همانگونه که قبلا هم عنوان شده است در این پژوهش از روش تحلیل محتوا برای جمع آوری داده ها استفاده شده است. ملاک بررسی میزان انطباق محتوی کتاب های فارسی دوره ی دوم ابتدایی (پایه های چهارم، پنجم و ششم) با اهاف برنامه ی درسی فارسی است. بدین منظور چک لیست هایی که در پیوست آمده است براساس مراحل حل مسأله تهیه شده و جدولهای محقق ساخته نیز براساس چک لیستها طراحی گردیده است.
۳-۵٫ روش تجزیه و تحلیل دادهها
روش شمارش در این تحقیق شمارش فراوانی واحد ثبت است. در چک لیست های محقق ساخته، فراوانیها ثبت گردیده و سپس در جداول محقق ساخته قرار گرفته است.در این پژوهش با توجه به پیشینه و اهداف پژوهش روش تحلیل محتوا روشی مناسب برای جمع آوری اطلاعات تشخیص داده شده است. و برطبق فرایند تحلیل محتوا روند پژوهشی به شرح زیر انجام شده است:در مرحله قبل از تحلیل محتوا، یعنی مراحل آمادهسازی و سازماندهی پژوهش، بعد از بیان مساله و ضرورت آن، بیان اهداف، سوالها و فرضیههای تحقیق و بررسی پیشینه تحقیق محتوای مرتبط با موضوع تحقیق مجموع کتابهای مورد پژوهش (کتابهای فارسی پایه چهارم،پنجم و ششم ابتدایی) انتخاب شده است. ملاکهایی که براساس آنها تفسیر نهایی صورت خواهد گرفت، کدگذاری و ردهبندی، حضور و غیاب مولفههای اهداف مورد نظر در این کتابها است به طوری که با مشاهده هر واحد تحلیل یک فراوانی برای آن درنظر گرفته شد.در مرحله بعدی که مرحلهی بررسی مواد میباشد، بعد از انتخاب واحدهای تحلیل که در این پژوهش (اهداف درس، تصاویر و… ) موجود در کتابها میباشند، به بررسی کلیه محتوای کتابها پرداخته شد. مولفهی مورد پژوهش و هستهی مرکزی کار اهداف کتابهای مذکور است که توسط شورای عالی آموزش و پرورش تدوین و تصویب شدهاند. سیستم شمارش در این پژوهش به این صورت است که با مشاهده هر واحد که بیانگر یکی از مولفههاو اهداف میباشد یک فراوانی برای آن درنظر گرفته شدوسپس میزان این فراوانیها به تفکیک در هر درس این کتابها مشخص شدند و با توجه به سوالها و اهداف تحقیق ، مجموع فراوانیها در جداول جداگانه برای تجزیه و تحلیل آماده شدهاند. در مرحله پردازش دادهها، از جداول آمار توصیفی برای نمایش فراوانیها بصورت خلاصه و سازمان داده شده استفاده شده است.
۳-۵-۱٫ اعتبار و پایایی[۵۹]
تحلیل محتوا باید از اعتبار و پایایی برخوردار باشد. برای افزایش اعتبار تحلیل محتوا، باید در اندیشه تعادل حقیقی بین محتوای مورد مطالعه و پرسشهای مطرح شده بود. (نایبی، ۱۳۸۶، ۳۲۲)
اعتبار محتوای یک آزمون معمولا” توسط افراد متخصص در موضوع مورد مطالعه تعیین می شود از این رو اعتبار محتوا به فضاوت داوران بستگی دارد. ( بازرگان، ۱۳۸۶، ص ۱۷۱)اساتید راهنما و مشاور و جمعی از دبیران علوم اجتماعی مراحل انجام شده را تأیید کردند.
” قابلیت پایائی ” که به آن قابلیت اعتماد نیز گفته می شود نشان می دهد که نتایج حاصل از ابزار اندازه گیری تا چه اندازه ثبات دارد. ( نوریان، ۱۳۸۷، ص ۹۴)این پژوهش یکبار بطور کامل انجام شده و بار دیگر پس از یکماه دوباره توسط محقق کد گذاری شده است.
۳-۵-۲٫ روش های آماری
چون از جامعه نمونه گیری صورت نگرفته است ، بنابراین همه جامعه مورد سرشماری قرار گرفته و از آمار توصیفی استفاده شده است که شامل فراوانی، درصد، جداول و نمودارهای آماری می باشد.ضمنا برای پاسخ پرسشهای تحقیق از آزمون خی دو دومتغیری و همچنین از آزمون کروسکال والیس بهره گرفته شد. .
فصل چهارم
تجزیه و تحلیل یافتههای تحقیق
مقدمه
به منظور بررسی میزان انطباق محتوای کتاب های فارسی دوره ی دوم ابتدایی (پایه های چهارم، پنجم، ششم) با اهداف برنامه ی درسی فارسی، ابتدا داده های جداول اهداف مربوط به هرپایه وارد نرم افزار SPSS گردید. سپس فراوانی مقوله ها در قالب جداول فراوانی ارائه شده اند. در نهایت به منظور پاسخ به پرسش های پژوهش و تحلیل محتوا از آمار استنباطی ( آزمون خی دو ۲ متغیری و آزمون کروسکال - والیس ) استفاده شده است.
۴-۱٫ ارائه توصیفی یافته ها
در این بخش ابتدا داده های خام حاصل از بررسی کتاب های فارسی دوره دوم ابتدایی ( چهارم، پنجم و ششم ) از منظر اهداف شناختی، عاطفی و روانی – حرکتی و همچنین موارد انطباق محتوای متن، تصویر و تمرین کتاب ها با هر یک از این اهداف، ارائه می شوند.
