بخشی از مقاله
بررسی تکنولوژی های نوین در جلوگیری و کاهش خطر در گذرگاه های همسطح راه و راه آهن
چکیده
یکی از نقاط پرخطر در سیستم حمل و نقل ریلی، گذرگاه های همسطح بین راه و راه آهن می باشد. بدین منظور در سال های اخیر و با توجـه به افزایش تعداد این نقاط و به تبع آن، افزایش تعداد و شدت تصادفات، تمرکز بسیاری از دولت ها و محققان بر روی افزایش ایمنـی در ایـن نقـاط می باشد. از این رو، اقدامات پیشگیرانه فراوانی در این زمینه صورت پذیرفته است که در این تحقیق به بررسی و توضیح انواع آن ها پرداختـه شـده است. براساس مطالعات، می توان این اقدامات را به سه دسته کلی: اقدامات آموزشی، مهندسی (شامل بهبود شرایط هندسی جاده، زاویـه گـذرگاه، تعداد خطوط ریلی و ...) و سیستم های هشدار و اجبار (شامل سیستم های علائم هشدار، سیستم های جریمه متخلفـان و ...)، دسـته بنـدی کـرد. همانطور که در بالا اشاره شد، هریک از این سه دسته دارای چندین زیر مجموعه می باشند که متناسب با ویژگی های گذرگاه به لحاظ متغیرهـای مختلفی همچون حجم ترافیک روزانه و نوع خطوط مورد استفاده قرار می گیرند که هدف تمامی آن ها کاهش تعداد و شدت تصـادفات گـذرگاهی، است.
کلمات کلیدی: اقدامات پیشگیرانه، گذرگاه های همسطح، ایمنی در حمل و نقل ریلی
مقدمه
حمل و نقل، زیربنای توسعه کشورها در زمینه های مختلف میباشد. راهآهن نیز به عنوان بخش مهمی از حمل و نقل، نقش مهمی را در این گستره ایفا میکند که یکی از علل آن، ایمنی مناسب حمل و نقل ریلی است. اما امروزه راه آهنهای دنیا، با مشکلاتی همچون ایجاد حوادث مواجهاند. یکی از این نوع حوادث که در حال حاضر برای بسیاری از کشورها یک معضل اساسی به حساب می آیـد، حـوادث مربـوط بـه تصـادف در گـذرگاه هـای همسطح راه و راهآهن میباشد.
کشور آمریکا با 248,273 گذرگاه همسطح در سال 2011، مجموعا 1967 حادثه را در این گذرگاهها گزارش کرده است که در پی آن 265 نفر کشته و 988نفر مجروح شده اند. این اعداد برای کشور کانادا که تقریباً تعداد گذرگاههای آن 37,000 مورد مـیباشـد، بـه 169 تصـادف در سـال 2011 و تعداد 25 کشته و 51 زخمی می رسد. [1] و [2]
گذرگاههای همسطح در کشور ما نیز یکی از پرخطرترین نقاط به شمار میآید به طوری که براساس گزارشات سال 1390، در ایران حدود 341 گذرگاه همسطح وجود دارد که در این میان در سال 2011، 20 حادثه ناشی از برخورد قطار با وسایل نقلیه جادهای و یـا عـابران گـذرگاه گـزارش شده است. [3]
مرور ادبیات
به منظور کاهش تصادفات در گذرگاه های همسطح نیاز است که متناسب با شرایط و ویژگی های آن گذرگاه، اقدام پیشگیرانه خاصی اتخاذ گردد. از این رو شرکت های حمل و نقل ریلیبا توجه به حجم ترافیکی و سایر مشخصات گذرگاه های خود دست به انجام اقداماتی می زنند. بـه طـور کلـی می توان اقدامات پیشگیرانه را به4 دسته کلی، اقدامات آموزشی، اقدامات مهندسی، سیستم های هشدار و اجبار و سیسـتم هـای هوشـمند دسـته بندی کرد. در زیر هر یک از این دسته ها به طور کامل تشریح خواهند شد.
