دبی عبوری از بالای سرریز به زیر دریچه با استفاده از مدل Flow3D
1- 5 ساختار کلی پایاننامهاین تحقیق در پنج فصل به شرح زیر تدوین شده است:
فصل اول- کلیات: که شامل مقدمهای بر سرریزها، دریچهها و مبانی ترکیب این دو سازه بوده و همچنین در رابطه با هیدرولیک جریان و آبشستگی در پای هر کدام از سازههای سرریز یا دریچه و یا سازه ترکیبی سرریز - دریچه کلیاتی ارائه گردیده است.
فصل دوم- بررسی منابع: در این فصل، پیشینه تحقیقها در زمینه هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه، آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی و همچنین مطالعات انجام شده توسط نرم‌‌افزار Flow3D بررسی خواهد شد.
فصل سوم- مواد و روشها: این فصل شامل معرفی مواد و روشهای تحقیق، آشنایی با نرمافزار Flow3D و مراحل مدلسازی است.
فصل چهارم- نتایج و بحث: در این فصل، نتایج ارائه شده شامل دو بخش است. بخش اول مربوط به نتایج آزمایشات انجام شده در بستر صلب مربوط به جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز – دریچه و بخش دوم مربوط به نتایج شبیهسازی عددی الگوی جریان، پروفیل و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی است.
فصل پنجم- نتیجهگیری و پیشنهادها: این فصل دربرگیرنده نتایج بدست آمده از تحلیلها به همراه پیشنهادهایی برای تحقیقات بعدی است.
فصل دوم
مروری بر منابع
2-1 مرور منابع
در این فصل، بررسی منابع و سوابق تحقیق در دو بخش مطالعات آزمایشگاهی و مطالعات عددی توسط نرمافزار Flow3D ارائه میشود که ابتدا مطالعات آزمایشگاهی در دو حالت بستر صلب و متحرک ارائه شده و سپس مطالعات عددی با نرمافزار Flow3D نام برده میشود. چون در مورد جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز‌– دریچه، مدلسازی با نرمافزار Flow3D تاکنون انجام نگرفته است مطالعات عددی نرمافزار Flow3D در همه زمینهها اشاره شده است.
2-2 مطالعات آزمایشگاهی جریان
از جمله مطالعات آزمایشگاهی هیدرولیک جریان در سازه ترکیبی سرریز‌- دریچه، میتوان به مطالعات نجم و همکاران (1994) اشاره کرد. ایشان پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مؤثر بر روی جریان ترکیبی را مورد بررسی قرار داده و برای جریان سرریز مثلثی روی دریچه مستطیلی، سرریز و دریچه مستطیلی با ابعاد تنگشدگیهای مختلف به طور جداگانه معادلاتی استخراج کردند. همچنین حالتی را که تنگشدگی دریچه و سرریز یکسان یا متفاوت باشد نیز به طور جداگانه مورد بررسی قرار دادند. این محققین همچنین برای شرایط مختلف مانند استفاده از سرریز مثلثی با زاویههای مختلف و یا سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی (شکل 2-1) و بدون فشردگی جانبی (شکل 2-2) روابط جداگانهای به صورت رابطههای (2-1) تا (2-4) ارائه دادند.

شکل 2-‌1 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز‌- دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی
شکل 2- 2 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه بدون فشردگی جانبی41052753175(2- 1)
00(2- 1)
Cd=Qc(b1d2gd+y+h-hd+232gb-0.2hh1.5)4274820140335(2- 2)
00(2- 2)
Qu=23Cu2g(b-0.2h)h1.54105275112395(2- 3)
00(2- 3)
Ql=Clb1d2g(d+y+h-hd)429387059690(2- 4)
00(2- 4)
Qc2gb(d1.5 )=Cl1+yd+hd+hdd+23Cu(hd)32شیواپور و پراکاش (2004)، به بررسی دبی جریان از روی سرریز مستطیلی و از زیر دریچه V شکل پرداختند. طبق نتایجی که ایشان گرفتند زمانی که از دریچه V شکل و کج استفاده میشود دبی کانالهای مستطیلی با بستر ثابت با دقت بالاتری قابل تخمین است.
اسماعیلی و فتحیمقدم (1385)، به بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان و تعیین ضریب دبی مدل سرریز‌- دریچه در کانالهای دایروی و جریانهای زیرگذر و روگذر با نصب مانع با عرضهای مختلف پرداختند.
سامانی و مظاهری (1386)، به بررسی تخمین رابطه دبی جریان عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در حالتهای مستغرق و نیمهمستغرق پرداختند. نتایج بررسی هیدرولیک جریان ایشان نشان میدهد که سیستم سرریز- دریچه، موجب اصلاح خطوط جریان شده، شرایط جریان را به حالت تئوریک نزدیکتر و در نتیجه، واسنجی ضریب شدت جریان سیستم سرریز - دریچه و تخمین دبی جریان با دقت بیشتری نسبت به سرریزهای معمولی انجام میشود.

شکل 2- 3 نمایی از مدلهای آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، 1386)

رضویان و حیدرپور (1386)، با بررسی خطوط جریان ترکیبی از روی سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی و زیر دریچه مستطیلی بدون فشردگی جانبی در حالت لبهتیز، معادلهای برای ضریب شدت جریان پیشنهاد کردند.
تاکنون پژوهشهایی در زمینه آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز - دریچه انجام شده است. اولین بار در سال 1987 یک سری آزمایش توسط آقای اویماز در آزمایشگاه سازههای هیدرولیکی استانبول بر روی آبشستگی پای سازه ترکیبی سرریز- دریچه صورت گرفته است. شکل (2-4) نمایی از مدل شبیهسازی جریان کار ایشان را نمایش میدهد.

شکل 2- 4 مدل شبیهسازی شده جریان و حفره آبشستگی جریان ترکیبی (اویماز، 1987)
ایشان برای 2 نوع دانهبندی و رسوب غیرچسبنده آزمایشات خود را اجرا نمودند. همچنین تمامی آزمایشات یک بار برای دریچه تنها و یک بار در حالت ترکیب دریچه و سرریز انجام دادند. پس از انجام آزمایشات، دادههای بدست آمده را تجزیه و تحلیل نموده تا به یک رابطه رگرسیونی خطی لگاریتمی بین پارامترهای عمق آبشستگی با قطر رسوبات و ارتفاع آب پاییندست برسند. نتایج تحقیق ایشان نشان می‌دهد که آبشستگی در پای سازه ترکیبی سرریز - دریچه خیلی کمتر از زمانی است که تنها جریان از زیر دریچه را داریم. همچنین عمق آبشستگی بستگی زیادی به مقدار دبی جریان دارد.
دهقانی و همکاران (2009) به بررسی آزمایشگاهی حداکثر عمق آبشستگی پاییندست سرریز تنها، دریچه تنها و سازه ترکیبی سرریز - دریچه بدون انقباض پرداختند. نکته جالبی که در کار آزمایشگاهی ایشان دیده شده است رفتار نوسانی روند فرسایش و رسوبگذاری به صورت پر و خالی شدن حفره آبشستگی است. حفره آبشستگی ابتدا عمیق میشود، سپس با وجود جریانهای برگشتی کمی رسوبات فرسایش یافته به درون حفره برمیگردد و حفره کمی پر میشود. سپس دوباره حفره توسط گردابههای زیر دریچه عمیق میشود و روند پر و خالی شدن ادامه مییابد (شکل 2- 5). البته این روند با گذشت زمان کندتر شده و شکل حفره در حوالی زمان تعادل تقریباً ثابت میشود (دهقانی و همکاران، 2010).
همچنین بررسیهای ایشان نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی پای سازه ترکیبی سرریز - دریچه خیلی کمتر از زمانی است که جریان تنها از روی سرریز عبور میکند و این نتیجه با نتایج کار آقای اویماز (1985) تطابق دارد.

شکل 2- 5 فرآیند پر و خالی شدن حفره آبشستگی در حین برخی از آزمایشات (دهقانی و بشیری، 2010) شهابی و همکاران (1389) به بررسی آزمایشگاهی مشخصات حفره آبشستگی در پاییندست سرریز و دریچه ترکیبی پرداختند. نتایج این بررسی آزمایشگاهی نشان داد که عمق آبشستگی پایین‌دست سازه ترکیبی سرریز - دریچه کمتر از عمق آبشستگی پاییندست سرریز میباشد. همچنین مشخصههای حفره آبشستگی، با افزایش عدد فرود (Fr)، افزایش مییابد و در ارتفاع ریزش ثابت برای جت عبوری از روی آن، با افزایش بازشدگی دریچه، حداکثر عمق آبشستگی کاهش مییابد. نتایج انجام آزمایشات در حالت وجود انقباض نشان می‌دهد که با ایجاد انقباض در دریچه یا سرریز به دلیل تمرکز بیشتر جت، حداکثر عمق آبشستگی، طول حفره آبشستگی و طول رسوبگذاری به ترتیب افزایش، افزایش و کاهش مییابد. همچنین نتایج آزمایش بر روی کفبند پاییندست سازه ترکیبی نشان داد که چنانچه طول کفبند از فاصله برخورد جت بالادست به کف کانال بیشتر در نظر گرفته شود، میتواند میزان آبشستگی را تا حد قابل توجهی کاهش دهد.
2-2 مطالعات عددی با نرمافزار Flow3Dنرمافزار Flow3Dتوانایی شبیه‌سازی عددی الگوی جریان و رسوب در اطراف سازه‌های هیدرولیکی مختلف را دارا می‌باشد. در ادامه برخی کارهای انجام شده با این نرمافزار بیان میشود:
موسته و اتما (2004)، تأثیر طول آبشکن بر منطقه چرخشی پشت آبشکن را با در نظر گرفتن تأثیر مقیاس با نرم‌افزار Flow3D مورد بررسی قرار دادند.
گونزالز و بومباردلی (2005)،‌ در یک شبیهسازی عددی با استفاده از Flow3D به بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی بر روی سطح صاف در دو حالت شبکهبندی ریز و شبکهبندی درشت به صورت دوبعدی و سهبعدی پرداختند.
صباغ یزدی و همکارانش (2007)، در یک مدل سهبعدی به ارزیابی مدلهای تلاطمی k-ε و RNGk-ε بر روی میزان ورود هوا در پرش هیدرولیکی با استفاده از روش حجم محدود پرداختند و اثر آن را بر روی دقت تخمین سرعت متوسط جریان با استفاده از مدل در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی موجود از پرش هیدرولیکی مورد بررسی قرار دادند. مقایسه نتایج نشان داد که نرمافزار قادر به پیش‌بینی توزیع عمقی سرعت در پرش هیدرولیکی است و همچنین در این آزمون مدل آشفتگی RNG در مقایسه با k-ɛ نتایج مناسبتری را ارائه کرده است.
امیراصلانی و همکارانش (1387)، به شبیه‌سازی سه‌بعدی آبشستگی در پایین‌دست یک جت‌ ریزشی آزاد با استفاده از مدل k-ε نرم‌افزار Flow3D جهت بررسی اثر زاویه اصطکاک داخلی رسوبات بر روی چاله آبشستگی پرداختند. نتایج این پژوهش نشان میدهد هر چقدر زاویه اصطکاک داخلی ذرات رسوب بیشتر باشد میتوان انتظار داشت حفره آبشستگی، ابعاد (طول، عرض و عمق) کوچکتری داشته باشد و ارتفاع برآمدگی رسوبات در پاییندست حفره بیشتر باشد. شیب دیوارهها تندتر بوده و مانعی برای خروج ذرات رسوب از حفره به حساب میآید.
شاهرخی (1387)، با استفاده از نرم‌افزارFlow3D‌ ، مدل عددی الگوی جریان اطراف یک آبشکن را تهیه و با اعمال مدل‌های مختلف آشفتگی، به تأثیر این مدل‌ها بر طول منطقه جداشدگی جریان در پشت یک آبشکن پرداخت‌‌. مهمترین نتیجه حاصل از این تحقیق، نشان میدهد که مدل آشفتگی LES بهترین تطابق را با نتایج آزمایشگاهی داشته و این مدل، پیشبینی بهتری از طول منطقه جداشدگی در پشت آبشکن ارائه میکند. سرانجام پیشنهاد شد مدل در دامنه وسیعتری از تغییرات پارامترهای جریان، طول و زاویه نصب آبشکن اجرا گردد.
شاملو و جعفری (1387)، به بررسی اثر وجود زبری کف بر روی تغییرات میدان سرعت و فشار جریان در اطراف پایه استوانه‌ای شکل در یک کانال مستطیلی توسط نرمافزارFlow3D و با استفاده از مدل آشفتگی k-ε به صورت سهبعدی پرداختند. در این شبیهسازی مقاطعی در سه راستای X , Y , Z نزدیکی پایه با نتایج آزمایشگاهی احمد (1994) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که پروفیلهای سرعت در عمقهای مختلف و در راستای X , Y و میدان فشار در پاییندست پایه روند تغییرات قابل قبولی را با توجه به نتایج آزمایشگاه نشان میدهد. همچنین نتیجه شد نرمافزار با در نظر گرفتن زبری کف نتایج بهتری را ارائه میکنند.
باباعلی و همکاران (1387)، توسط نرمافزار Flow3D یک پارشال فلوم به طول یک فوت را که جریان درون آن شامل دو حالت آزاد و مستغرق بود، با استفاده از مدل آشفتگی LES مدل کردند. ایشان دادههای مدل خود را از جدول استاندارد WMM اقتباس کرده و نتایج محاسبه شده را با نتایج این جدول مقایسه نمودند. آنها نشان دادند که Flow3D میتواند به آسانی محاسبات پارشال فلوم را تحت هر دو جریان آزاد و مستغرق انجام دهد. نتایج محاسبه شده به خوبی با دبیهای منتشر شده مطابقت داشته و نیاز به زمان زیاد و استفاده از ابر رایانهها ندارد.
والش و همکاران (2009)، به شبیهسازی آبشستگی موضعی پایهها در جریان جزر و مدی پرداختند. نتایج نشان داد که نتایج مدلسازی عددی با اندازهگیریهای انجام شده تطابق خوبی داشته و همچنین نشان داد که مدل عددی Flow3D ابزاری مناسب در طراحی جریان در اطراف پایهها در شرایط مختلف جریان است.
شکری و همکاران (1389)، به بررسی عددی هیدرولیک جریان و انتقال رسوب اطراف پایه پل دایروی با نرمافزار Flow3D پرداختند. نتایج بررسی عددی با بررسی آزمایشگاهی انجام شده توسط آنگر و هگر (2006) مقایسه شد و با مقایسه نتایج شبیهسازی عددی و اندازهگیریهای آزمایشگاهی الگوی جریان و تغییر شکل بستر، نتیجه شد که مدل Flow3D نتایج قابل قبولی ارائه داده است.
حسینی و عبدی‌پور (1389)، با استفاده از نرم‌افزار Flow3D به مدل‌سازی عددی پروفیل سرعت در جریانهای گل‌آلود پیوسته پرداختند و تأثیر شیب، غلظت و دبی جریان بر آن را مورد مطالعه قرار دادند. برای صحتسنجی نرمافزار در تعیین پارامترهای هیدرولیکی جریانهای گلآلود (پروفیل سرعت)، از یک نمونه آزمایشگاهی استفاده شد و نتایج حاصل از شبیهسازی با اندازهگیریهای آزمایشگاهی مربوطه مقایسه شد. برای مقایسه نتایج از آزمایشات انجام گرفته توسط حسینی و همکاران استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل عددی پروفیل سرعت در بدنه با نتایج آزمایشگاهی تطابق نسبتاً خوبی داشت. نتایج مدل عددی مربوط به پروفیل سرعت با برخی از نتایج آزمایشگاهی مطابقت کمتری داشت که بخش عمدهای از خطاها مربوط به عدم امکان مدلسازی جریان در بخش پایینی در مشبندی به علت کمبود حافظه کامپیوتری و بخشی از خطاها نیز به نحوه مدلسازی جریان گلآلود بود.
برتور و بورنهم (2010)، به مدل‌سازی فرسایش رسوب در پاییندست سد با نرم‌افزار Flow3D پرداختند‌. در بررسی ایشان، برای محاسبه هر یک از ضرایب مشخصه رسوب در نرمافزار Flow3D، فرمولی ارائه و برای هر ضریب محدودهای تعیین شد.
کاهه و همکاران (2010)، مدل‌های آشفتگی k-εو RNG k-ε را جهت تخمین پروفیل‌های سرعت در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موج‌دار مورد بررسی و مقایسه قرار دادند. نتایج، توانایی مدل RNG k-ε در تخمین عمق ثانویه، طول پرش و توزیع سرعت را به خوبی نشان داد. ضریب تنش برشی برآورد شده توسط مدل عددی به نتایج بدست آمده از بررسی‌های آزمایشگاهی بسیار نزدیک بوده و به طور متوسط 8 برابر مقدار آن در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح صاف برآورد شد. با توجه به نتایج بدست آمده، مدل آشفتگی RNG k-ε در مقایسه با مدل k-ε در مدلسازی پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موجدار از دقت بالایی برخوردار است.
آخریا و همکاران (2011)، به شبیهسازی عددی هیدرولیک جریان و انتقال رسوب اطراف انواع آبشکنها پرداختند. نتایج مدلسازی نشان داد که از بین مدلهای آشفتگی، مدلهای RNG k-ɛ و k-ɛ به دادههای آزمایشگاهی نزدیکتر بوده ولی مدل آشفتگی RNG k-ɛ بهترین نتایج را برای شبیه‌سازی میدان جریان اطراف آبشکن نشان داد.
الیاسی و همکاران (1390)، با بهرهگیری از نرمافزار Flow3D و با اعمال مدل آشفتگی RNG k-ɛ، الگوی جریان اطراف تک آبشکن مستغرق در کانال مستقیم شیبدار را بدون در نظر گرفتن سطح آزاد شبیهسازی نمودند و به مقایسه نتایج مدل عددی با دادههای آزمایشگاهی پرداختند. نتایج این شبیهسازی بدون در نظر گرفتن سطح آزاد، با دادههای آزمایشگاهی تطابق خوبی را نشان داد. مقایسه پروفیلهای سرعت در مدل عددی و نتایج آزمایشگاهی بیانگر مطابقت این دادهها با هم میباشد.
عباسی چناری و همکاران (1390)، الگوی جریان اطراف آبشکنهای L شکل عمود بر ساحل را توسط نرمافزار Flow3D و با مدل آشفتگی k-ɛ شبیهسازی نمودند. در این بررسی، آبشکن L شکل نفوذناپذیر بوده که به صورت غیرمستغرق در 5 زاویه مختلف از قوس رودخانه قرار داده شده است. نتایج حاکی از آن است که تلاطم جریان، محدوده سرعتهای ماکزیمم و در نهایت بیشترین آبشستگی بستر، در دماغه آبشکن اتفاق میافتد. همچنین با افزایش دبی و عدد فرود جریان، محدوده سرعت ماکزیمم جریان در نزدیکی دماغه آبشکن افزایش مییابد و شکل آن در جهت جریان کشیده میشود. در نهایت نتیجه شد که مدل آشفتگی k-ɛ در شبیهسازی نواحی جریان برگشتی در پاییندست آبشکن و محل ایجاد گردابه و آشفتگی جریان در اطراف آبشکن، دقت خوبی دارد.
قنادان و همکاران (1391)، با نرمافزار Flow3D، به شبیهسازی عددی جریان از روی سرریز جانبی لبهپهن پرداخته و نتایج حاصل از این نرمافزار را با دادههای آزمایشگاهی مقایسه کردند. نتایج نشان داد که از میان مدلهای تلاطمی موجود در نرمافزار، مدل تلاطمی RNG k–ε از دقت بالاتری برای شبیهسازی جریان از سرریز جانبی برخوردار است. همچنین با استفاده از مدل واسنجی شده، اثر تغییر ارتفاع و پهنای تاج سرریز بر دبی عبوری از سرریز مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس نتیجه شد که ارتفاع تاج سرریز جانبی لبهپهن بر مقدار دبی خروجی از سرریز نسبت به پهنای تاج مؤثرتر است.
فصل سوم
مواد و روش‌ها
3-1 مقدمه
در این بخش، علاوه بر بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه در بستر صلب و شبیهسازی عددی هیدرولیک آن با نرمافزار Flow3D، توانایی مدل عددی Flow3D در شبیهسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی ارزیابی میشود. بنابراین در این بخش، علاوه بر بررسی نحوه انجام آزمایشات، به معرفی مدل Flow3D پرداخته و مراحل مدل‌سازی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی سرریز و دریچه با نرمافزار Flow3D بیان میشود.
3-2 نحوه انجام آزمایشاتدر این بخش، به ارائه نحوه انجام آزمایشات هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه پرداخته میشود. در این تحقیق به منظور کالیبراسیون نرمافزار در حالت کف صلب، آزمایشاتی در کانال با طول 7/3 متر، عرض 5/13 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر انجام شده و عمق جریان در طول کانال قرائت شد. همچنین جهت ارزیابی دقت نرمافزار در حالت کف متحرک از نتایج آزمایشگاهی شهابی(1389) در کانال با طول 12 متر، عرض و ارتفاع 60 سانتیمتر استفاده شده است.
کانال آزمایشگاهی مورد استفاده در کف صلب شامل قسمتهای زیر است (شکل 3-1):
1- مخزن
2- پمپ که شامل بخشهای تأمین برق، الکتروپمپ، شیر تنظیم دبی و مخزن تعیین دبی است.
3- مخزن آرام کننده جریان
4- کانال آزمایشگاهی
5- مدل سازه ترکیبی
شکل زیر نمای کلی مدل فیزیکی را نشان میدهد.

شکل 3-‌1 نمایی از مدل آزمایشگاهی کانال با مقیاس کوچک
بخشهای اصلی کانال آزمایشگاهی با مقیاس کوچک، به صورت زیر تعریف میشوند:
3-2-1 مخزنبه منظور تأمین آب مورد نیاز جهت انجام آزمایش، از یک مخزن در قسمت پایین فلوم استفاده شده است. به هنگام آزمایش، آب به صورت رفت و برگشتی از مخزن به فلوم و بالعکس در جریان خواهد بود.
3-2-2 پمپجهت پمپاژ و جریان آب در فلوم، از پمپی با ظرفیت دبی 7 لیتر بر ثانیه استفاده شده است که با یک شیرفلکه معمولی، دبی پمپاژ تغییر داده میشود. به منظور قرائت دبی، از یک مخزن دبیسنج استفاده گردیده است.
3-2-3 کانال آزمایشگاهیکانال آزمایشگاهی دارای طول 7/3 متر، عرض 5/13 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر میباشد. جنس دیواره و کف کانال از پلکسی گلاس بوده تا امکان مشاهده جریان در کانال در حین آزمایش وجود داشته باشد.
3-2-4 مخزن آرامکننده جریاناین مخزن، آشفتگی جریانی که از پمپ سانتریفوژ وارد کانال خواهد شد را گرفته و جریان را به آرامی وارد کانال آزمایشگاهی میکند.

شکل 3- 2 مشخصات اجزای فلوم آزمایشگاهی با مقیاس کوچک3-2-5 مدل سازه ترکیبی سرریز- دریچهسازه ترکیبی سرریز- دریچه مورد استفاده در آزمایشات، در فاصله 2 متری از ابتدای کانال و با ضخامت 3 میلیمتر تعبیه شده که با ابعاد هندسی متفاوت ساخته شده است.

شکل 3-3 مدل فیزیکی سازه ترکیبی مورد استفاده در آزمایشات هیدرولیک جریانمشخصات آزمایشات انجام شده در کانال آزمایشگاهی با مقیاس کوچک، در جدول زیر شرح داده شده است:
جدول 3-1 محدوده آزمایشات انجام شده برای مدلسازی هیدرولیک جریانپارامتر دفعات تغییر واحد محدوده تغییرات
دبی ورودی (Q) 7 Lit/s 64/2 – 39/1
بازشدگی دریچه (W) 5 Cm 5/1 – 5/0
ارتفاع سازه (T) 5 Cm 5/5 – 5/3
3-3 آنالیز ابعادیاولین گام در شبیهسازی و مدلسازی، شناخت متغیرهای اثرگذار بر پدیده فیزیکی است. تعداد متغیرهای اثرگذار با توجه به پیچیدگی رفتار پدیده موردنظر، میتواند افزایش یابد.
با توجه به اینکه هر کمیت فیزیکی در قالب ابعاد بیان میشود، استفاده از روشی که بتواند با ترکیب متغیرهای اثرگذار، متغیرهای بیبعد را که مفهوم فیزیکی دارند ایجاد کند، میتواند در کاهش تعداد متغیرها بسیار مفید باشد.
آنالیز ابعادی روشی است که در آن با استفاده از مفهوم همگنی ابعاد، متغیرهای اثرگذار بر پدیده فیزیکی مورد نظر در قالب متغیرهای بیبعد بیان میشوند. سپس بر اساس این متغیرها و انجام مطالعات آزمایشگاهی، رابطههای تجربی بدست میآورند.
برای انجام آنالیز ابعادی، روشهای مختلفی ازجمله روش فهرستنویسی، نظریه پیباکینگهام، روش گامبهگام و روش هانسیکر و رایت مایر وجود دارد.
در این تحقیق، روش پیباکینگهام که کاربرد وسیعتری دارد مورد بحث و استفاده قرار گرفت. این روش، یکی از روشهای معروف است که به طور وسیع در آنالیز ابعادی استفاده میشود.
در جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه در حالت جریان آزاد، متغیرهای مؤثر عبارتند از:
1- دبی عبوری از روی سرریز، Qs
2- دبی عبوری از زیر دریچه، Qg
3- عمق بالادست سازه ترکیبی، H1
4- هد آب روی سرریز، Hd
5- طول سازه، T
6- بازشدگی دریچه، W
7- شتاب ثقل (g)، ρ و μ سیال
شکل (3-4) متغیرهای مؤثر در جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه را در حالت جریان آزاد نشان می‌دهد.

شکل 3-4 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از سرریز و زیر دریچه در بستر صلب
با انجام آنالیز ابعادی به روش پیباکینگهام رابطه (3-1) بدست میآید. از آنجاییکه جریان آشفته است لذا از اثرات Re (رینولدز) صرف نظر شده و نهایتاً رابطه (3-2) بدست میآید.
430191950165(3- 1)
00(3- 1)
F(Qs , Qg , H1 , Hd , T , W , g , ρ , μ) = 0 → QsQg=f( Fr , Re , H1W , HdT )43584345080(3- 2)
00(3- 2)
QsQg=f( Fr , H1W , HdT )3-4 شبیهسازی عددیبه منظور مطالعه و تحلیل جریان در سازههای مختلف، مدلهای فیزیکی و ریاضی مختلف بکار گرفته میشود. با توجه به توسعه سیستمهای کامپیوتری و محاسباتی و همچنین وجود پیچیدگی‌های غیر قابل اندازه‌گیری در جریان عبوری از یک سازه ترکیبی سرریز - دریچه در مدل‌های آزمایشگاهی، استفاده از شبیهسازی عددی می‌تواند در بررسی هیدرولیکی چنین جریانهایی بسیار مؤثر و قابل توجه باشد.
در سالهای اخیر، بدلیل ابداع روشهای پیشرفته و دقیق حل عددی معادلات و بوجود آمدن رایانههای قوی برای انجام محاسبات، میتوان در طراحی این سازههای پیچیده از روشهای حل عددی نیز بهره گرفت. دینامیک سیالات محاسباتی، از روشهای محاسبه و شبیهسازی میدان جریان سیال میباشد که در قرن اخیر مورد توجه خاص مهندسین و طراحان قرار گرفته است.
استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی حاکی از مزایای زیر است:
1- کاهش در زمان و هزینه در طراحیها
2- توانایی مطالعه سیستمهایی که انجام آزمایشات کنترل شده روی آنها دشوار و یا غیر ممکن است مانند تأسیسات بزرگ
3- توانایی مطالعه سیستمها تحت شرایط تصادفی و بالاتر از حدود معمول آنها
از جمله نرمافزارهای موجود در زمینه CFD میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
CFX, Phonix, Telemac, FIDAP, Flow3D, Fluent
در این تحقیق، به ارزیابی مدل عددی Flow3D جهت شبیهسازی هیدرولیک جریان ترکیبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه و همچنین آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی پرداخته می‌شود.
3-4-1 معرفی نرمافزار Flow3Dنرمافزار Flow3D یک نرمافزار قوی در زمینه CFD میباشد که تولید، توسعه و پشتیبانی آن توسط Flow Science, Inc است و یک مدل مناسب برای حل مسائل پیچیده دینامیک سیالات بوده و قادر است دامنه وسیعی از جریان سیالات را مدل کند. این مدل برای شبیهسازی جریانهای سطح آزاد سهبعدی غیرماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. نرمافزار Flow3D، برای مسائل یک‌بعدی، دوبعدی و سهبعدی طراحی شده است. در حالت ماندگار، نتایج در زمان بسیار کمی حاصل میشود زیرا برنامه بر روی قوانین بنیادی جرم، مومنتوم و بقاء انرژی پایهگذاری شده است تا این موارد برای مراحل مختلف جریان در هر زمینهای بکار برده شوند. این نرمافزار یک شبکه آسان از اجزاء مستطیلی را استفاده میکند.
نرمافزار Flow3D شامل مدلهای فیزیکی مختلف میباشد که عبارتند از: آبهای کمعمق، کاویتاسیون، آشفتگی، آبشستگی، کشش سطحی، پوشش متخلخل ذرات و ... . از این مدلها در زمینه‌های ریختهگری مواد، مهندسی فرآیند، طراحی تزریقهای مرکب، تولیدات مصرفی، هیدرولیک مهندسی محیط زیست، هوافضا، علوم دریایی، نفت، گاز و ... استفاده میشود.
در جدول (3-2)، ویژگیهای نرمافزار به اختصار نمایش داده شده است.
جدول 3- 2 معرفی نرمافزار Flow3Dنام نرمافزار Flow3D
زمینه کاری یک نرمافزار قوی در زمینه CFD میباشد. این نرمافزار برای کمک به تحقیق در زمینه رفتار دینامیکی مایعات و گازها در موارد کاربردی وسیع طراحی شده است.
قوانین بنیادی جرم، مومنتوم و بقاء انرژی
کاربردهای Flow3D در زمینه مهندسی آب پایههای پل- هوادهی در پرش هیدرولیکی- سرریز دایرهای- هوادهی در سرریزها- شکست سد- پارشال فلوم- آبشستگی- جریان بر روی یک پلکان- جریانهای با عمق کم- جریان در کانالهای کنترل پرش هیدرولیکی- موجهای کمارتفاع- دریچههای کشویی- جریان سرریز
سطح آزاد حد فاصل بین گاز و مایع همان سطح آزاد است. در Flow3D سطح آزاد با تکنیک حجم سیال مدل میشود. روش حجم سیال شامل سه جزء است: نمایش موقعیت سطح – شبکهبندی– شرایط مرزی سطح
تکنیک محاسبات Finite Difference - FiniteVolume
سیستمهای مختصات معادلات دیفرانسیلی که باید حل شود در قالب مختصات کارتزین (x,y,z) نوشته میشود. برای مختصات استوانهای (z,Ɵ,r) مختصات x به صورت شعاعی و مختصات y به صورت مختصات زاویهای
ادامه جدول 3- 2مدلهای آشفتگی در Flow3D پنج مدل آشفتگی ارائه شده است: طول اختلاط پرانتل، یک معادله، دو معادله k-ɛ، مدل‌های k-ɛ RNG و مدل شبیهسازی بزرگ
مدلسازی 1-General 2-Physics 3-Fluids 4- Meshing & Geometry
5-Boundaries 6-Initial 7-Output 8-Numerics
General زمان اتمام - تعداد سیالات – حالت جریان (که شامل حالت تراکمپذیر یا تراکمناپذیر است.)
Physics شامل بخشهایی نظیر ویسکوزیته که شامل حالتهای سیال ویسکوز و غیرویسکوز است، شتاب ثقل زمین، که در جهت قائم مختصات برابر 81/9- وارد میشود، کشش سطحی، حفرهزدایی، آبشستگی رسوب و ...
Fluids ویسکوزیته، جرم حجمی، تراکمپذیری، مشخصات گرمایی و آحاد
Meshing & Geometry برای مشخص کردن حدود مشبندی، بلوکهایی تعیین میشود که کلیه اندازه سازههای مورد نظر و فضای آزاد در داخل آن تعریف میشود. میتوان همه جزئیات سازه مورد نظر را در یک بلوک هم در نظر گرفت. سیستم مختصاتی میتواند از نوع کارتزین یا استوانهای باشد.
Boundaries در مختصات کارتزین برای تعریف شرایط مرزی،6 درجه مشخص داریم که با توجه به جهت مثبت x, y, z شامل Xmax ,Xmin, Ymax, Ymin, Zmax, Zmin میباشد.
Initial در این قسمت، با توجه به ویژگیهای مسئله شرایط اولیه اعمال میگردد.
Output در این بخش، ویژگیها و امکاناتی برای داشتن مشخصات خاصی از نتایج ارائه میشود.
Numerics در قسمت گزینههای ضمنی برای تنش ویسکوز، هدایت گرمایی و ... امکان انتخاب بین حل صریح یا ضمنی وجود دارد.
برخی از تواناییهای مدل Flow3D جهت شبیهسازی با نمایش شکل مدل عبارتند از:

شکل 3- 5 مدلسازی پرش هیدرولیکی
شکل 3- 6 مدلسازی جریان در قوس رودخانه
شکل 3- 7 مدلسازی جریان عبوری از زیر دریچه
شکل 3- 8 مدلسازی جریان عبوری از روی سرریز با انقباض جانبی و بدون انقباض
شکل 3- 9 مدلسازی آبشستگی پاییندست سازهاین نرمافزار معادلههای حاکم بر حرکت سیال را با استفاده از تقریب احجام محدود حل میکند. محیط جریان به شبکهای با سلولهای مستطیلی ثابت تقسیمبندی میشود که برای هر سلول مقدارهای میانگین کمیتهای وابسته وجود دارد یعنی همه متغیرها در مرکز سلول محاسبه میشوند بجز سرعت که در مرکز وجوه سلول حساب میشود.
در این نرمافزار از دو تکنیک عددی جهت شبیهسازی هندسی استفاده شده است:
1- روش حجم سیال (VOF): این روش برای نشان دادن رفتار سیال در سطح آزاد مورد استفاده قرار میگیرد. این روش بر مبنای تقریبهای سلول دهنده - پذیرنده است که اولین بار توسط Hirt و Nichols در سال 1981 بیان شد.
2- روش کسر مساحت – حجم مانع (FAVOR): از این روش جهت شبیهسازی سطوح و احجام صلب مثل مرزهای هندسی استفاده میشود. هندسه مسئله با محاسبه کسر مساحت وجوه و کسر حجم هر المان برای شبکه که توسط موانعی محصور شدهاند تعریف میشود. همان طور که کسر حجم سیال موجود در هر المان شبکه برای برقراری سطوح سیال مورد استفاده قرار میگرفت، کمیت کسر حجم دیگری برای تعیین سطوح صلب مورد استفاده قرار میگیرد.
فلسفه روش FAVOR بر این مبناست که الگوریتمهای عددی بر مبنای اطلاعاتی شامل فقط یک فشار، یک سرعت، یک دما و ... برای هر حجم کنترل است، که این با استفاده از مقدارهای زیادی از اطلاعات برای تعریف هندسه متناقض است. بنابراین روش FAVOR، المانهای ساده مستطیلی را حفظ میکند، در صورتی که میتواند اشکالی با هندسه پیچیده در حد سازگاری با مقادیر جریان میان‌گیری شده را برای هر المان نشان دهد.
3-4-2 معادلات حاکمدینامیک سیالات محاسباتی، روشی برای شبیهسازی جریان است که در آن معادلات استاندارد جریان از قبیل معادلات ناویر استوکس و معادله پیوستگی قابل حل برای تمام فضای محاسبات می‌باشد. فرم کلی معادله پیوستگی به صورت شکل زیر بیان می‌شود:
416382464733(3-3)
00(3-3)
که درآن VF ضریب حجم آزاد به سمت جریان و مقدار R در معادله فوق، ضریب مربوط به مختصات به صورت کارتزین و یا استوانه‌ای می‌باشد. اولین عبارت در سمت راست معادله پیوستگی مربوط به انتشار تلاطم بوده و به صورت زیر قابل تعریف می باشد:
424413450800(3-4)
00(3-4)
عبارت دوم در سمت راست معادله (3-3) بیانگر منشأ دانسیته است که برای مدلسازی تزریق توده مواد اهمیت دارد:
428985427305(3-5)
00(3-5)
همچنین فرم کلی معادلات حرکت (مومنتم) در حالت سه بعدی به صورت زیر می‌باشد:
4361180396875(3-6)
00(3-6)