جدول ۴-۱ : داده های خام حاصل از بررسی کتاب فارسی پایه ی چهارم
| شماره درس | عنوان درس | اهداف | تحلیل اهداف براساس طبقه و حیطه | جمع | تحلیل اهداف بر اساس محتوا | جمع | ||||
| شناختی | عاطفی | روانی- حرکتی |
متن | تصویر | تمرین | |||||
| ۱ | از همه مهربان تر | ۱- شناخت خدا از طریق طبیعت | * | |||||||
۲-۹-۱-گونه های گردشگری با دوچرخه
الف) تعطیلات برای دوچرخه سواری[۶۰]
این گونه از گردشگری به زمانی اطلاق می شود که گردشگران چه داخلی و چه خارجی با هدف اصلی گردش با دوچرخه و دوچرخه سواری سفر می کنند که در اصطلاح “تعطیلات برای دوچرخه سواری” نامیده می شود. افرادی که طرفدار این گونه از گردشگری هستند اصطلاحاً “دلباختگان دوچرخه سواری” نامیده می شوند. این گونه از تعطیلات بستگی به طول مسافت های پیموده شده و زمان سپری شده دارای نام خاص خود هستند. در نوعی از تورهای گردشگری با دوچرخه که برای حداقل ۳ روز متوالی و ۲ شب انجام می شود اگر همه افراد روزها برای گردش بیرون رفته و چه گروهی و چه انفرادی گردش کنند و شب به مکان ثابتی برای شب مانی بازگردند گردشگری با مرکزیت یک مکان[۶۱] نامیده می شود. در نوع دیگری از همین گونه گردشگری افراد هر شب در مسیر گردش خود با دوچرخه در مکان جدیدی اقامت می کنند گردشگری چرخشی[۶۲] نامیده می شود. لازم به ذکر است که اغلب اینگونه تورهای گردشی درکشور هلند و دیگر کشورها برای گردشگران داخلی بصورت خوگردان برگزار می شود ولی برای گردشگران ورودی و افراد خارجی و ناآشنا توسط آژانس های گردشگری برنامه ریزی و اجرا می گردد. این گروه از افراد به لحاظ جمعیت شناختی افراد جوان و ماجراجو با تحصیلات بالایی هستند که هدفشان ماجراجویی، ورزش و حفظ سلامتی است. این افراد در طول روز مسافتی از ۶۵ تا ۱۰۰ کیلومتر را رکاب می زنند و سرعت متوسط آنها بین ۲۵ تا ۳۰ کیلومتر بر ساعت است. تعداد توقفهای اینگونه افراد به طور معمول کم است. (www.cycle .nl).
ب)دوچرخه سواری در تعطیلات[۶۳]
این گونه از گردشگری بدان معناست که افراد در حین گذراندن تعطیلات به دوچرخه سواری هم بپردازند که شامل گردشگری های روزانه با دوچرخه توسط گردشگران داخلی و خارجی می شود .این گونه از دوچرخه سواری در مسافت های کوتاه و بلند شرکت می کنند. افرادی که در این گونه از سفرها شرکت می کنند تقریبأ شامل کلیه گروه های سنی و جنسیتی می شوند و همچنین علاقه زیادی به انجام سفرهای خانوادگی دارند تقریبأ به طور منظم و متناوب درطول سال دوچرخه سواری می کنند. مسافت معمولی که در هر روز رکاب می زنند بین ۳۰ تا ۴۰ کیلومتر است و سرعت متوسط رکاب زدن ایشان هم بین ۲۰ تا ۲۵ کیومتر بر ساعت است. این گونه دوچرخه سواران معمولأًدر مکان های نزدیک محل سکونت شان در جاده های خلوت و به طور معمول بصورت گروهی با دوستان یا خانواده به گردشگری می پردازند. همچنین این گونه گردشگران برای سفرهای خارج از محل سکونتشان به طور حتم با برنامه ریزی قبلی و رزرو محلی برای اقامت اقدام می کنند و تمایل چندانی برای ماجراجویی و کمپینگ ندارند. هدف اصلی طرفداران این گونه گردش ها حفظ سلامت و تناسب اندام است (همان وب سایت).
ج)سفرهای روزانه با دوچرخه[۶۴]
این گونه از گردشگری شامل سفرهای روزانه با دوچرخه به خارج از محل اصلی سکونت فرد است. این سفرها که رکاب زدن از جلوی درب خانه تا مقصد و بازگشت دوباره از آنجا با دوچرخه را شامل می شود که در بعضی مواقع هم با حمل دوچرخه بوسیله خودرو یا قطار تا یک نقطه و استفاده از دوچرخه برای گردش در آن مکان را شامل می گردد. اینگونه از گردشگری در رده گردشگری با مسافت کوتاه طبقه بندی می شوند و شامل همه گروه های سنی از کودکان و دانش آموزان تا دانشجویان و کارمندان را شامل می شود که برای رفتن به سر محل کار و تحصیل از دوچرخه استفاده می کنند. مسافتی که به طور معمول توسط این افراد رکاب زده می شود بین ۱۰ تا ۲۰ کیلومتر در روز و با سرعت متوسط ۲۵ تا ۳۰ کیلومتر بر ساعت است. محل هایی با ترافیک کم، پارک ها و پردیس های دانشگاهی، باغ ها و مسیر های کنار جوی ها و رودخانه ها از مسیر های مورد علاقه این افراد برای رکاب زدن است. هدف این افراد از استفاده از دوچرخه به کارگرفتن دوچرخه به عنوان یک وسیله نقلیه سبک و ارزان با قابلیت مانوردهی در مکانهای شلوغ است که داشتن علاقه به دوچرخه سواری هم چاشنی اصلی آن است (پیتر[۶۵] و نیسوینبرنگن[۶۶]،۲۰۰۹،۸-۵).
د)رکاب زنی ورزشی همراه با رقابت[۶۷]
افرادی که به صورت حرفه ای از دوچرخه در مسیر های شهری و کوهستانی یا جنگلی و بیابانی استفاده می کنند و اغلب ازگروه های سنی جوان تا افراد بالغ هستند و بصورت متناوب و منظم با برنامه ریزی برای حفظ تناسب اندام خود دست به رکاب زنی می زنند شامل این گروه می شوند. طرفداران اصلی این نوع گردشگری اغلب جوانان ورزشکاری هستند که به صورت حرفه ای یا نیم حرفه ای به دوچرخه سواری می پردازند و برای تمرین و بالا بردن تناسب اندام و حفظ سلامتی و آمادگی جسمانی انگیزه بالایی هم دارند. میزان متوسط رکاب زنی این افراد در حدود ۱۰۰ تا ۱۶۰ کیلومتر در روز است که به صورت متناوب انجام می گردد اغلب به صورت تیمی و به همراه اعضای باشگاه و یا تنها با سرعت بالا با حالت همراه با رقابت و تمرین تکنیک های مسابقه ای همراه بوده، سرعت متوسطی بالغ بر ۳۰ تا ۴۵ کیلومتر در ساعت دارند و میزان توقف های ایشان برای استراحت کمتر است و از تجهیزات و دوچرخه های حرفه ای و گرانقیمت استفاده می کنند (استراتن,۲۰۰۹, ۱۸۵).
ه)گردشگری با دوچرخه به صورت همگانی[۶۸]
در این نوع گردشگری در ایام خاصی از سال و با اهداف خاصی که بیشتر جنبه های ورزشی، تبلیغاتی همراه با حامیان مالی و یا برای فرهنگ سازی به صورت سازمان دهی شده انجام می شوند. اغلب این گونه گردشگری به صورت خانوادگی، تیمی و گروهی انجام می شود که در غالب گردشگری های گروهی هم قابل دسته بندی می باشد (هینچ[۶۹]،هایمن[۷۰]،۲۰۰۱،۱۳).