.1 اقدامات آموزشی
یکی از مهمترین و کمهزینهترین اقداماتپیشگیرانه، آموزش عمومی افراد است. فرهنگ سازی و آموزش، همـواره از اجـرای قـانون از روی تـرس و اجبار، جلوگیری می کند. یکی از اقداماتی که دولت ها در این راستا انجام دادهاند، آموزش رانندگان و سایر افراد بوده است و کـار خـود را بـا شـعار "قطار نمیتواند بایستد ولی ما می توانیم" شروع کرده اند. از جمله روشهای آموزش میتوان به آموزش کودکـان در مـدارس، برگـزاری اردوهـای آموزشی و برگزاری کارگاه های آموزشی متناسب با این بحث، اشارهکرد. به عنوان مثال در سال 2005 در دو کشور آمریکا و کانادا هفتـه ای را بـه نام ایمنی در گذرگاه های همسطح نام گذاری کردند و در طی این هفته حدود 150 هزار دانش آموز را در سراسر این دو کشور آموزش دادند.[4]
.2 اقدامات مهندسی
انواع مختلفی از تغییرات وجود دارند که میتوانند به عنوان اقدامپیشگیرانه برای ایمنتر ساختن گذرگاهها معرفی شوند. از جمله آنها میتـوان بـه جداسازی و یا بستن گذرگاه، تغییر زاویه گذرگاه های، بهبود شرایط سطح جاده، کاهش شیب، افزایش فاصـله دیـد متناسـب بـا شـرایط هندسـی گذرگاه، محدود کردن ترافیک با استفاده از چراغهای راهنمایی و رانندگی در نزدیکی گذرگاه اشارهکرد.[5] و [6]
.3 سیستم های اجبار و هشدار
هدف اصلی تجهیزات کنترل ترافیک این است که در زمان مناسب به رانندگان و عابران گذرگاه هشدار دهد تا بتوانند در صورت خطر، عکسالعمل به موقعی را از خود نشاندهند. این تجهیزات شامل موارد زیادی میباشد که میتوان آنها را به صورت زیر تقسیم نمود:
. تجهیزات غیرفعال : تجهیزات غیرفعال آن دسته از تجهیزاتی هستند که به حضور و یا عدم حضور قطار در لحظه خاصی در گذرگاه ها ارتباط
ندارند و در واقع همواره یک اخطار و هشداری را به عبورکنندگان از آن میدهند. یکی از این تجهیزات، علائم هشدار کف جاده میباشـد کـه
در قبل از گذرگاه های و پس از نصب تابلوهای هشدار، در کف جاده کشیده می شوند. نوع دیگر این تجهیـزات کـه مـی توانـد باعـث کـاهش
تصادفات گردد، سرعت گیرهایی است که در قبل از گذرگاهها نصب میشوند. از دیگر تجهیزات این گـروه مـیتـوان بـه تجهیـزات جداکننـده
میانجادهای و یکپارچهسازی ترافیک اشاره کرد. این تجهیزات در واقع برای کاهش تخلف رانندگان در هنگام اسـتفاده از گیـت هـای دوتـایی
تعبیه شدهاست. بدین ترتیب با جداسازی مسیر رفت و برگشت جاده در نزدیکی گذرگاه، از تخلف رانندگان و ورود آنها به خط مقابل جهـت
فرار از گیت، جلوگیری میشود. یکی دیگر از انواع این تجهیزات، تابلوهای هشدار و کراس باکها میباشد. این نـوع از تجهیـزات غیرفعـال در
کشورهای مختلف، دارای استاندارهای گوناگونی است. براساس استاندارد کشور کانادا این تابلوها حداکثر از سه بخش تشکیل می شوند که در
بخش پایینی آن، تعداد خطوط ریلی گذرگاه، در بخش وسط، تابلوی توقف و در بخش بالا، علامت کراسباک نصب مـیگـردد. یکـی دیگـر از
انواع تجهیزات غیر فعال، سیستم های روشنایی گذرگاه ها می باشد که نقش بسزایی در جلـوگیری از تصـادفات دارد. طبـق اسـتاندارد کشـور
کانادا، لازم است که این سیستم ها، تا ارتفاع 4.5 متر از سطح ریل را روشن کنند. [7] و [8] و [9] یکی دیگر از تجهیزات غیرفعال که امروزه
بسیار مورد توجه قرار گرفته است، قرار دادن بالشتک هایی در قسمت جلویی لکوموتیو است تا در صـورت برخـورد بـا وسـیله نقلیـه، آسـیب
کمتری به آن و در نتیجه زیرساخت خط برسد. البته این نوع از اقدامات پیشگیرانه از میزان شدت تصادفات جلوگیری می کنند.