که در معادلات فوق Gx , Gy , Gz مربوط به شتاب حجمی می‌باشند. پارامترهای fx ,fy ,fz شتابهای ناشی از جریان‌های لزج بوده و bx , by , bz نیز شامل روابط مربوط به افت در محیطهای متخلخل هستند.
3-4-3 مدلهای آشفتگیاکثر جریانهای موجود در طبیعت به صورت آشفته میباشند. در اعداد رینولدز پایین، جریان آرام بوده ولی در اعداد رینولدز بالا جریان آشفته میشود، به طوری که یک حالت تصادفی از حرکت در جایی که سرعت و فشار بطور پیوسته درون بخشهای مهمی از جریان نسبت به زمان تغییر میکند، گسترش مییابد. این جریانها بوسیله خصوصیاتی که در ادامه ارائه شدهاند شناسایی میگردند:
1- جریانهای آشفته به شدت غیر یکنواخت هستند. در این جریانها اگر تابع سرعت در برابر زمان ترسیم شود، بیشتر شبیه به یک تابع تصادفی خواهد بود.
2- این جریانها معمولاً سهبعدی هستند. پارامتر سرعت میانگین گاهی اوقات ممکن است تنها تابع دو بعد باشد، اما در هر لحظه ممکن است سهبعدی باشد.
3- در این نوع جریانها، گردابهای کوچک بسیار زیادی وجود دارند. شکل کشیده یا عدم تقارن گردابها، یکی از خصوصیات اصلی این جریانها است که این امر با افزایش شدت آشفتگی، افزایش مییابد.
4- آشفتگی، شدت جریانهای چرخشی در جریان را افزایش میدهد که این عمل میتواند باعث اختلاط شود. فرآیند چرخش در سیالاتی رخ میدهد که حداقل، میزان یکی از مشخصههای پایستار آنها متغیر باشد. در عمل، اختلاط بوسیله فرآیند پخش انجام میشود، به این نوع جریانها غالباً جریانهای پخششی نیز میگویند.
5- آشفتگی جریان باعث میشود جریانهایی با مقادیر متفاوت اندازه حرکت با یکدیگر برخورد کنند. گرادیانهای سرعت بر اثر ویسکوزیته سیال کاهش مییابند و این امر باعث کاهش انرژی جنبشی سیال میشود. به بیان دیگر میتوان گفت که اختلاط یک پدیده، مستهلک کننده انرژی است. انرژی تلف شده نیز طی فرآیندی یکطرفه به انرژی داخلی (حرارتی) سیال تبدیل میشود.
تمام مشخصاتی که به آنها اشاره شد برای بررسی یک جریان آشفته مهم هستند. تأثیراتی که توسط آشفتگی ایجاد میشود بسته به نوع کاربری ممکن است ظاهر نشود و به همین دلیل باید این جریانها را با توجه به نوع و کاربری آن مورد بررسی قرار داد. برای بررسی جریانهای آشفته، روش‌های مختلفی وجود دارد که در ادامه به تعدادی از آنها اشاره خواهد شد.
مدلهای آشفتگی، ویسکوزیته گردابهای (vt) و یا تنش رینولدز (-Uij) را تعیین میکند و فرضیات زیادی برای همه آنها حاکم است که عبارتند از:
معادلات ناویر استوکس میانگینگیری شده زمانی، میتواند بیانگر حرکت متوسط جریان آشفته باشد.
پخش آشفتگی متناسب با گرادیان ویژگیهای آشفتگی است.
گردابهها میتوانند ایزوتروپیک و یا غیر ایزوتروپیک باشند.
همه مقادیر انتقال آشفته توابع موضعی از جریان هستند.
در مدلهای آشفته باید همسازی وجود داشته باشد.
این مدلها میتوانند یک مقیاسی و یا چند مقیاسی باشند.
همه مدلها در نهایت به کالیبراسیون به صورت تجربی نیاز دارند.
بسیاری از مدلهای آشفتگی بر پایه فرضیه بوزینسک استوار هستند. مدلهای آشفتگی به پنج دسته تقسیم میشوند:
1- مدلهای صفرمعادلهای
2- مدلهای تکمعادلهای
3- مدلهای دومعادلهای
4- مدلهای جبری
5- مدلهای شبیهسازی گردابهای بزرگ
3-4-3-1 مدلهای صفر معادلهایدر این مدلها هیچگونه معادله دیفرانسیلی برای کمیتهای آشفتگی ارائه نمیشود. این مدلها نسبتاً ساده بوده و دادههای تجربی و آزمایشگاهی در آنها نقش اساسی دارد و تنشهای آشفتگی در هر جهت متناسب با گرادیان سرعت میباشد. نمونهای از این مدلها عبارتند از:
1- مدل لزجت گردابهای ثابت
2- مدل طول اختلاط پرانتل
3- مدل لایه برش آزاد پرانتل
3-4-3-2 مدلهای یک معادلهایاین مدلها بر خلاف مدلهای صفر معادلهای، از یک معادله برای انتقال کمیت آشفتگی استفاده میکنند. این معادله ارتباط بین مقیاس سرعت نوسانی و کمیت آشفتگی میباشد که جذر انرژی جنبشی آشفتگی به‌عنوان مقیاس سرعت در حرکت آشفته مد نظر میباشد و مقدار آن توسط معادله انتقال محاسبه میگردد.
3-4-3-3 مدلهای دومعادلهایمدلهای دو معادلهای سادهترین مدلها هستند که قادرند نتایج بهتری در جریانهایی که مدل طول اختلاط نمیتواند به صورت تجربی در یک روش ساده مورد استفاده قرار بگیرد، ارائه دهند. به طور مثال جریانهای چرخشی از این نمونهاند. تقسیمبندی این مدلها بر اساس محاسبه تنش رینولدز و یا ویسکوزیته گردابهای به صورت زیر است:
ویسکوزیته گردابهای
جبری
تنش رینولدز غیرخطی
این مدلها، دو معادله دیفرانسیلی را حل میکنند. به معادله k که از قبل بوده، معادله ɛ هم اضافه میشود. معادله انرژی جنبشی، k، بیانکننده مقیاس سرعت است، بدین صورت که اگر قرار باشد سرعتهای نوسانی مورد بررسی قرار بگیرند، میتوان جذر انرژی جنبشی حاصل از آشفتگی در واحد جرم را به عنوان مقیاس در نظر گرفت، معادله نرخ میرایی انرژی جنبشی، ɛ، نیز مقیاس طول است. در حقیقت مقیاس طول، اندازه گردابههای بزرگ دارای انرژی جنبشی را میدهد که باعث انتقال آشفتگی در توده سیال میشود.
3-4-3-4 مدلهای دارای معادله تنشنرمافزار Flow3D مدل آشفتگی جدیدتری بر مبنای گروههای نرمال شده رینولدز پیادهسازی کرده است. این دیدگاه شامل روشهای آماری برای استحصال یک معادله متوسطگیری شده برای کمیت‌های آشفتگی است. مدلهای بر پایه RNG k-ɛ از معادلاتی استفاده میکند که شبیه معادلات مدل آشفتگی k-ɛ است اما مقادیر ثابت معادله که به صورت عملی در مدل استاندارد k-ɛ یافت شده‌اند، صریحاً از مدل RNG k-ɛ گرفته شدهاند. از این رو، مدل RNG k-ɛ قابلیت اجرایی گسترده‌تری نسبت به مدل استاندارد k-ɛ دارد. بویژه مدل RNG k-ɛ برای توصیف دقیقتر آشفتگی جریانهای با شدت کمتر و جریانهایی با مناطق دارای برش، قویتر شناخته شده است. در معادله RNG k-ɛ، فرمول تحلیلی برای محاسبه عدد پرانتل آشفته وجود دارد ولی در مدل k-ɛ، از یک مقدار ثابت که استفاده کننده مدل به آن معرفی میکند استفاده میگردد. در مدل RNG k-ɛ، تأثیر گرداب در آشفتگی لحاظ میگردد لذا دقت حل جریانهای چرخشی را بالا میبرد.
نرمافزار Flow3D از پنج مدل آشفتگی طول اختلاط پرانتل، مدل تک معادلهای، دومعادلهای k-ɛ، دومعادلهای RNG k-ɛ و روش گردابهای بزرگ (LES) بهره میبرد.
3-4-4 شبیهسازی عددی مدلدر این تحقیق، شبیهسازی عددی شامل دو قسمت میباشد:
1- قسمت اول مربوط به شبیهسازی هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه است که آزمایشات بکار رفته جهت واسنجی مدل، در کانال با مقیاس کوچک انجام شده است. کانال با مقیاس کوچک دارای طول 7/3 متر، عرض 5/13 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر بوده که سازه ترکیبی مورد نظر با ضخامت 3 میلیمتر و در فاصله 2 متری از ابتدای کانال تعبیه شده است.
همچنین با استفاده از مدل واسنجی شده با دادههای آزمایشگاهی مربوط به هیدرولیک جریان، مدلهایی مربوط به سازه ترکیبی همراه با انقباض جانبی مدل شده و تأثیر میزان انقباض سرریز- دریچه بر نسبت دبی عبوری از روی سرریز به دبی عبوری از زیر دریچه بررسی شد.
2- قسمت دوم مربوط به شبیهسازی حفره آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی سرریز- دریچه است که برای شبیهسازی عددی آبشستگی، از آزمایشات انجام شده توسط شهابی و همکاران (1389) در کانال با مقیاس بزرگ استفاده شده است. کانال با مقیاس بزرگ دارای طول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر است. کف کانال به ارتفاع 25 سانتیمتر از رسوبات یکنواخت با D50= 1.5 mm و ضریب یکنواختی 18/1 پوشانده شده است. دریچه و سرریز ترکیبی با ضخامت 6 میلیمتر و در فاصله 4/6 متری از ابتدای کانال نصب شده است.
پس از واسنجی نرمافزار، مدل برای شرایط هندسی و هیدرولیکی مختلف اجرا شد و با انتگرال‌گیری پروفیل سرعت بالای سرریز و زیر دریچه، نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (QsQg) محاسبه شد. مشخصات مدلسازیهای انجام شده برای آبشستگی در جدول (3- 3) ارائه داده شده است.
جدول 3-3 محدوده دادههای بهکار رفته جهت شبیهسازی آبشستگیبازشدگی دریچه (cm) ارتفاع سازه (cm) مقادیر دبی (lit/s)
2 ، 1 8 34/11 66/10 98/9 68/8 52/7
2 ، 1 10 1/15 86/13 6/12 33/11 78/9
2 ، 1 12 26/16 14/15 4/14 88/13 3/11
3 ، 4 10 11/20 87/18 52/17 27/16 1/15
مراحل اصلی شبیهسازی عددی در نرمافزار Flow3D عبارتند از:
3-4-4-1 ترسیم هندسه مدلدر صورتی که هندسه مدل آزمایشگاهی به صورت منظم باشد میتوان شکل آن را در خود نرم‌افزار Flow3D ترسیم نمود اما در صورتی که مدل مورد نظر شکل نامنظم داشته باشد نرمافزار قادر خواهد بود فایلهای ایجاد شده در نرمافزارهایی نظیر اتوکد و همچنین فایلهای توپوگرافی به صورت X, Y, Z را مورد استفاده قرار دهد. در این تحقیق، مدلهای بکار رفته در خود نرمافزار ترسیم شده است.
3-4-4-2 شبکهبندی حل معادلات جریانیکی از مهمترین نکاتی که بایستی در شبیهسازی عددی مورد توجه قرار بگیرد، شبکهبندی مناسب برای حل دقیق معادلات حاکم است. ساختن شبکه مناسب برای میدان حل معادلات، دقت محاسبات، همگرایی و زمان محاسبات را تحت تأثیر قرار میدهد. در کلیه مدلهای عددی صورت گرفته، ابعاد شبکه طوری تعیین شد که پارامترهای کنترل شبکه از قبیل حداکثر نسبت ابعاد شبکه در راستای طولی و عمقی و ضریب نسبت ابعاد شبکه در راستاهای مختلف و در مجاورت یکدیگر مناسب انتخاب شده باشد. برای نتایج دقیق و مؤثر، مقدار هریک از دو پارامتر فوق باید به عدد 1 نزدیک بوده و مقدار نسبت ابعاد شبکه در مجاور یکدیگر از 25/1 و همچنین نسبت ابعاد شبکه در راستاهای مختلف از 3 نباید بیشتر باشد (فلوساینس، 2008).
در بخش شبیهسازی هیدرولیک جریان که در کانال با مقیاس کوچک صورت گرفت، مشبندی شبکه جریان، به صورت سهبعدی و ابعاد شبکه در هر سه بعد یکسان و برابر 5 میلیمتر در نظر گرفته شد. (در صورتی که مشبندی شبکه جریان، یکنواخت صورت گرفت نتایج حاصل از مدل به دادههای آزمایشگاهی نزدیکتر و دقت مدل عددی بیشتر میشد). برای این مدلسازی، زبری کف کانال و بدنه سازه برابر 5/1 میلیمتر انتخاب شد.
مشبندی در مقطع عرضی مشبندی در مقطع طولی

شکل 3-10 مشبندی یکنواخت در کانال با مقیاس کوچک
در بخش شبیهسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی که در کانال با مقیاس بزرگ انجام شده است، جهت کاهش زمان تحلیل نرمافزار، شبکه جریان به صورت دوبعدی مشبندی شده و ابعاد شبکه در راستای Z به صورت یکنواخت و برابر 5 میلیمتر و در راستای X به صورت غیر یکنواخت و در نزدیکی سازه مورد نظر، تعداد مش بیشتر و اندازه آنها ریزتر در نظر گرفته شد به طوری که اندازه مش بین 6 تا 20 میلیمتر متغیر است. برای این مدلسازی، زبری کف کانال یکسان با قطر متوسط رسوبات و برابر با 5/1 میلیمتر انتخاب شد.
1501775101346000
شکل 3-11 مشبندی غیر یکنواخت در راستای طولی کانال با مقیاس بزرگ
3-4-4-3 شرایط مرزی کاناللایه مرزی ابتدا و انتهای مشها در کانال با مقیاس کوچک بر اساس جدول و شکل زیر تعیین شده است.

شکل 3- 12 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر صلبجدول 3-4 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزارورودی کانال خروجی کانال دیوارههای کناری کانال کف کانال سقف کانال
دبی ورودی جریان خروجی دیوار دیوار تقارن

لایه مرزی ابتدا و انتهای مشها در کانال با مقیاس بزرگ بر اساس جدول و شکل زیر تعیین شده است.

شکل 3- 13 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر رسوبجدول 3- 5 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزارورودی کانال خروجی کانال دیوارههای کناری کانال کف کانال سقف کانال
فشار ثابت جریان خروجی دیوار دیوار تقارن
برای انتخاب فشار ثابت برای ورودی کانال، ارتفاع سیال در قسمت فشار ثابت برابر عمق ابتدایی جریان در حالت آزمایشگاهی انتخاب شد.
3-4-4-4 خصوصیات فیزیکی مدلبرای مدلسازی هیدرولیک جریان در بستر صلب، شرایط فیزیکی حاکم بر جریان، به صورت زیر انتخاب شد:
1- مقدار شتاب ثقل در جهت عکس عمق جریان و برابر 81/9- انتخاب شد.
2- چون سیال مورد استفاده در آزمایشات، آب زلال در نظر گرفته شده بود سیال از نوع نیوتنی انتخاب شد.
3- به‌دلیل آشفتگی جریان در آزمایشات، دو مدل آشفتگی k-ɛ و RNG k-ɛ در نرمافزار مورد ارزیابی قرار گرفت.
برای مدلسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی، شرایط فیزیکی حاکم بر جریان به صورت زیر انتخاب شد:
1- مقدار شتاب ثقل در جهت عکس عمق جریان و برابر 81/9- انتخاب شد.
2- چون سیال مورد استفاده در آزمایشات، آب زلال در نظر گرفته شده بود سیال از نوع نیوتنی انتخاب شد.
3- به دلیل آشفتگی جریان، سه مدل آشفتگی k-ɛ ، RNG k-ɛ و LES در نرمافزار مورد ارزیابی قرار گرفت.
4- مشخصات رسوبی که در مدلسازیها جهت کالیبراسیون حداکثر عمق آبشستگی تعریف شد در جدول زیر ارائه داده شده است:
جدول 3- 6 مدلسازیهای انجام شده برای تعیین بهترین مقدار پارامترهای مربوط به رسوبپارامتر مورد نظر مقدارهای انتخاب شده
ضریب دراگ 5/1 2/1 1 5/0
عدد شیلدز بحرانی 15/0 1/0 05/0 035/0
زاویه ایستایی 40 35 30
حداکثر ضریب تراکم مواد بستر 8/0 74/0 7/0 6/0 4/0 38/0
ضریب تعلیق مواد بستر 026/0 018/0 01/0
ضریب بار بستر 16 8
عوامل مؤثر در کالیبراسیون حداکثر عمق آبشستگی در پاییندست سازه، پارامترهای حداکثر ضریب تراکم مواد بستر، عدد شیلدز بحرانی، ضریب دراگ، زاویه ایستایی و همچنین نوع مدل آشفتگی بودند.
3-4-4-5 شرایط اولیه جریانقبل از وارد کردن جریان در مدلسازی عددی، حالت اولیه کانال را انتخاب میکنند که در این تحقیق، قبل از ورود جریان، کانال تا قبل از سازه و تا لبه تاج سرریز از سیال مورد‌نظر در نظر گرفته شد.
3-4-4-6 زمان اجرای مدلنکته دیگری که در شبیهسازیهای عددی بسیار مهم است، زمان اجرای مدل تا رسیدن به یک مقدار مناسب از لحاظ پایداری و ماندگاری جریان است. بنابراین در کلیه آزمایشات شبیهسازی شده، زمان اجرای مدل برای شبیهسازی هیدرولیک جریان بین 30-15 ثانیه و برای شبیهسازی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی بین 5000 - 4000 ثانیه در نظر گرفته شد، که با سپری شدن این مدت زمان، جریان در کانال به صورت یکنواخت میشود.

شکل 3-14 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی هیدرولیک جریان
شکل 3-15 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی حفره آبشستگی-420069-631311
فصل چهارم
نتایج و بحث
4-1 مقدمه
در این بخش، به مقایسه نتایج حاصل از شبیهسازی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی سرریز - دریچه با دادههای آزمایشگاهی مربوط به آن پرداخته شده و توانایی نرمافزار Flow3D در شبیهسازی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاییندست سازه ارزیابی میشود.
این فصل شامل دو بخش هیدرولیک جریان و آبشستگی میباشد که در هر بخش، ابتدا نتایج کالیبراسیون نرمافزار با دادههای آزمایشگاهی ارائه میشود و سپس نرمافزار برای شرایط هندسی و هیدرولیکی دیگر مورد ارزیابی و آزمون قرار می‌گیرد.
4-2 شبیهسازی هیدرولیک جریان در حالت کف صلب4-2-1 واسنجی نرمافزاردر مرحله اول شبیهسازی، واسنجی نرمافزار با استفاده از دادههای آزمایشگاهی انجام میشود. جهت واسنجی نرمافزار در شبیهسازی هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی، از شبکه‌بندیهای مختلف و مدلهای مختلف آشفتگی استفاده شد. طی شبیهسازیهای انجام شده، نتیجه شد که هر چه شبکهبندی میدان حل یکنواختتر باشد، نتایج شبیهسازی عددی پروفیل سطح آب به دادههای آزمایشگاهی آن نزدیکتر است (شکل 4-1). به همین دلیل، شبکهبندی جریان جهت مدلسازی هیدرولیک جریان به صورت یکنواخت انجام شد. همچنین هر چه اندازه سلولهای شبکهبندی میدان حل ریزتر در نظر گرفته شد، تطابق نتایج نرمافزار با نتایج آزمایشگاهی بهتر شد. علاوه بر این، چون در آزمایشات انجام شده، بازشدگی دریچه مقدار کمی داشته و بایستی سلولی در شبکهبندی میدان جریان در راستای عمقی (Z) بازشدگی وجود داشته باشد، بنابراین شبکهبندی جریان با ابعاد ریز و برابر با 5×5×5 میلیمتر و تعداد کل مش برای هر مدلسازی تقریباً 162000 سلول در نظر گرفته شد. زمان اجرای مدل برای شبیهسازی هیدرولیک جریان، بین 30 – 15 ثانیه انتخاب شد.