در سال های اخیر بسیاری از کلوب ها و باشگاه ها و آژانس های گردشگری دست به طراحی تورهای گردشگری با دوچرخه کرده اند که در آنها چندین نوع فعالیت انجام می گردد که به ترتیب به صورت زیر می باشند:
الف)تورهای داخلی با دوچرخه[۷۱]:
این نوع تورها در داخل کشور انجام می شوند خواه در محل سکونت افراد، حومه آن یا در شهر یا استانی دیگر در همان کشور که ممکن است با حرکت با دوچرخه از مبدأ تا مقصد چه در مسافت های کوتاه و چه در طول مسافت های طولانی با دوچرخه انجام شود و یا آنکه با انتقال دوچرخه به منطقه ای خاص در محل مقصد یا در نزدیکی آن و انجام فعالیت های گردشگری با دوچرخه و انتقال دوباره دوچرخه ها به مبدأ با وسیله نقلیه دیگری انجام گردد. بسیاری از تورهای گردشگری ورزشی و گردشگری سبز و گردشگری برای اهداف سلامت و درمان از این گونه گردشگری را برای مشتاقان برگزار می کنند (قیومی،۱۳۸۹،۵۷).
ب)تورهای داخلی همراه با دوچرخه سواری[۷۲]:
در بعضی از این گونه تورها, گردشگران فقط بخشی از مسیر و مدت تور را در ناحیه ای خاص به دوچرخه سواری می پردازند. این نوع تورها برای بالا بردن میزان تنوع و ارضای حس هیجان طلبی افراد و ایجاد یک تجربه خاص و ناب گردشگری که در ذهن افرادی که در تور شرکت کرده اند به صورت داوطلبانه برای افرادی که مشتاقند تا بخشی از مسیر را در ناحیه ای مشخص با دوچرخه طی کنند دست به فراهم کردن دوچرخه و در اختیار قرار دادن دوچرخه برای این افراد می کنند. اغلب در تور های گردشگری اکو یا طبیعت گردی انتخاب چنین گزینه ای هم وجود دارد (همان،۱۳۸۹،۶۰).
ج)گردشگری خارجی با دوچرخه[۷۳]
انتقال افراد با دوچرخه به کشوری خارجی چه از مبدأ تا مقصد و چه به همراه بردن دوچرخه ها تا کشور مقصد با وسیله نقلیه دیگری یا تهیه دوچرخه برای افراد در کشور مقصد از مشخصات این نوع گردشگری است که مانند گردشگری داخلی یا با هدف خاص گردش با دوچرخه در طول کل مسیر صورت می پذیرد یا آنکه در بخش خاصی از مسیر فقط امکان استفاده از دوچرخه برای افراد وجود دارد.کشور هلند یکی از بهترین و امنترین مناطق گردشگری جهان است که امکانات و زیر ساخت های گردشگری با دوچرخه در تمامی نقاط شهری و روستایی آن وجود دارد و در کنار اغلب جاده های مواصلاتی آن هم مسیر ویژه گردشگری با دوچرخه نیز وجود دارد. در ایران هم در جزیره کیش و هم در شهر اصفهان مسیرهای گردشگری مخصوص دوچرخه سواری وجود دارند (استراتن[۷۴]،۲۰۰۹،۴۶).
۲-۹-۱-۱-ویژگی های عمومی گردشگران سایکل توریست
آنچه که در کل می توان برای تمامی انواع اشاره شده گردشگران دوچرخه سوار در بالا ادعا کرد آن است که این گونه از گردشگران به لحاظ روانشناختی در اصطلاح افرادی برونگرا[۷۵] و جسور هستند که تمایل زیادی به سفر به ناشناخته ها دارند و از خطر کردن و انجام فعالیت های گردشگری هیجان انگیز باکی ندارند. قدرت انعطاف پذیری بالای این گونه افراد به همراه حس کنجکاوی بالا به این افراد امکان اقامت در هر گونه فضای گردشگری با هر سطح کیفیتی و حس امتحان هر نوع غذای جدید را می دهد، این گونه گردشگران تمایل زیادی به دیگر انواع گردشگری های نوین همچون قایق سواری، کوه نوردی، گلف، اسکی، ورزش های هوایی، بانجی جامپینگ و راه پیمایی و کویر نوردی نیز دارند.این گونه از گردشگران دارای متوسط درآمدی بالاتری هستند و تمایل بیشتری برای اقامت های طولانی تر در مقاصد گردشگری و در حین سفر با دوچرخه هستند.
۲-۹-۲-عوامل موثر بر گردشگری با دوچرخه
ورود تعداد زیادی از جاذبه های جدید به بازار در حال وادار کردن تمام جاذبهها برای رقابت در این میدان نبرد برای جذب تعداد بیشتر گردشگر میباشند (کونکنیک[۷۶]، ۲۰۰۲). امروزه برای بررسی و امکان سنجی صرفه اقتصادی ایجاد جاذبه های جدید با تعریف یک سری از فاکتورها و پارامترهای کمی و کیفی قابل سنجش دست به بررسی میزان بازده و سود اقتصادی برای یک جاذبه پیش از طراحی و پیاده سازی آن زده می شود. از همین رو در اینجا عوامل قابل سنجش شش گانه ای که برای امکان سنجی پیاده سازی گردشگری با دوچرخه وجود دارد را مورد بحث و بررسی قرار می دهیم.
عوامل زیادی وجود دارد که میزان استفاده از دوچرخه را تحت تاثیر قرار می دهد. پارامترهایی همچون شکل دوچرخه، قابلیتهای انسانی، توپوگرافی منطقه، آب و هوای مساعد، ملاحظات شهری، ایمنی، امنیت، ملاحظات اجتماعی و عوامل اقتصادی درکاربرد دوچرخه تأثیر دارند. برخی از این عوامل بصورت کمی و برخی دیگر بصورت کیفی مطرح میشود. برای اینکه در یک کلان شهر، یک شبکه حمل ونقل یکپارچه دوچرخه سواری طراحی و پیاده سازی شود، لازم است تمامی معابر مستعد و دارای پتانسیل مسیر دوچرخه مورد ارزیابی قرار گیرد.معیارها و پارامترهای هندسی و فیزیکی مسیرهای دوچرخه (شامل شیب منطقه، عرض معبر، رویه مسیر، تعدادت قاطعها، حجم و سرعت ترافیک، حجم عبور عابر پیاده و یک طرفه بودن خیابانها) عمدتاً دارای مقادیرکمی بوده و پارامترهای شهرسازی(شامل وضوح، ایمنی و امنیت، کیفیت هوا، سرپناه، نگهداری و نظافت، جاذبه وتمایل) عمدتاً دارای مقادیرکیفی هستند (ملکی مختار آبادی،۱۳۸۷،۱۲).
