بخشی از مقاله
ایمن سازي تقاطع هاي همسطح با استفاده از سیستم راهبند هوشمند
چکیده
یکی از نقاط مهم و سانحه خیز راهآهن، تقاطع هاي همسطح جاده و ریل است، که حذف تمامی آنها در برنامه بلند مدت اکثر شبکه هاي حمل و نقل ریلی قرار دارد. اما با توجه به اینکه تبدیل همه گذرگاههاي همسطح به غیر همسطح مستلزم صرف وقت و هزینه زیاد است، کشورهاي مختلف از تجهیزات مکانیزهاي تحت عنوان سیستم راهبند هوشمند براي افزایش ایمنی گذرگاههاي خود استفاده میکنند. لذا در این مقاله سعی داریم ضمن مرور گذرگاهها و راههاي افزایش ایمنی آنها، سیستم راهبند هوشمند را که در اکثر راهآهنهاي پیشرفته دنیا مورد استفاده واقع شده است به همراه تجربه راهآهن ایران در این زمینه مورد بررسی قرار دهیم.
کلید واژهها: تقاطع همسطح، راهبند هوشمند، بوم راهبند، محورشمار، سنسورهاي حلقوي (لوپهاي مغناطیسی)
.1 مقدمه
یکی از مهمترین مزایاي شبکه هاي حمل و نقل ریلی نسبت به جاده، ایمنی راهآهن و پایین بودن آمار سوانح آن است، اما بطور کلی بدلیل ماهیت راهآهن، سوانح محدود آن بازتاب وسیع و هزینههاي گزافی را در پی خواهد داشت که از نقطه نظر اقتصادي خسارات سنگینی را بر مجموعه حمل و نقل ریلی وارد کرده و از نظر اجتماعی نیز سبب کاهش سهم بازار جهانی آن خواهد شد. از آنجائیکه مسیر راهآهن یکتا بوده و به هنگام بروز هرگونه سانحه در خط، یک بلاك و یا حتی یک مسیر به کلی مسدود میشود، لذا هزینههاي مربوطه قابل توجه بوده و بکارگیري تمهیدات لازم جهت جلوگیري از بروز سوانح از اهمیت و جایگاه ویژهاي برخوردار است.
یکی از نقاط حساس و مهم بروز سوانح حمل و نقل ریلی، تقاطع هاي همسطح جاده و ریل است. هر چند آمار نشان میدهد که این سوانح درصد کمی از کل سوانح راهآهن است (کمتر از 10 درصد)، ولی بدلیل حساسیت مربوطه، کاهش سوانح در این نقاط از نظر فرهنگی، اجتماعی و به خصوص کاهش تلفات جانی بسیار مهم است. به این ترتیب بررسی تقاطع هاي همسطح و تحقیق در خصوص راههاي عملی افزایش ایمنی آنها، یکی از مسائل مهمی است که توجه راهآهنهاي دنیا را به خود معطوف داشته است. لذا در این نوشتار ضمن تحقیق در مورد تقاطع هاي همسطح و با تکیه بر تجارب کشورهاي مختلف سعی شده است راه حلهاي مناسب کوتاه مدت و بلند مدت افزایش ایمنی آنها مورد بحث و بررسی قرار گیرد.
.2 انواع تقاطع و تجربیات سایر کشورها
بطور کلی تقاطع هاي خطوط ریلی با مسیرهاي حمل و نقل جادهاي به سه دسته زیر تقسیم میشوند:
-1 تقاطع روگذر -2 تقاطع زیرگذر-3 تقاطع همسطح
در تقاطع هاي همسطح عبور همزمان وسایل نقلیه ریلی و جادهاي از گذرگاه امکانپذیر نبوده و این امر موجب بروز سانحه در تقاطع میشود، اما تقاطع هاي روگذر یا زیرگذر محدودیتی در عبور و مرور این وسایل ایجاد نکرده و لذا این تقاطعها ایمنی کافی براي تردد وسایل نقلیه ریلی و جادهاي را دارا هستند.
از طرفی نیز تبصره ماده اول آییننامه گذرگاهها مصوب سال 1342، احداث هرگونه گذرگاه همسطح را به علت خطر آفرین بودن آن ممنوع دانسته و راهآهن را موظف به حذف و یا تبدیل آن به زیرگذر یا روگذر مینماید.