mohamad akhavan niaki

9-1 ارائه مدلهای ضریب تلفات برای محاسبه تلفات انرژی فیدرهای 20kV استان مازندران29
1-9-1 انتخاب چند نمونه مصرف30
و
2-9-1 اطلاعات مورد نیاز جهت مدلسازی تلفات انرژی31
3-9-1 نمونهبرداری اطلاعات از فیدر 20 کیلوولت زاغمرز 321
4-9-1 محاسبه تلفات توان و انرژی در فیدر 20 کیلوولت زاغمرز 32(1)
1-4-9-1 تغییرات مقاومت هادیها33
2-4-9-1 تغییرات جریان عبوری از خط35
3-4-9-1 محاسبه تلفات انرژی35
5-9-1 منحنیهای تلفات انرژی و توان روزانه و مقایسه آن با منحنی بار روزانه فیدر 20kV کیلوولت خط
زاغمرز 36(1)
6-9-1 مدلسازی ضریب تلفات انرژی LSF در فیدرهای 20kV خط زاغمرز 38(1)
7-9-1 محاسبه ضرایب استاندارد ونهایی مدلهای معتبرIEEE برای فیدر20kV زاغمرز401
8-9-1 ارائه مدلهای جدید برای ضریب تلفات و بررسی دقت مدلهای بدست آمده41
10-1 ارزش تلفات در شبکه42
1-10-1 عوامل مؤثر در محاسبه ارزش تلفات44
1-1-10-1 مقدار تلفات44
2-1-10-1 زمان وقوع تلفات44
3-1-10-1 ضریب بار44
4-1-10-1 ساعات بهرهبرداری44
5-1-10-1 موقعیت محلی45
6-1-10-1 وظیفه خط انتقال45
2-10-1 ویژگیهای مصرف45
1-2-10-1 شرکتهای تولید نیرو45
2-2-10-1 شرکتهای توزیع برق46
3-2-10-1 شبکههای داخلی صنایع46
3-10-1 مدل ریاضی مقدار تلفات46
1-3-10-1 تلفات دیماند46
2-3-10-1 تلفات انرژی47
ز
4-10-1 مدل ریاضی ارزش تلفات48
1-4-10-1 شرکتهای تولید48
2-4-10-1 شرکتهای توزیع49
3-4-10-1 شبکه داخلی صنایع49
5-10-1 ارزش تلفات در شرایط رشد بار50
1-5-10-1 رشد بار یکنواخت برای پیک51
2-5-10-1 رشد بار در سالهای محدود52
3-5-10-1 تعیین ضرایب KP و 53KE
فصل دوم : تلفات و ارزش آن در ترانسفورماتورهای توزیع و فوق توزیع ۲-۱ ارزش تلفات الکتریکی در ترانسفورماتورهای قدرت........................................................................................... ۵۶
۲-۱-۱ ارزش تلفات............................................................................................................................................................... ۵۶
۲-۱-۲ ارزش حال تلفات..................................................................................................................................................... ۵٩
۲-۱-۳ انجام محاسبات ارزش تلفات برای دوره ۰۳ ساله ......................................................................................... ۶٠
۲-۱-۴ انتخاب دوره برنامهریزی بهینه برای ترانسفورماتورهای پستهای توزیع................................................. ۶١
۲-۱-۵ محاسبه ارزش تلفات کل ۵ سال تعویض ترانسفورماتورهای پستهای توزیع ....................................... ۶٢
۲-۱-۶ نکات مورد توجه در جابجای ترانسفورماتورهای پستهای توزیع............................................................... ۶۴
۲-۲ امکانسنجی خروج و ورود موازی ترانسفورماتور در پستهای توزیع در مینیمم ارزش تلفات ............. ۶۵
۲-۲-۱ بهرهبرداری بهینه ترانسفورماتورهای پستهای قدرت در مینیمم ارزش تلفات.................................... ۶٧
۲-۲-۲ انجام محاسبات برای یک پست فوق توزیع .................................................................................................... ۶٨
فصل سوم : نقش عدم تعادل بار در تلفات شبکههای توزیع و ارائه روشهایی در جهت کاهش آن ۳-۱ مقدمه ............................................................................................................................................................................... ٧٢
۳-۲ اثرات سوﺀ نامتعادلی بار در شبکههای توزیع ....................................................................................................... ٧٣
۳-۲-۱ افزایش تلفات قدرت ............................................................................................................................................... ٧٣
۳-۲-۲ افت ولتاﮊ در اثر نامتعادلی .................................................................................................................................... ٧٣
ح
۳-۲-۳ خطرات ناشی از جریاندار شدن سیم نول...................................................................................................... ٧٣
۳-۳ محاسبه تلفات ناشی از نامتعادلی بار...................................................................................................................... ٧٣
۳-۴ روشهای توزیع بار بر روی فازهای سهگانه در شبکههای توزیع..................................................................... ٧۴
۳-۴-۱ استفاده از قدرت قراردادی مشترکین ............................................................................................................... ٧۴
۳-۴-۲ استفاده از روش مشترک شماری....................................................................................................................... ٧۵
۳-۴-۳ استفاده از روش ........................................................................................................................................... Pave٧۵
۳-۵ توزیع انرﮊی در شبکههای نامتعادل........................................................................................................................ ٧۵
۳-۵-۱ شبیهسازی مدار اولیه............................................................................................................................................. ٧۵
۳-۵-۲ مروری بر روابط........................................................................................................................................................ ٧٨
۳-۶ بررسی روشهای سنتی................................................................................................................................................. ٧٩
۳-۶-۱ ایجاد تعادل بار تا حد امکان ................................................................................................................................ ٨٠
۳-۶-۲ تأثیرات زمین کردن نول شبکه........................................................................................................................... ٨١
۳-۷ مدلسازی شبکه توزیع ................................................................................................................................................. ٨٢
۳-۸ شاخصه عدم تعادل در شبکههای توزیع................................................................................................................ ٨۴
۳-۹ تبیین روشی جهت کاهش عدم تعادل بار در شبکههای توزیع ..................................................................... ٨۴
۳-۹-۱ سیستم کنترل در روش پیشنهادی................................................................................................................... ٨۴
۳-۹-۲ محاسبه مقدرا بار کنترلی ........................................................................................................................ (Zct)٨۴
۳-۹-۳ انتخاب یک الگوی تغییربار................................................................................................................................... ٨۵
۳-۹-۴ محاسبه مقادیر عددی پارامترهای سیستم مورد مطالعه............................................................................ ٨۶
۳-۰۱ تبیین روش جهت متعادلسازی ولتاﮊ با جبرانساز خازنی به منظور کاهش تلفات............................... ٨۶
۳-۰۱-۱ تئوری حل مسئله ................................................................................................................................................ ٨٧
۳-۰۱-۲ مطالعه عددی ........................................................................................................................................................ ٨٨
فصل چهارم : تلفات راکتیو در شبکه
۴-۱ مقدمه ...............................................................................................................................................................................٩١
۴-۲ بررسی اقتصادی نصب خازن در شبکههای توزیع..............................................................................................٩٢
ط
۴-۳ مزایای خازنگذاری در چاههای کشاورزی............................................................................................................ ٩۶
۴-۴ منافع اقتصادی حاصل از نصب خازن..................................................................................................................... ٩۶
فصل پنجم : تلفات انرﮊی الکتریکی ناشی از سایر عوامل ۵-۱ تلفات انرﮊی در اثر اتصالات سست و فرسودگی اجزای شبکه........................................................................ ٩٨
۵-۱-۱ اتصالات....................................................................................................................................................................... ٩٨
۵-۱-۱-۱ اتصالات ایستا یا ثابت ....................................................................................... :(Stationary Contact)٩٩
۵-۱-۱-۲ اتصال لغزشی ..............................................................................................................:(Sliding Contact)٩٩
۵-۱-۲ ویژگیهای اتصالات ثابت ........................................................................................................................................ ٩٩
۵-۱-۳ مقاومت نقاط اتصال............................................................................................................................................. ١٠٠
۵-۱-۳-۱ انواع اتصالات از نقطهنظر شکل اتصال عبارتند از:................................................................................ ١٠٠
۵-۱-۴ اثر عبور جریان الکتریکی در اتصالات ............................................................................................................ ١٠١
۵-۱-۴-۱ اثر دینامیکی اتصالات:................................................................................................................................... ١٠٢
۵-۱-۵ محاسبه افزایش تلفات توان و انرﮊی ناشی از اتصالات در شبکه فشار ضعیف و فشار متوسط .... ١٠٢
۵-۲ تلفات انرﮊی ناشی از کابل سرویس مشترکین ................................................................................................. ١٠۴
۵-۳ تلفات ناشی از خطای کنتورها............................................................................................................................... ١٠۴
۵-۳-۱ محاسبه افزایش تلفات انرﮊی ناشی از خطای کنتورها ............................................................................. ١٠۵
۵-۴ هارمونیکهای مزاحم و اثرات آنها در شبکه........................................................................................................ ١٠۵
۵-۴-۱ اثرات هارمونیکها در شبکه ................................................................................................................................ ١٠۵
۵-۴-۲ ارتباط بین هارمونیک ولتاﮊ و جریان.............................................................................................................. ١٠۶
۵-۴-۳ منابع تولید کننده هارمونیکها .......................................................................................................................... ١٠٧
۵-۵ تلفات بخش مصرف کنندگان ................................................................................................................................ ١٠٧
۵-۶ نتیجه گیری................................................................................................................................................................. ١٠٨
منابع و ماخذ ......................................................................................................................................................................... ۹۰۱
فهرست منابع فارسی.......................................................................................................................................................... ۹۰۱
فهرست منابع لاتین ............................................................................................................................................................ ۰۱۱
ی
چکیده انگلیسی....................................................................................................................................................................۱۱۱
ک
فهرست جدول ها
عنوانصفحه
جدول (۱-۱) تغییرات تلفات توان برای مقادیر معینی از توان انتقالی.................................................................. ۱۱
جدول (۱-۲) برخی از مشخصات عمده خط توزیع و مقادیر انرﮊی مبادله شده و تلفات خط ...................... ۵۲
جدول (۱-۳) دامنه تغییرات ضریب تلفات در بارهای غیرنرمال ............................................................................. ۶۲
جدول (۱-۴) متوسط بار نسبی ۴۲ ساعته در چهار نمونه مختلف مصرف.......................................................... ۶۲
جدول (۱-۵) ضریب بار و ضریب تلفات در نمونههای مورد مطالعه (درصد)...................................................... ۷۲
جدول (۱-۶) مقایسه بین تلفات توان محاسباتی و واقعی......................................................................................... ۵۳
جدول (۱-۷) تغییرات ۴۲ ساعته توان، انرﮊی، تلفات توان و تلفات انرﮊی در فیدر زاغمرز ۱....................... ۷۳
جدول (۱-۸): ضریب بار و ضریب تلفات روزانه برای ۰۱ روز نمونه در فیدر زاغمرز ۱.................................... ۰۴
جدول (۱-۹) ضرائب استاندارد (k,x,a)IEEE برای ۰۱ روز نمونه در فیدر زاغمرز ۱...................................... ۳۴
جدول (۱-۰۱) مقادیر نهایی ضرائب استاندارد (k,x,a ) IEEE برای مصارف مختلف در استان مازندران.. ۱۴
جدول (۱-۱۱) مدلهای ساده شده نهایی برای یک فیدر مختلط (زاغمرز ۱)..................................................... ۱۴
جدول (۱-۲۱) دقت مدلهای ارائه شده در جدول (۱-۱۱)....................................................................................... ۲۴
جدول (۱-۳۱) درصد خطای مدلهای استاندارد LEEE برای فیدرهای استان مازندران ................................ ۲۴
جدول (۱-۴۱) مربوط به رشد بار محدود....................................................................................................................... ۴۵
جدول (۲-۱) محاسبه ضرائب متوسط بار با ولتاﮊهای ۳۶ و ۰۲ ............................................................................. ۸۵
جدول (۲-۲) محاسبه تلفات دیماند پیک براساس اطلاعات آماری از سال ۵۷۳۱ تا ۴۸۳۱......................... ۸۵
جدول (۲-۳) تغییرات بار ترانسفورماتور KVA ۰۰۴ هوائی در ده سال .............................................................. ۱۶
جدول (۲-۴) ظرفیت، تلفات و قیمت فروش آزاد چند نوع از ترانسفورماتورهای ساخت ایران ترانسفور... ۲۶
جدول (۲-۵) محاسبات سوددهی خالص با روش تغییر دروه برنامهریزی ده ساله به دوره ۵ ساله............. ۳۶
جدول (۲-۶) مشخصات فنی ترانسفورماتورهای قدرت شرکت ایران ترانسفو..................................................... ۸۶
جدول (۲-۷) نقاط کار موازی نمودن در مینیمم تلفات و مینیمم ارزش تلفات................................................ ۹۶
جدول (۳-۱) اطلاعات پخش بار شبکه نمونه در حالت تعادل بار .......................................................................... ۹۷
ل
جدول (۳-۲) نتایج بخش بار شبکه نمونه در حالت عدم تعادل بار ....................................................................... ۹۷
جدول (۳-۳) پخش بار شبکه نمونه در حالت تعادل بار در گره ۴ ........................................................................ ۱۸
جدول (۳-۴) پخش بار شبکه نمونه با زمین کردن نول با مقاومت صفر.............................................................. ۱۸
جدول (۳-۵) پخش بار شبکه نمونه با زمین کردن نول با مقاومت یک اهم....................................................... ۲۸
جدول (۳-۶) حدود مجاز درصد عدم تعادل ولتاﮊ ....................................................................................................... ۴۸
جدول (۳-۷) مقادیر بار کنترلی و بارهای متغیر.......................................................................................................... ۶۸
جدول (۳-۸) صفر کردن ولتاﮊ نول در باس ۷ .............................................................................................................. ۸۸
جدول (۳-۹) صفر کردن ولتاﮊ نول در باس ۷ .............................................................................................................. ۹۸
جدول (۵-۱) اطلاعات مربوط به شبکه فشار متوسط ............................................................................................. ۳۰۱
جدول (۵-۲) اطلاعات مربوط به شبکه فشار ضعیف............................................................................................... ۳۰۱
م
فهرست شکلها
عنوانصفحه
شکل (۱-۱) منحنی تغیرات بار۴۲ ساعته دو مصرف کننده فرضی با پیک بار و انرﮊی یکسان ....................۲۱
شکل(۱-۲) دیاگرام تک خط فیدرkv ۰۲ زغمرز(۱)................................................................................................... ۱۳
شکل(۱-۳) دیاگرام تک خطی نحوه نصب دستگاههای هوشمند زغمرز(۱)....................................................... ۲۳
شکل ( ۱-۵): منحنی تغییرات توان اکتیو متوسط ساعتی فیدر زاغمرز (۱) ...................................................... ۷۳
شکل (۱-۶): منحنی تغییرات انرﮊی مصرفی ساعتی فیدر زاغمرز (۱) ................................................................. ۸۳
شکل (۱-۷): منحنی تغییرات تلفات توان ساعتی فیدر زاغمرز (۱)....................................................................... ۸۳
شکل (۱-۸): منحنی تغییرات تلفات انرﮊی ساعتی فیدر زاغمرز (۱) .................................................................... ۸۳
شکل(۱-۴) دیاگرام برداری ولتاﮊوجریان درشبکه اهمی............................................................................................ ۴۷
شکل (۳-۱) شمای شبکه شبیهسازی شده ................................................................................................................... ۶۷
شکل (۳-۲) تغییرات ولتاﮊ نقطه بار ................................................................................................................................. ۶۷
شکل (۳-۳) تغییرات جریان نول ...................................................................................................................................... ۷۷
شکل (۳-۴) تغییرات ولتاﮊ نول در نقطه بار................................................................................................................... ۷۷
شکل (۳-۵) نمودار برداری شبکه نامتعادل ................................................................................................................... ۹۷
شکل (۳-۶) دیاگرام مداری شبکه توزیع چهار سیمه مورد مطالعه ....................................................................... ۳۸
شکل (۳-۷) بلوک دیاگرام سیستم کنترل..................................................................................................................... ۴۸
شکل (۳-۸) بانک خارنی متعادل ساز.............................................................................................................................. ۷۸
شکل (۵-۱) جهت جریان هارمونیکی........................................................................................................................... ۷۰۱
ن
چکیده
با توجه به توسعه سریع و روزافزون صنعت در جهان معاصر، مـسئله تـامین انـرﮊی موردنیـاز مـشترکین از اهمیت خاصی برخوردار می باشد لذا با افزایش تراکم مصرف در شـهره ا و منـاطق صـنعتی مـسائل فنـی و اقتصادی بسیاری را برای طراحان و بهرهبرداران سیستم به وجود مـی آیـد. از جملـه مـسائل فنـی، تلفـات انرﮊی در شبکه های انتقال و توزیع میباشد که باعـث مـیشـود ظرفیـت نیروگـاهی زیـادی تلـف شـود و
هزینههای زیادی بر دوش جامعه سنگینی کند.
بیتردیدکاهش تلفات بدون آگاهی از اجزای تلفات و میـزان تـاثیر عوامـل مختلـف در آن میـسر نیـست،
راه حلهایی که برای کاهش هر یک از اجزای تلفات مورد استفاده قرار میگیرد، متفاوت است. کاهش تلفات ناشی از گردش توان راکتیو در شبکه، کاهش تلفات ﮊولی، نشتی جریان، استفاده غیرمجاز ا ز بـرق و ... هـر یک راه حل جداگانه و خاص خود را میطلبد. بدیهی است شناسایی کم و کیف خود این اجزاﺀ نیز میتوانـد پیش درآمد توسط به راهحلهای مناسب باشد.
در این سمیناراز اطلاعاتی که از بخش توزیع وشرکتهای مشاوره ای استان مازندران بدسـت آمـده مـوارد اتلاف انرﮊی دربخش توزیع شناسائی شده است و با الهام ازتجربه کشورهای دیگر روش های کـاهش اتـلاف انرﮊی در ایران ارائه گردیده است.
کلمات کلیدی: کاهش تلفات، ترانسفورماتور، شبکه های توزیع
١
مقدمه
امروزه با پیشرفت روز افزون جامعه و نیاز شدید به انرﮊی الکتریکی و محدودیت وهزینـه بـ الای تولیـد آن، صنعت برق را بر آن داشت تا برای صرفه جوئی سرمایه گذاری وکاهش اتلاف انرﮊی در بخش های مختلـف
به بررسی دقیق پرداخته است.
به دلایل مختلفی که در ادامه آورده شده است (مهمترین این دلایل، بالا بودن جریان در سیستمهای توزیع میباشد)، تلفات انرﮊی در بخش توزیع بیشتر از سیستمهای انتقال انرﮊی میباشد و براساس بررسیهای به عمل آمده مشخص شده است که بیش از ١٠ الی ١۵ درصد انرﮊی تولیدی توسط نیروگاهها در شبکههای توزیع تلف میشود، براین اساس و به لحاظ گرایش جهانی به صرفهجویی در مصرف انرﮊی و ملاحظات زیستمحیطی ک اهش تلفات در سیستم توزیع انرﮊی الکتریکی در سنوات اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است.
باید توجه داشت که میزان تلفات انرﮊی الکتریکی به عوامل متعددی از جمله ساختار و آرایش شبکه، طول و سطح مقطع خطوط، نحوه توزیع بار بین خطوط، ضریب توان و میزان قدرت راکتیو، میزان عدم تعادل بار، کیفیت اتصالات و قطعات و اجزای سیستم و ... بستگی دارد.
بدیهی است شناخت درست کیفیت و میزان تاثیر هر یک از این عوامل در مقدار تلفات، پیشنیاز هر طرح و اقدام عملی در راستای کاهش تلفات است. مطالعه و ارائه راهکارهای عملی در ارتباط با تجدید آرایش سیستم توزیع، کنترل و جبران توان واکنشی و خازنگذاری، متعادل نمودن بار و ... نمونههایی از تلاشهای گسترده با اهدافی نظیر ارتقاﺀ ضریب اطمینان و تداوم سرویس، بهبود کیفیت توان و بالاخص کاهش تلفات میباشدعلیرغم. سادگی بحث محاسبه تلفات که در رابطه RI 2 تجلی مینماید، به دلیل وابستگی تلفات به عوامل متعدد نظیر آنچه در بالا به آن اشاره شد و نیز عوامل دیگری مثل تغییر مقدار مقاومت تحت تاثیر عوامل جوی، درجهحرارت محیط، تابش خورشید، گرمای ناشی از عبور جریان، تغییر بار و ... بررسی و مدلسازی تلفات برای دستیابی به نتایج واقعبینانه کار دشوار و در عین حال مفید و ضروری است. با توجه به همین امر این نکته نیز روشن میشود که چرا با وجود اینکه موضوع بررسی، مدلسازی و کاهش تلفات انرﮊی از اوایل قرن گذشته مطرح بوده است، این موضوع همچنان از مباحث علمی و تحقیقی روز به شمار میآید. به دلیل ماهیت متفاوت مصرف و نیز شرایط خاص محیطی در نقاط مختلف شبکه، اکتفا به روابط تئوریک و نیز دستیابی به یک مدل جامع به سادگی میسر نیست و این موضوع در تفاوت چشمگیر بین مقادیر محاسبه شده تلفات با مقادیر اندازهگیری شده آن که بعضاﹰ تا میزان صددرصد اختلاف دارد خود را نشان میدهد. بدینلحاظ تکیه بر مدلهای موجود و کاربرد آنها برای شبکههای توزیع به ویژه برای خطوطی که دارای ضریب بار پایین هستند و یا در شرایطی خاص بهرهبرداری میگردند توام با خطای زیاد و موجب نتیجهگیریهای نادرست خواهد بود.
براین اساس به دلیل اهمیت مسئله تلفات در شبکههای توزیع، نتایج بررسی، اندازهگیری و مدلسازی تلفات شبکه توزیع استان با لحاظ کردن ویژگیهای خاص خود میتواند علاوه بر ارائه راهکارهای کاهش تلفات، روشنگر و راهگشای پارهای دیگر از امور از جمله مسئله تجدیدنظر در بارگذاری خواهد بود. علیرغم اهمیت این موضوع در کشور ما تاکنون بررسی دقیق و مستند به نتایج اندازهگیری در حد لازم انجام نگرفته است.
٢
آنچه که در حال حاضر از آن به عنوان تلفات نام برده میشود متوسط تلفات انرﮊی در یک دوره مشخص میباشد و کلیه اجزای شناخته شده و شناخته نشده را دربرمیگیرد و در خصوص تفکیک اجزاﺀ تلفات و نقش آنها از شفافیت لازم برخوردار نیست.
سمینارحاضر به هر دو این مقولههای مهم یعنی شناخت اجزای مختلف و ارائه روشهای اصولی در راستای کاهش آنها میپردازد.
٣
فصل اول
بررسی تلفات توان و انرﮊی و ارائه مدلهایی جهت
محاسبه آنها
۴
۱-۱ مقدمه
با اینکه سعی و تلاش کلیه مسئولین شبکههای برقرسانی در کاهش تلفات میباشد، اما درصد قابل توجهی از توان و انرﮊی تولیدی نیروگاهها در حدفاصل تولید تا مصرف به هدر میرود که حدود ٨٠ درصد
این تلفات سهم خطوط انتقال و توزیع نیرو میباشد.
گرچه محاسبه تلفاتتوان و انرﮊی ظاهراﹰ کار سادهای به نظر می رسد اما در عمل تغییرات مقاومت و
جریان عبوری از هادیها باعث میشود که حتی استفاده از رابطه ساده R.I 2 که برای محاسبه تلفات توان بکار گرفته میشود به راحتی عملی نباشد چون در این رابطه R و I هر دو متغیر بوده و مضافاﹰ به اینکه مقاومت R ضمن اینکه به درجهحرارت محیط وابسته میباشد، به مقدارI نیز ارتباط دارد یا به عبارت دیگر
حتی اگر درجهحرارت محیط ثابت در نظر گرفته شود باز هم نوساناتI تغییراتR را در پی خواهد داشت، که این وابستگی باعث پیچیدگی محاسبه تلفات توان در خطوط انتقال و توزیع نیرو میگردد. محاسبه تلفات انرﮊی ضمن اینکه مشکلات مشابه تلفات توان را دارا میباشد به تغییرات جریان در طول شبانهروز، هفته،... نیز وابسته میباشد که در نتیجه بر مشکلات محاسبات افزوده میگردد، لذا لازم است از طریق مدلسازیهای مختلف نسبت به رفع این کاستیها اقدام نمود. ]١[
۱-۲ تلفات توان
تلفات توان یا قدرت در یک خط انتقال یا توزیع نیرو که مقاومت هادیهای هر فاز آنR و جریان عبوری از آنها I باشد، از طریق رابطه ساده زیر بدست میآید:
(١-١)PL  3 R.I 2
مسلماﹰ در صورتی که مقادیر جریان و مقاومت هادیها در دست باشند محاسبه تلفات توان کار سادهای است، اما در عمل تغییرات شرایط محیطی سبب میشوند تا مقاومت هادیها نیز دچار تغییر شوند، لذا پرسشی که در اینجا مطرح میگردد این است که:
مقاومت هادیها باید برای چه درجهحرارتی محاسبه گردد؟
در خطوط انتقال و توزیع نیرو که درجهحرارت هادیها تحت تأثیر درجه حرارت محیط، تابش مستقیم خورشید و جریان الکتریکی عبوری از آن، تغییر میکند، تا حدودی نمیتوان به سادگی به این پرسش پاسخ داد، چون اگر درجهحرارت محیط و افزایش درجه هادیها تحت تابش مستقی م خورشید در دست باشد، محاسبه تأثیرگذاری جریان عبوری از هادیها در مقدار مقاومت آنها قدری مشکل است، بنابراین لازم است قبل از ارائه مدلهای مناسب جهت محاسبه تلفات توان و انرﮊی در خطوط انتقال و توزیع نیرو این
عوامل و تاثیر آنها در تلفات انرﮊی مورد بحث و بررسی قرار گیرد. ]٢[
١-٢-١ عوامل مؤثر در تلفات توان
یکی از عوامل مهم و موثر در محاسبه تلفات انرﮊی خطوط شبکههای برقرسانی آگاهی از مقدار تلفات توان در ساعات پیک مصرف میباشدگرچه. ساعات پیک مصرف برق در شبکه سراسری برق در ساعات اولیه شب میباشد، اما این قاعده در کلیه مناطق یا شبکههای توزیع یا خطوط انتقال صادق نیست. به
۵
عنوان مثال ساعات پیک بار پستهای توزیع تأمینکننده مشترکین خانگی در ساعات شب و پستهای
تغذیهکننده مناطق صنعتی عموماﹰ در ساعات روز میباشند.
تلفات توان در ساعات پیک شبکه سراسری برق باعث کاهش ظرفیت مفید نیروگاهها میگردد، به عبارت دیگر آن دسته از مصرفکنندگان که دارای تلفات بالاتری در ساعات پیک شبکه سراسری برق میباشند زیان بیشتری را بر شرکتهای برق تحمیل میکنند. لذا برحسب اینکه پیک مشترکین برق در ساعات پیک شبکه باشند یا نباشند میتواند در تصمیمگیری روشهای مناسب اصلاح شبکه و کاهش تلفات مؤثر باشند.
البته این مطالب دلیل بر کم اهمیت بودن تلفات مشترکینی که در ساعات پیک شبکه سراسری برق حضور ندارند نمیباشد، اما زیانی که تلفات در ساعت پیک بر شرکتهای برق تحمیل میکند بیش از دیگر ساعات میباشد.
در یک هادی یا در یک خط انتقال یا توزیع نیرو تلفات توان تابعی است از مقاومت و جریان الکتریکی
عبوری از آن میباشد. اما این به آن مفهوم نیست که تلفات توان در خطوط کاملاﹰ مشابه یکسان باشد.
برای روشن شدن مطلب موارد زیر مورد بحث و بررسی قرار میگیرد.
آیا تلفات توان دو خط KV٢٠ مشابه (هادی، طول و توان انتقالی مساوی) برابرند؟
در بسیاری موارد وقتی تلفات دو خط یا دو شبکه مورد مقایسه قرار میگیرد بسیاری از مهندسین وقتی توان انتقالی از آنها برابر باشند، گمان میکنند تلفات توان آنها تقریباﹰ با هم برابر است. اما در این قسمت این سئوال مطرح میشود که آیا تلفات توان دو خط کاملاﹰ مشابه که دارای پیک بار و هادیهای مشابهی باشند برابر است؟ اگر مقایسه نسنجیده انجام گیرد تلفات توان این دو خط ظاهراﹰ با هم برابر میباشد.
در یک خط انتقال یا توزیع نیرو تلفات توان تابعی از توان انتقالی، مقاومت هادیها، ولت اﮊ خط و ضریب قدرت میباشد که در رابطه زیر خلاصه میگردد.
(١-٢) )2 P PL  R ( U . cos در این رابطه cos ضریب قدرت مصرف، U ولتاﮊ نامی، P پیک بار انتقالی وR مقاومت هادی برای کل طول خط در درجهحرارت هادی و PL تلفات توان میباشد. همانطور که این رابطه نشان میدهد فرض یکسان بودن توان انتقالی در دو خط کاملاﹰ مشابه دال بر برابر بودن تلفات توان آنها نمیباشد. چون عوامل دیگری نیز در رابطه دخالت دارند که ذیلاﹰ به اختصار به آنها اشاره میگردد. ]٢[
 ولتاﮊ معمولاﹰ وقتی هدف محاسبه تلفات توان در یک خط انتقال مثلاﹰ ۶٣ کیلوولت باشد، در اغلب موارد رقم ۶٣
که در حقیقت ولتاﮊ نامی میباشد، در محاسبات مورد استفاده قرار میگیرد، حال آنکه در عمل ولتاﮊ خط ممکن است بیشتر یا کمتر از مقدار نامی خود باشد. لذا در دو خط انتقال کاملاﹰ مشابه که توان معینی را منتقل میکنند، اگر ولتاﮊ یک خط مثلاﹰ ۵ درصد کمتر از ولتاﮊ نامی باشد، تلفات توان آن خط حدود ١١ درصد افزایش مییابد که میتواند یکی از عوامل مهم در نابرابر نمودن تلفات توان در دو خط مشابه باشد.
در حال کلی وقتی توان انتقالی ثابت فرض شود، اگر ولتاﮊ خط از Un به U تغییر کند، تلفات Ku برابر میشود که مقدار آن از رابطه زیر به دست میآید.
۶
(١-٣) )2 Un Ku  ( U در این رابطه مقادیر ضریب قدرت و مقاومت هادیها در هر دو حالت یکسان در نظر گرفته شده است. ]١[
 ضریب قدرت
برایانتقال توان اکتیو یکسان، ضریب قدرت می تواند ارقام مختلفی را به خود اختصاص دهد، طبیعی است هرچه ضریب قدرت کمتر باشد، جریان بیشتر از هادیها عبور میکند که این عامل باعث افزایش
تلفات توان درمیگرددصورتی. که توان انتقالی را ثابت فرض کنیم با تغییر ضریب قدرت از مقدار Cos O1 به Cos O2 تلفات به اندازه Kp برابر تغییر میکند که مقدار آنرا میتوان از رابطه زیر به دست آورد. (١-۴) )2 Cos O1 Kp  ( Cos O2 در این حالت نیز ولتاﮊ و مقاومت هادیها در هر دو حالت یکسان در نظر گرفته شده است. ]١[
 مقاومت هادی مقاومت هادی تابع درجهحرارت آن میباشد و درجهحرارت هادی تحت تأثیر درجهحرارت محیط، تابش
خورشید و جریان الکتریکی افزایش مییابد. بنابراین اگر جریان عبوری از هادیها ثابت هم در نظر گرفته شود، باز هم درجهحرارت هادیها تحت تأثیر درجهحرارت محیط و تابش خورشید که برحسب موقعیت جغرافیایی منطقه و زمان وقوع پیک بار (شب یا روز) متفاوت میباشد، تغییر میکند.
این عامل میتواند باعث تغییر تلفات توان در دو خط کاملاﹰ مشابه گردد. به عبارت دیگر تلفات دو خط کاملاﹰ مشابه برحسب اینکه در شهر اهواز، یا بندرعباس یا تبریز و یا اردبیل واقع شده باشد متفاوت است.
تأثیر درجهحرارت هادی در مقدار مقاومت هادی را میتوان از رابطه زیر بدست آورد.
البته مقاومتی که از این طریق بدست میآید مقاومتDC میباشد، البته برای مقاطعی معادل هادیهای متداول در شبکههای انتقال نیرو تفاوت مقاومتهایDC و AC زیاد نمیباشند، بنابراین برای مقاومت AC
میتوان تقریباﹰ از رابطه زیر استفاده نمود.
(١-۵) ( M  tc Rc  Ro.( M  to در این رابطهRc مقاومت هادی در درجهحرارت محیط، Ro مقاومت اولیه هادی در درجهحرارت to و
مقادیر to و tc به ترتیب درجهحرارت هادی در حالت اولیه و حالت ثانویه برحسب سانتیگراد میباشد و همچنین M ثابت هادی میباشد که مقدار آن برای هادی آلومینیوم فولاد برابر ٢٢٨ میباشد.
همانطور که این رابطه نشان میدهد مقاومت هادی در یک شب زمستان که درجهحرارت هادی مثلاﹰ ۵-
درجه سانتیگراد میباشد، در مقایسه با یک روز گرم تابستان که درجهحرارت هادی به حدود مثلاﹰ ۶٠ درجه سانتیگراد میرسد با( احتساب درجهحرارت محیط و افزایش درجهحرارت هادی در اثر عبور جریان الکتریکی و تابش خورشید) حدود ١/٢٩ درصد افزایش مییابد که به همین نسبت تلفات توان نیز برای انتقال توان یکسان افزایش مییابد. این مطالب نشان میدهد که تلفات توان حتی برای انتقال باری
٧
با توان، ولتاﮊ و ضریب قدرت مشابه در طول ساعات مختلف سال متفاوت میباشد و طبیعتاﹰ برحسب اینکه محل نصب خط انتقال یا توزیع نیرو در کدام شهر باشد این تفاوت ممکن است بیشتر باشد. ]١[
 اثر مجموع بنابراین صرف یکسان بودن دو خط یا دو شبکه دال بر برابر بودن تلفات توان آنها حتی برای انتقال توان
اکتیو انتقالی یکسان نمیباشد. جدول (١-١) تلفات توان یک خط انتقال مشخص را که همواره دارای پیک بار اکتیو یکسانی میباشد را در حالات مختلف نشان میدهد. همانطور که ارقام این جدول نشان میدهند برحسب اینکه مقادیر به ولتاﮊ، ضریب قدرت و مقاومت هادیها چه باشد، حتی برای انتقال توان اکتیو یکسان تلفات توان تقریباﹰ تا دو برابر حالت پایه افزایش مییابد.
آیا وقتی تمامی پارامترهای فنی یکسان باشند تلفات توان برابر است؟
با توجه به آنچه گفته شد اگر در دو خط کاملاﹰ مشابه توان انتقالی، ولتاﮊ، ضریب قدرت و مقاومت هادیها برابر باشند، تلفات توان این دو خط در لحظه پیک بار با هم برابر است. اما زمان وقوع پیک بار نیز دارای اهمیت زیادی است، به عبارت دیگر صرف برابر بودن تلفات توان در دو خط یا دو شبکه مشابه به مفهوم همارزش بودن تلفات توان در آن دو نمیباشد، چون ممکن است در یک خط، زمان عبور پیک بار و در نتیجه ماکزیمم تلفات توان در ساعات پیک شبکه سراسری برق و در خط دیگر در ساعات کمباری باشد.
در چنین حالت ممکن است کاهش تلفات در یک خط از نظر اقتصادی مقرون به صرف باشد اما در خط کاملاﹰ مشابه دیگر صرفه اقتصادی وجود نداشته باشد. ]١[
جدول (١-١) تغییرات تلفات توان برای مقادیر معینی از توان انتقالی ولتاﮊ نامی درصد ضریب قدرت مصرف درجهحرارت هادی، سانتیگراد تلفات نسبی توان درصد
١٠٠ ٠٠/١ ٠ ١٠٠
١٠٠ ٠٠/١ ٢٠ ١٠٨
١٠٠ ٩٠/٠ ۴٠ ١۴٠
١٠٠ ٨٠/٠ ۶٠ ١٨٠
٩۵ ٠٠/١ ٠٠ ١١٠
٩۵ ٠٠/١ ٢٠ ١١٨
٩۵ ٩٠/٠ ۴٠ ١۵٠
٩۵ ٨٠/٠ ۶٠ ١٩٠
١-٢-٢ محاسبه تلفات توان
برای ارزیابی تلفات توان در هر شبکه برقرسانی لازم است مقدار آن در اجزای مختلف شبکه مورد بررسی قرار گیرد برا ی محاسبه تلفات توان در خطوط انتقال یا توزیع نیرو ترانسفورماتورها یا سایر تجهیزات میتوان از روشهای مختلفی استفاده نمود که ذیلاﹰ به طور اختصار به چند مورد از آنها اشاره میگردد.
 تلفات ﮊول در هادیها برای محاسبه تلفات ﮊول در هادیهای خطوط انتقال یا توزیع نیرو میتوان از روابط کلی زیر استفاده نمود.
٨
(١-۶) )2 P ) . 1000 R.L  PL U .Cos O NC .N S در این رابطه:
:PL توان تلف شده، کیلووات
:L طول خط انتقال، کیلومتر
:R مقاومت هادی، اهم بر کیلومتر
:NC تعداد مدارهای خط انتقال
:NS تعداد هادیهای فرعی در هر فاز
😛 قدرت انتقالی برحسب مگاوات
:U ولتاﮊ خط برحسب کیلوولت
: Cos O ضریب قدرت
به کمک این رابطه میتوان با آگاهی از توان انتقالی، تلفات توان را محاسبه نمود. همانطور که این رابطه نشان میدهد با افزایش قطر و تعداد هادیها در هر فاز و تعداد مدارها میتوان تلفات توان را برای انتقال توان یکسان کاهش داد. به همین دلیل در بسیاری موارد از خطوط انتقال باندل یا چندمداره استفاده
میشودگرچه. تلفات توان باعث تحمیل خسارت بر شرکتهای برق میشود اما معمولاﹰ در شرکتهای
برقرسانی کاهش مقدار تلفات توان در ساعات پیک بار از اهمیت بیشتری برخوردار است. ]١[
 تلفات توان در ترانسفورماتورها معمولاﹰ سازندگان ترانسفورماتورها، مقادیر تلفات بارداری و بیباری ترانسفورماتورها را در بار نامی محاسبه
و به عنوان اطلاعات اولیه در اختیار خریداران قرار میدهند. تلفات بیباری تقریباﹰ مستقل از بار بوده و
معمولاﹰ آنرا ثابت در نظر می گیرند، اما تلفات بارداری تابعی است از بار انتقالی، بر این مبنا تلفات ترانسفورماتورها در هر لحظه از رابطه زیر بدست میآید.
(١-٧) )2 S NLLL.( PL در این رابطه: Sn :PL تلفات توان، کیلووات :NL تلفات بیباری، کیلووات :LL تلفات بارداری دربار نامی، کیلووات : S توان ظاهری عبوری از ترانسفورماتور، کیلووات آمپر : Sn تلفات اسمی ترانسفورماتور، کیلوولت آمپر
بنابراین برای محاسبه تلفات توان یا تلفات ترانسفورماتورها در ساعات پیک شبکه باید از رابطه فوق استفاده نمود. ]٣[
 تلفات توان در سایر تجهیزات کلیه تجهیزات الکتریکی که در شبکههای انتقال و توزیع نیرو، مورد استفاده قرار میگیرند دارای تلفات
٩
میباشند. از این مجموعه تجهیزات میتوان به راکتورها، خازنها، ترانسفورماتورهای جریان و ولتاﮊ اشاره نمود. برخلاف ترانسفورماتورها که دارای دو نوع تلفات (بارداری و بیباری) میباشند بقیه تجهیزات عمدتاﹰ دارای تلفات تقریباﹰ ثابتی میباشند. لذا تلفات توان آنها تقریباﹰ مستقل از زمان بهرهبرداری از آنها است و به نوعی مشابه تلفات بیباری، ترانسفورماتورها میباشند.
 تلفات توان مرتبط با کرونا تلفات کرونا نوع دیگری از تلفات الکتریکی است که عمدتاﹰ در خطوط انتقال نیرو و پستهای فشارقوی
دیده میشوند. مقدار تلفات کرونا تابعی است از ارتفاع محل نصب، درجهحرارت محیط، رطوبت و درجه آلودگی هوا و همچنین شرایط آبوهوائی منطقه. این تلفات در روزهای بارانی، برفی و مهآلود و شرجی زیاد میشود. گرچه در طراحی شبکههای برقرسانی تلاش بر این است که در هوای خوب تلفات کرونا وجود نداشته باشد اما به هر حال با افزایش درجهحرارت هوا و یا در روزهای بارانی و آلوده بخشی از توان الکتریکی از این طریق به هدر میرود.
 تلفات توان مرتبط با نشتی جریان مقرههای خطوط انتقال و توزیع نیرو یکی از عوامل مهم در نشستی جریان میباشند. نشتی جریان ضمن
اینکه به نوع مقرهها و سطح ولتاﮊ بستگی دارد شدیداﹰ به درجهحرارت هوا، میزان رطوبت و املاح نمکی و آلودگی هوا نیز وابسته میباشد. در شبکههای برقرسانی کشور تلفات ناشی از نشتی جریان در مناطق ساحلی جنوب و شمال کشور بالا است و سهمی از تلفات انرﮊی در این مناطق را به خود اختصاص میدهد اما در مقایسه با تلفات ﮊول زیاد نمیباشد.
 تلفات توان ناشی از سایر عوامل در هر شبکه برق رسانی علاوه بر تلفاتی که در تجهیزات در صور مختلف وجود دارند و به نوعی قابل
اندازهگیری یا برآورد میباشند. درصد قابل توجهی از انرﮊی الکتریکی به صور مختلف دیگر از جمله تلفات ناشی از نامتعادلی بار، تلفات ناشی از گردش بیمورد وات و وار در شبکه، تلفات ناشی از بدی ضریب
قدرت، استفاده غیرمجاز از انرﮊی و یا اشکال مختلف دیگر به هدر میروند.
 تلفات توان در شبکه تلفات توان در شبکه از جمع همزمان تلفات توان کلیه تجهیزات و خطوط انتقال و توزیع نیرو به دست
میآید. تلفات توان از این دیدگاه مهم است که به طور مستقیم ظرفیت مفید نیروگاهها را به هدر میدهد.
در هر شبکه گرچه تلفات توان و انرﮊی هر دو مهم میباشند اما اگر دو شبکه با تلفات توان و انرﮊی مشابه مورد مقایسه قرار گیرند، شبکهای که دارای تلفات توان بیشتری در ساعات پیک شبکه سراسری برق میباشد از دیدگاه منافع ملی دارای وضعیت بدتری است.
گرچه در بخشی از شبکه امکان محاسبه تلفات توان به کمک برنامههای کامپیوتری میسر میباشد، اما در تمامی اجزای شبکه محاسبه تلفات توان به سادگی عملی نمیباشد. دلیل وجود این پیچیدگی تنوع تلفات
١٠
و عدم وابستگی آنها به میزان بار میباشد. به عنوان مثال سهم میزان تلفات کرونا، نشتی جریان، استفاده غیرمجاز از برق، نامتعادلی بار و بسیاری دیگر از اجزای تلفات در ساعات پیک بار احتمالی است و دلیل این امر وابستگی آنها به بسیاری از پارامترهای متغیر میباشد.
۱-۳ تلفات انرﮊی
در یک دوره مشخص، تلفات انرﮊی در یک خط انتقال با مقاومتR و جریان عبوریI را میتوان به کمک رابطه زیر بدست آورد ]٢: [
(١-٨) EL  3.(R1.I12  R2 .I22  ...  Rn .In2 ) در یک شرایط مشخص مقدارI را میتوان از رابطه (١-٩)بدست آورد که با جایگذاری آن در رابطه (١- ٨)، مقدارEL را میتوان به صورت رابطه (١-۴) نیز نشان داد: (١-٩) U ) I  S /( 3 (١-١٠) EL  R1 .( S1 / U1 )2  R2 .( S 2 / U 2 )2  ...  Rn .( S n / U n )2 با جایگذاری توان اکتیو( ( P به جای توان ظاهری((S رابطه بالا به صورت زیر در میآید: (١-١١) EL  R1 .[ P1 /( U 1 .Cos1 )] 2  ...  Rn .[ Pn /(U n .Cosn )] 2 در این روابط:
:EL تلفات انرﮊی در خط انتقال، در پریودn : Ri مقاومت هادیها در لحظه i
: I i جریان عبوری از هادیها در لحظه i : Si توان عبوری (ولت آمپر) در لحظه i : ui ولتاﮊ خطی در لحظه i
: cosi ضریب قدرت بار عبوری در لحظه i
١-٣-١ عوامل مؤثر در تلفات انرﮊی
تلفات انرﮊی در یک دوره مشخص از مجموع تلفات لحظهای توان به دست میآید بنابراین کلیه عواملی که در محاسبه تلفات توان دخالت دارند در محاسبه تلفات انرﮊی نیز مؤثر میباشند. اما در این قسمت هدف مقایسه تلفات انرﮊی دو خط کاملاﹰ مشابه میباشد، لذا فرض میشود مقادیر نامی کلیه پارامترهای الکتریکی یکسان باشند، بر این مبنا حالات زیر میتواند مورد مطالعه و مقایسه قرار گیرد. ]۵[
حالت اول :
در این حالت هدف مقایسه تلفات انرﮊی در دو خط کاملاﹰ مشابه میباشد که دارای ماکزیمم توان انتقالی، ولتاﮊ، ضریب قدرت و مقاومت برابر باشند، بر این مبنا این سئوال مطرح میشود آیا تلفات انرﮊی این دو خط کاملاﹰ برابر است؟
١١
در برخی موارد یکسان بودن این پارامترها میتواند بیانگر برابر بودن تلفات انرﮊی در دو خط مشابه باشد اما همواره این تشابه به معنی برابر بودن تلفات انرﮊی دو خط انتقال یا توزیع نیرو مشابه نمیباشد. دلیل این اختلاف ممکن است در اثر انتقال انرﮊی الکتریکی متفاوت به وجود آید. به عبارت دیگر اگر از یک خط انتقال مثلاﹰ ٢۴ ساعت در طول شبانهروز و در خط دیگر تنها یک ساعت توان الکتریکی منتقل گردد، مسلم است صرف برابر بودن توان، ولتاﮊ، ضریب قدرت و مقاومت هادیها نمیتواند برابری تلفات انرﮊی را به همراه داشته باشد چون در رابطه با نمونه مورد اشاره تلفات انرﮊی در یک خط حدود ٢۴ برابر خط
دیگر میباشد.
حالت دوم :
در این حالت فرض میشود علاوه بر مشخصههای مصرف، انرﮊی انتقالی هم برابر باشند، لذا مجدداﹰ این سئوال مطرح میشود آیا تلفات انرﮊی دو خط کاملاﹰ مشابه، در چنین حالت با هم برابرند؟ در اکثر مواقع تلفات انرﮊی دو خط مشابه در چنین شرایط تقریباﹰ برابر میباشند، اما اگر شکل منحنی تغییرات بار یکسان نباشند، در میزان تلفات انرﮊی اختلاف فاحشی ایجاد میشود. برای بررسی این حالت دو مصرفکننده با پیک بار و انرﮊی انتقالی تقریباﹰ یکسان که دارای منحنی تغییرات بار متفاوتی میباشند، مورد بررسی و مطالعه قرار میگیرند.
همانطور که شکل (١-١) نشان میدهد مصرفکننده اول درt ساعت از شبانهروز دارای باری در حد پیک مصرف (یا(P و مصرفکننده دوم همواره دارای بار ثابت معادل P میباشد و تنها در لحظات کوتاهی پیک بار از این خط انتقال عبور میکند. اگر مقاومت هادی، ولتاﮊ و ضریب قدرت در تمام ساعات یکسان در نظر گرفته شود و در حالت دوم از تلفات محدود انرﮊی در ساعات پیک صرفنظر شود، تلفات انرﮊی در دو حالت فوق به صورت زیر محاسبه میشوند.