مهمترین عواملی که سعی شده در سوالات طرح شده در پرسشنامه های این پژوهش مورد سنجش قرار گرفته اند شامل موارد زیر می باشند:
۲-۹-۲-۱-میزان احترام به حقوق دوچرخه سواران و پذیرش دوچرخه[۷۷]
میزان پذیرش یک اختراع یا یک پدیده همچون دوچرخه و دوچرخه سواری و مورد احترام و محبوب واقع شدن آن یک بحث پیچیده جامعه شناسی و اقتصادی است که دارای جوانب زیادی است. سنجش این عامل از طریق کسب اطلاعاتی در مورد شاخص هایی همچون شاخص مالکیت دوچرخه، عمر مفید و مانوردهی دوچرخه، نوع و تعداد دوچرخه، میزان استفاده در بعد زمانی، مکانی و مسافتی آن، میزان اهمیت دوچرخه، تعمیر و آماده به استفاده بودن دوچرخه، تناوب و استمرار استفاده از دوچرخه، هدف استفاده از دوچرخه، وجهه و پرستیژ اجتماعی دوچرخه، ارزش مادی و حمایتهای قانونی، تبلیغات و حمایت قانونی از حقوق دوچرخه سواران را شامل می گردد.امروزه در مدیریت ترافیک شهری، دوچرخه نقش مهمی دارد و در برخی شهرهای جهان، سهم مهمی از جابجایی های درون شهری توسط دوچرخه صورت می گیرد.کشورهایی مانند ژاپن و چین که استفاده از دوچرخه را در سالهای بین ۱۹۷۰تا ۱۹۸۰ آغاز کرده اند امروزه دوچرخه را به عنوان مهمترین وسیله حمل و نقل در جامعه شان اعلام می کنند. سنجش این پارامتر هم دارای ابعاد کمی و هم ابعاد کیفی است که در پرسشنامه انعکاس یافته اند و در فصل های پیش رو به بررسی اهمیت و تأثیرگذاری آن پرداخته خواهد شد (پوچر[۷۸] و بوهلر[۷۹]،۲۰۰۵،۱۴-۹).
۲-۹-۱-۲-مسیرهای دوچرخه و امکانات مورد نیاز[۸۰]
در برنامه ریزی های حمل و نقل درون شهری که هم ساز با محیط زیست تنظیم شده، سعی بر این بوده است که تا حد امکان با جانشین نمودن امکانات جابه جایی در سفرهای درون شهری، استفاده از اتومبیل شخصی را محدود نمایند. به عنوان مثال در سفرهای کوتاه مدت نظیر حد فاصل محل سکونت تا کاربری های خدمات اطراف را می توان از طریق پیاده روی، دوچرخه سواری و یا احیاناً اتوبوس طی کرد .ایجاد خطوط و مسیرهای ویژه دوچرخه سواری بر مبنای نحوه قرار گیری فضاها، معابری با پتانسیل بالا جهت مسیرهای ویژه نقش مهمی را در کاهش ترافیک شهری ایفا می کنند و از برخوردها و تصادفات احتمالی جلوگیری می کند.افزایش خطوط ویژه دوچرخه سواری و دسترسی به مسیرهای کوتاه، ایمن و مناسب، علاوه برافزایش استفاده شهروندان از دوچرخه، در کم کردن حجم ترافیک شهری تاثیرگذار است (ملک زاده ،۱۳۸۱،۲).
انواع مسیرهای دوچرخه[۸۱]
مسیر دوچرخه راه یا مسیر انحصاری[۸۲]
این مسیر مستقل و مجزا از مسیر سایر وسایط نقلیه موتوری می باشد و صرفاً برای تردد دوچرخه ایجاد می شود و عرض آنها معمولا بینm4/2 تاm6/3 می باشد. این مسیرها در منظر شهری بسیار حائز اهمیت هستند و در مناطق خارج از شهر که محدودیت مکانی وجود ندارد و امکان جداسازی ترددها فراهم است، احداث می شوند. اینگونه مسیر ها معمولأ همراه با پوشش گیاهی زیبا که هم نقش جداکننده و هم مانند سرپناه و سایه اندازی در مقابل تابش نور خورشید و کاهش شدت وزش باد و پوششی برای زمان بارندگی هستند در اصطلاح مسیر های “سبز راه”[۸۳] نامیده می شوند (ملکی مختار آبادی،۱۳۸۷،۱۳).
خط ویژه دوچرخه یا مسیرهای نیمه انحصاری
در شرایطی که حجم تردد دوچرخه کم و ایجاد دوچرخه راه با محدودیت مکانی مواجه باشد، از این مسیرها استفاده می کنند. این نوع مسیرها در مجاورت و به موازات نوار سواره رو احداث می شود و توسط موانع فیزیکی مانند اختلاف سطح، جدول گذاری و ایجاد دیواره و … جدا می گردند,عرض این معابر معمولا بین m5/1 تاm8/1 می باشد (همان،۱۸-۱۷).
مسیرهای مختلط یا جانبی[۸۴]
این نوع مسیرها به صورت مختلط برای تردد دوچرخه و وسایط نقلیه موتوری طراحی می شوند و عرض آنها معمولا بین m4/2 تاm6/2 می باشد. این مسیرهای جانبی در کنار مسیرهای اصلی از طریق کف سازی و علائم و تابلوهای جدا کننده مشخص می شوند (همان،۱۰).
مسیرهای مشترک پیاده رو و دوچرخه[۸۵]
در مواردی که حجم تردد اتومبیل ها نسبت به ظرفیت عملی خیابان زیاد باشد، یا عرض نوار سواره رو اجازه ندهد تا یک نوار اضافی برای تردد دوچرخه در جوار سواره رو احداث شود، یا به علت تردد وسایط نقلیه موتوری نتوانیم ایمنی دوچرخه سوار را تأمین کنیم و یا کاهش عرض سواره رو مقدور نباشد، استفاده مشترک عابر پیاده و دوچرخه سوار رخ می دهد و باید دقت داشت که حجم تردد آن دو نسبت به فضای تخصیص یافته کافی باشد. عرض این معابر در حدود m5/1 تاm8/1در صورت امکان است (همان،۶).
بهبود زیر ساخت های دوچرخه سواری در شکل مسیرهای ویژه دوچرخه و مسیرهای خط کشی – که درجه بالایی از جدایی از ترافیک موتوری را نشان می دهد- برای افزایش دوچرخه سواری میان گروه های مختلف جمعیتی اهمیت زیادی دارد (گلارید[۸۶]، ۲۰۰۷ ,۱).