با توجه به مطالب فوق میتوان گفت که بدون شک آنچه مورد توافق تمامی کارشناسان و صاحبنظران راهآهن میباشد، حذف گذرگاههاي همسطح و تبدیل آنها به گذرگاههاي غیر همسطح (روگذر یا زیرگذر) است، تا به این ترتیب معضل سوانح ایجاد شده در تقاطع هاي همسطح برطرف شود. اما در اینجا دو سؤال مطرح میشود:
-1 رسیدن به این هدف که مطلوب تمامی راهآهنهاي دنیاست در چه مدت امکانپذیر است؟
-2 تا قبل از نیل به هدف فوق چه اقدامی باید براي افزایش ایمنی گذرگاهها انجام داد؟ بهتر است قبل از جواب دادن به سؤالات فوق به تجربیات سایر راهآهنهاي دنیا نیز توجه کنیم.
با نگاهی به تجربیات سایر کشورها میتوان دید که راهآهنهایی چون آمریکا، آلمان، هند، ژاپن و ... از سیستم راهبند هوشمند استفاده میکنند. در راهآهن کشور آلمان تا سال 1998 حدود 27000 تقاطع همسطح وجود داشته که از این تعداد 45 درصد آنها مجهز به سیستمهاي حفاظتی و 55 درصد بدون هرگونه مستحفظی بودهاند. با توجه به اینکه 97 درصد سوانح تقاطعها در راهآهن این کشور ناشی از عدم رعایت قوانین توسط راننده خودروها میباشد، لذا بهترین راه حل در حذف گذرگاههاي همسطح و تبدیل آنها به روگذر یا زیرگذر خواهد بود. ولی به دلیل نیاز به سرمایهگذاري بسیار زیاد این امر به مرور انجام خواهد پذیرفت و در کوتاه مدت اولویت اساسی به تجهیز گذرگاههاي همسطح به سیستمهاي هشدار دهنده و حفاظتی مناسب داده شده است.
از طرف دیگر دولت آمریکا از سال 1991 شروع به برچیدن گذرگاههاي همسطح کرد. اما با توجه به هزینههاي سنگین آن تا سال 1998 فقط 11 درصد از تقاطع هاي همسطح موجود تبدیل به گذرگاه غیر همسطح شدند. از جمله اولویتهاي کوتاه مدت دولت آمریکا در این زمینه، مساعدت به انجمنهاي محلی جهت تجهیز گذرگاهها به سیستمهاي حفاظتی مناسب میباشد. دولت این کشور از سال 1998 تصمیم گرفته است تا سالانه 154 میلیون دلار در زمینه تجهیز گذرگاههاي همسطح به سیستمهاي اتوماتیک سرمایهگذاري کند.
.3 ایمن سازي تقاطع هاي همسطح
آنچه مشهود است اجتناب ناپذیري راهآهنهاي دنیا از وجود تقاطع هاي همسطح بوده که بهترین شیوه برخورد در بلند مدت، حذف تمامی آنهاست. اما در کوتاه مدت جلوگیري از بروز سوانح در این تقاطعها از اهمیت ویژهاي برخوردار است. به همین منظور تمهیدات مختلفی جهت افزایش ایمنی تقاطع هاي همسطح بکار برده میشود که از آن جمله میتوان به استفاده از علامات مختلف در دو سوي ریل، استفاده از چراغهاي راهنمایی و رانندگی هشدار دهنده به اتومبیلها، استفاده از سرعتگیرهاي جادهاي براي کاهش سرعت وسایل حمل و نقل جادهاي در نزدیکی تقاطعها، استفاده از راهدار و راهبندهاي دستی و مکانیکی، اعلام هشدار مناسب به راهدار قبل از رسیدن قطار به تقاطع، استفاده از راهبندهاي نیمه اتوماتیک، تمام اتوماتیک و راهبندهاي هوشمند مرتبط با سیستم اینترلاکینگ و تجهیزات ATC نام برد.
.4 استفاده از راهبند اتوماتیک جهت ایمن سازي تقاطع هاي همسطح
متأسفانه کشور ما جزء معدود راهآهنهایی است که از راهبندهاي اتوماتیک و حتی نیمه اتوماتیک براي ایمن سازي تقاطع هاي خود استفاده نمی کند. این در حالی است که استفاده از این سیستم نتایج رضایتخشی را در کشورهاي مختلف به همراه داشته است. به همین دلیل اخیراً مرکز تحقیقات راهآهن پس از مطالعه و بررسی تجربیات سایر کشورها اقدام به تهیه مشخصات فنی و در نهایت ساخت آزمایشی یک سیستم راهبند هوشمندکرده است. این سیستم قابلیت عملکرد در مسیر دوخطه و بصورت سه مد دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک را داشته و تمهیدات لازم جهت توسعه سیستم و ارتباط آن با سیستم اینترلاکینگ پیشبینی شده است. در ادامه نحوه عملکرد این سیستم و اجزاء آن را شرح میدهیم.