شکل (١-١) منحنی تغیرات بار٢۴ ساعته دو مصرف کننده فرضی با پیک بار و انرﮊی یکسان (١-١٢) ) P EL1  t.R.( U .Cos O (١-١٣) )2  P EL2  T .R( U .Cos O
و نسبت تلفات انرﮊی در دو حالت فوق را میتوان به صورت زیر نشان داد که از تقسیم رابطه (١-١٢) بر رابطه (١-١٣) به دست میآید.
(١-١۴) 2 t ( P ( EL1 T P EL2 مقادیرLF و P وP’ به صورت زیر محاسبه میشوند که با جایگذاری مقادیر معادل آنها در رابطه (١-١۴)
١٢
به رابطه (١-١٨) میرسیم. E (١-١۵) LF  T .P (١-١۶) E P  t (١-١٧) E P T (١-١٨) 1  EL1 LF EL2 این رابطه نشان میدهد حتی با برابر بودن توان و انرﮊی انتقالی، تلفات انرﮊی در دو حالت فوق و برای دو خط یا دو شبکه مشابه ممکن است با هم برابر نباشند.
حالت سوم :
همانطور که در دو حالت قبل ملاحظه شد علت این اختلاف مربوط به شکل منحنی تغییرات بار میباشد.
در این حالت این سئوال مطرح میشود آیا یکسان بودن توان، انرﮊی انتقال و شکل منحنی تغییرات بار دال بربرابربودن تلفات انرﮊی میباشد؟ پاسخ این پرسش مثبت میباشد اما با توجه به اینکه قیمت انرﮊی در ساعات مختلف شبانه روز متفاوت میباشد، لذا ممکن است حتی با برابر بودن تلفات انرﮊی در دو حالت مختلف، ارزش آنها یکسان نباشد که لازم است در ارزیابی تلفات انرﮊی در شبکههای برقرسانی
مدنظر قرار گیرند.
١-٣-٢ محاسبه تلفات انرﮊی
در شبکههای برقرسانی اعم از توزیع یا انتقال نیرو لازم است قبل از ارایه هر نوع پیشنهاد جهت اصلاح تلفات، اجزای اصلی تلفات بررسی و شناخته شود. روشهای به کار گرفته شده برای کاهش تلفات الکتریکی باید با توجه به تلفات توان و انرﮊی انجام گیرد، اما به هر حال لازم است سهم آنها در اجزای شبکه مشخص شوند.
- تلفات انرﮊی در خطوط انتقال و توزیع نیرو بخش قابل توجهی از تلفات انرﮊی الکتریکی در شبکههای برقرسانی ناشی از تلفات ﮊول میباشد. بخش
عمده این نوع تلفات در هادیهای خطوط انتقال و توزیع نیرو ایجاد میگردد.تلفات انرﮊی در خطوط انتقال و توزیع نیرو تابعی از تلفات توان و ضریب تلفات میباشد.
همانطور که از رابطه (١-٣) از روابط بالا نشان میدهد، هرچه ضریب تلفات بیشتر باشد برای تلفات توان یکسان تلفات انرﮊی بیشتر است. با توجه به اینکه ضریب تلفات تابعی از ضریب بار می باشد، در عمل خطوط انتقال یا توزیع تأمینکننده بار مشترکینی با ضریب بار بالا دارای تلفات انرﮊی بیشتری میباشند.
یا به عبارت دیگر خطوط انتقال یا توزیع نیرو که تأمینکننده انرﮊی موردنیاز مراکز صنعتی میباشند،
١٣
برای تلفات توان یکسان دارای تلفات انرﮊی به مراتب بیشتری از خطوط تأمینکننده انرﮊی موردنیاز مراکز شهری میباشند. ]۵[


- تلفات انرﮊی در ترانسفورماتور در ترانسفورماتورهای قدرت نیز تلفات انرﮊی تابعی از نوع مصرف میباشد.گرچه تلفات انرﮊی ناشی از
تلفات بیباری تقریباﹰ ثابت میباشد اما تلفات انرﮊی ناشی از تلفات بارداری تابعی از ضریب تلفات میباشد که به صورت رابطه زیر نشان داده میشود.
(١-١٩) ( EL  T .( NL  LL.( S )2 .LSF Sn

دراین رابطه EL تلفات انرﮊی ترانسفورماتور در دوره مطالعه و بقیه پارامترها مطابق تعاریف قبل میباشند.
همانطور که این رابطه نشان میدهد تلفات انرﮊی ناشی از تلفات بارداری تابعی از ضریب تلفات میباشد و در نتیجه از اهمیت بیشتری برخوردار میباشد، اما تلفات انرﮊی ناشی از تلفات بیباری مستقل از ضریب بارمیباشد. ]۵[
- تلفات انرﮊی در سایر تجهیزات تلفات انرﮊی در سایر تجهیزات نیز تابعی از تغییرات تلفات توان در آنها میباشد. اما با توجه به اینکه
تلفات توان در برخی از تجهیزات الکتریکی از جمله راکتورها، خازنها و ... تقریباﹰ در طول بهرهبرداری ثابت میباشند، لذا تلفات انرﮊی در آنها از مجموع تلفات لحظهای توان بدست میآید.
- تلفات انرﮊی ناشی از کرونا معمولاﹰ طراحی خطوط انتقال و توزیع نیرو طوری انجام میگیرد که در هوای تمیز و در شرایط استاندارد،
تلفات کرونا ناچیز باشد. اما چون شرایط آبوهوائی دائماﹰ در حال تغییر میباشد، تلفات کرونا نیز کم و زیاد میشود و به خصوص در هوای بارانی مقدار آن شدیداﹰ افزایش مییابد. به همین دلیل برای محاسبه تلفات انرﮊی ناشی از پدیده کرونا لازم ا ست در یک دوره یکساله درصد روزهای بارانی، ابری، شرجی، مهآلود، آلوده و ... تعیین و براساس آن تلفات انرﮊی محاسبه گردد. گرچه تلفات توان ناشی از پدیده کرونا ممکن است گاهی بیش از تلفات ﮊول باشد، اما تلفات انرﮊی آن بسیار ناچیز میباشد.] ۵[
- تلفات انرﮊی ناشی از نشتی جریان تلفات انرﮊی ناشی از نشتی جریان تابعی از تداوم نشتی در خطوط انتقال و توزیع نیرو میباشد. این تلفات
نیز مانند تلفات کرونا در موارد خاص ظاهر میشود، به خصوص که مقرهها توسط ذرات آلوده نمکی یا صنعتی پوشیده شوند. البته رطوبت هوا این نوع تلفات را همراه با ذرات آلوده تشدید میکند. میزان تلفات انرﮊی ناشی از نشتی جریان در مناطق ساحلی و آلوده قابل توجه می باشد، که لازم است نسبت به اندازهگیری و تقلیل آن اقدام نمود. ]۵[
١۴
۱-۴ رابطه تلفات توان و انرﮊی
در شبکههای برقرسانی بدلیل سهولت اندازهگیری انرﮊی مبادله شده و ثبت شده معمولاﹰ درصد تلفات انرﮊی بعنوان شاخص کمی تلفات مطرح میگردد. مثلاﹰ وقتی از رقمی بعنوان درصد تلفات نامبرده میشود هدف تلفات انرﮊی میباشد، مسلماﹰ چون اندازهگیری برای یک دوره مشخص و معین انجام میشود درنتیجه درصد تلفات نیز مقدار متوسط در آن دوره میباشد. با توجه به اینکه تلفات در هر لحظه تابعی است از توان انتقالی در همان لحظه، درنتیجه تلفات توان دائماﹰ در حال نوسان میباشد. گرچه محاسبه تلفات در پیک با آگاهی از بار پیک در شرایط حالت پیک عملی است ولی اگر این اطلاعات در دست
نباشد با آگاهی از تلفات انرﮊی میتوان بصورت زیر مقدار تقریبی تلفات توان را محاسبه نمود.
برای محاسبه تلفات توان در دوره مطالعه یا میزان تلفات در بار پیک می توان از مقادیر ضریب تلفات انرﮊی و منحنی تغییرات بار استفاده نمود. برای این منظور میتوان به شیوه زیر عمل کرد. ]۵[
(١-٢٠) E  T .LF .P (١-٢١) EL  T .LSF .PL با تقسیم روابط فوق به یکدیگر به رابطه جدید زیر میرسیم: LF EL PL (١-٢٢) .  P E LSF بنابراین درصورتیکه نسبت تلفات انرﮊی به انرﮊی مبادله شده در دست باشد (که عملاﹰ در دست است) با آگاهی از مقادیر LSF (ضریب تلفات) و LF (ضریب بار) میتوان درصد نسبی تلفات در بار پیک را بدست
آورد. حال اگر در رابطه بالا بجای LSF مقدار معادل آن LSF  KLF 2 را قرار دهیم نسبت PL بصورت زیر درمیآید: P EL 1 PL (١-٢٣) .  P مقدار K ضریبی است مشخص که در قسمتهای بعد به آن اشاره میگردد K .LF E و برای مصرفکنندهای با ماهیت بار شبکه سراسری ایران که مقدار ضریب بار حدود ۶٠,٠ است ضریب K برابر ٠٨/١ میباشد که با جایگذاری این دو رقم در رابطه بالا داریم: EL PL (١-٢۴) 1.5 E P بعبارت دیگر در صورتیکه تلفات انرﮊی در شبکهای مثلاﹰ ١۶ درصد باشد تلفات توان در ساعت پیک به حدود ٢۴ درصد افزایش مییابد که این رقم بیانگر اتلاف توان مفید نیروگاه در ساعت پیک میباشد.
۱-۵ مشخصههای مهم مصرف
شناخت نوع مصرف یکی از عوامل مهمی است که در مطالعات بار به خصوص در تلفات الکتریکی از اهمیت ویژهای برخوردار است. برای شناسائی نوع و ماهیت مصرف شاخصهای مختلفی معرفی و تعریف شدهاند که به کمک آنها میتوان نسبت به دستهبندی مصرفکنندگان برق اقدام نمود. نظر به اینکه در
١۵
مدلسازی تلفات نیاز به شناخت مشخصههای مصرف میباشد. لذا در این بخش این عوامل بطور اختصار اشاره میگردد.
 پیک مصرف پیک بار یا حداکثر مصرف هر مصرفکننده شاخص مهمی است که در طراحی تجهیزات نقش اساسی
دارد. برنامهریزی تولید، تعیین ظرفیت تجهیزات و انتخاب ولتاﮊ خطوط تأمینکننده برق هر مصرفکننده مستقیماﹰ براساس پیک مصرف انجام میگیرد. پیک مصرف معمولاﹰ با عناوین دیگری چون دیماند مصرف و یا پیک مصرف نیز بیان میگردد.
پیک یا دیماند مصرف معمولاﹰ برای یک دوره بلند مدت تعیین میگردد، به همین دلیل طراحی شبکههای برقرسانی نیز بر همین مبنا انجام میگیرد. در بهرهبرداری از شبکههای برقرسانی پیک مصرف ممکن است برای دوره های روزانه، ماهیانه، فصلی یا سالیانه نیز بیان گردد، که برحسب مورد در مطالعات بار مورد استفاده قرار میگیرد.
در مطالعات بار پیک مصرف را با واحدهای مختلفی چون وات، ولتآمپر یا آمپر بیان میکنند، ضمن اینکه برای مصارف بار راکتیو از ولت آمپر نیز برای بیان مقادیر حداکثر بار استفاده میشود. در مجموع پیک مصرف شاخص اصلی طراحی و برنامهریزی توسعهای شبکههای برقرسانی میباشد. ]١[
 انرﮊی انتقالی عامل دیگری که برای شناسائی مورد استفاده قرار میگیرد، انرﮊی الکتریکی مورد نیاز آن میباشد. معمولاﹰ
انرﮊی مصرفکنندگان یا شبکههای برقرسانی بر مبنای دورههای بلندمدت انجام میگیرد. اما در بهرهبرداری برای برنامهریزی تولید و سایر اقدامات لازم برآورد انرﮊی ممکن است به صورت ساعتی یا روزانه نیز پیشبینی گردد، اما در برنامهریزی توسعهای شبکه ای طراحی تجهیزات عمدتاﹰ انرﮊی سالیانه مطرحباشد،می برای سنجش میزان انرﮊی الکتریکی از واحدهای مختلفی چون وات ساعت، کیلوولت ساعت و یا مگاوات استفاده میشود. ضمناﹰ برای مصارف بار راکتیو از واحدهای وارساعت، کیلووار ساعت یا مگاوار ساعت استفاده میشود.]١[
 ولتاﮊ ولتاﮊ شبکه نیز یکی از شاخصهای مهم مصرف میباشد. در حالت کلی هرچه دیماند مصرف بیشتر باشد،
معمولاﹰ مصرفکننده یا منطقه مصرف به خطوط ولتاﮊ بالاتری متصل میشوند. از طرف دیگر تثبیت ولتاﮊ یا کنترل تغییرات آن در محدوده مشخصی برای مصرفکننده از اهمیت ویژهای برخوردار است و نقش مؤثری را در کیفیت توان بازی میکند که در بهرهبرداری از شبکههای برقرسانی باید مورد توجه جدی قرار گیرد.
 ضریب بار ضریب بار شاخص سادهای است که به کمک آن میتوان تا حدودی ماهیت مصرف را مورد مطالعه قرار
داد. این ضریب در حالت کلی از رابطه زیر بدست میآید:
١۶
(١-٢۵) E LF  : E انرﮊی مصرفی در دوره T T .P : P پیک مصرف
ضریب بار میتواند برای دورههای روزانه، هفتگی، ماهیانه، فصلی، سالیانه یا هر دوره مشخص دیگر تعریف شود. البته باید به این نکته مهم توجه شود برحسب اینکه ضریب بار برای چه دورها ی محاسبه شود، انرﮊی مصرفی و پیک مصرف نیز باید مربوط به همان دوره باشد که در رابطه (١-٢) داریم:
P پیک مصرف، T دوره مطالعه، Eانرﮊی انتقالی در دوره T و LF ضریب بارمصرف میباشد. بنابراین در صورتیکه انرﮊی انتقالی و پیک مصرف دو مصرفکننده مختلف در یک دوره زمان مشخص برابر باشند، ضریب بار آنها نیز با هم مساوی است، اما همواره یکسانی ضریب بار به معنی تشابه دو مصرفکننده برق نمیباشد.
 ضریب تلفات ضریب تلفات شاخص مهمی است که رابطه تلفات انرﮊی و تلفات در بار پیک را نشان میدهد. در شبکه
یا مصرفکننده برق این ضریب به صورت زیر تعریف میشود ]٣: [
(١-٢۶) EL LSF  T .PL در این رابطه LSF ضریب تلفات، ELانرﮊی تلف شده در دوره T و PL تلفات توان در بار پیک و T دوره مطالعه میباشد. معمولاﹰ ضریب تلفات برای دورههای بلندمدت فصلی یا سالیانه محاسبه میگردد، اما این ضریب نیز همانند ضریب نیز همانند ضریب بار میتواند برای دورههای کوتاهمدتتر نیز تعریف شود.
 منحنی تغییرات بار نیاز هر مصرفکننده به انرﮊی الکتریکی در طول شبانهروز به دلایل مختلفی دچار تغییر میشود. این
تغییرات تابعی از نوع مصرفکننده و فرآیند تولید یا مصرف آن میباشد. به عنوان مثال اگر شبکهای تأمینکننده برق مصارف خانگی باشد، میزان انرﮊی تحویلی آن در ساعات شب که مصارف روشنایی به مدار میآیند و در نیمههای شب که مردم در حال استراحت میباشند به کمترین مقدار خود میرسد و یا اگر شبکهای مسئولیت تأمین برق یک منطقه صنعتیرا به عهده داشته باشد، میزان انرﮊی عبوری آن تابعی است از ساعت کار صنایع مستقر در آن منطقه یا بعبارت دیگر نیاز مصرف برق این منطقه ممکن است در بعضی ساعات بالا و در بعضی ساعات پائین باشد.
برای اینکه تغییرات مصرف هر مصرفکننده در یک دوره معین مشخص گردد، نیاز مصرف آن به صورت تابعی از زمان ترسیم میگردد. یکی از شاخصهای مهم مصرف برق هر مشترک برق، منحنی بار ٢۴ ساعته آن میباشد، البته منحنیهای دیگری چون منحنی تغییرات پیک بار روزانه، منحنی تداوم بار، منحنی تغییرات انرﮊی روزانه یا نمونههای مختلف دیگری نیز برای بررسی و شناخت مصرف میتواند تعریف و ترسیم گردد.
١٧
 ساعات مصرف
گرچه تأمین مصرف برق کلیه مشترکین، در ساعات مختلف شبانهروز میسر میباشد، اما برخی از
مصرفکنندگان برق تنها در ساعات محدودی از روز، از انرﮊی الکتریکی میکنند. به عنوان نمونه میتوان به مراکز تجاری، ادارات، کارگاههای صنعتی، صنایع یک شیفت یا دو شیفت و نظائر آن اشاره نمود. در
بررسی و مطالعه این نوع مصارف باید به ساعات مصرف آنها دقت نمود.
 ماهیت مصرف
ماهیت فعالیت مصرفکننده برق میتواند نقش مؤثری را در مطالعات بار، برنامهریزی توسعه شبکههای تأمینکننده برق و بررسی تلفات آنها داشته باشد.گرچه ماهیت مصرف برق خود به نوعی به پارامترهای ذکر شده در بالا بستگی دارد، اما نوع مصرفکنندگان برق، که طبیعتاﹰ دارای منحنی تغییرات بار متفاوتی میباشند نیز در مطالعات مهم میباشد.بعنوان مثال ممکن است پیک بار، منحنی تغییرات بار و ضریب بار دو مصرف کننده مشخص در یک دوره معین با هم مشابه باشند، اما در یک دوره بلندمدت ماهیت مصرف آنها متفاوت میباشدبه.عنوان مرکز توریستی سواحل دریای خزر مادام که به صورت نرمال
فعالیت میکنند (فصول تابستان) همانند مراکز شهری است اما در فصول دیگر، مصارف آنها تقلیل میباشد. بنابراین صرف اینکه منحنی تغییرات بار آنها مثلاﹰ در فصل تابستان که دارای وضعیت عادی
میباشند با یک منطقه شهری مشابه باشد، این تشابه به معنی یکسان بودن نوع مصارف آنها در کل سال نمیباشد و مسلماﹰ تلفات انرﮊی شبکههای تأمینکننده برق آنها نیز متفاوت میباشد. این عدم تطابق در شبکههای مناطق کشاورزی، ییلاقی، صنایع یک شیفت و یا مصارف فصلی نیز ممکن است وجود داشته باشد.]٣[
بر این اساس برای مطالعه وضعیت مصرف برق اینگونه مشترکین برق باید توجه داشت که نمونهبرداری یا جمعآوری اطلاعات بر مبنای ماهیت مصرف آنها باشد. به عنوان مثال اگر قرار باشد، تلفات شبکه برقرسانی مناطق ساحلی مورد مطالعه قرار گیرد، اتکا نمودن به اطلاعات فصل تابستان نتایج را به سمت اشتباه سوق می دهد چون وضعیت مصرف این مناطق همواره از روند مصرف برق در تابستان تبعیت نمیکند یا اگر قرار است وضعیت شبکه برقرسانی در یک منطقه صنعتی با یک یا دو شیفت کار مطالعه شود. نمونهبرداری از اطلاعات بار در ساعات پرباری کافی نیست بلکه لازم است در یک دوره بلندمدت و بطور شبانهروزی انجام گیرد، این اشکال در مورد مصارف کشاورزی یا نمونه مشابه دیگر نیز وجود دارد.
 متوسط پیک بار یکی از مشخصههای مهم دیگری که در مطالعه و بررسی ماهیت مصرف برق میتواند مفید باشد، ضریب
پیک یا متوسط پیک بار در یک دوره مشخص میباشد. این ضریب تغییرات پیک بار مصرفکننده را در یک دوره مشخص نشان میدهد. برای تعیین این شاخص که معمولاﹰ برای یک دوره محاسبه میگردد، میتوان از رابطه زیر استفاده نمود:
(١-٢٧) pi Pav  n در این رابطه Pav متوسط پیک بار روزانه در دوره مطالعه و n تعداد روز در دوره مطالعه و Pi پیک بار در ١٨
روزهای مختلف میباشد. بنابراین اگر قرار باشد متوسط پیک بار در یک دوره یکساله لازم است مجموع پیک بار ٣۶۵روز را بر عدد ٣۶۵ تقسیم نمود. شاخص دیگری که در این ارتباط میتواند تعریف شود، ضریب پیک بار میباشد. این ضریب از نسبت متوسط پیک بار در یک دوره مشخص به پیک مطلق بار در همان دوره بدست میآید.]٣[
۱-۶ ضریب تلفات
ضریب تلفات (LSF) را بصورت تابعی از بار نسبی و به شکل رابطه زیر بیان نموده است:
(١-٢٨) (L12  L22  ...  L2n ) LSF  به بیان سادهتر ضریب تلفات بصورت زیر تعریف گردید: n متوسط تلفات ساعتی (١-٢٩) LSF  تلفات بار پیک بعبارت دیگر اگر تلفات انرﮊی یک خط انتقال یا شبکه خاصی در یک دوره یکساله در دست باشد، با محاسبات تلفات آن در ساعت پیک، میتوان مقدار ضریب تلفات را محاسبه نمود.با توجه به اینکه دسترسی به اطلاعات بار ساعتی همیشه کار سادهای نمیباشد و مضافاﹰ به اینکه در برنامهریزی و مطالعات سیستم که هنوز خط انتقال در دست نیست این شیوه نمیتواند مفید باشد. برای رفع این سری اشکالات پس از بررسی ها و مطالعات مستمری که چنددهه اخیر انجام گردید، مشخص شد، ضریب تلفات را میتوان تابعی از ضریب بار بیان نمود. با توجه به اینکه دسترسی به ماهیت بار عبوری از خطوط انتقال نیرو و یا شبکه عملی است، درنتیجه ضریب بار نیز میتواند با سهولت بیشتری محاسبه و مورد استفاده قرار گیرد. این مزیت بکارگیری ضریب تلفات را در محاسبه تلفات انرﮊی بسیار متداول نموده است، اما با توجه به اینکه ضریب بار خود تابعی است از منحنی تغییرات بار هر منطقه درنتیجه مدلهائی که جهت محاسبه ضریب تلفات معرفی شدهاند از نظر شکل ظاهری با هم تفاوت دارند. لذا در بکارگیری مدلهای مربوط به ضریب تلفات باید دقت شود، که ضرایب ثابت آن برای منطقه موردمطالعه بازنگری و محاسبه
گردد.
١-۶-١ مدل کلی ضریب تلفات
بررسیهائی که در چندساله اخیر انجام گیرد، ضریب تلفات را بصورت تابعی از ضریب بار و به شکل رابطه زیر تعریف نموده است.
(١-٣٠)LSF  a.LF 2  b.LF  c
a، b و c ضرایب ثابتی هستند، که با توجه به موارد زیر میتوان مقایر آنها را تعیین نمود.
 تعیین ضریب ثابت c
درصورتیکه LF  0 باشد یعنی باری از خط انتقال عبور نکند در اینصورت c=0میباشد (از تلفات بیباری صرفنظر میگردد). با توجه به مقادیر LF و LSF مقدار c در رابطه (١-٣٠) برابر صفر خواهدشد.
١٩
a  b  1
بر این مبنا رابطه (١-٣٠) را میتوان بصورت زیر نشان داد:
(١-٣١)LSF  a.LF 2  b.LF
 تعیین ضریب ثابت b
درصورتیکه ضریب بار برابر یک باشد، یعنی بار مصرفی در تمام ساعات مورد مطالعه برابر باشند، درنتیجه مقدار LSF  1 میباشد (از تأثیر تغییرات مقاومت صرفنظر گردید)، که با جایگذاری مقادیر LF و LSF
در رابطه (١-٢٨) میتوان رابطه بین a و b را بصورت زیر نشان داد:
(١-٣٢)
 شکل کلی مدل
با توجه به مطالب فوقالذکر و با جایگذاری مقدار b  1  a در رابطه (١-٢٨) داریم:
(١-٣٣)LSF  a.LF 2  (1 a).LF
ین رابطه فرم کلی مدل را نشان میدهد که در هر منطقه، ضریب ثابت a باید با توجه به ماهیت بار
عبوری محاسبه گردد، که در ادامه این مجموعه به شیوه محاسبه ضریب ثابت a اشاره میگردد. البته علاوه بر رابطه فوق مدلهای دیگری نیز وجود دارند که شکل کلی آنها بصورت زیر میباشند:
(١-٣۴)LSF  K.LF x
K و x ضرایب ثابتی هستند که به منحنی تغییرات بار وابسته میباشند.
۱-۶-۲ چند مدل از ضریب تلفات
به منظور آشنائی بیشتر با مدلهائی که در چندساله اخیر برای محاسبه ضریب تلفات ارائه گردیده است به چند نمونه مختلف آن که در مراجع معتبر منتشر گردیده است اشاره میگردد، و یادآوری میشود، که ضرایب ثابت این مدلها بر مبنای شرایط بار، شرکت برقی که مولف در آن مشغول بکار بوده است تدوین گردید و برای سایر مناطق از جمله کشور ایران ممکن است دقت کافی نداشته باشند، مگر اینکه ضرایب ثابت برای منطقه مورد مطالعه تعیین گردد و یا اینکه تصادفاﹰ ماهیت باری عبوری یکسان باشد. البته انتخاب مدل برای محاسبه تلفات انرﮊی در شبکه یا خطوط موردنظر باید با توجه ماهیت مصرف منطقه و دقت هر یک از آنها انجام گیرد.
 روش اول در اکثر مراجع از فرم کلی این مدل استفاده شده است، در این روش ضریب تلفات بصورت تابعی از توان
اول و دوم ضریب بار تعریف شده است و در حالت کلی شکل این مدل را میتوان بصورت رابطه زیر نشان داد.]۴[
(١-٣۵)LSF  a.LF 2  ( 1  a ).LF
در این مدل برای ضریب ثابت a نیز ارقام مختلفی بشرح زیر پیشنهاد گردید، که مسلماﹰ علت تفاوت ضرایب ثابت در این مدلها به دلیل متفاوت بودن ماهیت مصرف یا شکل منحنی بار، منطقه مورد مطالعه میباشد.
٢٠
a  0.70  0.80
a  0.70  0.85
a  0.92
اما اگر قرار باشد، از این مدل در شبکه ایران استفاده گردد، ضریب ثابت a باید برای منطقه مورد مطالعه، محاسبه گردد. مطالعات انجام شده از مدل فوق مقدار a را با توجه به نوع مصرف بشرح زیر محاسبه نموده است:
١- مصارف صنعتی بزرگ ٩٨.٠
٢- متوسط شبکه سراسری ٩۵.٠
٣- مصارف مناطق گرمسیری ٨٠.٠
مسلماﹰ اطلاعات فوقالذکر بر مبنای شرایط متوسط تدوین گردیده است و برای مصارف ویژه باید ضرایب ثابت جداگانه محاسبه گردد.
 روش دوم
این مدل که توسط انستیتو تحقیقات برق آمریکا (EPRI) ارائه گردید ضریب تلفات را بصورت مجذوری از ضریب بار تعریف نموده است. این مدل، ضریب تلفات را بصورت رابطه زیر بیان نموده است.
(١-٣۶)LSF  LF 2
از ویژگیهای مثبت این مدل میتوان به سادگی آن اشاره نمود، این مدل برای مصارفی با ضریب بارهای بالا دارای دقت کافی میباشد. اما برای ضریب بارهای پائین خطای محاسبه ممکن است به بیش از ده درصد هم برسد، بهمین دلیل استفاده از این مدل درشبکههای با ضریب بار پائین مناسب نمیباشد.]۴[
 روش سوم
برخلاف مدلهای قبلی در این روش ضریب تلفات بصورت تابع نمائی از ضریب بار تعریف شده است.
نمای ضریب بار در این حالت بجای عدد دو با پارامتر x مشخص شده است.این مدل ضریب تلفات را بصورت رابطه زیر بیان نموده است.
(١-٣٧)LSF  LF x
 روش چهارم
برخلاف مدلهای قبلی در این قسمت ضریب تلفات بصورت تابعی از ضریب بار و منحنی تغییرات بار
تعریف شده است. چون برای مصارف ویژه بخصوص در محاسبه تلفات انرﮊی خطوط توزیع، مدلهای
موجود دارای خطای بالائی میباشند بکمک این مدل میتوان با اندازهگیری ضرایب ثابت K دقت
محاسبات را افزایش داد، شکل کلی این مدل بصورت زیر میباشد: ]۴[ (١-٣٨) LSF  K.LF 2
(١-٣٩) 0.96  0.4 / x 2 K max 
(١-۴٠) 1 K min 
٢١
(١-۴١) K ave  0.98  0.02 / x 2
(١-۴٢) x  Pmin / Pmax
این مدل برای مقادیر x  0.3 دارای دقت خوبی است و برای مقادیر کوچکتر از آن با توجه به روش ارائه
شده میتوان مقدار x را برای شرایط موردنظر بدست آورد.
در این روابط:
= Pmax حداکثر بار، پیک بار
= Pmin حداقل بار (منظور حداقل نرمال میباشد) = K ave مقدار متوسط ضریب K
براساس بررسیهای انجام شده در این مرجع با توجه به اینکه یک رابطه منطقی بین ضریب بار، حداکثر و حداقل بار وجود دارد، لذا مقدار K برای مصارف مشخص تقریباﹰ مقدار ثابتی را دارا خواهد بود که میتوان با توجه به منحنی تغییرات بار مقادیر آنها را برای انواع مختلف مصارف بدست آورد، که ذیلاﹰ به چند مورد آن اشاره میگردد:
مناطق صنعتی یا مناطقی با ضریب بار ٧٠/٠ تا ٨٠/٠ ٠٣/١K=
شهرهای بزرگ یا مناطقی با ضریب بار ۶٠/٠ تا ٧٠/٠ ٠۶/١K=
شهرهای متوسط یا مناطقی با ضریب بار ۵٠/٠ تا ۶٠/٠ ٠٩/١K=
مناطق کشاورزی یا مناطقی با ضریب بار ۴٠/٠ تا ۵٠/٠ ١١/١K=
مناطق گرمسیری یا مناطقی با ضریب بار ٣٠/٠ تا ۴٠/٠ ١٢/١K=
متوسط بار شبکه سراسری یا مناطقی با ضریب بار ۶٠/٠ ٠٨/١K=
در صورتیکه اطلاعاتی از بار عبوری در دست نباشد، مقدار K را میتوان معادل متوسط بار شبکه سراسری یا بار استان مورد مطالعه درنظر گرفت که در رابطه با مصارفی با ماهیت شبکه سراسری برق ضریب بار را میتوان بصورت زیر نشان داد:
(١-۴٣)LSF  1.08 LF 2
اما اگر اطلاعات کلی از نوع بار مصرفی که خطوط انتقال نیرو مورد مطالعه آنرا تغذیه مینمایند در دست باشد، میتوان با توجه به نوع مصرف، مقدار K را مطابق شرح قبلی با دقت بیشتری محاسبه نمود.
۱-۷ تلفات در بارهای ناپیوسته
در اولین گام میزان تلفات انرﮊی از طریق مدلهای جهانی محاسبه و با مقادیر اندازهگیری شده مقایسه گردید. انتظار اولیه این بود که مقادیر تلفات اندازهگیری شده و محاسبه شده تقریباﹰ با هم یکسان باشند، اما برخلاف تصورات اولیه اختلاف این دو عدد بسیار بالا بوده است، بطوریکه تلفات اندازهگیریشده حدود ۵٣٠٠ کیلوواتساعت اما تلفاتی که از طریق مدلهای بینالمللی محاسبه گردید، حدود ٢۶٧٠ کیلووات ساعت بوده است. با توجه به اینکه شکی در دقت لوازم اندازهگیری وجود نداشت، برای تعیین علت وجود این اختلاف تصمیم گرفته شد با توجه به بار ٢۴ ساعته، مقاومت هادیهای خطوط درجه حرارت متوسط
٢٢
هادی و محیط مقدار تلفات در دوره مطالعه محاسبه گردد. بر این مبنا ، تلفات انرﮊی محاسبه گردید، که
این رقم نیز در جدول (١-٢) درج گردید، همانطور که ملاحظه می شود این دو عدد به هم نزدیک
میباشند (۵٣٠٠ و ۵١۵٠بعبارت) دیگر این بررسی نشان میدهد که مدلهای بینالمللی که برای
محاسبه تلفات انرﮊی ارائه شدند برای برخی از مصارف دارای دقت کافی نمیباشند.
برای دستیابی به مواردی که مدلهای جهانی دارای خطا بوده اند لازم دیده شد، این بررسی برای
نمونههای مختلفی از مشترکین که دارای منحنی تغییرات بار متفاوتی بودهاند مورد بررسی و سپس علل عدم کفایت این سری روابط مورد بحث و بررسی قرار گیرند.]١[
 مصارف ویژه برای مصرفکنندگان با مصارف عادی، معمولاﹰ مدل های معرفی شده برای محاسبه ضریب تلفات دارای
دقت کافی است. اما اگر منحنی تغییرات بار مشترکین از روال خاصی تبعت نکند، استفاده از این مدلها برای محاسبه ضریب تلفات مناسب نمیباشد. برخی از انواع مصرفکنندگان یا مشترکین را میتوان شامل موارد زیر دانست:
١- خطوطی که بار مشترکین تک شیفت یا دو شیفت را منتقل مینمایند.
٢- خطوطی که بار آنها در برخی از ساعات روز تقریباﹰ صفر یا کم باشد.
٣- مشترکینی که بصورت غیرپیوسته از برق استفاده میکنند.
۴- مشترکین فصلی نظیر مصرفکنندگان کشاورزی
مصارف۵- تجاری و عمومی یا نظائر آنها که تنها در ساعات محدودی از شبکه برقرسانی تغذیه مینمایند.
با توجه به مطالب بالا ضریب تلفات ممکن است در دامنه مشخصی تغییر نماید اما در تحت هر شرایط مقدار آن در محدوده زیر تغییر میکند: ]۵[
(١-۴۴)LF 2  LSF  LF

bew217

و عاشقانه سوختند تا گرمابخش وجود ما و روشنگر راهمان باشند ...
پدرانمان
مادرانمان
استادانمان
باسپاس و تقدیر فراوان از‌:
تما‌می‌معلمانی که در طول زندگی تحصیلی به من فرصت آموختن عطا نموده و با تشکر از استاد محترم راهنما جناب آقای دکتر فیروز دیندارفرکوش که محبت‌های خود را از من دریغ نداشتند تا این کار تحقیقی به سرانجام برسد.
همچنین با سپاس از کلیه اساتید و کارکنان دانشکده که در طول مدت تحصیل همواره الطافشان نصیب بنده شده بود.
فهرست مطالب
صفحه عنوان
TOC o "1-6" h z u چکیده PAGEREF _Toc421871543 h 1فصل اول : کلیات تحقیق 1-1. بیان مساله PAGEREF _Toc421871546 h 31-2. اهمیت و ضرورت تحقیق PAGEREF _Toc421871547 h 41-3. اهداف تحقیق PAGEREF _Toc421871548 h 61-4. فرضیههای تحقیق PAGEREF _Toc421871549 h 61-5. سؤالهای تحقیق PAGEREF _Toc421871550 h 61-6. تعریف اصطلاحات تحقیق PAGEREF _Toc421871551 h 7فصل دوم : مبانی نظری 2-1. مقدمه PAGEREF _Toc421871554 h 112-2. مفهوم شناسی گردشگری PAGEREF _Toc421871555 h 112-3. انواع دیدگاه‌ها در باب گردشگری PAGEREF _Toc421871556 h 132-4. وضعیت گردشگری در ایران PAGEREF _Toc421871557 h 142-4-1. گردشگری در سال‌های پیش از انقلاب اسلامی PAGEREF _Toc421871558 h 142-4-2. گردشگری بعد از انقلاب انقلاب اسلامی PAGEREF _Toc421871559 h 152-4-3. گردشگری در برنامه‌های توسعه PAGEREF _Toc421871560 h 162-4-3-1. برنامه اول توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (72-1368) PAGEREF _Toc421871561 h 172-4-3-2. برنامه دوم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (79-1374) PAGEREF _Toc421871562 h 182-4-4. برنامه سوم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (1383-1379) PAGEREF _Toc421871563 h 192-4-5. برنامه چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (1388-1384) PAGEREF _Toc421871564 h 202-5. عوامل موثر بر جذب گردشگری PAGEREF _Toc421871565 h 222-5-1. بازاریابی PAGEREF _Toc421871566 h 222-5-2. تبلیغات PAGEREF _Toc421871567 h 242-6. رویکردهای نظری گردشگری PAGEREF _Toc421871568 h 242-6-1. رویکرد سیستمی PAGEREF _Toc421871569 h 242-7. مدلهای گردشگری PAGEREF _Toc421871572 h 272-8. دیدگاه سازمان جهانی گردشگری PAGEREF _Toc421871586 h 292-8-1. دیدگاه لیپر PAGEREF _Toc421871589 h 302-8-2. دیدگاه گان PAGEREF _Toc421871592 h 312-8-3. دیدگاه بریونز، تجیدا و مورالس PAGEREF _Toc421871598 h 332-8-4. دیدگاه کاسپار PAGEREF _Toc421871600 h 342-8-5. دیدگاه هولدن PAGEREF _Toc421871603 h 352-9. گردشگری و رسانه PAGEREF _Toc421871606 h 362-9-1. انواع رسانه از بُعد گردشگری PAGEREF _Toc421871607 h 372-9-2. رسانههای محرک گردشگری PAGEREF _Toc421871609 h 382-9-2-1. کتابهای راهنما PAGEREF _Toc421871610 h 392-9-2-2. رادیو PAGEREF _Toc421871611 h 392-9-2-3. تلویزیون PAGEREF _Toc421871612 h 402-10. فناوری اطلاعات و گردشگری PAGEREF _Toc421871613 h 412-10-1. گردشگری الکترونیکی PAGEREF _Toc421871614 h 432-11. پیشینه تحقیق PAGEREF _Toc421871617 h 462-11-1. پیشینه داخلی PAGEREF _Toc421871618 h 462-11-2. پیشینه خارجی PAGEREF _Toc421871619 h 49فصل سوم : روش تحقیق 3-1-مقدمه PAGEREF _Toc421871622 h 523-2-روش و طرح تحقیق PAGEREF _Toc421871623 h 523-2-1-تحقیق کاربردی PAGEREF _Toc421871624 h 533-2-2-تحقیق توصیفی PAGEREF _Toc421871625 h 533-3-روشهای جمع‌آوری اطلاعات PAGEREF _Toc421871626 h 543-4-معرفی ابزار پژوهش PAGEREF _Toc421871627 h 543-5-تعیین روایی و پایایی ابزارهای اندازهگیری پژوهش PAGEREF _Toc421871630 h 563-5-1- بررسی روایی و پایایی ابزار اندازهگیری در اجرای اولیه PAGEREF _Toc421871631 h 563-5-2-بررسی روایی ابزار اندازهگیری PAGEREF _Toc421871633 h 583-6. جامعه و نمونه آماری PAGEREF _Toc421871634 h 593-6-1. حجم نمونه PAGEREF _Toc421871635 h 593-6-2. روش نمونهگیری PAGEREF _Toc421871636 h 593-7. روش تجزیه و تحلیل دادهها PAGEREF _Toc421871637 h 60فصل چهارم : تجزیه و تحلیل داده‌های تحقیق 4-1 مقدمه PAGEREF _Toc421871640 h 624-2 آمار توصیفی PAGEREF _Toc421871641 h 624-2-1 وضعیت جنسیتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871642 h 624-2-2 وضعیت تحصیلاتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871645 h 634-2-3 وضعیت سنی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871648 h 644-2-4 آزمون کلموگروف- اسمیرونوف (K-S) جهت بررسی نرمال بودن متغیرها PAGEREF _Toc421871651 h 654-3 تجزیه و تحلیل سوالها و فرضیهها PAGEREF _Toc421871653 h 664-3-1 سوالهای تحقیق PAGEREF _Toc421871654 h 66فصل پنجم : نتیجهگیری و ارائه راهکارها 5-1. مقدمه PAGEREF _Toc421871662 h 705-2. خلاصه PAGEREF _Toc421871663 h 705-3. پاسخدهی به سؤالات و آزمون فرضیات PAGEREF _Toc421871664 h 715-3-1. سؤال اول: آیا استفاده از تبلیغات اینترنتی بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟ PAGEREF _Toc421871665 h 715-3-2. سؤال دوم: آیا استفاده از وبسایتها بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟ PAGEREF _Toc421871666 h 725-3-3. سؤال سوم: آیا استفاده از برنامههای تبلیغاتی صدا و سیما (رسانه ملی) بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟ PAGEREF _Toc421871667 h 735-3-4. سؤال چهارم: آیا استفاده از برنامههای تبلیغاتی ماهواره بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟ PAGEREF _Toc421871668 h 745-3-4. سؤال پنجم: آیا استفاده از نرمافزارهای کامپیوتری بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟ PAGEREF _Toc421871669 h 744-5. محدودیتهای تحقیق PAGEREF _Toc421871670 h 755-5. پیشنهادهای تحقیق PAGEREF _Toc421871671 h 765-5-1. پیشنهادهای کاربردی PAGEREF _Toc421871672 h 765-5-2. پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی PAGEREF _Toc421871673 h 76فهرست منابع PAGEREF _Toc421871674 h 77منابع فارسی PAGEREF _Toc421871675 h 77منابع انگلیسی PAGEREF _Toc421871676 h 79پیوست‌ها الف) پرسشنامه بررسی نقش رسانههای الکترونیکی در جذب گردشگران داخلی81چکیده انگلیسی84