سیستم های دوچرخه همگانی [۸۷]
اولین بار در سال ۱۹۶۵ سیستم استفاده عمومی رایگان از دوچرخه های همگانی در کشور هلند با نام Schimmelpennink"” یا دوچرخه های سفید اجرا گردید ولی این طرح به علت سرقت و خرابی دوچرخه هایی که جهت استفاده عمومی در سطح خیابان های شهر قرار داده شده بودند در فاز ابتدایی اجرایی با مشکلات زیادی همراه بود و بعدها برای کرایه دادن هر دوچرخه از افراد اسناد هویتی خواسته می شد تا از خسارت و دزدی جلوگیری شود.(www.holland.com)
درسالهای اخیر استفاده از دوچرخه های سلف سرویس یا کرایه ای در برخی شهرهای اروپا مانندکپنهاگ (با ۱۹۸کیلومتر سبز راه دوچرخه)، پاریس(با ۳۷۱ کیلومتر مسیر ویژه دوچرخه سواری )، آمستردام(دارای ۶۰۰ کیلومتر مسیر ویژه دوچرخه سواری)، مونترال(دارای ۲۴۰۰ کیلومتر مسیر دوچرخه سواری با ۱۳۴ میلیون دلار سرمایه گذاری) تجربه شده و در ژاپن، ایجاد مکان هایی برای تحویل دوچرخه رایگان به شهروندان و ساخت پارکینگهای مخصوص دوچرخه از سال ۱۹۷۳ آغاز شده است. راه اندازی و ساخت سیتم های خودکار مکانیزه و نیمه مکانیزه در مناطق شلوغ شهری و دادن دوچرخه های کرایه ای راه حل بسیار مناسبی برای رفع مشکلات ناشی از ترافیک به حساب می آید. حال به وجود آوردن این گونه امکانات به عنوان یکی از امکانات و جاذبه های گردشگری این امکان را برای گردشگران داخلی و خارجی ایجاد می کند تا برای گردش در فضاهای تاریخی و گردشگری شهر به راحتی و با خیال راحت با آزادی عمل بیشتری به بازدید و گردش چه بصورت گروهی و چه بصورت انفرادی حرکت کنند. وجود مسیرهای مخصوص دوچرخه در ایران هم به لحاظ قدمت و هم به لحاظ موقعیت استراتژیک که مراکز اصلی تجاری و گردشی و تاریخی شهر را به هم وصل می کند برگ برنده ایست که تا به حال از پتانسیل های آن به خوبی استفاده نگردیده است (پناهی،۱۳۸۹،۶۵).
سیستم های دوچرخه کرایه ای[۸۸]
در این سیستم دوچرخه هایی برای استفاده کاربران در فضاهای وسیع شهری همچون پارک ها و باغ وحش ها و میادین بزرگ ورزشی یا کمپینگ ها و مراکز تاریخی برای استفاده گردشگران با پرداخت مبلغی امکان پذیر است. روش های غیر نقدی همچون تهیه کارت اشتراک نیز به وجود آمده اند و افراد می توانند با توجه به میزان استفاده از دوچرخه با کارت های اعتباری خود از دوچرخه در جاهای مختلف استفاده کنند. قرار دادن دوچرخه های کرایه ای در جلوی درب هتل ها و امکان استفاده میهمانان هتل ها از دوچرخه ها و یا قرار دادن دوچرخه در محوطه های بزرگ باغ وحش ها و پارک های بزرگ و یا پارکینگ های خودرو به نحوی که فرد پس از پیاده شدن از خودرو بتواند بقیه مسیر را با دوچرخه طی کند از انواع دوچرخه های کرایه ای محسوب می شوند (همان,۵۶).
۲-۹-۱-۳-فرهنگ دوچرخه سواری و نوع کاربری دوچرخه[۸۹]
عوامل فرهنگی از عوامل مهم و تأثیرگذار در استفاده از دوچرخه به شمار می آیند.جواب این پرسش که: ((آیا استفاده از دوچرخه به عنوان رفتاری معمولی و پذیرفته شده در جامعه شهری مورد توجه قرار می گیرد یا نه)) ؟ می تواند بیانگر نگرش جامعه به استفاده از دوچرخه به عنوان وسیله نقلیه شهری باشد. فرهنگ دوچرخه سواری به معنای مد بودن استفاده از دوچرخه در یک جامعه است، جوامعه که میزان استفاده از دوچرخه در آنها در چرخه سیستم حمل و نقل شهری چیزی بالا تر از۳۰% راتشکیل می دهد را در اصطلاح جوامع دارای فرهنگ بالای استفاده از دوچرخه تلقی می کنند. برای مثال شاخص استفاده از دوچرخه در کشور های هلند و دانمارک به خصوص در شهرهای آمستردام و کوپنهاگ به ترتیب ۴۰% و ۳۷% است (مختاری ملک آبادی,۱۳۸۸, ۱۳).
۲-۱۳-۲- مسیرهای آپوپتوزی
ملکولهای متعددی در فرایند آپوپتوز درگیر هستند. تحریک ملکولهای پروآپوپتوزی و یا مهار فاکتورهای آنتی آپوپتوتیک بستگی به نوع سلول و محرک دارد. دو مسیر اصلی آپوپتوز، مسیر خارجی یا مسیر وابسته به گیرندههای مرگ و مسیر داخلی یا مسیر میتوکندریایی و یک مسیر فرعی آن، آپوپتوز غیر وابسته به کاسپاز-۳ میباشد .(Hashemi & Kroczak., 2005, Xu G & Shi Y., 2007)
در غشاء پلاسمایی اغلب سلولها گیرندههای مرگ وجود دارد. گیرندههای مرگ، اعضاء ابر خانواده گیرنده فاکتور نکروز دهنده میباشند. زمانی که این گیرندهها توسط لیگاندهای مربوطه تحریک میشوند، سبب فعال شدن کاسپازها و القاء آپوپتوز میگردند. ویژگی این ابر خانواده وجود توالی غنی از سیستئین در بخش خارج سلولی است. این گیرندهها در بخش سیتوپلاسمی خود دارای توالی به نام ناحیه مرگ بوده و ازاین رو در انتقال پیام آپوپتوزی به درون سلول شرکت مینمایند. شناختهترین گیرندههای مرگ عبارتند از :
Apo1, NFR1, TR2/Fas/CD95, R2-TRAIL/R1, DR5- TRAIL/DR4
تحریک گیرندههای مرگ توسط لیگاندهای مربوطه، منجر به تریمریزاسیون گیرنده و بهکار گیری پروتئینهای آداپتور میگردد. برای مثال لیگاند(CD95L) با گیرنده مربوط به خود(CD95R) میانکنش نموده باعث القاء تریمریزاسیون آن می شود. این عمل باعث تشکیل خوشه مرگ در ناحیه سیتوزولی گیرنده گردیده و باعث میشود که پروتئینهای آداپتور از قبیل FADD /Mort1 به آن متصل شوند. FADD دارای ناحیه مرگ(DD) در قسمت C ترمینال خود میباشد که این پروتئین را قادر میسازد تا به گیرنده تریمریزه شده از طریق میان کنش ناحیه مرگ- ناحیه مرگ متصل گردد. همچنین این پروتئین در ناحیه N- ترمینال دارای ناحیه موءثر مرگ (DED) میباشد که با ناحیه DED مشابه در پرودمین کاسپاز -۸ میانکنش می کند.