در شکل 1 بلوك دیاگرام سیستم راهبنـد هوشـمند و موقعیـت اجـزاء آن نشـان داده شـده اسـت. اجـزاء تشکیل دهنده این سیستم عبارتند از:
-1 واحد کنترل مرکزي: وظیفه نظارت و کنترل تمامی قسمتهاي سیستم را به عهده دارد. این واحد با دو میکروپروسسور و بصورت کاملاً صنعتی طراحی شده و بر اساس منطق دو از دو کار میکند.
-2 محورشمارهاي AC1 تا :AC8 این واحدها به منظور بلاك بندي ریل استفاده شده اند.
-3 چراغهاي علائم سمت جاده SR1) و :(SR2 این چراغها که داراي دو نماي قرمز ثابت و قرمز چشمکزن هستند جهت هشدار به وسایل نقلیه جادهاي استفاده شده اند. این چراغها در حالت عادي بصورت قرمز چشمکزن هستند (در این حالت بوم راهبند بالا بوده و راه براي حرکت وسایل نقلیه جادهاي آزاد است) و در صورتیکه قطاري وارد منطقه گذرگاه شود و یا اینکه بوم راهبند پایین باشد، بصورت قرمز ثابت در میآیند.
-4 سنسورهاي حلقوي ( LS1 تا :( LS6 این حلقهها مطابق شکل و در زیر جاده نصب شده و وظیفه تشخیص وسیله نقلیه جادهاي در محدوده بین دو بوم را به عهده دارند.
-5 بومهاي الکترومکانیکی B1 و B2
-6 آژیر صوتی :AL نزدیک شدن قطار به گذرگاه را به وسایل نقلیه جادهاي و راهدار اطلاع میدهد.
-7 چراغهاي سمت ریل ST1)، ST2، ST3 و :(ST4 این چراغها نزدیک شدن قطار به تقاطع و همچنین وضعیت تقاطع را به لکوموتیوران اطلاع داده و داراي دو حالت زیر میباشند:
سبز ثابت: حالت پیش فرض مسیر بوده و به معنی آزاد بودن راه براي حرکت قطار است.
قرمز ثابت: هنگام مسدود شدن گذرگاه توسط اتومبیل و بالا ماندن بوم راهبند موقع نزدیک شدن قطار
-8 علائم هشدار دهنده شب نما: این علائم بر روي پایه چراغهاي سمت ریل نصب شده و نزدیک شدن به گذرگاه را به لکوموتیوران اطلاع میدهند.
عملکرد کلی سیستم راهبند هوشمند به صورت زیر است:
در حالت عادي که هیچ وسیله نقلیه ریلی به گذرگاه نزدیک نمیشود، واحد کنترل راهبند بالا بوده، مرکزي مسیر جادهاي قرمز چشمکزن و چراخ مسیر ریلی سبز میباشد. در این حالت وسایل نقلیه جادهاي مجازند با از تقاطع عبور کنند. اگر قطاري به گذرگاه نزدیک شده و یکی از محورشمارها مثلاً AC1 وجود قطار را تشخیص دهد، سیستم وارد عملکرد فعال خود شده، ابتدا آژیر صوتی به صدا درآمده و چراغهاي مسیر جادهاي قرمز ثابت میشوند. در این حالت وسایل نقلیهاي که در حال عبور از محوطه بین دو بوم هستند باید هرچه سریعتر گذرگاه را ترك کرده و سایر وسایل جادهاي و عابرین پیاده نیز باید پشت چراغ قرمز متوقف شوند. پس از آزاد شدن محوطه گذرگاه که بوسیله سنسورهاي حلقوي تشخیص داده میشود، بومهاي راهبند بطور اتوماتیک پایین آمده و سپس آژیر صوتی قطع خواهد شد. پس از عبور کامل قطار از AC3، بازوها شروع به بالا رفتن کرده و تقاطع براي عبور وسایل نقلیه جادهاي آزاد خواهد شد.پس از اینکه قطار از AC4 نیز رد شد سیستم به وضعیت عادي خود رفته و منتظر ورود قطار بعدي میشود.