فهرست جداول
صفحه عنوان
TOC o "1-6" h z u جدول 2-1 بخش‌های اصلی رسانه‌ها PAGEREF _Toc421871608 h 37جدول 2-2 محرکهای سازمانها برای بکارگیری سیستمهای الکترونیکی PAGEREF _Toc421871616 h 45جدول 3-1 گویههای مربوط به متغیرهای پژوهش PAGEREF _Toc421871629 h 55جدول 3-2، 4آلفاهای محاسبه شده برای پرسشنامه های پژوهش PAGEREF _Toc421871632 h 58جدول 4-1 5وضعیت جنسیتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871643 h 62جدول 4-2 6وضعیت تحصیلاتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871646 h 63جدول 4-3 7وضعیت سنی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871649 h 64جدول 4-4 8آزمون K-S جهت تعیین نرمال بودن دادهها PAGEREF _Toc421871652 h 65جدول 4-5 9نتیجه جدول همبستگی دو متغیر تبلیغات اینترنتی و جذب گردشگران داخلی PAGEREF _Toc421871655 h 66جدول 4-6. 10نتیجه جدول همبستگی دو متغیر استفاده از وبسایتها و جذب گردشگران داخلی PAGEREF _Toc421871656 h 67جدول 4-7 11نتیجه جدول همبستگی دو متغیر استفاده از برنامههای تبلیغاتی صدا و سیما (رسانه ملی) و جذب گردشگران داخلی PAGEREF _Toc421871657 h 67جدول 4-8 12نتیجه جدول همبستگی دو متغیر استفاده از برنامههای تبلیغاتی ماهواره و جذب گردشگران داخلی PAGEREF _Toc421871658 h 68جدول 4-9 13نتیجه جدول همبستگی دو متغیر استفاده از نرمافزارهای کامپیوتری و جذب گردشگران داخلی PAGEREF _Toc421871659 h 68
TOC o "1-3" h z u

فهرست شکلها
صفحه عنوان
TOC o "1-6" h z u شکل2-1 طبقهبندی مدلهای گردشگری PAGEREF _Toc421871575 h 28شکل 2-2 مدل سیستمهای ترکیبی برای برنامهریزی و نظریههای گردشگری PAGEREF _Toc421871584 h 29شکل 2-3 عناصر سیستم گردشگری (سازمان جهانی گردشگری) PAGEREF _Toc421871588 h 30شکل 2-4 چرخه مستقیم دو سویه گردشگری به عنوان سیستم گردشگری کل PAGEREF _Toc421871590 h 31شکل 2-5 سیستم گردشگری (ناحیه محور مسافر، مبدا و مقصد گردشگر)– مدل لیپر PAGEREF _Toc421871591 h 31شکل 2-6، سیستم گردشگری (دیدگاه گان) PAGEREF _Toc421871597 h 33شکل 2-7 دیدگاه بریونز، تجیدا و مورالس PAGEREF _Toc421871599 h 34شکل 2-8 سیستم گردشگری (مدل کاسپار) PAGEREF _Toc421871602 h 35شکل 2-9 سیستم گردشگری، چشمانداز محیطی دیدگاه هولدن (2000) PAGEREF _Toc421871605 h 36شکل 2-10 اجزای تشکیلدهنده گردشگری الکترونیکی PAGEREF _Toc421871615 h 44شکل 3-11، مدل مفهومی متغیرهای تحقیق PAGEREF _Toc421871628 h 55شکل 4-1 12وضعیت جنسیتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871644 h 63جدول 4-2 6وضعیت تحصیلاتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871646 h 63شکل 4-2‌13‌وضعیت تحصیلاتی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871647 h 64شکل 14-3 وضعیت سنی پاسخ دهندگان PAGEREF _Toc421871650 h 65
چکیدهکشور ایران با وجود توانمندیهای ایران در زمینه گردشگری، متأسفانه تاکنون نتوانسته است به جایگاه شایستهای در این صنعت دست یابد و مهمترین آن، ضعف صنعت تبلیغات در جذب جهانگرد و گردشگر به ایران است. اینترنت و ابزار الکترونیکی به واسطه این که زمینه ایجاد نمایش محصولات گردشگری و ارائه اطلاعات دقیق به گردشگران را فراهم میسازد، ضمن جلب رضایت گردشگران، افزایش گردشگران ورودی را درپی خواهد داشت. هدف از تحقیق حاضر بررسی نقش رسانههای الکترونیکی در جذب گردشگران داخلی میباشد. جامعه آماری این پژوهش شامل کلیه گردشگرانی میباشد که در تیرماه سال 1393 که از طریق خطوط هوایی به شهر شیراز مسافرت کردهاند. تعداد حدود 320 نفر از طریق محاسبه با فرمول کوکران از گردشگرانی که در تیر ماه به شیراز از طریق خطوط هوایی سفر نمودهاند مورد سوال و بررسی قرار خواهد گرفت. یافتههای تحقیق حاکی از آن است که متغیرهای تبلیغات اینترنتی، وبسایتهای اینترنتی، برنامههای تبلیغاتی صدا و سیما، برنامههای تبلیغاتی ماهواره و نرمافزارهای کامپیوتری بر جذب گردشگران داخلی تاثیر مثبت دارد.
کلید واژهها: رسانههای الکترونیکی، اینترنت، ماهواره، رسانه ملی، نرمافزارهای کامپیوتری، گردشگری

فصل اولکلیات تحقیق-57658039992302109470490855000
1-1. بیان مسالهگردشگری از مهمترین صنایع در حال رشد است و توسعه صنعت گردشگری نیاز به برنامههای همه جانبه و مناسب دارد تا بتوان در جذب گردشگران داخلی و بینالمللی موفق بود. امروزه یکی از مهمترین کاربری شهرها، ارائه خدمات گردشگری نوین است. چرا که شکلگیری عصر پسا مدرنیته با گزارهای اصلی آن یعنی جهانی شدن، فرآوری اطلاعات و گردشگری همراه شده و دوره جدیدی در تعاملات اجتماعی و فرهنگی انسانها خصوصاً در قالب ساختهای شهری رقم زده است (بونیفایس و فاولر، 1993: 12). در چند دهه اخیر از صنعت گردشگری به عنوان یکی از بزرگترین و متنوعترین صنایع یاد شده است. بسیاری از کشورها این صنعت را به عنوان یکی از منابع اصلی درآمدزای خود میدانند و تلاش در راه توسعه این صنعت دارند. این صنعت بخصوص برای کشورهای در حال توسعه به علت اینکه بیشترین درآمد خود را از فروش منابع طبیعی به دست میآورند بسیار با اهمیت است. همچنین کشورها علاوه بر منابع اقتصادی به دنبال منافع سیاسی، فرهنگی و اجتماعی، محیط زیست و غیره نیز میباشند. برای موفقیت در این صنعت علاوه بر داشتن شرایط گردشگرپذیری، مقاصد گردشگری، باید به دنبال برنامهریزی برای جذب گردشگران و معرفی بهتر امکانات و شرایط خود به بازارهای داخلی و جهانی گردشگری باشند (پاپلی یزدی و سقایی، 1385: 18).
بازاریابی و نقش آن در ارتقاء بنگاهها و تاثیری که در توسعه و رشد اقتصادی کشورها دارد بر کسی پوشیده نیست. اینترنت از جمله عوامل موثر بر بازاریابی و روشهای رونق دادن به این فعالیتها در عرصه کنونی است. (کولین، 1383؛ 1). با پیشرفت فناوری اینترنت، بدلیل این که اینترنت شرکتها را قادر میسازد که با مشتریان ارتباط بهتر و مؤثرتری برقرار کنند و تولیدات خود را بر اساس نیازهای آنها ایجاد نمایند، تعداد بیشتری از شرکتها ا ز اینترنت جهت بازاریابی و کانالهای توزیع استفاده میکنند (چافی و همکاران، 2004: 5)
اینترنت و ابزار الکترونیکی به واسطه این که زمینه ایجاد نمایش محصولات گردشگری و ارائه اطلاعات دقیق به گردشگران را فراهم میسازد، ضمن جلب رضایت گردشگران، افزایش گردشگران ورودی را درپی خواهد داشت (آرون، 2004: 6).
کشور ایران با وجود توانمندیهای ایران در زمینه گردشگری، متأسفانه تاکنون نتوانسته است به جایگاه شایستهای در این صنعت دست یابد و مهمترین آن، ضعف صنعت تبلیغات در جذب جهانگرد و گردشگر به ایران است. کشور ایران جزء ده کشور اول جهان از لحاظ جاذبههای گردشگری و جزء پنج کشور اول جهان از نظر تنوع گردشگری است (سازمان جهانی توریسم، 2009 ). ازاین رو، ضروری است از قابلیتهای خود در جذب گردشگری استفاده کند. از عواملی که میتواند به جذب بیشتر گردشگری در کشور را بهبود بخشد، به کارگیری ابزارها و پارامترهای مؤثر بازاریابی و تبلیغات است ( صردی ماهکان، 1380 ).
اصولاً گردشگران برای انتخاب مقصد گردشگری نیازمند اطلاعاتی، درخصوص مقصد میباشند. آنها پیوسته اطلاعاتی را از رسانههای گروهی شامل تلویزیون، ماهواره، اینترنت و ... جمعآوری میکنند و این موضوع اهمیت رسانه از جمله اینترنت را در این حوزه بیش از گذشته میکند. در این پژوهش سعی بر آن است تا به بررسی نقش سایتهای اینترنتی در معرفی جاذبههای گردشگری و جذب گردشگران به شهر شیراز پرداخته شود.
1-2. اهمیت و ضرورت تحقیقدر عصر حاضر که نقش اینترنت در زندگی روزمره مردم و آسان سازی فعالیتهای تجاری سازمانها و کسب و کارها در حال افزایش است، صنعت گردشگری نیز از این امر بینصیب نمانده است و اینترنت هر روز در حال بازی کردن نقش مهمتر و بزرگتری در عرصه این صنعت است. ورود اینترنت به این عرصه، باعث به وجود آمدن تغییرات زیادی در این صنعت شده است که از مهمترین آنها میتوان به رزرو بلیت کلیه وسایل حملونقل و هتلها، آشناشدن با جاذبههای توریستی از طریق تورهای مجازی، خواندن سفرنامه و گزارشها که اغلب همراه با عکس و فیلم هستند و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد. در این میان داشتن یک وب سایت برای کلیه کسب و کارها و سازمانهای دولتی و خصوصی فعال در این عرصه امری کاملا ضروری به نظر میرسد زیرا این امر زمینه تعامل ساده و ارزان با مشتریان، کارگزاران و سایر متقاضیان خدمات گردشگری را فراهم میسازد. در این پروژه - ریسرچسعی شده است به تفصیل، اهمیت دارا بودن پایگاه اینترنتی برای بخشهای مختلف صنعت گردشگری شرح داده شود.
استفاده از رسانهها و تبلیغات به عنوان مهمترین ابزار موفقیت سازمانهاست و این موضوع ایجاب میکند که این ابزار به عنوان شاخههای علمی، اجتماعی، فرهنگی و ارتباط به دقت مورد مطالعه قرار گیرد. امروزه در صنعت گردشگری باید از رسانهها (بالاخص رسانههای الکترونیکی) به عنوان مهمترین ابزار به صورت حرفهای استفاده کرد، زیرا موفقیت تبلیغ در ارایهی ارزشهای فرهنگی و گردشگری هر کشور مبتنی بر درک صحیح و حرفهای از تبلیغات و ارزشهای آن است. یکی از ارکان مهم تبلیغات رسانههای تبلیغاتی است که در میزان تأثیر تبلیغات بر مخاطب از اهمیت ویژهای برخوردار است و استفاده درست از آن باعث افزایش تأثیر پیام میشود.
برای موفقیت در تبلیغات گردشگری بینالمللی به علت پراکندگی مخاطبان در سرتاسر جهان رسانههای تبلیغات از اهمیت خاصی برخوردار است و انتخاب صحیح آنها در موفقیت تبلیغات جهانگردی نقش مهمی دارد. با گستری فناوری اطلاعات و ارتباطات، اینترنت نیز بعنوان یکی از مهمترین ابزار مورد استفاده بازاریابان قرار گرفته است. تبلیغات اینترنتی، از پرکاربردترین روشهای استفاده از اینترنت میباشد.
رسانههای الکترونیکی و تبلیغات در دنیای اقتصادی امروز نقش مهمی را ایفا می‌کند. اگر این رسانه به روش صحیح و بادقت به دیگران عرضه شود، قطعا به توسعه و رشد منجر خواهد شد، البته تبلیغات تنها مختص واحدها و بنگاه‌های اقتصادی نیست بلکه در حال حاضر برای بسیاری از سازمان‌های فرهنگی، مذهبی، ورزشی و علمی جایگاه خاصی دارد و این ارگان‌ها تبلیغات را ابزاری برای اشاعه فرهنگ می‌دانند.
در زمینه توسعه گردشگری ارایه تبلیغات داخلی و خارجی جهت به تصویر کشاندن امکانات و استعدادهای طبیعی و جاذبه‌های متنوع توریستی و شناخت عمقی آن فرهنگ و خرده فرهنگ‌ها و تمدن و تاریخ و حیات اجتماعی، اقتصادی بسیارمؤثرخواهدبود.
صنعت گردشگری امروزه در ردیف صنعتهای پردرآمد، پاک و کم‌هزینه دنیا قرار دارد. از طرفی صنعت گردشگری دنیا ابعاد متنوعی همچون توریسم الکترونیکی، اکوتوریسم، توریسم درمانی، ورزشی، روستایی، فرهنگی و تاریخی یافته است. با توجه به این وضعیت و با توجه به اینکه ایران طبق آمار سازمان جهانی جهانگردی دارای رتبه پنجم جاذبه‌های طبیعی و رتبه دهم جاذبه‌های باستانی و تاریخی است و همچنین با توجه به جمعیت جوان رو به گسترش، نرخ بالای بیکاری، لزوم افزایش درآمد ارزی و سرمایهگذاری خارجی توجه بیش از پیش به این بخش می‌تواند زمینه رسیدن به اشتغال کامل، افزایش درآمد ارزی، معرفی تمدن و فرهنگ ایرانی به جهانیان، تعامل گسترده و سازنده با کشورهای دنیا، در هم شکستن مرزهای قومی و اقلیتی، را فراهم کند. (انصاری، 86، ص11) تحقیقات زیادی در زمینه توریسم و گردشگری و نقش رسانههای جمعی صورت گرفته اما کمتر تحقیق وجود دارد که به بررسی نقش و رسانههای الکترونیکی و اینترنت پرداخته باشد و با توجه به گستردگی و استفاده روز افزون از اینترنت و نقش آن در زندگی روزمره مردم توجه به این بخش از بحث گردشگری ضروری میباشد.
1-3. اهداف تحقیقهدف کلی
بررسی نقش رسانه های الکترونیکی در جذب گردشگران داخلی.
اهداف جزئی
بررسی نقش استفاده از تبلیغات اینترنتی در جذب گردشگران داخلی.
بررسی نقش استفاده از وب سایتهای اینترنتی در جذب گردشگران داخلی.
بررسی نقش استفاده از برنامههای تبلیغاتی صدا و سیما (رسانه ملی) درجذب گردشگران داخلی.
بررسی نقش استفاده از از برنامههای تبلیغاتی ماهواره در جذب گردشگران داخلی.
بررسی نقش استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری در جذب گردشگران داخلی.
1-4. فرضیه های تحقیقفرضیه اصلی: استفاده از رسانههای الکترونیکی در جذب گردشگران داخلی تاثیر مثبت دارد.
فرضیه 1: استفاده از تبلیغات اینترنتی در جذب گردشگران داخلی تاثیر مثبت دارد.
فرضیه 2: استفاده از وبسایتهای اینترنتی در جذب گردشگران داخلی مثبت دارد.
فرضیه 3 استفاده از برنامه های تبلیغاتی صدا و سیما (رسانه ملی) در جذب گردشگران داخلی تاثیر مثبت دارد.
فرضیه 4: استفاده از از برنامههای تبلیغاتی ماهواره در جذب گردشگران داخلی تاثیر مثبت دارد.
فرضیه 5: استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری در جذب گردشگران داخلی تاثیر مثبت دارد.
1-5. سؤالهای تحقیقسوال اصلی تحقیق:
آیا استفاده از رسانههای الکترونیکی بر جذب گردشگران داخلی به شیراز تاثیر دارد؟
سوالات فرعی تحقیق:
آیا استفاده از تبلیغات اینترنتی بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟
آیا استفاده از وب سایتها بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟
آیا استفاده از برنامههای تبلیغاتی صدا و سیما (رسانه ملی) بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟
آیا استفاده از برنامههای تبلیغاتی ماهواره بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟
آیا استفاده از نرمافزارهای کامپیوتری بر جذب گردشگران داخلی تاثیر دارد؟
1-6. تعریف اصطلاحات تحقیقتبلیغات
مراد از تبلیغات، روشها و فنون تأثیرگذاردن یا نظارت بر عقاید، رفتار و نگرش انسانها با استفاده از کلمات یا نمادهای دیگر است (گولد و کولب، 1376: 213 ).
تبلیغات الکترونیکی
تبلیغات در حقیقت ارتباط با معرفی محصول یا خدمات از طریق کانالهای توزیع گوناگون در مقابل دریافت وجه از سازمان است. برخلاف گذشته داشتن مشتری از داشتن فروش مهمتر است. در دنیای امروز تبلیغات هزینه نیست بلکه یک نوع سرمایهگذاری است برای پیشبرد اهداف سازمانی (دهدشتی، 1383). رسانههای دیگر تبلیغاتی قادر به برقراری روابط شدید تعامل نیستند ولی اینترنت بعنوان یک رسانه بر خط دارای قابلیت ایجاد تعاملات دوطرفه در یک فضای الکترونیکی میباشد و امکان تبلیغات نفر به نفر را فراهم میکند.
ابزار تبلیغاتی در اینترنت بسیار هستند که در زیر به برخی از آنها پرداخته خواهد شد:
بنر تبلیغاتی
پیغامی تبلیغاتی است که به شکلی هنری شامل متون و تصاویر زیبای روی صفحات وب سایت ظاهر میشود و بینندگان را به سایت آگهی دهند و یا به صفحه مشخصات کالا هدایت میکند.
مزیت مهم بنر این است که به صورت فعال عمل میکند و مشتری رابه سایت آگهیدهنده میکشاند، تهیه بنر به سرعت و با هزینه کم امکانپذیر است و در طراحی آن میتوان از جاذبهها و تکنیکهای مختلف مانند گرافیک، عکس و انیمیشن استفاده کرد (فرزانه، 1384).
پست الکترونیک
یکی از ابزارهای بازاریابی و تبلیغات است. با افزایش روز افزون استفاده از پست الکترونیک این ابزار به شیوه اثر بخشی برای تبلیغات اینترنتی تبدیل شده است. تبلیغات از این طریق ابزار مقرون به صرفهای است که از نرخ پاسخگویی بالایی برخوردار است (علیخانزاده، 1385).
مجلات اینترنتی
این ابزار اطلاعات را بصورت یک طرفه از ناشر بسوی افراد ارسال میکند که بیشتر هدف، اطلاعرسانی و ترغیب جهت عضویت افراد را دنبال میکند ولی مهمترین آنها نشستهای اینترنتی میباشد که یکی از اجزای اصلی سایتهای تخصصی تجارت و بازاریابی میباشند (بوهالیس، 2004) و در حقیقت بصورت فضایی است که اخبار تخصصی نسبت به یک موضوع خاص در آنجا یافت میشود.
در مورد هر موضوعی در جهان یک مجله الکترونیکی میتوان پیدا کرد، همه مردم معمولاً حداقل در یک مجله عضو هستند و بطور مرتب اطلاعات دریافت میکنند. با جستجو در اینترنت میتوان مجلاتی را که رایگان هستند و با قیمتهای مناسب اقدام به فروش تبلیغاتی میکند، یافت.
نرم افزارهای کامپیوتری
باتوجه به در دسترس بودن همیشگی این وسیله و عمومیت آن، اولویت تبلیغات الکترونیک با این وسیله است. علاوه بر تبلیغات پیامکی و برگزاری مسابقات مذهبی و سیاحتی. با این روش که عمومیترین نوع تبلیغات در تلفنهای همراه است میتوان از طریق نرم افزارهای که قابل نصب بر روی تمامی سیستم عاملها هستند، علاوه بر پاسخ به نیاز و آگاهی گردشگران، تبلیغات را نیز انجام داد.
وب سایتهای اینترنتی:
وب سیستم بزرگی از سرویس دهندههایی است که انواع اطلاعات را به هر فردی در اینترنت عرضه مینماید. ویژگی اصلی وب که آن را از سایر خدمات جدا میسازد، مبتنی بر متن بودن آن است. به این معنی که در این منابع میتوان با استفاده از اشارهگرها از یک منبع یا صفحه به صفحه و منبع دیگر منتقل شود و شامل منابع متنی، صوتی، تصویری و گرافیکی و ... . میباشد و در اصطلاح مبتنی بر نظام فرارسانهای است (گلستانی، 1385).
گردشگری:
کلتمن مفهوم گردشگری وتوریسم را این گونه بیان میکند: مسافرتی است کوتاه مدت که از نقطهای شروع و در نهایت به همان جا ختم میشود و در طول مسافرت بر اساس یک برنامه و سفر خاص، مکانهای متعددی دیده میشود و مبالغ زیادی ارز عاید کشور میزبان میشود (کلتمن، 1989: 3).
گردشگر:
گردشگر به عنوان فردی تلقی میشود که بیش از یک شب در مکانی اقامت کند و جزء بازدید کنندگان روزانه نباشد؛ به عبارت دیگر شخصی که به کشور یا شهری غیر از محل زیست عادی خود برای مدتی که کمتر از 24 ساعت یا بیشتر از یک سال نباشد سفر کند (دولت آبادی، 1388: 30).
تعریف عملیاتی متغیرها:
رسانههای الکترونیکی: در این پژوهش رسانههای الکترونیکی به عنوان متغیر مستقل با گویههای زیر سنجیده میشود:
تبلیغات اینترنتی؛
وب سایتها؛
برنامههای تبلیغاتی صدا و سیما (رسانه ملی)؛
برنامههای تبلیغاتی ماهواره؛
نرم افزارهای کامپیوتری.
جذب گردشگـر: متغیـر وابستـه این تحقیق میـزان جذب گردشگـر است و با پنج گویه مورد سنجش قرار میگیرد این متغیر میزان جذب گردشگر به شهر شیراز را نشان میدهد.
سفر دوباره به شیراز
پیشنهاد به دیگران برای سفر به شیراز
استفاده از رستورانها و واحدهای اقامتی.
مراجعه به مراکز اطلاعرسانی برای معرفی صحیح و مناسب جاذبهها.
بازدید از جاذبههای تاریخی و تفریحی شهر شیراز.
فصل دوممبانی نظری211899579375000
2895601028700