به این کمپلکس پروتئینها(مجموعه لیگاند گیرنده مرگ، مولکول آداپتور و پروکاسپاز) کمپلکس علامت دهنده القاء مرگ(DISC) گفته می شود. به این طریق پروکاسپاز-۸ به کاسپاز-۸ فعال تبدیل می شود. کاسپاز-۸ سبب فعال شدن کاسپازهای اجرایی شده و در نتیجه فرایند آپوپتوز صورت میگیرد(Delirezh, 2000).
۲- مسیر داخلی آپوپتوز یا مسیر میتوکندریایی
میتوکندری هم در حیات و هم در مرگ سلول دخالت دارد. این ارگانل انرژی سلول را به فرم ATP فراهم میسازد، هوموستاز داخل سلولی را در ارتباط با یونها و استرسهای اکسیداتیو حفظ مینماید. در پاسخ به سیگنالهای مرگ سلولی، نفوذپذیری غشاء خارجی میتوکندری سبب آزاد شدن مولکولهای پروآپوپتوتیک از قبیل فاکتور القاء کننده آپوپتوز (AIF) و سیتوکروم c، DIABL/ Smac و آندونوکلئاز G از فضای بین دو غشاء میتوکندری به داخل سیتوپلاسم می شود.(Adrain & Martin., 2001)
DIABLO/Smac اثر آنتاگونیستی روی مهار کنندگان کاسپاز دارد. فاکتور القاء کننده آپوپتوز(AIF) یک فلاوپروتئین ۵۷ کیلودالتونی است که در حالت طبیعی نقش آنتیاکسیدانی در میتوکندری برعهده دارد. بیان شده است که AIF آزاد شده از میتوکندری در طی روند آپوپتوز سبب آسیب به DNA هستهای در مسیر مستقل از کاسپاز می شود(Du et al., 2000).
به نظر میرسد که آزاد شدن سیتوکروم c یک واقعه معمول درآپوپتوز است و مکانیسمی که آزاد شدن آن را کنترل می کند در دست بررسی است. مکانیسمهای احتمالی شامل باز شدن منفذ انتقال نفوذپذیری میتوکندریایی، وجود کانال اختصاصی برای سیتوکرومc در غشاء خارجی میتوکندری و یا تورم و پاره شدن شدن غشاء خارجی میتوکندری بدون از دست دادن پتانسیل غشائی میباشد. ۱-Apaf در حالت عادی در سلول به صورت بی اثر و غیر فعال حضور داشته و در پروسه آپوپتوز به سبب رهایی سیتوکروم c از میتوکندری فعال میگردد. این پروتئین در ناحیه انتهای آمینی دارای دومینCARD و در انتهای کربوکسیلی دارای چندین بخش تکراری از موتیف ۴۰ – WDمیباشد. برای فعال شدن پروتئین ۱-Apaf ایجاد میان کنش بین این پروتئین و سیتوکروم c ضروری است(Hengartner., 2000).
با مکانیسمی که به درستی مشخص نیست، سیتوکروم c و ATP/dATP باعث الیگومریزه شدن ۱-Apaf میگردند. توالی CARD پروکاسپاز-۹ با نسبت یک به یک به ناحیه CARD در ۱-Apaf متصل گشته و سبب فعال شدن کاسپاز-۹ می شود، کاسپاز-۹ فعال سبب فعال شدن کاسپازهای اجرایی از قبیل کاسپاز ۳ و ۷ می شود. مجموعه پروتئین ۱-Apaf، سیتوکروم c و پروکاسپاز -۹ را آپوپتوزوم مینامند. در مسیر داخلی یا مسیر میتوکندریایی کاسپاز آغازگر کاسپاز-۹ میباشد. کاسپاز-۹ سبب فعال شدن کاسپاز های اجرایی (کاسپاز۳، ۶ و۷) میگردد و در نتیجه کاسپازهای اجرایی روی سوبستراهای خود عمل مینمایند و فرایند آپوپتوز صورت میگیرد.
۳-آپوپتوز غیر وابسته به کاسپاز-۳
در برخی از ردههای سلولی آپوپتوز غیر وابسته به کاسپاز-۳ صورت میگیرد. لنفوسیتهای Tسیتوتوکسیک و سلولهای کشنده طبیعی ممکن است مستقیما از طریق مسیر وابسته به رسپتور کاذب در سلولهای هدف ایجاد آپوپتوز نمایند. در این حالت گرانولهای محتوی گرآنزیمB (GrB) که یک سرین پروتئاز است همراه با پرفورین تحویل غشاء پلاسمایی سلولهای هدف داده می شود. پرفورین پروتئینی است که سبب ایجاد حفره در غشاء پلاسمایی می شود و اجازه میدهد که گرآنزیم آبشاری فعال شدن کاسپازها را به راه اندازد. کاسپازها جزء خانواده سیستئین پروتئاز هستند که نقش محوری در شروع و فاز اجرایی آپوپتوز ایفاء می نمایند. بهدنبال فعال شدن، این آنزیمها روی سوبستراهای خاصی عمل نموده و تغییرات بیوشیمیایی و مورفولوژیک در سلول آپوپتوتیک ایجاد مینمایند. از جمله چروک شدن سلول، متراکم شدن کروماتین، قطعه قطعه شدن DNA و… بنابراین ارزیابی فعالیت کاسپاز به عنوان یک مارکر بیوشیمیایی آپوپتوز مطرح است.