ب. تجهیزات فعال: برخلاف تجهیزات غیرفعال که همواره وظیفه هشدار را برعهده دارند، تجهیزاتی به نام تجهیزات فعال وجود دارد که تنها زمانی فعال میشوند که قطاری در نزدیکی گذرگاه و در حال عبور از آن باشد. از این تجهیزات به منظور افزایش ایمنـی بـا اسـتفاده از هشـدارهای بیشتر، استفاده می گردد که از جمله این تجهیزات، میتوان به چراغهای چشمک زن اشارهکرد. این چراغ ها که معمـولاً بـه همـراه تابلوهـای هشدار و کراسباکها نصب میشود، طبق استاندارد کانادا، همانند تابلوهای هشدار که در بخش تجهیزات غیرفعال توضیح دادهشد، دارای سه بخش میباشد با این تفاوت که در این نوع از تجهیزات، بجای تابلوی توقف، از چراغ چشمکزن استفاده میشود. یکی دیگر از انواع تجهیـزات فعال، گیت های جاده ای میباشد که به دو صورت گیتهای دوتایی و چارتایی، مورد استفاده قرار میگیرند که معمولاً، اگر جـاده دو طرفـه و دارای ترافیک بالا باشد از سیستم گیت های چهارتایی استفاده میشود و نحوه نصب آنها بدین صورت است کـه در هـر طـرف از جـاده، دو گیت نصب میشود که به صورت ضربدری با یکدیگر هماهنگ می باشند. علاوه بر گیتهای جادهای، گیتهایی نیـز، مخصـوص عـابرانپیـاده طراحی شدهاست. از دیگر تجهیزات فعال، می توان به چراغهای T شکل اشارهکرد. این چراغها که در نزدیکی گذرگاه ها و در کنار چراغهـای راهنمایی و رانندگی نصب می شوند، با سه رنگ سبز، زرد و قرمز، همانند سایر چراغهای راهنمایی و رانندگی عمل مـیکننـد.[10] و [11] و [12] امروزه در کشورهایی مانند استرالیا و نیوزلند برای راه اندازی تجهیزات فعال از انرژی خورشیدی و یا باتری بهره می برنـد کـه هزینـه بسیار پایینی دارد اما به همان نسبت از دقت کمتری نیز برخوردار است.
ت. سیستمهای هشدار صوتی: استفاده از وسایل هشدار دهنده صوتی، مانند بوق قطار و یا زنگهای کنـار خـط، روش مـوثری بـرای هشـدار بـه رانندگان جاده و عابران پیاده استفادهکننده از گذرگاه است. بیشترین کاربرد این سیستم در زمان شب و در هنگام تاریکی اسـت کـه دیـد بـه
2
حداقل مقدار خود می رسد. به طوریکه، با توجه به آمار تصادفات فلوریدا، که توسط کویف من و برتینی در سال 1997 تهیه شدهاسـت، نـرخ تصادفات شبانه در پنج سال اول ممنوعیت استفاده از بوق، حدود سه برابر افزایش یافتهاست. اداره راهآهن فدرال آمریکا نیز، پـس از تصـویب قانون ممنوعیت استفاده از بوق در گذرگاهها به همین نتیجه دستیافت.[ 13] از دیگر سیستم های هشدار صـوتی کـه امـروزه در بسـیاری از کشور ها مورد استفاده قرار گرفته است استفاده از تابلوهای هوشمند می باشد که زمانی که وسیله نقلیه جاده ای در فاصله مناسبی از گذرگاه توقف نکرد، هشدارهای نوشته شده بر روی تابلو بلند خوانده خواهد شد.