2-1. مقدمهگردشگری رفتار مشترک گروههای انسانی است که از ابعاد جغرافیایی و فضایی برخوردار بوده و بازتابهای این رفتار نیز فضا و ویژگیهای محیط جغرافیایی را متاثر مینماید. این رفتار جمعی و مشترک انسانها امروزه در قالبها و ساختارهای اداری شکل میگیرد و هدایت و کنترل میگردد. به عبارتی نوع نگرش، سیاستگذاری، تصمیم و اقدام دولتها میتواند تاثیرهای متفاوتی را بر فضای جغرافیایی از خود به جای گذارد. ازاین رو مطالعه درباره پتانسیلهای جذب گردشگر و کاربری زمین میتواند به درک بازتابهای فضایی و نوع چشماندازها کمک نماید. از سویی دیگر به نظر میرسد صنعت روبه رشد گردشگری نقش مهمی در توسعه ملی کشورها در آینده بازی خواهد کرد و هر حکومتی و دولتی سعی خواهی نمود تعداد بیشتری جهانگرد را به کشور خود جذب نماید (ین تینگ و همکاران، 2014: 325).
گردشگری به عنوان مجموعه فعالیتهایی تعریف میشود که مردم به خاطر تفریح، استراحت و نظایر آن از محل زندگی خود به سایر مکانها مسافرت کنند (داس ویل، ترجمه اعرابی و ایزدی، 1378، ص19). اکوتوریسم یا طبیعت گردی گونهای از گردشگری است در حال توسعه است و افرادی را که از زندگی در شهرهای شلوغ به ستوه آمدهاند، به سوی خود جذب میکند. سازمان جهانی گردشگری پیشبینی کرده است که در دهه آینده شمار طبیعت گر از 7% فعلی به 20% برسد (رضوانی، 1380، ص243). گردشگری در دو مقیاس داخلی و بینالمللی انجام میپذیرد که هرکدام ویژگیهای خاص خود را دارد.
2-2. مفهوم شناسی گردشگریتاکنون تعاریف متعددی از گردشگری ارایه شده است که در اینجا به‌برخی از آنها اشاره می‌شود. در یک تعریف کلی، «گردشگری به سفر کوتاه‌مدت و موقتی گردشگر با هدف سیر و سیاحت، به منطقه‌ای خارج از محل سکونت و کار خود گفته می‌شود» (الوانی، 1385: 70). در تعریفی دیگر، «گردشگری نهادی است که انسان برای غنی ساختن و معنی بخشیدن به زندگی خود از آن بهره می‌جوید. برخی از کارشناسان، گردشگری را شامل سه مرحله جدا شدن از یک جامعه، گذر از آن، و انتقال به جامعه دیگر و درآمیختن با آن دانسته‌اند. عوامل تشکیل‌ دهنده گردشگری را می‌توان در چهار مورد زیر خلاصه کرد:
گردشگر یا گردشگران؛
ناحیه مناسب و مقصد جذاب برای بازدید و سیاحت؛
راه و مسیر ارتباطی مناسب برای دسترسی گردشگر به منطقه؛
نظام‌های پشتیبانی و خدماتی برای یاری دادن به گردشگر در طول سفر و اقامت» (همان منبع: 71).
آرتور بورمن، گردشگری را مجموعه‌ مسافرت‌هایی که به منظور استراحت و تفریح و تجارت یا دیگر فعالیت‌های شغلی و یا اینکه به منظور شرکت در مراسم خاص انجام گیرد و غیبت شخص گردشگر از محل سکونت دائم خود در طی این مسافرت موقتی و گذرا می‌باشد میداند. بدیهی است کسانیکه اقدام به مسافرت‌های شغلی منظمی بین محل کار و زندگی خود می‌کنند مشمول این تعریف نمی‌شوند (دوهارباب و سیتومرانگ، 2012: 400).
از نظر پل روبر، گردشگری عمل مسافرت کردن و طی مسافت نمودن و رفتن به جایی غیر از مکان همیشگی و متعارف زندگی به منظور تفنن و لذت بردن است، حتی اگر این کار شامل یک جا‌به‌جایی کوچک باشد یا این که هدف اصلی از این جابه‌جایی غیر از تفنن و لذت بردن باشد (چامینوکا و همکاران، 2012: 169)
در مسابقاتی که اتحادیه بین‌المللی گردشگری برای به‌دست آوردن یک تعریف جامع از گردشگری گذاشته بود، تعریف زیر از میان تعاریف بدست آمده برگزیده شد که بر طبق این تعریف، گردشگری عبارت از مجموعه تغییرات مکانی انسانها و فعالیتهایی است که از آن منتج میشوند، این تغییرات خود ناشی از به واقعیت پیوستن خواستههایی است که انسان را به جابه‌جایی وادار میکند و بالقوه در هر شخص با شدت و ضعف متفاوت وجود دارند (رضوانی، 15: 1382)
در سال 1942 اقتصاددانان سوئیسی که بیشتر گردشگری را محور تحقیقات و مطالعات خود قرار داده بودند، تعریف نسبتاً بهتری ارایه کردند. به عقیده آنها گردشگری عبارت است از ظهور مجموعه روابطی که حول مسافرت و اقامت یک نفر غیربومی بدون اقامت و اشغال دائم در یک محل به وجود می‌آید. این تعریف مدتها از جانب انجمن بین‌المللی متخصصین علمی گردشگری مورد قبول قرار گرفت ( تقی‌زاده انصاری، 1381: 13).
سازمان جهانی گردشگری (WTO) در سال 1991، با همراهی دولت کانادا « کنفرانس بین‌المللی درباره مسافرت و آمارهای گردشگری» را در اتاوا تشکیل دادند که در زمینه واژگان، اصطلاحات و طبقه‌بندی آنها تصمیماتی گرفتند و توصیه‌هایی ارائه کردند و سازمان جهانی گردشگری این تعریف را از گردشگری ارائه کرد:
«کارهایی است که فرد در مسافرت و مکانی خارج از محیط عادی خود انجام می‌دهد این مسافرت بیش از یک سال طول نمی‌کشد و هدف، تفریح، تجارت یا فعالیت دیگر است» (حضوری، 15: 1381).
با توجه به کلیه تعاریف بالا می‌توان گفت گردشگری به مجموعه فعالیتهای اطلاق می‌شود که در جریان مسافرت به مقصد، اقامت، بازگشت و حتی یادآوری خاطرات آن نیز انجام می‌شود. همچنین شامل فعالیتهایی است که گردشگر به عنوان بخشی از سفر انجام می‌دهد، نظیر خرید کالاهای مختلف و تعامل میان میزبان و میهمان را نیز در بر میگیرد. به طور کلی می‌توان هرگونه فعالیت و فعل و انفعالی را که در جریان سفر یک سیاحتگر اتفاق می‌افتد گردشگری تلقی کرد.
2-3. انواع دیدگاه‌ها در باب گردشگریدر تکامل و توسعه فعالیتهای گردشگری، تاکنون چهار دیدگاه مطرح شده است:
1. دیدگاه حمایتی مثبت: در این دیدگاه، گردشگری به‌ مثابه یک صنعت مولد که یاری دهنده اقتصاد و توسعه کشورهاست، در نظر گرفته می‌شود. در دورانی که برای اغلب کشورها مسایل اقتصادی دارای اهمیت است و گردشگری عاملی در جذب منابع خارجی و افزایش قدرت ارزی به‌شمار می‌آید، این دیدگاه طرفداران بسیاری دارد. در این نگرش، جنبه‌های اقتصادی گردشگری بسیار با اهمیت تلقی می‌شود و سیاستگذاران، به نقش مهم آن در رفع مشکلات اقتصادی کشورها توجه می‌کنند. در دیدگاه حمایتی مثبت، دولت نباید در امور اجرایی توسعه گردشگری دخالت کند، بلکه نقش آن، تصویب و اتخاذ سیاست‌ها و قانون‌هایی است که از توسعه گردشگری حمایت می‌کنند. این دیدگاه در دهه 60 میلادی در غرب طرفداران بسیاری داشت.
2. دیدگاه نظارتی: در اواخر دهه 60 و نخستین سالهای دهه 70 میلادی، نظریات چپ‌گرا در تقابل با اندیشه توسعه آزاد گردشگری مطرح شد. آشکار شدن برخی از ضایعات گسترش گردشگری، به این دیدگاه قوت بخشید که باید از توسعه مهارگسیخته گردشگری با اهداف صرفاً اقتصادی، جلوگیری کرد. به همین سبب، نقش نظارتی دولت بسیار اهمیت یافت. طرفداران این دیدگاه معتقد بودند که توسعه گردشگری اگر همراه نظارت‌های دولت نباشد، با مبانی توسعه پایدار و حفظ منابع طبیعی، تاریخی، فرهنگی و انسانی کشورها مغایر خواهد بود.
3. دیدگاه سازگاری: در این دیدگاه، که در دهه 80 میلادی مطرح شد، تلویحاً دخالت دولت در فعالیت‌های گردشگری پذیرفته شده بود. براساس این نظریه، دولت‌ها می‌کوشیدند تا با انتخاب سیاستهای مناسب گردشگری برای کشور خود، نوعی سازگاری و تطبیق میان مصالح جمعی و توسعه گردشگری ایجاد کنند و به‌جای محدود ساختن گردشگری، توسعه آن را با مصالح و منافع کشور هماهنگ سازند. در این دیدگاه، توسعه پایدار گردشگری، راهنمای عمل مدیران بود و خط‌مشی‌های دولت نیز بر همین مبنا طراحی و اجرا می‌شد.
4. دیدگاه دانش‌مدار: در دیگاه دانش‌مدار که از دهه 80 میلادی به بعد شکل گرفت، رویکردهای علمی به گردشگری، جایگزین دیدگاه‌های صرفاً سیاسی و اقتصادی شد. در این دیدگاه، تصمیم‌های سیاسی درباره توسعه گردشگری، بر مبنای تحقیقات و پژوهش‌های علمی اتخاذ و خط‌مشی‌های منطقی، با توجه به ارزیابی علمی نتایج توسعه گردشگری، طراحی شدند. در دیدگاه دانش‌مدار، تاسیس دانشکده‌ها و پژوهشکده‌های گردشگری و توسعه تحقیقات گردشگری مورد تاکید قرار گرفت. بر اساس همین دیدگاه بود که رشته گردشگری به‌مثابه یک رشته مستقل علمی در جهان مطرح شد (وایور و لاوتون، 2007). 2-4. وضعیت گردشگری در ایران2-4-1. گردشگری در سال‌های پیش از انقلاب اسلامیاولین نهاد مربوط به فعالیت گردشگری در سال 1314 تحت عنوان «اداره جلب سیاحان خارجی و تبلیغات» در وزارت داخله آن دوران تاسیس شده بود. شانزده سال بعد یعنی در شهریور 1320، این اداره به شورای عالی جهانگردی تبدیل و در وزارت کشور متمرکز شد. مجدداً در فروردین 1342، سازمانی به‌نام سازمان جلب سیاحان وابسته به نخست‌وزیری تاسیس شد. اما تا پیش از پیدایش مدیریت جهانگردی و فرهنگ و هنر در سازمان برنامه و بودجه در سال 1347، هیچ موسسه یا سازمانی وجود نداشت که به برنامه‌ریزی مدون در امر گردشگری بپردازد.
کار مدون و برنامه‌ریزی شده در خصوص گردشگری، در چهارمین برنامه عمرانی (51-1346) برای اولین بار صورت گرفت. اگرچه برنامه چهارم در آن سالها به عنوان یک برنامه موفق در گردشگری ارزیابی شد و 80 درصد اهداف ورود گردشگر تحقق یافت، اما به علت عدم وجود اهداف مشخص در حوزه ایرانگردی و خاصه تجهیزات مربوط به خدمات گردشگری از جامعیت لازم برخوردار نبود (فرزین، 1382).
برنامه پنجم عمرانی (57-1352) با هدف کلان شناخت و معرفی فرهنگ ایران، ایجاد وسایل رفاه و تامین وسایل پذیرایی برای گردشگران داخلی و خارجی، آخرین برنامه عمرانی قبل از انقلاب اسلامی بود. در برنامه پنجم علاوه بر هدف‌گذاری گردشگران خارجی و ایرانگردی، برای افزایش انواع تاسیسات گردشگری به‌ ویژه ساخت هتل و میهمانسرا نیز هدف‌گذاری شده بود.
محورهای اساسی این دو برنامه را در خصوص گردشگری می‌توان به شرح زیر بیان کرد:
کسب وجهه بین‌المللی و ایجاد ساختار تشکیلاتی و نظام اجرایی جدید به ‌منظور اعمال مدیریت و هدایت فعالیتهای گردشگری؛
توسعه خدمات گردشگری از طریق مشارکت با شرکتهای بزرگ جهانی فعال در عرصه صنعت گردشگری؛
شناخت و معرفی جاذبه‌های گردشگری خاصه قطبهای منطقه‌ای گردشگری کشور؛
تشویق و ترغیب مردم برای مسافرت به کشورهای خارجی و صنعتی و آشنایی آنها با دستاوردها و تجربیات توسعه اقتصادی و اجتماعی کشورهای مذکور (همان منبع).
2-4-2. گردشگری بعد از انقلاب انقلاب اسلامیبعد از انقلاب اسلامی به دنبال تحولات فکری ـ فرهنگی که در کشور ایجاد شد، تغییر بنیادی نیز در ساختار، رویکرد و سیاستهای گردشگری کشور بوجود آمد. وزارت اطلاعات و گردشگری در سال 1357 به وزارت ارشاد ملی و سپس به وزارت ارشاد اسلامی تغییر نام یافت و حوزه معاونت گردشگری این وزارتخانه، سرپرستی امور گردشگری را بر عهده گرفت. به دنبال تشکیل وزارت ارشاد اسلامی، دفتر ایرانگردی و گردشگری در معاونت سیاحتی و زیارتی این وزارتخانه، به‌منظور ساماندهی و برنامه‌ریزی گردشگری، آموزش، درجه‌بندی، نظارت، نرخ‌گذاری تأسیسات اقامتی، برقراری ارتباط با ارگانها و سازمان‌های بین‌المللی گردشگری تشکیل گردید. این دفتر پس از مدتی برابر مصوّبه 21 آبان 1358 شورای انقلاب اسلامی با اهداف هماهنگی بین امور گردشگری، چهار شرکت سهامی (شرکت سهامی تأسیسات گردشگری ایران، شرکت سهامی گشتهای ایران، شرکت سهامی مرکز خانه‌های ایران و شرکت سهامی سازمان مراکز گردشگری) را درهم ادغام کرده و به نام مراکز ایرانگردی و گردشگری شروع به فعالیت کرد. این سازمان با خط‌مشی و اهدافی نو، فعالیت خود را با بهرهبرداری از 144 واحد پذیرایی، میهمانسرا، هتل و تأسیسات گردشگری در سراسر کشور آغاز نمود.
در سال 1356، وزارت فرهنگ و هنر با وزارت ارشاد اسلامی ادغام شد و وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی تشکیل گردید و فعالیتهای این سازمان نیز در وزارتخانۀ جدید به همان شکل قبلی خود ادامه پیدا کرد. در سال 1370 در سایه ایجاد فضای نو که پس از جنگ تحمیلی؛ کشور پیدا کرده بود به منظور توسعه صنعت گردشگری، ضمن تجدیدنظر در تشکیلات حوزۀ معاونت سیاحتی و زیارتی وزارتخانه، امور ایرانگردی و گردشگری بر عهدۀ واحدهای تابعه این مرکز، دفتر برنامه‌ریزی و امور فنی اداره کل نظارت بر خدمات سیاحتی و زیارتی، مرکز تحقیقات و مطالعات ایرانگردی و گردشگری و مرکز آموزش خدمات گردشگری گذاشته شد. در اجرای سیاست‌های دولت جمهوری اسلامی ایران به منظور توسعه فعالیتهای اقتصادی و کسب درآمدهای ارزی از منابع غیر نفتی با توجه به توان بالای کشور در زمینه جلب گردشگران خارجی، بازنگری در اهداف و وظایف، حوزه معاونت امور سیاحتی و زیارتی و سازمان مراکز ایرانگردی و گردشگری بوجود آمد و این دو بخش در سال 1367 در یکدیگر ادغام و سازمان ایرانگردی و گردشگری با عنوان یکی از سازمانهای تابع وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی تأسیس شد. این سازمان جدید فعالیت خود را مجزاتر و با استقلال بیشتری پیگیری کرد. نهایتاً در سال 1383 با پیشنهاد دولت و تصویب مجلس شورای اسلامی طرح ادغام دو سازمان ایرانگردی وگردشگری با سازمان میراث فرهنگی از وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی و منفک شدن آن و به عنوان یکی از سازمانهای زیر مجموعه ریاست جمهوری تحت عنوان سازمان میراث فرهنگی و گردشگری مورد موافقت و اجرا شد.
2-4-3. گردشگری در برنامه‌های توسعهپس از جنگ تحمیلی، ضرورت بازسازی کشور و برنامه‌ریزی اقتصادی– اجتماعی– فرهنگی سرلوحه برنامه‌های دولت قرار گرفت. یکی از بخشهایی که همواره مورد توجه برنامه‌های توسعه کشور با نقاط ضعف و قوت بوده؛ گردشگری، به‌خصوص گردشگری فرهنگی - مذهبی است. این رویکرد با توجه به ساختار سیاسی، اجتماعی– فرهنگی، تاریخ و تمدن دیرینه این مرزوبوم، منابع و اهمیت جاذبه‌های فرهنگی- مذهبی کشور، تبادلات فرهنگی- سیاسی، نیاز به ارز و ... بوده است. با این مقدمه به بررسی جایگاه گردشگری در برنامههای توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی می‌پردازیم:
2-4-3-1. برنامه اول توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (72-1368)سیاست‌های کلی این برنامه عبارت بود از:
- توسعه و تقویت برنامه‌های تبلیعاتی برای معرفی جاذبه‌های فرهنگی، تاریخی و طبیعی کشور؛
- برپایی کنفرانس‌ها، نمایشگاهها، جشنواره‌های فرهنگی هنری؛
- سرمایه‌گذاری در زمینه ایجاد واحدهای ارزان برای اقامت مسافران در جهت حمایت طبقات متوسط و کم‌ درآمد؛
- راه‌اندازی و توسعه تورهای داخلی؛
- تسهیل در ورود و خروج ایرانیان مقیم خارج؛
- راه‌اندازی تورهای مخصوص جانبازان و معلولان؛
- آموزش نیروی انسانی برای تربیت کادر متخصص؛
- همکاری با سازمانهای بین‌المللی و کشورهای پیشرفته برای کسب تجارب گردشگری؛
- توسعه، ارزیابی و نظارت بر فعالیتهای مراکز ایرانگردی در کشور؛
- ایجاد تسهیلات گمرکی و تسریع در تشریفات مرزی؛
- تشکیل شورای عالی ایرانگردی گردشگری؛
- شرکت فعال در نمایشگاه‌ها و مجامع بین‌المللی؛
- اقدام به تأسیس آموزشکده گردشگری و برگزاری دوره‌های آموزش مدیران؛
- اسکان زائران در مجتمع‌های مسکونی به‌منظور صرفه‌جویی؛
- تغییر روش در تدارکات به‌منظور صرفه‌جویی.
اهداف کمی برنامه:
- افزایش تعداد گردشگران خارجی به 318000 نفر؛
- افزایش تعداد ایرانیان که به خارج میروند به 830000 نفر؛
- حصول 450 میلیون دلار درآمد ارزی ناشی از ورود گردشگران خارجی؛
- تمشیت امور 800000 نفر زائر حج و 472000 نفر زائر سوریه؛


اهداف کیفی:
- شناساندن فرهنگ و تمدن ایرانی اسلامی به جهانیان و صدور انقلاب و آشنایی ایرانیان با تمدن سایر ملل؛
- ایجاد زمینه آشنایی مردم با نقاط مختلف کشور و تحکیم و جذب اقوام مختلف ایرانی؛
- افزایش درآمدهای ارزی کشور از طریق جدب گردشگران و سودآور نمودن واحدهای دولتی؛
- بهره‌برداری صحیح از تجهیزات و تأسیسات احداث شده و سایر سرمایه‌گذاری‌ها؛
- ایجاد زمینه مناسب برای سفر ایرانیان به خارج و بهبود و توسعه مشیت زائران حج و عتبات عالیات. (سازمان برنامه و بودجه، 1386).
2-4-3-2. برنامه دوم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (79-1374)برنامه دوم با یک سال تأخیر نسبت به برنامه اول شروع شد، در این برنامه سعی شد، ضعف‌ها و کاستی‌های برنامه اول نیز مرتفع گردد. با این دید، برنامه دوم تمهیداتی را نیز در جهت رشد و توسعه صنعت گردشگری در نظر گرفت. اعتبار در نظر گرفته شده برای صنعت گردشگری 5/991 میلیارد ریال بود که 85 درصد آن از اعتبارات جاری و 15 درصد آن مربوط به اعتبارات عمرانی در نظر گرفته شده است. در طی برنامه اعتبارات جاری 6/10 و اعتبارات عمرانی 30/10 درصد رشد را نشان می‌دهد (سازمان برنامه و بودجه، 1374).
عمده‌ترین خط‌مشی‌های برنامه دوم، ایجاد تمرکز در امر برنامه‌ریزی و سیاست‌گذاری امور ایرانگردی و گردشگری‌، تشویق بخش خصوصی به سرمایه گذاری‌، واگذاری طرحهای نیمه تمام به بخش خصوصی به منظور ارائه خدمات بهتر و توسعه و تقویت تبلیغات برای شناساندن فرهنگ و جاذبه‌های گردشگری کشور است.
بررسی نقاط قوت و ضعف برنامه دوم
نقاط قوت:
- حضور نسبتاً موفق در نمایشگاههای گردشگری خارج از کشور و برگزاری مطلوب نمایشهای گردشگری در داخل کشور؛
- ایجاد زمینه احیای قطب‌های سیاحتی کشور؛
- بازپس‌گیری و بازسازی تأسیسات اقامتی سازمان ایرانگردی و گردشگری؛
- بهبود و تمشیت امور زائران بیت‌الله الحرام و عتبات عالیات و زائرین سوریه؛
نقاط ضعف برنامه:
- ناتوانی در جذب و آموزش نیروی انسانی متخصص مورد نیاز؛
- ناتوانی در نگه داشتن سطح کیفی خدمات بخش گردشگری در حد استانداردهای بین‌المللی؛
- ناتوانی در جذب گردشگران کشورهای ثروتمند‌؛
عدم موفقیت در زمینه گردآوری اطلاعات و آمار مورد نیاز بخش‌؛
- ضعف در انجام تحقیقات و پژوهش‌های کاربردی؛
- کمبود مراکز اقامتی و پذیرایی مطلوب و وسائل حمل و نقل مناسب؛
- ضعف در هماهنگی بین دستگاه‌های اجرایی مؤثر در پژوهش؛
مهمترین عواملی که مانع تحقق کامل اهداف برنامه در ارتباط با افزایش ظرفیت مسافرپذیری شده است عبارتند از:
- فقدان انگیزه لازم برای سرمایه‌گذاری در ایجاد تأسیسات اقامتی با توجه به نرخ اشغال پائین واحدهای اقامتی، عدم اعطای بخشودگی مالیاتی به میزان مورد نیاز و عدم آزادسازی قیمت‌ها؛
- وجود مشکلات عدیده‌ای در پرداخت تسهیلات بانکی به نرخ صنعتی به متقاضیان‌؛
- عدم تکمیل به موقع پروژه‌های تأسیساتی؛
- تأخیر یا عدم بهره‌برداری از واحدهای تکمیل شده به دلیل عدم وجود بازده اقتصادی متناسب با هزینه‌های بهره‌برداری.
در حالی‌که نزدیک به 90 درصد از اهداف برنامه دوم در سال‌های 1376 تا 1378 در ارتباط با تعداد گردشگران ورودی تحقق یافته است، اما متوسط تحقق درآمدهای پیش‌بینی شده 9 درصد بوده است. ترکیب گردشگران ورودی به کشور، سهم اند ک گردشگران ورودی از کشورهای ثروتمند و کاهش متوسط گردشگران در کشور از مهمترین عواملی بوده‌اند که مانع تحقق اهداف برنامه در ارتباط با د رآمدهای ارزی حاصل از گردشگری شده‌اند.
2-4-4. برنامه سوم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (1383-1379)
برنامه سوم توسعه، اولویت دادن به بخش خصوصی و ایجاد فضای مناسب رقابتی و جلوگیری از رقابت غیر اصولی بخشهای دولتی از سیاست‌های اصلی اعلام و سازمان ایرانگردی و گردشگری و سازمان میراث فرهنگی را موظف به ارائه طرح حمایت و هدایت بخش خصوصی و غیردولتی جهت سرمایه‌گذاری دراحیاء بناها و بافت‌های تاریخی با مشارکت دولت نموده و یکسال پس از تصویب برنامه سوم به تصویب هیئت دولت برساند. خطوط کلی برنامه برای توسعه صنعت گردشگری در کشور در برنامه سوم توسعه عبارتند از:
- برنامه‌ریزی برای مشخص کردن اهداف برنامه و تعیین راهکارهای لازم؛
- شناخت کشورهای گردشگر فرست و برنامه‌ریزی برای جذب گردشگر؛
- ایجاد فرهنگ گردشگری در بین مردم و گشترش آن به مدارس و دانشگاهها؛
- اعطای تسهیلات مختلف در جهت توسعه گردشگری (سازمان برنامه و بودجه، 1379).
2-4-5. برنامه چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی (1388-1384)برنامه چهارم توسعه نسبت به سایر برنامه‌های قبلی توجه خاصی به گردشگری و میراث فرهنگی نموده است؛ چنانکه موضوع یکی از بخشهای ششگانه برنامه بخش چهارم (موضوع صیانت از هویت فرهنگ اسلامی- ایرانی)، فصل نهم، توسعه فرهنگی، مشتمل بر 15 ماده (118-104)، در فرازهای مختلف این بخش به کرات بر توسعه آموزش، حمایت، حفاظت، پایداری و مشارکت بخش خصوصی، تبادلات فرهنگی با تکیه به گردشگری فرهنگی و مذهبی تأکید شده است.
در بند 6 توسعه سند چشم انداز بیست ساله، اشاره می کند که هدف کشور، کسب جایگاه اول اقتصادی در سطح منطقه آسیای جنوبی و غربی، تکیه بر رشد مستمر اقتصادی، ارتقای نسبی در آمد سرانه ورسیدن به اشتغال کامل است.
بر اساس پیشبینیها در پایان برنامه ی هفتم توسعه، که مصادف با پایان سند چشمانداز بیست ساله است، ایران باید به سالانه 10 میلیاد دلار در آمد ارزی درسال دست یابد. این اهداف به عنوان اهداف کلی و بلند مدت سند جامع توسعه ملی گردشگری خواهند بود.
و نیز در قانون چهارم برنامه توسعه ی کشور در فصل هفتم توسعه فرهنگی ماده 114 اهداف ذیل در بخش میراث فرهنگی و گردشگری در نظر گرفته شده است:
اهتمام ملی در شناسایی، حفاظت، پژوهش، مرمت و احیاء و بهرهبرداری و معرفی میراث فرهنگی کشور؛
ارتقای توان گردشگری؛
تولید ثروت و اشتغال زایی؛
مبادلات فرهنگی با کشورهای جهان.
و برای رسیدن به این اهداف اقدام هایی چون، ایجاد صندوق احیای بهرهبرداری از بناها و اماکن تاریخی فرهنگی کشور، شناسایی و مستندسازی آثار تاریخی و فرهنگی، شناسایی و حمایت از میراث فرهنگی حوزهی فرهنگی ایران در کشورهای همسایه، تکمیل نظام جامع آماری گردشگری با نظارت و هدایت مرکز آمار ایران، ایجاد مراکز حفظ وآثار فرهنگ ایلی در شهرستانها و استانهای کشور از قبیل دهکدههای توریستی، موزه و نمایشگاه، تقویت پایههای آماری بخش ، ایجاد تنوع در محصولات گردشگری، توسط بخشهای مختلف و مسئول مورد نظارت و ارزیابی قرار میگیرند تا اقدامهای انجام شده اهداف را محقق سازد.
با اینحال، خطوط کلی برنامه چهارم راجع به توسعه گردشگری اینگونه تعیین شده است (روزنامه رسمی، قانون برنامه چهارم: 20-1):
الف- مکلف کردن دولت جهت رونق اقتصاد فرهنگی (ماده 104) از جمله، اصطلاح قوانین و موانع انحصاری، تصویب و ابلاغ استاندارد بهره‌مندی تقاضاهای فرهنگی، گردشگری نقاط مختلف کشور، توسعه ساختاری و استفاده از معافیتهای مالیاتی و ... است.
ب- مکلف کردن دولت جهت تعمیق ارزشها، باورها، فرهنگ معنویت و نیز حفظ هویت اسلامی– ایران، اعتلای معرفت دینی و توسعه فرهنگ قرآنی (ماده 106). در این زمینه اقداماتی همچون تهیه طرح جامع گسترش فضاهای مذهبی و مساجد با همکاری سازمان تبلیغات، اوقاف با همکاری سازمان میراث فرهنگی و گردشگری، تهیه طرح جامع و اجرای همگرایی مذاهب و گردشگری مذهبی در نظر گرفته شده است.
ج- دولت موظف است به منظور حفظ و شناساندن هویت تاریخی ایران (ماده 109) اقداماتی همچون حمایت از پژوهشهای علمی و بین‌رشته‌ای در زمینه ایران‌شناسی، تاریخ تمدن و نظایر آن، گردآوری و بررسی نظام‌یافته آداب و رسوم، فرهنگ ملی و بومی، شناسایی اصول و ضوابط شکل‌گیری معماری ایرانی اسلامی در شهرها و روستاهای کشور به عمل آورد.
د- مکلف کردن دولت به منظور ترویج فرهنگ صلح در سطوح بین‌المللی (ماده 110) که نیازمند اقداماتی همچون مشارکت نهادها، مجامع منطقه‌ای و بین‌الملی و نیز تبادل نظر متفکران و دانشمندان و نهادهای علمی- فرهنگی، اهتمام به معرفی جاذبه‌های فرهنگی- هنری ایران، عقد موافقت‌نامههای فرهنگی، منطقه‌ای، قارهای و بین‌المللی است.
ه- مکلف کردن دولت برای متجلی ساختن و توسعه مفاهیم و نهادهای هویت اسلامی و ایرانی در ساختار سیاسی، اقتصادی، اجتماعی و علمی و نیز تعامل اثربخش میان ایران فرهنگی، تاریخی، جغرافیایی و زبانی با رویکرد توسعه پایدار (ماده 113) که نیازمند اقداماتی نظیر اینهاست: طرح کاربرد نمادها، نشانه‌ها، آثار هنری ایرانی و اسلامی در معماری و شهرسازی و سیمای شهری، احداث موزه علوم و فناوری، پارک‌های علمی، موزه‌های فرهنگی تاریخی و ... استفاده از ظرفیت‌ها و مزیت‌های فرهنگی در تسهیل و بهبود روابط و مناسبات بین‌المللی که می‌توانند از یک درصد از اعتبارات خود برای احداث بناها و ساختمانهای خود برای طراحی، ساخت آثار هنری متناسب با فرهنگ دینی و ملی استفاده کنند.
و- مکلف کردن دولت برای اهتمام ملی در شناسایی، حفاظت، پژوهش، مرمت، احیاء، بهره‌برداری و معرفی میراث فرهنگی کشور و ارتقاء توان گردشگری، تولید ثروت و اشتغالزایی و مبادلات فرهنگی در کشور (ماده 114). اقداماتی همچون حمایت از مالکین آثار تاریخی- فرهنگی، ایجاد و توسعه موزه‌های پژوهشی و تخصصی وابسته به دستگاههای اجرایی، شناسایی و مستندسازی آثار تاریخی- فرهنگی در محدوده جغرافیایی اجرایی طرح، توسط دستگاه مجری با نظارت سازمان میراث فرهنگی و گردشگری، ایجاد و تجهیز پایگاههای میراث فرهنگی در آثار تاریخی مهم کشور و مقایسه اصلی مرتبط با موضوع میراث فرهنگی، شناسایی و حمایت از آثار فرهنگی تاریخی حوزه فرهنگی ایرانی موجود در کشورهای همسایه و منطقه، جلب مشارکت بخش خصوصی و تعاونی نسبت به صدور مجوز تأمین و فعالیت موزه‌های خصوصی و تخصصی و مؤسسات مشاوره و کارشناسی مرتبط با موضوع میراث فرهنگی و گردشگری، ارتقاء جایگاه بخش غیر دولتی و افزایش رقابت‌پذیری در صنعت گردشگری از طریق اصلاح قوانین و مقررات و ارائه تسهیلات و تهیه ضوابط حمایتی، تکمیل نظام جامع آمار گردشگری با نظارت و هدایت مرکز آمار ایران، به منظور حفظ آثار و فرهنگ سنتی، قومی، ایلی، ملی و ایجاد جاذبه برای توسعه صنعت گردشگری در کشور، در استانها و یا شهرستانها نسبت به ایجاد دهکده توریستی، مراکز اطراقهای تفریگاهی ایلی، موزه و نمایشگاه اقدام نماید (سازمان برنامه و بودجه، 1384).
2-5. عوامل موثر بر جذب گردشگری2-5-1. بازاریابی
بازاریابی در صنعت جهانگردی، پیشبینی کردن نیازها و درخواستهای متغیر گردشگران است که در آن رضایت مشتری به عنوان مهمترین اصل برای بازاریابان بایستی مورد توجه قرار گیرد. توجه به بازاریابی جهانگردی، بعد از جنگ دوم جهانی شروع گردید. بازاریابی و تحقیقات مربوط به آن در توسعه توریسم از امور بسیار مهم ضروری به شمار میرود. در اجرای این امر لازم است که آمار جهانگردان دقیقا مورد بررسی قرار گرفته و اثرات اقتصادی و مالی آن تجزیه و تحلیل گردیده و با توجه به نتایج به دست آمده، طرح ها و برنامههای لازم در جهت توسعه و تکامل جهانگردی پیریزی شود (ویرینگ و نایل، 2009: 180).
در مسائل مربوط به بازاریابی، باید انواع مسائل اجتماعی، فرهنگی، سیاسی و اقتصادی کشورهای مورد نظر و بازارهای صادر کننده جهانگرد، دقیقاً مورد توجه و بررسی قرار گیرند تا بتوان بر اساس آنچه به دست آمده است، برنامههای لازم را طرح ریزی نمود. در آغاز قرن جدید و در شرایطی که از ارتباطات به عنوان رکن پیوند دهنده جوامع، تکنولوژی و تمدن یاد میشود، بی شک تبلیغات به ویژه در حوزه صنعت نقشی پویا و ماندگار در ثبات این ارتباطات خواهد داشت. اگر گسترش رسانههای صوتی و تصویری از ابعاد ملی به فراملی و منطقهای به بینالمللی را مبنای این نگرش قرار دهیم، خواهیم دید که رؤیای دهکده جهانی در حال تبدیل به واقعیت است. بی تردید جنگهای آینده، فارغ از بکارگیری سلاحهای نظامی، جنگ تبلیغات خواهد بود که طلایههای این جنگ هماکنون در حال شکل گیری است. در بازاریابی علاوه برتنوع محصولات یک منطقه توریستی، باید به تنوع بازار نیز توجه شود. این دو موضوع با هم ارتباط نزدیکی دارند. متنوع ساختن محصولات و بازار عامل مهمی در دستیابی به یک بخش گردشگری متوازن است. بخشی که ظرفیت لازم را جهت جذب توریست در سراسر سال داشته باشد، از خدمات و تسهیلات گردشگری حداکثر بهرهبرداری را بنماید، در سراسر سال موجب رونق اشتغال و کسب درآمد باشد و بالاخره بطور مداوم سرمایهگذاری کند. ساختار کنونی بازار در اکثر مقاصد گردشگری به یک یا دو بازار اصلی محدود میشود واین بازارها هم شدیداً فصلی بوده و همواره دچار نوسان هستند. برای مثال، شهرهای زیارتی مشهد و قم یا مناطق ساحلی دریای خزر نمونهای بارز از اینگونه بازارها هستند. در نتیجه این شرایط بخش گردشگری از تعادل مطلوبی برخوردار نیست و نمیتواند در سراسر سال منبعی برای درآمد باشد. این وضعیت موجب تضعیف کلی بخش جهانگردی میشود وسبب میگردد که این بخش نتواند در حد لازم به تحقق اهداف توسعه اقتصادی و اجتماعی کمک کند. اگر ما به طور خلاصه و اجمالی بازاریابی را مدیریت فرایندی بدانیم که در آن تلاش میشود تا نیازها و احتیاجات جهانگردان به بهترین نحو ممکن شناسایی، پیشبینی و برای رضایتمندی مشتریان، تمرکز منابع صورت گیرد، به این نتیجه خواهیم رسید که شناخت و درک بازار و ویژگیهای جهانگردان، به عنوان اولین اصل و تمرکز و به کارگیری حداکثر منابع به عنوان دومین اصل، بنیانهای یک بازاریابی موفق را تشکیل میدهد. پنج اصل مهم که وجه تمایز میان بازاریابی خدمات و بازاریابی صنعتی یا فروش سریع کالای مصرفی هستند عبارتند از:
1- غیر ملموس بودن.

–28

تقدیم ویژه به
پدر و مادر عزیزم
3338195188595
فهرست مطالب
عنوانصفحه
چکیده1
فصل اول - کلیات پژوهش 2
مقدمه3
1-1) بیان مسأله پژوهش3
1-2) اهمیت و ضرورت انجام پژوهش5
1-3) اهداف پژوهش6
1-4) سوالات پژوهش6
1-5) فرضیه‏های پژوهش6
1-6) حدود تحقیق8
1-6-1) قلمرو مکانی8
1-6-2) قلمرو زمانی8
1-6-3) قلمرو موضوعی8
1-7) تعاریف مفهومی و عملیاتی متغیرها8
1-7-1) متغیر مستقل8
1-7-2) متغیرهای وابسته8
فصل دوم – ادبیات و پیشینه تحقیق10
مقدمه11
بخش اول- ساختار مالی11
2-1) تئوریهای ساختار سرمایه11
2-1-1) نظریه سنتی13
2-1-2) نظریه درآمد خالص14
2-1-3) نظریه درآمد خالص عملیاتی14
2-1-4) نظریه میلر و مودیلیانی15
2-1-4-1) بدون وجود مالیات16
2-1-4-2) با درنظر گرفتن مالیات16

فهرست مطالب
عنوانصفحه
2-1-5) تئوری سلسله مراتبی17
2-1-6) تئوری موازنه18
2-1-6-1) تئوری موازنه ایستا19
بخش دوم- فاکتورهای کلان اقتصادی20
2-2) تورم21
2-2-1) پیامدهای تورم22
2-2-2) آثار سیاسی و اجتماعی تورم22
2-2-3) اثر تورم بر سودآوری بانک‎ها22
2-3) نرخ ارز23
2-3-1) تغییرات نرخ ارز24
2-3-2) اثر نرخ ارز بر سودآوری بانک‎ها24
2-4) تولید ناخالص داخلی (GDP)25
2-4-1) تولید ناخالص داخلی واقعی در مقابل تولید ناخالص داخلی اسمی26
2-4-2) اثر GDP بر سودآوری بانک‎ها26
بخش سوم- معیارهای عملکرد بانک27
2-5) معیارهای سودآوری27
بخش چهارم- پیشینه پژوهش28
2-6) پژوهش‎های داخلی28
2-7) پژوهش‎های خارجی30
فصل سوم – روش شناسی پژوهش34
مقدمه35
3-1) روش پژوهش35
3-2) حدود زمانی و مکانی پژوهش 35

فهرست مطالب
عنوانصفحه
3-3) جامعه آماری36
3-4) روش نمونه‏گیری و حجم نمونه36
3-5) متغیرهای پژوهش36
3-6) روش جمع آوری اطلاعات39
3-7) آزمونها و روشهای آماری39
3-8) روش آزمون فرضیات....................................................................................................................42
3-8-1) آزمون پیش فرض استفاده از مدل رگرسیون.............................................................................43
3-8-1-1) آزمون مناسب بودن الگوی خطی و نداشتن نقاط نامربوط....................................................43
3-8-1-2) آزمون عدم خود همبستگی داده‌ها........................................................................................43
3-8-1-3) آزمون همسانی واریانس‌ها....................................................................................................43
فصل چهارم – تجزیه و تحلیل داده ها44
مقدمه45
4-1) آمار توصیفی داده‌ها45
4-2) آزمون نرمال بودن46
4-3) آزمون همبستگی متغیرها47
4-4) رگرسیون(بررسی مدل و آزمون فرضیات)48
4-4-1) آزمون دوربین واتسون مدلهای اول، دوم و سوم48
4-4-2) آزمون خطی بودن رابطه بین متغیرها49
4-4-3) آزمون ضرایب رگرسیون50
4-4-4) آزمون دوربین واتسون مدلهای چهارم، پنجم و ششم52
4-4-5) آزمون خطی بودن رابطه بین متغیرها (مدلهای چهارم، پنجم و ششم)52
4-4-6) آزمون ضرایب رگرسیون53
4-4-7) آزمون دوربین واتسون مدلهای هفتم، هشتم و نهم55
4-4-8) آزمون خطی بودن رابطه بین متغیرها (مدلهای هفتم، هشتم و نهم)55
4-4-9) آزمون ضرایب رگرسیون56
4-4-10) آزمون دوربین واتسون مدلهای دهم، یازدهم و دوازدهم58
فهرست مطالب
عنوانصفحه
4-4-11) آزمون خطی بودن رابطه بین متغیرها (مدلهای دهم، یازدهم و دوازدهم)59
4-4-12) آزمون ضرایب رگرسیون60
فصل پنجم - نتیجه گیری و پیشنهادات62
مقدمه63
5-1) خلاصه تحقیق63
5-1-1) فرضیهی اول64
5-1-2) فرضیهی دوم65
5-1-3) فرضیهی سوم66
5-1-4) فرضیهی چهارم67
5-1-5) فرضیهی پنجم67
5-1-6) فرضیهی ششم68
5-1-7) فرضیهی هفتم68
5-1-8) فرضیهی هشتم69
5-1-9) فرضیهی نهم69
5-1-10) فرضیهی دهم70
5-1-11) فرضیهی یازدهم71
5-1-12) فرضیهی دوازدهم71
5-3) نتیجه گیری و پیشنهادات72
5-3-1) پیشنهادات مبتنی بر فرضیات اول، دوم و سوم73
5-3-1) پیشنهادات مبتنی بر فرضیات چهارم، پنجم و ششم74
5-3-1) پیشنهادات مبتنی بر فرضیات هفتم، هشتم و نهم74
5-3-1) پیشنهادات مبتنی بر فرضیات دهم، یازدهم و دوازدهم74


5-4) محدودیتهای پژوهش75
5-5) پیشنهاد برای پژوهشهای آتی75
منابع77
چکیده انگلیسی106
فهرست جداول
عنوانصفحه
جدول 4-1- آمار توصیفی متغیر ها45
جدول 4-2- نتایج آزمون نرمال بودن46
جدول 4-3- ماتریس همبستگی متغیرهای مستقل و وابسته47
جدول 4-4- آزمون دوربین- واتسون مدلهای اول، دوم و سوم48
جدول 4-5- آنالیز واریانس مدل اول49
جدول 4-6- آنالیز واریانس مدل دوم49
جدول 4-7- آنالیز واریانس مدل سوم49
جدول 4-8- ضرایب رگرسیون مدل اول50
جدول 4-9- ضرایب رگرسیون مدل دوم50
جدول 4-10- ضرایب رگرسیون مدل سوم51
جدول 4-11- آزمون دوربین- واتسون مدلهای چهارم، پنجم و ششم52
جدول 4-12- آنالیز واریانس مدل چهارم52
جدول 4-13- آنالیز واریانس مدل پنجم52
جدول 4-14- آنالیز واریانس مدل ششم53
جدول 4-15- ضرایب رگرسیون مدل چهارم53
جدول 4-16- ضرایب رگرسیون مدل پنجم54
جدول 4-17- ضرایب رگرسیون مدل ششم54
جدول 4-18- آزمون دوربین- واتسون مدلهای هفتم، هشتم و نهم55
جدول 4-19- آنالیز واریانس مدل هفتم55
جدول 4-20- آنالیز واریانس مدل هشتم56
جدول 4-21- آنالیز واریانس مدل نهم56
جدول 4-22- ضرایب رگرسیون مدل هفتم56
جدول 4-23- ضرایب رگرسیون مدل هشتم57
جدول 4-24- ضرایب رگرسیون مدل نهم58
جدول 4-25- آزمون دوربین- واتسون مدلهای دهم، یازدهم و دوازدهم58
جدول 4-26- آنالیز واریانس مدل دهم59
جدول 4-27- آنالیز واریانس مدل یازدهم59
فهرست جداول
عنوانصفحه
جدول 4-28- آنالیز واریانس مدل دوازدهم59
جدول 4-29- ضرایب رگرسیون مدل دهم60
جدول 4-30- ضرایب رگرسیون مدل یازدهم60
جدول 4-31- ضرایب رگرسیون مدل دوازدهم61
جدول 5-1- خلاصه یافته‎های تحقیق64
پیوست- خروجی آمار81
چکیده
هدف تحقیق حاضر ارزیابی نقش فاکتورهای اقتصاد کلان و ساختار مالی بر عملکرد بانک‎های خصوصی ایران می‎باشد. معیار تبیین متغیر مستقل ساختار مالی، نسبت بدهی به کل دارایی‎های و متغیر مستقل فاکتورهای اقتصادی کلان شامل نرخ تورم(Inf) ، نرخ ارز(EX) و تولید ناخالص داخلی (GDP) بوده و معیار تبیین عملکرد بانک‎ها معیارهای سودآوری می‎باشند که شامل نرخ بازده دارایی‎ها (ROA)، نرخ بازده حقوق صاحبان سهام(ROE) و حاشیه بهره خالص (NIM) می‎باشد. لذا سوال اصلی تحقیق در راستای هدف اصلی تحقیق این است که آیا بین فاکتورهای اقتصاد کلان و ساختار مالی با عملکرد بانک‎های ایرانی رابطه معناداری وجود دارد؟ برای دستیابی به پاسخ سوال فوق از بین بانک‎هایی که در دوره‎های 1386 تا 1390 عضو بورس اوراق بهادار تهران بوده‎اند، 7 بانک بعنوان نمونه آماری انتخاب گردید. جهت بررسی آزمون معنادار بودن فرضیات، از توزیع فیشر (F) استفاده گردیده که نتایج بیانگر آن است که بین ساختار مالی و فاکتور اقتصادی GDP با عملکرد بانک‎های خصوصی رابطه معناداری وجود دارد در حالی که بین نرخ تورم و عملکرد بانک‎ها رابطه وجود نداشته است. همچنین نتایج نشان داده که بین نرخ ارز با حاشیه بهره خالص رابطه معناداری وجود دارد.
واژه‎های کلیدی: ساختار مالی، فاکتورهای اقتصادی کلان، عملکرد بانک
فصل1ول
کلیات تحقیق