۲-۱۴-ویتامین[۴۹]
کلمه ویتامین از واژه یونانی ویتا به معنی زندگی گرفته شده است. ویتامینها از جمله ترکیبات آلی هستند که در مقدار خیلی کم، برای اعمال حیاتی بدن و رشد و نمو موجود زنده ضرورت دارند. تغذیه ناقص و رژیم غذایی نامناسب اغلب سبب کمبود یا فقدان یک یا چند ویتامین در بدن موجود زنده میشود و به بیماریهای مختلف مانند بری بری و پلاگر می انجامد. اغلب عمل آنها بر روی بافتهای اپی تلیال و استخوان بوده و در مجموع هر کدام از آنها از بروز یک عارضه جلوگیری میکنند. فونک نام Vitalamine، یعنی آمینی که حیاتی بوده و برای ادامه زندگی ضرورت دارد، را به موادی که سبب بهبود بیماری بری بری میشدند و از گروه آمین بودند اطلاق کرده بود. پس از آنکه معلوم شد بسیاری از ویتامینها از گروه آمین نیستند حرف e از آخر واژه ویتامین حذف و واژه Vitamin مورد قبول واقع شد.
۲-۱۴-۱- انواع ویتامین
ویتامینها در دو دسته ویتامینهای محلول در آب و ویتامینهای محلول در چربی قرار میگیرند. ویتامین E، ویتامین K، ویتامین Dو ویتامین A از جمله ویتامینهای محلول در چربی و ویتامین C و ویتامینهای گروه B را محلول در آب میباشند.
۲-۱۴-۲- ویتامین D
ویتامین D به معنای دقیق کلمه ویتامین نیست و نامی است که به گروهی از پیشسازهای هورمونهای[۵۰] محلول در چربی دادهاند. پیشسازهای هورمونها، معمولاً خودشان فعالیت هورمونی اندکی دارند. دو شکل عمده ویتامین D در بدن انسان شامل ویتامین D2 یا ارگوکلسیفرول و ویتامین D3 یا کوله کلسیفرول میباشد. ویتامین D3 به طور طبیعی هنگامی توسط بدن تولید میشود که پوست در معرض نور فرابنفش موجود در پرتوهای آفتاب قرار میگیرد. ویتامین D2 و ویتامین D3 بهصورت تجاری هم تولید میشوند. فرم فعال ویتامین D در بدن، یعنی ۱α,۲۵-dihydroxyvitamin D3 یا کلسیتریول، از ویتامین D2 یا ویتامین D3 ساخته میشود. برای ساخته شدن این فرم فعال، ویتامین D2 و ویتامین D3 در کبد تغییر مییابند تا ۲۵ – Hydroxyvitamin D تولید شود، که این ماده از طریق خون به کلیهها میرسد و در آنجا باز هم تغییر نموده و بهصورت ۱α,۲۵-dihydroxyvitamin D3 درمیآید(Bell TD et al;2010).
هیدروکسیله کردن کوله کلسی فرول و تبدیل آن به کلسی دیول در کبد
هیدروکسیله کردن کلسی دیول تبدیل آن به کلسی تریول در کبد
ویتامینD3 به رشد و استحکام استخوانها از طریق کنترل تعادل کلسیم و فسفر کمک میکند. ۱۰ تا ۲۰ دقیقه ماندن در زیر نور آفتاب، نیاز روزانه بدن انسان به این ویتامین را تامین میکند(شهبازی ملک نیا،۱۳۹۱).
مطالعات اپیدمیولوژی نشان می دهند در مناطقی که در معرض بیشتر نور خورشید هستند، به دلیل نقش مهمی که اشعه ماورا بنفش در تولید ویتامینD3 دارد، شیوع بیماریهای خودایمن کمتر است(,۲۰۰۶٫Cantorna). این ویتامین با ایجاد افزایش جذب فسفر و کلسیم از رودهها و کاهش دفع از کلیه به متابولیسم استخوانها کمک میکند و همچنین از طریق ترجمه ژنهای هسته سلول، به رشد سلول کمک میکند. همه اعضای خانواده هورمونهای استروئیدی در تنظیم بیان ژنها نقش دارند(Smyk et al 2013). شیوع کمبود ویتامینD3 به خصوص در زنان و کودکان ایرانی بین ۵۰ تا ۸۰ درصد است. کمبود این ویتامین باعث پوکی استخوان در کهن سالی، باعث بروز بیماریهایی مانند راشیتیسم در کودکان، استئومالاسی در بزرگسالان، افزایش احتمال ابتلا به سرطان سینه یا پروستات شده و در نهایت باعث میشود که دستگاه ایمنی بدن ضعیف شود(Schwarz et al.,2005). ویتامین D3دارای اثرات متعددی بر سیستم ایمنی بدن میباشد و گیرنده این هورمون در بسیاری ازسلولهای ایمنی شامل ماکروفاژ، سلولهای دندریتیک، لنفوسیتها و سلولهای NK بیان می شود(van Etten et al.,2005). وقوع بیماریهای خود ایمن از قبیل MS و IBD در کشورهای پیشرفته طی ۵۰ سال اخیر افزایش چشمگیر یافته است( Cantorna et al.,2010). برای توجیه افزایش وقوع چنین بیماریهای خود ایمن با محدودیتهای جغرافیایی به فاکتورهای محیطی متعددی اشاره شده است. در این بین توجه زیادی به نقش ویتامین ۱α,۲۵-dihydroxyvitamin D3 به عنوان یک ترکیب تعدیل کننده سیستم ایمنی شده است(Carlson et al.,2013). مجموعه اثرات کاهش فعالیت در فضای باز، افزایش جمعیت و رژیم غذایی که دارای مقدار کافی ویتامینD نمی باشد موجب ایجاد یک نوسان بزرگ در میزان ویتامینD موجود در میان جمعیت کشور های پیشرفته و به ویژه در میان جمعیتهایی که فصل زمستان طولانیتری را میگذرانند، شده است(Namgung et al.,1995). همچنین مصرف ویتامین D3 در سلامت مغز و جلوگیری از آلزایمر موثر است. تحقیقات اخیر نشان می دهند که ویتامین D3 که شکل فعال ویتامین D میباشد در تعدیل پاسخهای ایمنی نقش دارد. در جوامعی که غذاهای سرشار از ویتامین D مصرف می کنند شیوع بیماریهای خود ایمن کمتر است و این خود شاهدی بر خاصیت تعدیل ایمنی توسط ویتامینD3 و ارتباط آن با سیستم ایمنی میباشد(VanAmerongen et al.,2004).