ث. سیستمهای اجبار عکس و ویدئو: از جمله تجهیزات موثر که در سال های اخیر بسیار مورد استقبال قرار گرفتـه اسـت، مـیتـوان بـه سیسـتم دوربینهای مداربسته کنترل ترافیک اشاره کرد. با استفاده از این روش و اجرای قانون جرایم راهنمایی و رانندگی، میتوان رفتـار راننـدگان را کنترل نمود و متخلفان را جریمه کرد. با اجرای این سیستم، عملاً، دو نوع تخلف حادثهزا، یعنی سرعت بالای وسـایل نقلیـه و عبـور از چـراغ قرمز کاهش مییابد.[14]
.4 سیستم های هوشمند
از جمله دیگر سیستم های کاهشدهنده تصادف، میتوان به سیستمهای نوینی که محصـول اسـتفاده فنـاوری اطلاعـات در زمینـه ایمنـی اسـت، اشارهکرد. سیستم های حمل و نقل هوشمند 1 راه حل تبیین شده ای را با استفاده از ارتباطات از راه دور، کامپیوترها، حسـگرها و تکنولـوژی هـای الکترونیکی، پیشنهاد می کند. این تکنولوژی به منظور فراهم کردن اطلاعات واقعی از شرایط راهبر و وسایط نقلیه و تجهیزات توسعه یافتـه اسـت. سیستم حمل و نقل هوشمند پیشنهادات مناسبی را برای کاهش حجـم ترافیـک، افـزایش امنیـت گـذرگاه هـای همسـطح و کـاهش آلـودگی در مسیرهای جاده ای، به همراه دارد. از این سیستم به منظورهای زیر استفاده می شود:[15] و [16]
. تشخیص حضور و طول قطار از طریق سیستم تشخیص پیشرفته ب. برقراری ارتباط و پردازش اطلاعات بین قطار و کنترل های مخابراتی وسایل نقلیه از طریق سیستم تبادل اطلاعات پیشرفته
ت. برنامه سیگنال های زمانی اصلاح شده2 و تشویق وسیله نقلیه به استفاده از مسیر جایگزین از طریق سیستم کنترل مخابرات پیشرفته
لازم به ذکر است که سیستم های هوشمند در گذرگاه ها به نام گذرگاه های همسطح هوشمند3 توسعه یافته اند. در این سیستم اطلاعاتی از قبیل موقعیت قطار، سرعت، نوع و اندازه آن به رانندگان وسایل نقلیه ارسال می شود. همچنین اطلاعات مربوط به وسایل نقلیه (سرعت، فاصله از گذرگاه، نوع و اندازه)، عبور ماشین آمبولانس و یا اشغال بودن گذرگاه به هر دلیلی به راهبر قطار داده می شود.راهبر با توجه به شرایطی که از نظر سرعت و فاصله با گذرگاه دارد و همچنین مذاکره ای که با مرکز کنترل ترافیک انجام می دهد، تصمیمی را اتخاذ می کند تا در بروز حادثه جلوگیری کند. حتی ممکن است در شرایط حاد از ترمز اضطراری استفاده شود.[15] و [16] این سیستمها، ابتدا اطلاعات وجود قطار را از سیستم علائم راهآهن میگیرند و به مرکز ترمینال بهرهبرداری راهآهن ارسال میکنند، سپس این
اطلاعات به مرکز مدیریت ترافیک فرستاده میشود و در آنجا به سیستمهای علائم راهنمایی و رانندگی ارسال میگردد و در نهایت توسط سیستم ارتباطات کوتاه برد، حضور قطار در نزدیکی گذرگاه را با استفاده از گیرندهای که در اتومبیلها نصب شدهاست، به رانندگان وسایل نقلیه اطلاع میدهد. از جمله مزایای این سیستم هوشمند می توان به کنترل گیت، حداقل کردن زمان بسته بودن گیت، تشخیص توقف ماشین، تشخیص صف اتومبیل، کنترل ترافیک تقاطع اشاره کرد. نمونه ای از این سیستم در پیوست الف مشاهده می شود.[16]
نوع دیگر سیستم های هوشمند ارتباطات تشخیص کوتاه برد4 می باشد که در کشور انگلستان با حدود 7000 گذرگاه همسطح مورد تست قرار گرفت. هدف اصلی از پیدایش این سیستم افزایش امنیت در گذرگاه های همسطح با استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند می باشـد. ایـن سیستم از طریق شبکه بی سیم بین وسایل نقلیه و تجهیزات ارتباط برقرار می کند. این ارتباط داده های بسیاری از جمله اندازه وسیله نقلیه و نـوع آن، موقعیت و فاصله آن از وسیله نقلیه دیگر، سرعت، شرایط ترمز گیری و همچنین داده هایی مانند شیب و زاویه تقـاطع را منتقـل مـی کنـد. بـا توجه به موقعیت و شرایط مختلف این اطلاعات می تواند به طور مستقیم بین دو وسیله نقلیه جاده ای و یا وسایل نقلیه جاده ای با قطار، و به طور غیرمستقیم بین وسایل نقلیه با تجهیزات کنار خط به اشتراک گذاشته شود.[17] نمونه ای از این سیستم در پیوست الف مشاهده می شود.
یکی از اقدامات نوینی که در حال حاضر در کشور کانادا در حال تست و بررسی است کاهش زمان انتظار وسایل نقلیه و عابران در پشت گیـت ها تا زمان خالی شدن گذرگاه می باشد. از جمله اهداف توسعه این سیستم کاهش زمان انتظار، کاهش حجم ترافیک، کاهش مصرف سوخت و بـه تبع آن کاهش آلودگی محیط زیست و همچنین پیشنهاد مکان جایگزین به رانندگان می باشد. این سیستم از طریق جـی پـی اس5 زمـان اشـغال