مقدمه
اهمیت و حساسیت نظام بانکی در کل نظام اقتصادی و در تنظیم روابط و مناسبتهای پولی هر کشور از یک طرف و تأثیر بسزای آن در صحنه اقتصاد جهانی از طرف دیگر، باعث گردید تا صاحب‎نظران اقتصادی، بانکها را بعنوان یکی از عوامل مؤثر در توسعه اقتصادی و شکل‎گیری ظرفیت و توان تولید کشورها به حساب آوردند. بانکها به عنوان یکی از مهمترین ابزارهای اجرای سیاستهای پولی در سیستم اقتصادی محسوب می‎گردند و از آنجاییکه سودآوری از اهداف اساسی هر بنگاه تجاری می‎باشد، واحدهای تجاری بانکی نیز تلاش می‎کنند خود را در جهت رسیدن به اهداف برنامه‎ریزی شده به منظور نیل به بازدهی مورد انتظار و با توجه به اثرات چگونگی تعیین ساختار مالی خود و اثرات خارجی و غیر قابل کنترل اقتصادی گام بر دارند.
در این فصل به تشریح و بیان موضوع پژوهش، اهمیت، اهداف و مبانی اصلی پژوهش شامل سوالات، فرضیات، روش پژوهش و در انتهای فصل نیز برخی واژه‌های کلیدی و اختصاصی پژوهش بیان می‌شود.
بیان مسأله تحقیق
تغییرات اقتصادی در هر جامعه‎ای بخشهای مختلف فعال در آن را بطور مستقیم و غیرمستقیم تحت تأثیر قرار خواهد داد. عوامل گوناگونی درون این اقتصاد نقش اصلی را ایفا می‎کنند که می‎توانند بر کل سیستم تأثیرگذار باشند. از جمله این عوامل را می‎توان، بیکاری، نرخ تورم، تولید ناخالص داخلی (GDP)، نرخ ارز و قیمت نفت اشاره نمود که برآیند تغییرات در این عوامل در بخشهای مختلف اقتصاد قابل لمس می‎باشد. از سوی دیگر بانکها یکی از اصلی‎ترین فعالان بازار پولی و اقتصاد جامعه می‎باشند که به عنوان یک واسطه، منابع مالی مازاد را در قالب انواع سپرده جذب نموده و آنها را بصورت تسهیلات به متقاضیان دریافت منابع مالی، پرداخت می‎کنند و با توجه به اینکه تمامی این فعالیتها درون اقتصاد انجام می‎شوند از اینرو هرگونه تغییر در وضعیت اقتصاد می‎تواند بر آنها نیز تأثیرگذار باشد(کلانتری، 1390). از آنجائیکه سود نیروی حیاتی کسب و کار می‎باشد و بدون آن کسب وکارها قادر به ادامه حیات در بازار رقابتی نخواهند بود، از اینرو منجر به بقای کسب و کارها می‎گردد و رشد و توسعه اقتصاد ملی را دربر خواهد داشت. همچنین توانائی خلق سود بوسیله مدیریت کسب و کارها وابسته به مهارت و تجربه آنان و همچنین به درک فضای اقتصادی کشور در فعالیتها‎یشان می‎باشد.
منطبق بر تحقیقات گذشته در داخل و خارج از کشور در بخش بانکداری، ساختار مالی و متغیرهای اقتصاد کلان ثأثیر معناداری بر سودآوری بانکها داشته است. ساختار مالی به بکارگیری ترکیبات تأمین مالی از طریق بدهی و حقوق صاحبان سهام در عملیات شرکت اشاره دارد. نسبت‎های سودآوری شامل نرخ بازده دارایی‎ها (ROA)، حاشیه بهره خالص (NIM) و نرخ بازده صاحبان سهام (ROE) می‎باشند که همگی بوسیله بدهی که بعنوان اجزا کلیدی ساختار سرمایه می‎باشد، تأثیر می‎پذیرند. اینکه چه مقدار بدهی در عملیات بانکها نیاز می‎باشد زمانی مهم تلقی می‎گردد که بانکها اهرم مالی بالایی بواسطه جذب سپرده داشته باشند. بدهی منجر به تأمین مالی دارییهای بلندمدتی می‎گردد که منجر به درآمد شرکتها می‎گردد. بر اساس مطالعه بِراندِر و لویس (1986) و ماکسیموویچ (1986) بدهی بالای شرکت به منزله جسورانه بودن شرکت و منجر به افزایش بازدهی می‎گردد. این حاکی از آن است که شرکتهای بانکی با اهرم بالا با توجه به رقابت نامناسب و آسیب پذیری بواسطه هزینه قرض‎گیری بالا، در نرخ تورم بالا آسیب‎پذیرند. شارپ (1995) معتقد است که ماهیت چرخشی نیروی کار با اهرم مالی مرتبط می‎باشد و سودآوری مستمر یک شرکت بانکی تا حد زیادی به کیفیت مدیریت وابسته است و معتقد است که جهت فراهم آوردن فرصتهای بهتر آتی بهترین مدیران را انتخاب نمایید. این بدین معنی این است که بدهی های بالا ممکن است منجر به نقض مهارتهای تیم مدیریت امور بانک گردد و در نتیجه منجر به ناکارآمدی و سودآوری پایین گردد. نرخ بهره بالا اقتصاد منجر به دستیابی هزینه وام‎گیری می‎گردد که بر ساختار تأمین مالی بواسطه خالص درآمد بهره بانک افزایش می‎یابد.
منطبق بر مطالعات بیکِر و هو (2002)، یک رابطه مثبت بین سودآوری بانک و چرخه تجاری وجود دارد. سودآوری بانکها منجر به توسعه اقتصاد و کاهش بحران مالی می‎گردد. توسعه اقتصادی (GDP بالا)، منجر به ایجاد شغل و کاهش بیکاری می‎گردد. و این منجر به پس انداز بیشتر در بانکها می‎گردد. کسب کارهای از بانکهایی که سود خود را بیشتر از حاشیه درآمد خالص افزایش داده‎اند، وام می‎گیرند. در کشورهای با GDP پایین بیکاری افزایش یافته و نتیجه آن قرض‎گیری پایین و نرخ معوق بالا منجر به عملکرد پایین بانکها می‎گردد.
مقداری که تورم بر سودآوری بانکها تأثیر می‎گذارد به قابل پیش بینی بودن نوسانات آتی نرخ تورم بستگی دارد. چنانچه نرخ تورم قابل پیش بینی باشد، سود بانکهایی که بدرستی از طریق تعدیل نرخ بهره می‎گردد و درنتیجه درآمد افزایش می‎یابد. منطبق بر مطالعات بورک (1989)، مولینیوکس و دورنتون (1992) رابطه مثبت بین تورم و نرخهای بهره بلندمدت و عملکرد بانکها وجود دارد. گِرلاچ و همکاران (2003) به این نتیجه دست یافت که، تغییر در سودآوری بطور مستقیم با حاشیه بهره خالص مرتبط می‎باشد. با توجه به مفاهیم فوق در این تحقیق بدنبال آنیم که در بانکهای ایرانی، ساختار مالی و فاکتورهای اقتصادی کلان چه تأثیری بر عملکرد منطبق بر سودآوری بانکها دارد.
اهمیت و ضرورت انجام پژوهش
بانک‎ها به دو دلیل نقش مهمی در اقتصاد بازی می‎کنند؛ آنها به عنوان واسطه‎گران مالی، منابع مالی را فراهم می‎آورند و همچنین بر روی سپرده‎های بدهکاران کنترل دارند که این خود نشان‎دهنده بخش مهمی از حجم پول ملی می‎باشد. بررسی عملکرد مالی و نظارت بر وضعیت مالی بانک‎ها، برای سپرده‎گذاران، مالکان، سرمایه‎گذاران بالقوه، مدیران و البته تنظیم‎کنندگان بازار با اهمیت قلمداد می‎شود. امروزه هر گونه تحول در سیستم بانکی کشور می‎تواند تا حد زیادی بر فعالیت‎های تجاری کشور تأثیرگذار باشد. بطوری‎که بعد از ورود بانک‎های خصوصی شاهد تغییرات محسوسی در سیستم بانکی ایران بودیم. (کاویانی و همکاران، 1391). از اینرو امروزه بانک ها به عنوان مهم ترین عنصر بازار پولی نقش بسیار مهمی را در اقتصاد کشور ما ایفا می کنند. با گسترش بازارهای مالی، فعالیت بانکها و مؤسسات مالی ابعاد گسترده تری به خود گرفته و بدون شک توسعه اقتصادی بدون توجه به نقش بانکداری و بازارهای پولی امکان پذیر نیست. بانک‎ها اصلی ترین تأمین‎کننده منابع مالی بخش های واقعی اقتصاد (صنعت، کشاورزی و خدمات) محسوب شده و درکنار کارکرد اصلی خود، انگیزه اصلی بانکها در تجهیز و تخصیص بهینه منابع و ارائه خدمات متنوع به مشتریان، درآمدزایی وکسب سود همانند سایر مؤسسات اقتصادی می باشد. با عنایت به نقش ویژه و حساس بانک‎ها در نظام اقتصادی کشور، بروز هرگونه شوک، اختلال و یا ناکارآمدی در سیستم اقتصادی مستقیماً بر فعالیت بانکها و مؤسسات مالی تأثیر داشته و وقوع پدیده هایی نظیر تورم بالا و یا شوک و نوسانات قیمتی شدید در سایر بازارها مانند طلا و یا ارز به طور مستقیم و غیرمستقیم بر هزینه‎های عملیاتی و قیمت تمام شده پول و در نهایت سودآوری بانکها اثرگذار خواهد بود، ضمن آنکه به سبب وابستگی مالی بخش های تولیدی به این نهاد مهم اقتصادی، هرگونه ناکارآمدی و یا بروز بحران در سیستم بانکی می تواند بخش‎های مختلف اقتصاد را با معضلات زیادی مواجه نماید(کریم‎خانی و فراتی، 1391).
اهداف پژوهش
هدف از این تحقیق بررسی ساختار تأمین مالی بانکهای خصوصی ایران و فاکتورهای کلان اقتصادی و چگونگی ثاثیر گذاری آنان بر عملکرد مبتنی بر سودآوری می‎باشد که به شرح ذیل متمرکز است:
الف) شناسایی نوع رابطه بین ساختار مالی و سودآوری بانک های ایرانی
ب) شناسایی میزان اثرگذاری فاکتورهای اقتصادی کلان بر نرخ بازده دارییها، حاشیه بهره خالص و نرخ بازده حقوق صاحبان سهام
سؤالات پژوهش
الف) آیا بین ساختار مالی و سودآوری (ROA, ROE, NIM) بانک‎ها رابطه وجود دارد؟
ب) آیا بین نرخ تورم و سودآوری(ROA, ROE, NIM) بانک‎ها وجود رابطه دارد؟
ج) آیا بین نرخ ارز و سودآوری(ROA, ROE, NIM) بانک‎ها وجود رابطه دارد؟
د) آیا بین تولید ناخالص داخلی و سودآوری (ROA, ROE, NIM) بانک‎ها رابطه وجود دارد؟
فرضیه‏های پژوهش
فرضیه اول) بین ساختار مالی و نرخ بازده داراییها (ROA) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه دوم) بین ساختار مالی و نرخ بازده حقوق صاحبان سهام (ROE) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه سوم) بین ساختار مالی و حاشیه بهره خالص (NIM) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه چهارم) بین نرخ تورم و نرخ بازده داراییها (ROA) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه پنجم) بین نرخ تورم و نرخ بازده حقوق صاحبان سهام (ROE) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه ششم) بین نرخ تورم و حاشیه بهره خالص (NIM) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه هفتم) بین نرخ ارز و نرخ بازده داراییها (ROA) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه هشتم) بین نرخ ارز و نرخ بازده حقوق صاحبان سهام (ROE) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه نهم) بین نرخ ارز و حاشیه بهره خالص (NIM) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه دهم) بین تولید ناخالص داخلی و نرخ بازده داراییها (ROA) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه یازدهم) بین تولید ناخالص داخلی و نرخ بازده حقوق صاحبان سهام (ROE) بانک رابطه وجود دارد.
فرضیه دوازدهم) بین تولید ناخالص داخلی و حاشیه بهره خالص (NIM) بانک رابطه وجود دارد.
با توجه به مطالب یاد شده در مورد متغیرهای توضیحی، الگوهای تحقیق شامل الگوی مربوط به آزمون فرضیه اول تا دوازدهم، دوازده الگوی رگرسیون چند متغیره است که به طور کلی به صورت زیر نشان داده می‎شود:
ROA i,t = β0 + β1TDTA i,t + β2SIZE i,t+ β3SG i,t + ē i,t
ROE i,t = β0 + β1TDTA i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
NIM i,t = β0 + β1TDTA i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
ROA i,t = β0 + β1 Inf i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
ROE i,t = β0 + β1 Inf i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
NIM i,t = β0 + β1Inf i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
ROA i,t = β0 + β1ER i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
ROE i,t = β0 + β1ER i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
NIM i,t = β0 + β1ER i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
ROA i,t = β0 + β1GDP i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
ROE i,t = β0 + β1GDP i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
NIM i,t = β0 + β1 GDP i,t + β2SIZE i,t+β3SG i,t + ē i,t
که:
Yi,t شامل متغیرهای وابسته اعم از نرخ بازده دارایی‎ها (ROA)، نرخ بازده حقوق صاحبان سهام (ROE) و حاشیه بهره خالص (NIM) شرکت i در زمان t می‎باشد. که ROA از حاصل تقسیم سود خالص به داراییهای شرکت، ROE از تقسیم سود خالص به کل حقوق صاحبان سهام شرکت و NIM نیز از حاصل تقسیم سودخالص به فروش محاسبه می‎گردد.
TDTA نشان‎دهنده کل بدهی‎ها به کل داراییهای شرکت i در زمان t می‎باشد.
SIZE نشان‎دهنده اندازه شرکت i در زمان t می‎باشد.
SG i,t رشد فروش می‎باشد که نشان‎دهنده درصد تغییرات در خالص درآمد بهره می‎باشد.

حدود پژوهش
قلمرو مکانی پژوهش
بانکهای خصوصی پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
قلمرو زمانی پژوهش
قلمرو زمانی تحقیق بین سالهای 1386 تا 1390 می‎باشد.
قلمرو موضوعی پژوهش
موضوع این پژوهش، بررسی رابطه و همبستگی بین ساختار مالی و فکتورهای کلان اقتصادی با عملکرد بانکهای خصوصی پذیرفته شده بورس اوراق بهادار تهران می‌باشد.
تعاریف مفهومی و عملیاتی متغیرها
1-7-1) متغیرهای مستقل:
الف) نسبت بدهی: از تقسیم کل بدهی‎ها به کل دراییهای بانک محاسبه می‎گردد و بیانگر آنست که چه بخشی از داراییهای بانکی از بدهی تأمین مالی شده است:
TDTA=‎ بدهی‎ها کلدارایی کلب) فاکتورهای کلان اقتصادی که شامل:
نرخ تورم؛ تورم به معنی کشش (میل) مداوم افزایش سطح عمومی قیمت‌ها می‎باشد و نرخ تورم برابر است با تغییر در یک شاخص قیمت که معمولاً شاخص قیمت مصرف کننده است.
تولید ناخالص داخلی (GDP)؛ عبارت است از کل ارزش تولیدات کالاها و خدمات در یک کشور به قیمت بازار طی دوره یک زمان به خصوص (معمولاً یک سال) است.
نرخ ارز؛ ارزش هر یکای پول یک کشور (برای نمونه ریال ایران) به ازای پول خارجی را گویند، یا به بیان دیگر ارزش پول خارجی بر اساس واحد پول ملی را نشان می‌دهد.
1-7-2)متغیرهای وابسته
متغیرهای وابسته شامل نسبت‎های سودآوری ارزیابی عملکرد بانکی می‎باشند، که شامل:
ROA ؛از تقسیم سود خالص به دارایی‎ها شرکت محاسبه می‎گردد.
ROA=خالص سوددارایی کلROE ؛ از تقسیم سود خالص به کل حقوق صاحبان سهام شرکت محاسبه می‎گردد.
ROE=خالص سودسهام صاحبان حقوق NIM ؛از حاصل تقسیم تفاوت بین درآمد بهره ای و هزینه بهره ای به کل دارایی‎ها محاسبه می‎گردد.
NIM=‎بهره‎ای درآمد-بهره‎ای هزینهدارایی کل ساختار فصل‌های تحقیق
این تحقیق از پنج فصل تشکیل شده‎اند که عبارتند از: فصل اول: در این فصل جهت ارائه دید کلی به بیان اهمیت و ضرورت تحقیق، تعریف مساله، حدود و فرضیات پژوهش، اهداف می‌باشد.
فصل دوم: شامل ادبیات تحقیق و پیشینه تحقیق می‎باشد.
فصل سوم: اهداف، فرضیات، جامعه و نمونه آماری، متغیرهای تحقیق و نحوه محاسبه آن‌ها، روش‌های جمع‌آوری اطلاعات و آزمون فرضیات تشریح شده است.
فصل چهارم: مربوط به آزمون فرضیه در سطوح مختلف و تجزیه و تحلیل نتایج می‌باشد.
فصل پنجم: در ارتباط با نتایج تحقیق و پیشنهادات برای استفاده‌کنندگان و محققین آینده میباشد.
فصل دوم
ادبیات و پیشینه تحقیق
مقدمه
امروزه در حوزه مدیریت مالی، استفاده از تکنیکها، روشها و مدلهای علمی عموماً در جهت کمک به اتخاذ تصمیمات معقول در حیطه ی امور مالی شرکتها و سایر زمینه ها به شدت رواج پیدا کرده است و در این رابطه روشهای مختلف و متعددی در زمینه تأمین مالی، چگونگی سرمایه‎گذاری و بکار گیری وجوه، سیاست تقسیم سود، برنامه‎ریزیهای مالی و نقدینگی شرکت، ایجاد جریانهای نقدی و پیش بینی اثرات تأمین مالی در هر یک از موارد ذکر شده ابداع شده است. از آنجا که برای رشد شرکتها نیاز به منابع مالی می‎باشد، تصمیم‎گیری در خصوص استفاده از منابع مختلف مالی با توجه به اینکه این منابع همواره با محدودیت همراه است، مهم و با اهمیت تلقی می‎شود. بنابراین تعیین ساختار سرمایه مطلوب برای رشد شرکتها یکی از مهمترین مسائلی است که مدیران با آن روبرو می‎باشند و بر ارزش و عملکرد شرکتها تأثیر می‎گذارد.
بخش اول: ساختار مالی
تئوری های ساختار سرمایه، تعریف و مدلهای مربوط به آن
ساختار سرمایه به عنوان مهمترین پارامتر مؤثر بر ارزش‎گذاری شرکت ها و برای جهت گیری آنان در بازارهای سرمایه مطرح گردیده است. محیط متحول و متغیر کنونی، درجه‎بندی شرکت ها را از لحاظ اعتباری نیز تا حدودی به ساختار سرمایه آنان منوط ساخته است. این امر برنامه ریزی استراتژیک آنان را به انتخاب منابع مؤثر بر هدف حداکثر سازی ثروت سهامداران نزدیک کرده است (ستایش، غیوری مقدم، 1388) با توجه به اهمیت ساختار سرمایه در ابتدا نیاز داریم بدانیم که منظور از ساختار سرمایه چیست؟ بر این اساس برای ساختار سرمایه تعاریفی مختلفی ارائه شده است. هریک از تعاریف جنبه ای از روشهای تأمین مالی را به ساختار سرمایه اطلاق می‎کنند. کوپر(1983) ساختار سرمایه را«نسبت اوراق بلند مدت قدیمی‎تر(دارای رتبه بیشتر) به جمع سرمایه‎گذاری‎های مرتبط» می‎داند. بِلکویی(1999) ساختار سرمایه را ادعای کلی بر دارائیهای شرکت معرفی می‎کند. او ساختار سرمایه را شامل اوراق بهادار منتشر شده عمومی، سرمایه‎گذاری خصوصی، بدهی بانکی، بدهی تجاری، قراردادهای اجاره، بدهی های مالیاتی، بدهی حقوق بازنشستگی، پاداش معوق برای مدیریت و کارکنان، سپرده های حسن انجام کار، تضمین های کالا و دیگر بدهی های احتمالی می‎داند. تعریف دیگر از ساختار سرمایه شامل تصمیمات سرمایه‎گذاری شرکت، استفاده بهینه از اهرم، زمانبندی قیمت گذاری و همچنین تعیین سطح قابل قبول ریسک و نقدینگی است. بنابراین در یک عبارت ساده، ساختار سرمایه همان شکل چگونگی تأمین سرمایه است. تأمین سرمایه در خصوص تصمیماتی است که مربوط به مبلغ اوراق بهادار صادر شده می‎باشد در حالی که ساختار سرمایه به تصمیمات مربوط به صدور انواع اوراق بهادار اشاره دارد(رهنمای رودپشتی،1389). با توجه به تعاریف فوق سؤالاتی که این جا در رابطه با ساختار سرمایه مطرح می‎باشد این است که آیا واقعاً یک ساختار بهینه سرمایه وجود دارد؟ آیا شرکت می‎تواند با تغییر در ترکیب منابع مورد استفاده بر ارزش و هزینه سرمایه شرکت اثر بگذارند؟ البته تاکنون کسی نتوانسته است یک ساختار سرمایه بهینه ارائه نماید و تئوری های ارائه شده در این زمینه نیز، رفتار واقعی تأمین مالی شرکت ها را به طور واضح و روشن تبیین ننموده اند اما در عین حال، برای دستیابی به چنین الگویی تحقیقات و آزمون های زیادی انجام گرفته که نتایج آنها در خور و قابل توجه می‎باشد و تلاش ها همچنان ادامه دارد. در ارتباط با ساختار سرمایه، نظریه ها و مدلهای مختلفی ارائه گردیده که عبارتند از:
نظریه سنتی
نظریه درآمد خالص
نظریه درآمد خالص عملیاتی
نظریه مودیلیانی و میلر
تئوری موازنه(مبادله)
تئوری سلسله مراتبی(ترجیحی)
که دو نظریه اخیر جزء نظریه های نوین ساختار سرمایه محسوب می‎گردند. همچنین در چهار دیدگاه اول، مفروضات تسهیل کننده ای به شرح زیر را به کار می‎برند :
هیچ گونه مالیات بردرآمدی وجود ندارد.
سیاست تقسیم سود شرکت مبتنی بر این است که تمام سود را به صورت نقدی تقسیم کند.
هیچ گونه هزینه معاملاتی، وجود ندراد.
سود خالص قبل از بهره و مالیات شرکت ثابت است.
ریسک تجاری شرکت ثابت است.
منطق این فرضیات عبارتست از مجرد کردن سود، و برطرف کردن کامل اثرات مالیات، سیاست (خط مشی) تقسیم سود، ادراک مختلف درباره ریسک، رشد و نواقص بازار، به نحوی که اثر اهرم مالی بر هزینه سرمایه به وضوح مورد مطالعه قرار گیرد.
نظریه سنتی
این نظریه فرض را بر آن نهاده است که ساختار مطلوب سرمایه وجود دارد و می‎توان ارزش شرکت را از طریق استفاده فزاینده از اهرم افزایش داد(کنعانی امیری، 1384). در واقع این نظریه پیشنهاد می‎کند که شرکت می‎تواند هزینه سرمایه خود را از طریق افزایش میزان بدهی کاهش دهد .اگرچه سرمایه گذاران هزینه سهام عادی را افزایش می‎دهند، اما این افزایش توسط منافع حاصل از کاربرد بدهی ارزانتر خنثی می‎شود (در حالی که اهرم بیشتری بکار گرفته می‎شود). سرمایه گذاران هزینه سهام عادی را افزایش داده تا جائیکه دیگر این افزایش کاملاً با منافع بدهی ارزانتر خنثی نمی‎شود.
طرفداران این نظریه برای پشتیبانی از تئوری خود دو استدلال می‎آورند(جمالی، 1382):
سرمایه گذاران از ریسک مالی ایجاد شده به وسیله اهرم مالی در حد متوسط خوششان می‎آید. با این همه زمانی که بدهی خیلی زیاد شد متوجه ریسک می‎شوند، اگر چنین باشد سرمایه گذاران در حد متوسط بدهی، نرخ بازده کمتر از حدی که می‎بایست داشته باشند را قبول می‎کنند. البته این استدلال بسیار ساده لوحانه است چون در بازار سرمایه اطلاعات مربوط به شرکت ها به آسانی قابل دسترسی است و هم چنین سرمایه گذاران افراد منطقی هستند. برای هیچ ریسک نمی‎کنند و برای ریسک بالاتر انتظار بازده بیشتر دارند.
استدلال بعدی این است که ما منطق (M.M) را در بازار سرمایه کامل قبول می‎کنیم اما بازار واقعی ناکامل و ناقص است. این نقص موجب می‎شود که بعضی شرکت ها بتوانند با قرض گرفتن خدمات ارزشمندی به سرمایه گذاران خود بدهند، و موجب می‎شود که سهام اهرمی با قیمت بالاتری نسبت به قیمت آن در بازار سرمایه ناکامل معامله شود. فرض کنید که شرکت ها بتوانند بسیار ارزان تر از اشخاص قرض بگیرند، در این صورت افراد می‎توانند به جای قرض گرفتن با پرداخت مبلغ جزیی به شرکت، در میزان زیادی از سهام آن شریک شوند و از طریق آنها به وسیله شرکت به قیمت بسیار ارزان قرض بگیرند. بنابراین آنها قبول خواهند کرد که نرخ بازده کمتری، از حدی که بتواند ریسک تجاری و مالی آنها را جبران کند، بپذیرند. پس با افزایش بدهی، هزینه سرمایه شرکت پایین خواهد آمد. اما آیا این شرکت ها ارزان تر از اشخاص قرض می‎گیرند؟ مشکل است که چنین بگوییم زیرا نرخ های بهره برای رهن خانه با نرخ های بهره اوراق قرضه شرکت ها زیاد متفاوت نیست. یا نرخ وام های کارگزاران به خریداران سهام زیاد با نرخ های بهره که شرکت ها برای وام مالی کوتاه مدت خود به بانک می‎پردازند تفاوتی نمی‎کند.

نظریه درآمد خالص
طبق این نظریه که توسط دیوید دوراند پیشنهاد شده است، تصمیمات ساختار سرمایه با ارزش شرکت ارتباط دارد و نیز تغییر در ساختار سرمایه (اهرم مالی) منجر به تغییر در هزینه سرمایه کل و ارزش کل شرکت خواهد شد. بنابراین افزایش در درجه اهرم مالی باعث کاهش میانگین وزنی هزینه سرمایه کل و افزایش در ارزش کل شرکت و قیمت بازار سهام عادی می‎شود و بالعکس، کاهش در اهرم مالی باعث افزایش میانگین موزون هزینه سرمایه کل و کاهش ارزش کل شرکت و همچنین قیمت بازار سهام عادی خواهد شد (Duran, david,1959).
در این نظریه 3 فرضیه وجود دارد که عبارتند از :
هیچگونه مالیات بر درآمدی وجود ندارد.
هزینه بدهی کمتر از هزینه سرمایه است.
استفاده از بدهی ریسک سرمایه گذاران را تغییر نمی‎دهند.
در واقع با تغییر اهرم، در هزینه بدهی یا سرمایه تغییری حاصل نمی‎شود و استفاده بیشتر از بدهی (اهرم) باعث افزایش بازده و قیمت بازار سهام سهامداران عادی خواهد شد. طبق این نظریه اهرم مالی یک متغیر مهم در تصمیمات ساختار سرمایه یک شرکت می‎باشد و با یک ترکیب مناسب از بدهی و سرمایه، شرکت می‎تواند ساختار سرمایه بهینه ای را به دست آورد که ارزش شرکت را در بالاترین سطح و هزینه شرکت را در پایین ترین سطح قرار دهد. در این سطح قیمت بازار سهام نیز حداکثر می‎باشد (جمالی، 1382).
نظریه درآمد خالص عملیاتی
تئوری دیگر ساختار سرمایه که توسط دیوید دوراند پیشنهاد شده است، تئوری درآمد خالص عملیاتی می‎باشد. براساس این نظریه درجه اهرم مالی در تصمیمات ساختار سرمایه شرکت تأثیری ندارد و بنابراین هر گونه تغییری در اهرم اثری در ارزش شرکت و قیمت بازار سهام ندارد و علاوه بر آن هزینه سرمایه شرکت مستقل از اهرم می‎باشد و ارزش کلی شرکت تحت تأثیر ساختار سرمایه نیست. هزینه حقوق صاحبان سهام (Ke) با افزایش درجه اهرم افزایش می‎یابد و افزایش در اهرم باعث افزایش ریسک مالی سهامداران و در نتیجه موجب افزایش بازده سهامداران خواهد شد (کاویانی، 1390).
طبق این نظریه ارزش شرکت از ساختار سرمایه اش تأثیر نمی‎پذیرد و فرقی ندارد که چه درجه اهرمی را داریم چون ارزش شرکت و قیمت بازار سهام با تغییرات اهرم، تغییر نمی‎کند. طبق این نظریه هیچ ساختار مطلوب سرمایه‎ای وجود ندارد.

نظریه میلر و مودیلیانی
مودیلیانی و میلر (M.M) با پروژه - ریسرچمشهور خود در سال 1958 نظریه سنتی را رد کردند و معتقدند که هزینه سرمایه شرکت در تمامی سطوح استفاده از اهرم ثابت و بدون تغییر است و هر گونه تغییر در درجه اهرم مالی، تأثیری بر هزینه سرمایه شرکت ندارد.
به عبارت دیگر آنها می‎گویند بدون در نظر گرفتن تقسیم ساختار سرمایه یک شرکت بین بدهی و سهام عادی و یا سایر شیوه های تأمین مالی، ارزش شرکت ثابت خواهد بود (جمالی، 1382)، زیرا ارزش کل سرمایه‎گذاری های شرکت به سودآوری و ریسک آنها متکی است و به تغییرات ترکیب و بافت سرمایه شرکت متکی نخواهد بود و بدون توجه به نحوه تأمین مالی، ارزش شرکت ثابت و بدون تغییر باقی خواهد ماند.
M.M نظریه خود را بر فرضیات زیر بنا نهادند:
1- بازار سرمایه کامل است و اطلاعات بدون هیچ هزینه ای در اختیار سرمایه گذاران قرار می‎گیرد.
2- سرمایه گذاران می‎توانند به عمل آربیتراژ دست بزنند و عمل آربیتراژ عبارتست از جایگزین کردن استقراض شخصی سهامداران به جای استقراض شرکت های سهامی.
3- عدم وجود مالیات بر شرکت ها که، (M.M) بعداً آن را کنار گذاشتند.
4- ریسک تجاری شرکت را می‎توان به وسیله انحراف معیار سود قبل از بهره و مالیات اندازه گرفت و شرکت های که در یک سطح ریسک مشابه هستند را گروه بندی کرد.
5-جریان های نقدی، دائمی هستند. یعنی شرکت دارای نرخ رشد صفر است و درآمد (سود) قبل از بهره و مالیات قابل پیش بینی است.
بر اساس این نظریۀ ارزش شرکت از طریق دارایی‎های واقعی ( نه ترکیبی از اوراق بهادار انتشار یافته) تعیین می‎گردد. هرچند که این فرضیات نمی‎توانند در دنیای واقعی وجود داشته باشند، امّا تحقیقات زیادی این نظریۀ را تأیید نموده اند و تحت این فرضیات اثر ساختار سرمایه بر ارزش و عملکرد شرکت را نشان داده‎اند (Ibrahim,2009).
بدون وجود مالیات
M.M در نظریه اول خود (1958) استدلال می‎کند که با تغییر ساختار سرمایه نمی توان ارزش شرکت را بالا برد. به بیان دیگر، ارزش شرکت تحت ساختارهای سرمایه متفاوت، یکسان است. در واقع برای سهامداران یک ساختار سرمایه بهتر و یا یک ساختار سرمایه بدتر وجود ندارد.
M.M استدلال می کنند که نرخ بازده مورد انتظار برای سهام عادی شرکت اهرمی، با افزایش نسبت بدهی به سرمایه، افزایش می یابد و این به علت افزایش ریسک سرمایه در نتیجه افزایش اهرم می‎باشد.
یعنی، هزینه سرمایه برای شرکت اهرمی برابر است با:
هزینه سهام عادی شرکت غیر اهرمی در همان سطح ریسک تجاری بعلاوه صرف ریسک، به میزان تفاوت بین هزینه سهام عادی و هزینه وام برای یک شرکت در سطح اهرم به کار رفته.
با درنظر گرفتن مالیات
مودیلیانی و میلر در تحقیقات بعدی، مالیات را بر مدل خود افزودند، که در این حالت، ارزش شرکت به صورت زیر محاسبه می‎شود:

در نتیجه هزینه سرمایه شرکت اهرمی برابر می‎شود با : هزینه سرمایه شرکت غیر اهرمی در همان سطح ریسک تجاری بعلاوه صرف ریسکی، که به میزان اهرم و نرخ مالیات شرکت بستگی دارد. در این حالت با افزایش نسبت بدهی و در نتیجه افزایش مزایای صرفه جویی مالیاتی، ارزش کل شرکت افزایش می‎یابد.
در پیشنهاد دوم (M.M) هزینه موزون سرمایه شرکت دیگر ثابت نیست چون با افزایش نسبت بدهی و در نتیجه افزایش مزایای سپرده مالیاتی ارزش کل شرکت افزایش می‎یابد. بنابراین هزینه سرمایه کل شرکت با افزایش نسبت بدهی کاهش می‎یابد.
M.M با فرض وجود مالیات توجیه نمودند که شرکت ها برای حداکثر نمودن ارزش خود، باید به میزان صددرصد از بدهی استفاده نمایند تا مزایای مالیاتی بیشتری بدست آوردند.اما عواملی (نواقص) وجود دارند که بر تصمیمات ساختار سرمایه تأثیر می‎گذارند که در ادامه به چند نمونه از مهمترین آنها اشاره می‎شود.