فصل سوم:
مواد وروش کار
Materials & Methods
۳- مواد و روش کار
این فصل به بیان و شرح مواد، لوازم و روشهای بکار گرفته شده در روند آزمایشگاهی بررسی حاضر می پردازد. تمام مراحل آزمایشگاهی از جمله کشت سلول بنیادی مزانشیم رت، برداشت مایع رویی سلول و تستهای انفجار تنفسی، فاگوسیتوز و آپوپتوز در آزمایشگاه ایمنی شناسی، آزمایشگاه مرکزی دانشکده دامپزشکی و مرکز تخصصی کشت سلول بخش ایمنیشناسی(در جریان هوای هود لامینار) گروه میکروبیولوژی دانشکده دامپزشکی ارومیه صورت گرفت. از طرفی حیوانات آزمایشگاهی (رت) در مرکز نگهداری و پرورش حیوانات آزمایشگاهی دانشکده دامپزشکی ارومیه پرورش و نگهداری شد. در این مطالعه، به جهت ایجاد اختلاف کم در نژاد رتهای مورد آزمایش، به منظور تیمار سلول مزانشیم و مجاور سازی با سلول نوتروفیل، اقدام به پرورش و تکثیر این حیوان در مدت ۷-۶ ماه قبل از انجام پروژه نمودیم. از موشهای سن ۸-۶ هفته جهت استحصال سلول مزانشیم و از سن ۶-۵ ماهه برای خونگیری استفاده شد.
۳-۱- طرز تهیه محیط کشت DMEM
مواد و وسایل مورد نیاز
اگر ، نرخ اشتغال یا بکارگیری سرور نامیده میشود، چون کسری از زمان است که سرور، مشغول کارکردن است.
۲-۳-۲- قانون لیتِل[۶۹] [۱۳]
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:
(۱۹.۲)
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، ۱ 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:
(۲۰.۲)
۲-۳-۳- 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:
(۲۱.۲)
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:
(۲۲.۲)
و با بهره گرفتن از قانون لیتِل،
(۲۳.۲)
میانگین تعداد مشتریان در صف، ، میتواند از E(L) و با کم کردن میانگین تعداد مشتریان در سیستم بدست آید:
(۲۴.۲)
میانگین زمان انتظار، E(W)، از E(S) و با کم کردن میانگین زمان سرویس بدست میآید:
(۲۵.۲)
۲-۴- 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.
۲-۴-۱- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه
مسائل بهینه سازی چندهدفه را به طور کلی میتوان به صورت زیر فرموله کرد:
(۲۶.۲)
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:
(۲۷.۲)
(۲۸.۲)
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 (۲-۲) چگونگی پوشش سایر حلها (دایرههای با رنگ روشن) توسط مجموعه حلهای غیرمغلوب (دایرههای تیره رنگ) نشان داده شدهاست. در این شکل، جبههی پارتو[۷۰] با خط چین نشان داده شدهاست.
هدف B
هدف A
شکل ۲-۲- مجموعه حلهای غیرمغلوب
۲-۴-۲- 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»[۷۱] توسط دیوید اسکافر[۷۲] در سال ۱۹۸۴ 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.
۲-۴-۲-۱- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب
دب[۷۳] و همکارانش [۱۴]، 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 بهره گرفتن 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 ۲N 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 ۲N است، تمام اعضای آن ممکن است نتوانند در قرارگیرند و به راحتی جوابهای باقیمانده را حذف خواهیم کرد. شکل (۲-۳) نحوه عمل الگوریتم NSGA II را نمایش میدهد.
شکل ۲-۳- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II
درمورد جوابهایی که در صف آخر با بهره گرفتن 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 ۲N، در رده جوابهایی با بهترین درجه نامغلوب بودن قرار میگیرند و تعداد آن ها 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 [۱۵]:
گام ۱: جمعیت فرزندان و والدین را با یکدیگر ترکیب کرده و را میسازیم:
کامل
a ۵۰/۴۹
a ۷۵/۱۰۷
a ۷۵/۸۶
a25/76
زمان کاشت و گلدهی
b ۲۵/۳۹
b ۷۵/۹۲
c ۷۵/۶۶
b75/55
زمان کاشت
b ۷۵/۳۷
c ۰۰/۷۸
d ۵۰/۴۶
c25/46
شرایط دیم
b ۰۰/۳۴
d ۲۵/۷۰
b ۰۰/۷۴
c25/44
میانگینهای دارای حروف مشترک در هر ستون اختلاف آماری معنیداری باهم ندارند
با توجه به نتایج بهدست آمده میتوان اظهار نمود که تنش خشکی شدید (تاریخ کاشت ۲۵ آذر تحت شرایط دیم) و بروز بیماری و اختلال در فعالیتهای فتوسنتزی گیاه در اثر شرایط نامطلوب دمایی و رطوبتی (تاریخ کاشت ۱۰ آبان تحت شرایط دیم) باعث کاهش تعداد شاخهفرعی در گیاه می شود. با تأخیر در کاشت طول فصل رشد گیاه کاهش پیدا می کند، در نتیجه شرایط برای رشد و نمو گیاه نامساعد شده و اکثر جنبه های مرفولوژیکی گیاه را از جمله شاخه های فرعی تحت تأثیر قرار گرفته و کاهش پیدا می کند. از آنجایی که قسمت عمدهای از عملکرد گیاه از شاخه های فرعی بهدست می آید، با کاهش شاخه های فرعی ممکن است عملکرد کاهش یابد (طاووسی و سپهوند، ۱۳۹۳). وینکل و همکاران (۲۰۰۹) نیز در واکنش گیاه کینوا به تنش سرما بیان نمودند که تنش سرما در مرحله آغازین رویشی (پنج برگی) سبب اختلال در فعالیتهای فتوسنتزی گیاه کینوا به علت از دست دادن آب از محیط داخل سلولی و آسیبهای فیزیکی توسط بلورهای یخ می شود.
۴-۲-۲ ارتفاع بوته
نتایج تجزیه واریانس حاکی از اثر معنیدار تیمار تاریخ کاشت، آبیاری و اثر متقابل آنها بر ارتفاع بوته در سطح احتمال خطای یک درصد بود (جدول۴-۴). برشدهی اثر متقابل نشان میدهد که سطوح آبیاری در تاریخ کاشت دوم، سوم و چهارم در سطح یک درصد معنیدار بودند (جدول۴-۷). نتایج مقایسه میانگین تیمارها (جدول۴-۸) نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته از تاریخ کاشت دوم و آبیاری کامل با میانگین ۱۷۴ سانتیمتر و کمترین ارتفاع بوته از تاریخ کاشت اول و در شرایط دیم با میانگین ۲۵/۸۶ بهدست آمد. در تاریخهای کاشت دوم، سوم و چهارم نیز بیشترین ارتفاع بوته مربوط به سطح آبیاری کامل بود و در همه تاریخهای کاشت کمترین ارتفاع بوته تحت شرایط دیم بهدست آمد.
جدول۴-۷ برشدهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر ارتفاع بوته
تاریخ کاشت
درجه آزادی
مجموع مربعات
۱۰ آبان
۳
۳۰۵۴/۰ ۱۸/۱۴۹