تئوری سلسله مراتبی(ترجیحی)دو نفر از استادان مالی به نامهای بریلی و مایرز چنین اظهار نموده اند که در سایه تصمیمات مدبرانه ای که در زمینه سرمایه‎گذاری اتخاذ می‎گردد(و نه در سایه تصمیمات مدبرانه ای که در زمینه تأمین مالی گرفته می‎شود) می‎توان به پولهای زیادی دست یافت. تردیدی نیست که این نظریه نقش مهم "تأمین مالی" را انکار نمی‎کند بلکه اولویت و یا حق تقدم را به سرمایه‎گذاری می‎دهد تصمیمات مربوطه به تأمین مالی باید به گونه ای اتخاذ گردد که هماهنگ با استراتژی سرمایه‎گذاری شرکت باشد، نه برعکس(مختاری، 1380).
تئوری سلسله مراتبی جزء تئوریهای نوین ساختار سرمایه محسوب می‎گردد که توسط دونالدسون در سال 1962 ارائه شد. این تئوری بیان می‎کند که:
1) شرکتها تأمین مالی داخلی را به تأمین مالی ترجیح می‎دهند، همچنین بدهی را به حقوق صاحبان سهام ترجیح می‎دهند.
2) شرکتها سیاست تقسیم سود خود را بر اساس فرصت های سرمایه‎گذاری تدوین می‎کنند و از تغییرات ناگهانی در نسبت سود اجتناب می‎کنند.
3) خط مشی های ثابت تقسیم سود بعلاوه نوسانات غیر قابل پیش بینی در سودآوری و فرصتهای سرمایه‎گذاری موجب می‎شود که تأمین مالی از طریق وجوه نقد بدست آمده از عملیات عادی شرکت بعضی مواقع بیشتر از مخارج سرمایه باشد و بعضی وقتها کمتر؛ زمانیکه بیشتر است شرکتها بدهی های خود را بازپرداخت می‎کنند و یا در اوراق بهادار قابل معامله سرمایه‎گذاری می‎کنند و زمانیکه کمتر باشد شرکتها قرض می‎گیرند و یا اوراق بهادار خود را به فروش می‎رسانند. این سیاست به خاطر این است که شرکتها مخالف تغییرات عمده در تقسیم سود از سالی به سال دیگر باشند.
4) اگر تأمین مالی خارجی مورد نیاز باشد شرکتها در ابتدا اوراق بهادار کم ریسک تر منتشر می‎کنند یعنی آنها با بدهی شروع می‎کنند و در مرحله دوم آنها ممکن است از اوراق قرضه تبدیل استفاده کنند و در نهایت به عنوان آخرین چاره از سهام عادی منتشره استفاده می‎کنند (کاویانی، 1390).
مایرز و ماژلوف(1984) معتقدند که تئوری سلسله مراتبی تلاش در تشریح تصمیمات شرکتها در اولویت بندی تأمین مالی بصورت سلسله مراتبی را دارد. بر اساس این تئوری شرکتها تمایل دارند که وجوه داخلی را ابتدا خارج نمایند، ثانیاً از بدهی بدون ریسک (مطمئن) و نهایتاً از حقوق صاحبان سهام پر مخاطره که بعنوان منبع تأمین مالی خارجی می‎باشند، استفاده نمایند. تأمین مالی سلسله مراتبی وانمود می‎نماید که شرکتهائی که در تأمین مالی با کسری مواجه می‎شوند بایستی در آینده بسوی تئوری سلسله مراتبی گام بر می‎دارند (کاویانی، 1390).
دونالدسون در مورد این تئوری معتقد است که مدیریت، تأمین مالی داخلی (سود انباشته) را به دلیل کم هزینه بودن و سهولت تأمین مالی شرکت بر سایر منابع وجوه ترجیح می‎دهد. در حالیکه چنین تصمیمی می‎تواند با هدف حداکثر رساندن ارزش شرکت در تضاد باشد. زیرا در صورتی که هزینه بدهی کمتر از بازده بعد از مالیات سهامداران باشد، سهامداران ترجیح می‎دهند که شرکت به جای اندوخته نمودن سود، سود را تقسیم و نیاز مالی خود را از طریق وام تأمین نماید(کاویانی، 1390).
تئوری موازنه(مبادله)
تئوری موازنه در پی واکنش تئوری میلر و مودیلیانی ایجاد شده و منافع حاصل از تأمین مالی از طریق بدهی بواسطه صرفه جوئی مالیاتی می‎باشد (کاویانی، 1390) . بدهی منجر به افزایش مخارج بهره ای می‎شود و به موجب اهرم بالاتر صرفه جوئی مالیاتی افزایش می‎یابد. با این عمل ارزش شرکت افزایش می‎یابد(Graham, 2000).
از اینرو بر اساس تئوری موازنه، یک سطح بهینه از بدهی، ارزش شرکت را افزایش می‎دهد. زمانی ارزش شرکت افزایش می‎یابد که تئوری موازنه منافع بدهی را در مقابل هزینه نابسامانی مالی موازنه نماید. بطور طبیعی همه شرکتها مایلند که بین تأمین مالی داخلی و خارجی موازنه ایجاد نمایند(Frank and Goyal, 2007).
در تئوری موازنه شرکت ها ساختار سرمایه انتخابی خود را از طریق هزینه ها و منافع تأمین مالی اضافی از طریق بدهی را توازن می‎کنند. این هزینه ها عبارتند از صرفه جویی های مالیاتی ایجاد شده از طریق بهره، هزینه ورشکستگی مورد انتظار و هزینه های نمایندگی حاصل از بدهی و حقوق صاحبان سهام می‎باشد.
فرض ساختار سرمایه در تئوری موازنه اینست که شرکتها ترتیب تأمین مالی خود و همچنین ارزش فعلی صرفه جوئی مالیاتی ناشی از بهره را در برابر نابسامانی(مضیقه) مالی موازنه می‎کنند.
مایرز(1984) معتقد است که برای شرکتها پیروی از تئوری موازنه رضایتبخش می‎باشد و بایستی در نسبت بدهی هدف باشد و رفته رفته به آن سمت حرکت نماید. بنابراین، تحت تئوری موازنه، شرکتها در حال منحرف شدن از ساختار سرمایه می‎باشند و این بطور موقت و از طریق ماهیت گردش اقتصادی و برهم خوردن توازن بدهی و حقوق صاحبان سهام نسبت به دوره بلند مدت بهینه صورت می‎پذیرد (Feng et al, 2005). شرکتی که از سطح هدف بدهی خود منحرف شود، به تدریج از هدف(اهرم مالی بهینه) در تمامی زمان فاصله می‎گیرد(Frank and Goyal, 2007).
بطور واقعی مدل موازنه برای تعیین سطحی از بدهی در مقایسه با حقوق صاحبان سهام نمی‎باشد، بلکه فقط نشان‎دهنده وضعیتی می‎باشد که مدیران با بررسی آن قادر به تصمیم‎گیری می‎باشند. بر اساس این اصل ممکن است که اگر شرکتی به ریسک تجاری بالائی مواجه شود، در این حالت برای کاهش ریسک مجبور است که از بدهی کمتری استفاده نماید. این واقعیت بعنوان یک اصل وجود دارد که شامل تغییرات در هزینه های شرکت بواسطه نابسامانی مالی بوجود می‎آیند که این هزینه ها در شرکتها ریسک کننده بالاترمی‎باشد(Bellinetti, 2008).
مدل موازنه ایستا
مشهورترین مدل ساختار سرمایه تئوری، تئوری موازنه ایستا است. این مدل فرض می‎کند که شرکتها یک ترکیب مورد نظر از بدهی به حقوق صاحبان سهام دارند که ارزش شرکتها را به وسیله حداقل کردن هزینه هایی مثل مالیات، ورشکستگی و هزینه های نمایندگی حداکثر می‎کند. بر طبق این تئوری در ساختار سرمایه بهینه، نسبتهای ارزش دفتری بدهی باید همبستگی مثبتی با بازده داراییها (قبل از بهره و مالیات) داشته باشد(Drink Brounen & Piet M.A.Eichholtz,2001 )
این تئوری قادر نیست که ساختار سرمایه مطلوب را دقیقاً مشخص کند اما سه رهنمود را در تأمین مالی شرکتها ارائه می‎کند.
در شرایط مساوی شرکتهای پر ریسک باید کمتر استقراض کنند. اینجا ریسک به معنی نوسان‎پذیری ارزش بازار داراییهای شرکت است. هر چه نوسان پذیری بیشتر باشد، احتمال ناتوانی شرکت در پرداخت هر مقدار بدهی بیشتر خواهد بود. از آنجایی که هزینه مشکلات مالی به واسطه تهدید ناتوانی مالی یا ورشکستگی واقعی بوجود می‎آید، شرکتها باید قادر باشند وام بیشتری بگیرند تا صرفه جویی مالیاتی ناشی از آن، جبران هزینه‎های آشفتگی مالی را بنماید.
شرکتهایی که دارای داراییهایی هستند که بازار دست دوم فعالی دارند، باید نسبت به شرکتهایی که داراییهای نا مشهودند، بیشتر استقراض کنند. هزینه مورد انتظار مشکل مالی تنها به احتمال وقوع آن مشکل بستگی ندارد، بلکه به ارزش از دست رفته به واسته آن رویداد نیز متکی است برای دارایی‎های نا مشهود احتمال بیشتری وجود دارد که در شرایط وقوع مشکلات مالی ارزش خود را از دست بدهند.
شرکتهایی که در حال حاضر با یک نرخ بالا مالیات پرداخت می‎کنند و این مساله نیز در آینده ادامه خواهد داشت باید نسبت به شرکتهایی که در حال حاضر یا آینده مالیات کمتری می‎پردازند از بدهی بیشتری استفاده کنند. نرخ بالای مالیات شرکت موجب ایجاد صرفه جویی مالیاتی بهره می‎شود و بنابراین شرکتهایی که نرخ مالیات بالایی دارند، می‎توانند از بدهی بیشتری استفاده کنند و با ثبات نگه داشتن سایر عوامل این کار تا زمانی ادامه دهند که صرفه جویی مالیاتی آنها با هزینه های ورشکستگی و نمایندگی برابر شود. مطابق این مدل هر شرکت باید یک ساختار مطلوب را انتخاب کند که هزینه ها و منافع حاصل از بدهی را مساوی کند، زیرا چنین ساختاری ارزش شرکت را حداکثر خواهد کرد.
بدین جهت طبق این تئوری بیشتر شرکتهای سودآور در جستجوی حفظ نسبت بالاتر در ساختار سرمایه هستند. و لیکن مدارک تجربی دلالت بر عکس این موضوع دارند به عنوان مثال در تحقیقی که به وسیله باسکین برای پنجاه شرکت در طی دوره زمانی پنجاه سال انجام گرفت دلالت بر این دارد که بیشتر شرکتهای سودآور کمتر روی به بدهی می‎آورند.
بخش دوم: فاکتورهای اقتصاد کلان
در مطالعهی رفتار عوامل موثر بر بازار و لاجرم اقتصاد بازار، جستجوی متغیر یا متغیرهایی که بتواند ارتباط بخش مالی اقتصاد را با بخش حقیقی اقتصاد توضیح دهد، از اهمیت بسیاری برخوردار است. بازارهای پول و سرمایه به عنوان ارکان بخش مالی، وظیفهی تأمین منابع را برای بخش حقیقی اقتصاد بر عهده دارند. کارایی بخش مالی موجب تخصیص بهینه منابع کمیاب به فعالیتهای اقتصادی میشود. تخصیص بهینه منابع به نوبهی خود بهینگی پس‎انداز و سرمایهگذاری و به تبع رشد اقتصاد ملی، در حدودی نزدیک به ظرفیت های بالقوه اقتصاد را در پی دارد. اقتصاد دانانی نظیر گلداسمیت (1969)، میکنون (1973) و شاو (1973) بر این باور بودند که بازارهای مالی دارای نقش کلیدی در توسعه و رشد اقتصادی هستند. به اعتقاد آنان تفاوت در کمیت و کیفیت خدمات ارائه شده توسط موسسات مالی می‎تواند بخش مهمی از تفاوت در نرخ رشد بین کشورها را بازگو کند.
بورس اوراق بهادار ایران نیز در راستای سیاست های کلان اقتصادی دولت، پس از پایان جنگ و برای جلب مشارکت مردم در سرمایه‎گذاری و سوق دادن سرمایه های راکد و غیر مولد به سوی فعالیتهای مولد اقتصادی و تأمین نیازهای مالی بنگاههای تولیدی و به تبع آن تأمین کالاهای مورد نیاز جامعه، فعالیت دوبارهی خود را به شکل گستردهتری از سال 1369 آغاز کرد. از آن سال تاکنون به دلیل شرایط اقتصادی پس از جنگ و تأثیر تغییرات حاصل از متغیرهای کلان اقتصادی از جمله نرخ تورم، شاخص بازار سهام شاهد نوسانات زیادی بوده است. اولین دلیل برای انجام تحقیق در مورد تأثیر متغیرهای اقتصادی بر بازدهی سهام و به تبع شاخصهای سهام، این است که می‎تواند در پاسخگویی به سوال اصلی که شامل چگونگی قیمتگذاری سهام است، اثر گذار باشد. پاسخ به سوال مزبور می‎تواند بخش عمدهیی از نیاز سرمایهگذاران و سهامداران را برآورده سازد. تردیدی نیست که رفع این نیاز از طریق جهت گیری صحیح تحولات اقتصادی موجب رونق بازار سرمایه می‎شود، به گونهیی که عرضه و تقاضای وجوه در بازار کارامدتر از گذشته انجام میشود. پدیدهی توسعه سرمایه‎گذاری مالی (در مقابل سرمایه‎گذاری در دارایی های واقعی) از مشخصات اقتصادهای توسعه یافته است. توسعهی بازار سرمایه و موسسات مالی پیشرفته، خود موجب تسهیل سرمایهگذاری حقیقی میشود.
اعتقاد بر این است که قیمتهای سهام توسط برخی از متغیرهای کلان اقتصادی مانند نرخهای بهره، ارز، و تورم تعیین میشوند. چندین تحقیق انجام شد تا اثر نیروهای اقتصادی را بر بازدههای سهام در کشورهای مختلف نشان‎دهند. برای مثال، تئوری قیمت گذاری آربیتراژ توسط راس (1976) چن و همکاران (1986) برای تشریح تأثیر برخی از متغیرهای کلان اقتصادی بر روی بازدههای سهام در بازارهای سرمایه کشور آمریکا، مورد استفاده قرار گرفت. یافتههای آنان نشان داد که تولیدات صنعتی، تغییرات در صرف ریسک و تغییرات در ساختار دورهای، رابطهی مثبتی با بازدههای مورد انتظارسهام، داشتند. این در حالی بود که رابطهی نرخ تورم پیش بینی شده و پیش‎بینی نشده، با بازدههای سهام مورد انتظار، به طورمعنی داری منفی است.
تورم
تورم از نظر علم اقتصاد اشاره به افزایش سطح عمومی تولید پول، در آمدهای پولی و یا قیمت است. تورم عموماً به معنی افزایش غیرمتناسب سطح عمومی قیمت در نظر گرفته می‌شود. تورم، روند فزآینده و نامنظم افزایش قیمت‌ها در اقتصاد است. هر چند طبق تئوری‌های مختلف، تعاریف متفاوتی از تورم صورت می‌گیرد، اما، تمامی آنها به روند فزآینده و نامنظم افزایش در قیمت‌ها اشاره دارند. مفهوم امروزی تورم، در قرن نوزدهم میلادی متداول شد. قبل از آن، مفهوم دیگری از تورم وجود داشت که جهت نشان دادن افزایش حجم اسکناس‌های غیرقابل تبدیل به طلا به کار برده می‌شد .نرخ تورم برابر است با تغییر در یک شاخص قیمت که معمولاً شاخص قیمت مصرف کننده است. زمانی که اقتصاددانان درباره تورم صحبت می‌کنند، به رشد سطح عمومی قیمت‌ها اشاره دارند؛ تورم یعنی باید برای خرید کالاها و خدمات، پول بیشتری پرداخت شود. پاره‌ای دیگر از تعاریف، تورم را سیر تراکمی افزایش قیمت‌ها و برگشت ناپذیری آن تعریف کرده‌اند. صاحب‌نظران دیگری همچون ریمون بار، ژان مارشال و گونار میردال تورم را افزایش زیاد و مداوم قیمت‌ها تعریف کرده‌اند. اگر رشد دستمزدها با رشد بهره‌وری در اقتصاد یکسان باشد، تورم به وجود نخواهد آمد.
2-2-1) پیامدهای تورم
تورم از جمله پدیده‌هایی است که می‎تواند آثار و تبعاتی مثبت و منفی به دنبال داشته باشد و مهمترین اثر آن توزیعی است به نحوی که به نفع گروه‌های پردرآمد و به ضرر گروه‌های فقیر و کم‌درآمد و حقوق‌بگیر است. به عبارت دیگر تورم به افراد دارای درآمدهای پولی ثابت، ضرر می‌زند و از قدرت خرید آنان می‌کاهد و در مقابل، به نفع اغلب کسانی تمام می‌شود که درآمدهای پولی متغیر دارند. گزارش مرکز پژوهش‌های مجلس تصریح می‌کند: تورم همچنین هزینه‌های عمومی دولت را افزایش داده و در نتیجه دولت را مجبور به کسب درآمد بیش‌تر یا استقراض از بانک مرکزی می‌کند که در هر دو حالت ضربات جبران ناپذیری را به اقتصاد کشور وارد می‌کند. این گزارش در ادامه به طرح راهکارهای مبارزه با تورم پرداخته و تأکید می‌کند که حل معضل تورم در کشور کار خیلی پیچیده‌ای نیست و کافی است ریشه‌های تورم، که قابل شناسایی نیز هستند، به گونه‌ای از میان برداشته شوند.
2-2-2) آثار سیاسی و اجتماعی تورم
علاوه بر آثار اقتصادی، تورم بر ساختار اقتصاد و متغیرهای کلان اقتصادی تأثیرگذار است. تورم، در عصر حاضر، ابعاد اجتماعی و سیاسی گسترده‌ای پیدا کرده است. دلیل این مسئله، ارتباط تنگاتنگ تورم با زندگی افراد جامعه است. علاوه بر آن، ثبات سیاسی و اقتصادی یک کشور از طریق شاخص‌های متفاوتی سنجیده می‌شود که تورم از جمله آنهاست. شعار بسیاری از نامزدهای ریاست جمهوری در کشورهای در حال توسعه، کنترل و پایین آوردن روند رشد قیمت‌هاست. از این‌رو، تورم را می‎توان که یکی از پیچیده‌ترین، مهم‌ترین و حساس‌ترین مقولات اقتصادی و اجتماعی عصر حاضر دانست و بررسی و تحلیل آن، می‎تواند نقش بسزایی در تحلیل و تبیین مسائل اقتصادی داشته باشد.
2-2-3) اثر تورم بر سودآوری بانک‎ها
تورم افزایش مداوم و قابل ملاحظه در سطح عمومی قیمت کالاها و خدمات بدون هیچ‎گونه افزایش در سطح تولید می‎باشد. مقداری که تورم سودآوری بانک را تحت تأثیر قرار می‎دهد به تغییرات آتی تورم که آیا به طور کامل قابل پیش‎بینی باشد بستگی دارد،که این نیز به نوبه خود، به توانایی شرکت در پیش بینی دقیق تغییرات آتی متغیرهای کنترلی مربوطه وابسته است. نرخ تورم که به طور کامل پیش بینی شده باشد منجربه افزایش سود می‎گردد، بطوری‎که بانک‎ها می‎توانند نرخ های بهره را به جهت افزایش درآمد تعدیل نمایند. بعنوان مثال بورک (1989)، مولی نیوکس و تامتون (1992)، کونت و هویزینگا (1998)، به رابطه مثبت بین تورم و نرخ بهره بلندمدت با عملکرد بانک دست یافتند. از آنجایی‎که، تورم اثر مثبت بر سود بانکی دارد، پیشنهاد می‎شود بانک‎ها تغییرات آتی تورم را به درستی و بطور سریع نرخ بهره و حاشیه بهره را تعدیل نمایند.
لِوین، بوید و اِسمیت (2000)، هارون و آزمی (2004) در مطالعاتشان از تورم استفاده نمودند. تورم برROA و ROE تأثیر می‎گذارد. تورم فاکتور با اهیمتی است که می‎تواند هزینه ها و درآمد حاصل از بانک ها را تأثیرگذارد. اگر بانک ها پیش بینی تورم در بهترین نحو انجام دهند و سپس می‎توانند نرخ بهره را تعدیل نمایند که می‎تواند نرخ بازده خوبی از وام فراهم می‎آورد. تورم می‎تواند منجر به افزایش یا کاهش نرخ بهره گردد.
نرخ ارز
ارز به پول های رایج خارجی اطلاق می شود که از دیدگاه یک شهروند می توان آنها را براساس پول داخلی تعریف کرد .برای مثال در کشور ما ایران ارزهای مهم عبارتند از دلار آمریکا، یورو، پوند استرلینگ، فرانک سویس و ین ژاپن. اسکناس و سکه بخشی از پول یک کشور را تشکیل می‎دهد، لذا ارز فقط به اسکناس و مسکوک خارجی محدود نشده و چک بانکی، حواله، چک مسافرتی، سفته و برات را هم شامل می‎شود(پرهیزگار، 1388). نرخ ارز رابطه تبدیل پول داخلی (ریال ایران) به پول خارجی (دلار آمریکا) را بیان می‎کند. یعنی منظور از نرخ ارز قیمتی است که یک شهروند ایرانی در ازای دریافت یک واحد پول خارجی پرداخت می کند. در سیستم بانکی ایران طبق بندهای (الف) و(ز) ماده ۷ قانون پولی و بانکی کشور مصوب تیرماه۱۳۵۱ هجری شمسی کلیه ارزها قابل معامله نمی‎باشند. براساس این قانون ارزها بدو دسته تقسیم می‎شوند: ارز قابل معامله و ارز غیر قابل معامله.
ارز قابل معامله به ارزی گفته می شود که خرید و فروش آن در سیستم بانکی کشور مجاز می باشد. در صورتیکه بانک مرکزی ایران خرید و فروش ارزی را برای سیستم بانکی منع کند به چنین ارزی، ارز غیرقابل معامله می گویند. بنابراین از طریق معاملات ارزی، کشورها می توانند پولهای متعددی را با یکدیگر تبدیل و معامله کنند. نرخ ارز برای انجام معاملات ارزی در اکثر کشورها از جمله ایران به صورت مستقیم اعلام می‎شود. در این روش، ارز قابل معامله ثابت و پول ملی کشور مربوطه متغیر است .
اهمیت نرخ ارز و تغییرات آن از آنجا ناشی می شود که مهمترین کانال ارتباطی با اقتصاد خارجی از طریق نرخ ارز صورت می گیرد، زیرا در تجارت جهانی با توجه به رقابت شدید تولید کنندگان برای دست یافتن به بازارهای جدید، قیمت نهایی کالاها و خدمات ارائه شده یک عامل بسیار مهم درافزایش و یا کاهش صادرات و واردات یک کشور محسوب می‎شود. از آنجا که تغییرات نرخ برابری ارزها تغییرات قیمت نهائی کالاها و خدمات عرضه شده در بازار را به دنبال خواهند داشت. نوسانات ارزی نه تنها برای تولیدکنندگان بلکه برای مصرف کنندگان نیز حائز اهمیت می باشند (پرهیزگار، 1388).
2-3-1) تغییرات نرخ ارز
وضعیت مانده دارایی وبدهی های ارزی کشور در پایان یک سال (نسبت به ابتدای دوره) متأثر از مبادلات طی دوره و تغییرات برابری نرخ‎های متقابل اسعار (پول‌های بیگانه استعمال) در بازارهای مالی بین المللی می باشند .مبادلات تجاری ومالی طی دوره درقالب سرفصل های مختلف اقلام حساب جاری و حساب سرمایه تراز پرداختها ثبت می‎گردد. اما مقوله آثار تغییرات نرخ برابری اسعار بر ذخایر خارجی وتعهدات قطعی کشور نیز می باید محاسبه شده وخالص اثرات آن دراین سرفصل ثبت گردد.
به طور اساسی، نرخ واقعی ارز همان نرخ اسمی ارز می باشد که تورم در کشور داخل و نیز کشورهای خارجی مورد نظر را در خود دارد. اهمیت محاسبه این نرخ از آنجا ناشی می شود که نرخ واقعی ارز می تواند به عنوان شاخصی برای رقابت پذیری تجارت خارجی کشور در نظر گرفته شود. از آنجا که نرخ واقعی ارز اثرات قابل توجهی بر ترازنامه‎های بانک های مرکزی می‎گذارد، لذا نقش نرخ واقعی ارز در سیاستهای پولی برای بانکهای مرکزی اهمیت ویژه‎ای پیدا می‎کند. هر تغییر ولو اندکی در نرخ واقعی ارز موجب تأثیرپذیری در جریان های کوتاه مدت سرمایه می شود. همچنین، این نوسانات دارایی های خارجی بانک مرکزی را تحت تأثیر قرار می دهد. تغییر در ارزش دارایی های خارجی منجر به تغییر ارزش ارز در گردش در طرف بدهی‎های ترازنامه بانک مرکزی می شود که این خود بانک مرکزی را ملزم به اجرای مدیریت نوسانات نقدینگی در اقتصاد را از طریق بکارگیری ابزارهای سیاست پولی با هدف تثبیت قیمت‎ها می‎کند.
2-3-2) اثر نرخ ارز بر سودآوری بانک‎ها
نرخ ارز نقش حیاتی در سیستم اقتصاد جهانی ایفا می‎کند .نرخ ارز، ارزش یک ارز در قیاس با ارز دیگری است. صعود یا سقوط پول داخلی با ارزهای خارجی در نرخ ارز بازار آزاد بر عملکرد کسب و کار بطور مثبت یا منفی تأثیر می‎گذارد. به گفته شاپیرو (1974) و دوماس (1978)، تغییرات در نرخ ارز اثر منفی بر جریان‎های نقدی شرکتهای چندملیتی جریان های نقدی، سودآوری بنابراین بر ارزش بازار آن داشته است. بارتُف و باندِر(1994) نیز به همبستگی منفی و معناداری بین بازده غیرعادی شرکت های چند ملیتی ایالات متحده و تغییرات ارزش دلار دست یافتند که متناقض شواهد تجربی جورین (1990)، آمی‎هود (1993) و بیلی و چِونگ (1995) بوده است. آنهابه هیچ‎گونه رابطه معنادار بین نوسانات دلار و بازده سهام شرکت های چند ملیتی آمریکا دست نیافته بودند.
تولید ناخالص داخلی (GDP)
GDP رایج‎ترین ابزار اندازه‎گیری اقتصاد یک کشور می‎باشد. با مقایسه نتایج گزارش مربوط به نرخ ارز در دوره‎های پیشین، از آن جهت تعیین اینکه آیا کل اقتصاد در حال رشد یا کاهش است استفاده نمود.
بسیاری از اقتصادهای بزرگ جهان، GDP را به عنوان روش ارجع ارزیابی بازده اقتصادی به تصویب رسانده‎اند، از جمله ایالات متحده که گزارش تولید ناخالص ملی را به نفع تولید ناخالص داخلی در دِسامبر 1991 متوقف کرد.
GDP را می‎توان به عنوان ارزش کل همه کالاها و خدمات تولید شده در داخل مرزهای یک کشور بخصوص برای یک مدت زمان معین (معمولا 1 سال) دانست. هر چیز تولید شده در کشور بدون توجه به ملیت یا کارگران درگیر یا مالکیت شرکت های تولید کالا برای محاسبه تولید ناخالص داخلی استفاده می‎شود به طور خلاصه، اگر در درون مرزهای کشور تولید شده باشد، به عنوان بخشی از تولید ناخالص داخلی محاسبه می‎شود.
به طور کلی، افزایش در تولید ناخالص داخلی در سال جاری در مقایسه با سال قبل به عنوان یک شاخص مثبت ارزیابی می‎شود. به طور طبیعی این امر یعنی اینکه اگر ارزش تولید کشور افزایش داده شود، یک افزایش مشابه در نیروی کار و به احتمال زیاد به اشتغال بیشتر و درآمد بالاتر منتج می‎شود.
با این وجود یکسری کاستی ها در این فرض وجود دارد، چراکه کار داوطلبانه درمحاسبات اصلی تولید ناخالص داخلی لحاظ نمی‎شود .
2-4-1) تولید ناخالص داخلی واقعی در مقابل تولید ناخالص داخلی اسمی
هنگامی که ارزش کالا و خدمات در یک بازه زمانی با بازه زمانی دیگر مقایسه می‎شود، تغییرات در نرخ تورم می‎تواند به اختلاف بین نتایج چندگانه تولید ناخالص داخلی منجر شود. به منظور روشن شدن این مطلب که آیا تورم در آن لحاظ شده است یا نه، اقتصاددانان از واژه تولید ناخالص داخلی واقعی برای نشان دادن نتایج تولید ناخالص داخلی که بر اساس تورم تنظیم شده است استفاده می‎کنند. این مقداری می‎باشد که به بهترین وجه اقتصاددانان قادر می‎سازد که تعیین کنند که آیا اقتصاد در یک بازه زمانی افزایش داشته است یا کاهش. ارقام تولید ناخالص داخلی که با تورم تنظیم نشده اند، معمولا به عنوان میزان تولید ناخالص داخلی اسمی یا تولید ناخالص داخلی دلار رایج شناخته می‎شوند.
2-4-2) اثر GDP بر سودآوری بانک‎ها
رشد GDP به عنوان یک عامل خارجی ادواری می‎باشد که انتظار داریم تأثیر مثبتی بر سودآوری بانک داشته باشد. همانطوری که رشد GDP کُند، به ویژه در دوران رکود اقتصادی منجربه نابودی کیفیت اعتباری می‎گردد، و افزایش معوقات بانکی را دربر می‎گردد، در نتیجه بازده بانک کاهش می‎یابد. کونت و هویزینگا (1998)، و بیکر و هو (2002) به رابطه مثبت بین سودآوری بانک ها و چرخه تجاری دست یافتند. این بدان معناست که، اگر شرایط دیگر را برابر در نظر بگیریم، سودآوری بانک در طول دوره‎های رونق اقتصادی افزایش و در طول رکود اقتصادی کاهش می‎یابد.
اُهوموبهی (2008)، علی و همکاران (2011) معتقدند کهGDP بالا منجر به جذب سرمایه‎گذار برای سرمایه‎گذاری در کشور می‎شود که خود باعث افزایش کسب وکارهای بانکی می‎گردد و در وضعیت GDP پایین بازده بانک کاهش می‎دهد و برپرتفوی وام بانکها اثر می‎گذارد.

بخش سوم : معیارهای عملکرد بانک
معیارهای سودآوری
امروزه طیفهای مختلفی از نسبتهای مالی جهت ارزیابی عملکرد بانکها استفاده میکنند. در این فرآیند معیارهای مختلفی همچون: سود، نقدینگی، کیفیت دارائی، نگرش به ریسک، استراتژیهای مدیریت مدنظر قرار میگیرد .بنابراین نسبتهای مالی اغلب برای اندازهگیری سلامت بانک و کیفیت مدیریت مورد استفاده قرار می‎گیرند. معیارهای ارزیابی عملکرد سنتی ابزاهای مهمی برای ارزیابی شرکتها، کسب و کارها و سرمایه‎گذاری‎های انفرادی محسوب میشوند. ROA بازده شرکت را در ازای وجوه سرمایه‎گذاری شده مورد مقایسه قرار میدهد، در حالی‎که نرخ بازده حقوق صاحبان سهام (ROE) بازده بدست آمده از سرمایهِ سرمایه‎گذاری شده مالکان (سهامداران) را مورد ارزیابی قرار میدهد (صمدی لرگانی و کاویانی، 1391).
ROA در ارزیابی عملکرد بانکها نسبت به سایر نسبتها بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. این نرخ توانائی مدیریت در جذب سپردهها را از طریق یک هزینه معقول و سرمایهگذاری آن در یک مکان سودآور را نشان می‎دهد. معمولاً استفاده از ROA در شرکتهای کوچکی که مالکان کمی دارند مزیت میباشد، در حالیکه استفاده ازمعیار ROE در شرکتهای کوچک نسبت به ROA کمی فریبنده باشد.
همچنین ROE نسبتی است که بیشتر بانکها و شرکتها برای ارزیابی عملکرد مالی از آن استفاده مینمایند و روشی است که نه تنها به آسانی محاسبه میشود، بلکه با بکارگیری آن نمایه مناسبی از ROEهای آتی ارائه می‎کند. این معیار کمک میکند که بانکها با اندازه و ساختار متفاوت با یکدیگر مورد مقایسه قرارگیرند. از محدودیتهای ROE این است که ممکن است منجر به نتایج نادرستی به سبب اندازهی متفاوت شرکتها موجود گردد که این خود ریسک اعتباری ایجاد میکند. نهایتاً اینکه از ضعفهای آشکار این مفاهیم (ROA وROE ) اینست که مبتنی بر دادههای حسابداری میباشند و قادر به محاسبه عملکرد واقعی و ریسک شرکت نمیباشند و از این حیث شبیه هم میباشند. بعنوان مثال فرض کنید قصد مقایسه دو سرمایهگذاری با بازده مشابه‎ای از ROA و ROE را دارید. از آنجایی‎که بانکها ریسکگریزی را مبنای عمل قرار میدهند، ریسک کم سرمایهگذاری را ترجیح می‎دهند و برای ریسک بیشتر بازده بیشتری را خواهانند. بنابراین منطقی است که بازده با پذیرش ریسک مورد مقایسه قرار گیرد، در غیر اینصورت مقایسه عملکرد دو سرمایهگذاری عملی نیست. این معیارها در بخش بانکداری، شاخصهای عملکرد یکنواختی برای نظارت عملکرد مالی در حال تغییر میباشند، اما کاربرد سنجش و تفسیر تجزیه و تحلیل ارقام این شاخصها متفاوت از هم میباشد. بنابراین روش‎های زیادی برای ارزیابی عملکرد وجود دارند که هر کدام از آنها دارای ویژگیهای خاص خود می‎باشند(صمدی لرگانی و کاویانی، 1391).
حاشیه بهره خالص (NIM) از معیارهای ارزیابی عملکرد بانکی می‎باشد که از تقسیم نمودن تفاوت بین بهره‎ی دریافتی و بهره‎ی پرداختی به متوسط کل داراییهای سرمایه‎گذاری شده محاسبه می‎گردد.‎ NIM همیشه بصورت بازده بیان می‎شود. فرض کنید آقای رضایی 1,000,000 ریال از بانکی وام دریافت نموده است و از آن برای خرید اوراق قرضه شرکت آلفا اقدام نموده است. اوراق قرضه سالانه 5% بهره یا 50,000 ریال بهره پرداخت می‎کند و همچنین نرخ بهره وام 3% یا 30,000 ریال در سال می‎باشد. با استفاده از فرمول NIM، از مابه‎التفاوت بهره پرداختی و دریافتی که معادل 20,000 ریال می‎باشد و با تقسیم این رقم به مبلغ 1,000,000 ریال، NIM معادل 2% می‎باشد.
NIM مثبت بدین معنی است که دریافتی‎های حاصل از سرمایه‎گذاری بیش از هزینه‎های آن بوده است ، و عکس آن اینکه NIM منفی بدین معنی است که دریافتی‎های حاصل از سرمایه‎گذاری کمتر از هزینه‎های آن بوده است.
بخش چهارم : پیشینه پژوهش