بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
تعيين اولويت تبديل گذرگاههاي همسطح ريل و جاده به روگذر يا زيرگذر با ادغام دو روش از روش هاي تصميم گيري چند معياره
چکيده
تقاطع همسطح ريل و جاده به عنوان نقاط پرخطر وسانحه خيز در راه آهن شناخته ميشوند. لذا حذف يا کاهش آنها در برنامه بلند مدت اکثر شبکه هاي حمل و نقل ريلي قرار دارد. با توجه به اينکه تبديل همه گذرگاه هاي همسطح به غير همسطح مستلزم صرف وقت و هزينه زيادي است لذا اولويت بندي اين پروژه ها حائز اهميت ميباشد. پژوهش حاضر با هدف اولويت بندي تبديل ٣٠ گذرگاه همسطح به غير همسطح در حوزه اداره کل راه آهن شمال غرب انجام شده است که براي سنجش گزينه هاي موجود در معيارهاي کمي و کيفي از دو روش تحليل سلسله مراتبي(AHP) و promethee استفاده شده و در نهايت از روشهاي تلفيقي ميانگين حسابي، کوپلند و بوردا رتبه نهايي گذرگاهها حاصل شده است . شاخصهاي اوليه از مطالعه چند مقاله در اين زمينه استخراج و بصورت پرسشنامه ، جهت وزن دهي در اختيار کارشناسان اداره خط و ابنيه فني قرار گرفت . شاخص هاي نهايي از وزن دهي کارشناسان بدست آمد. داده هاي کمي از آمارهاي عملکرد ادارات مربوطه استخراج گرديده و براي امتيازدهي به معيارهاي کيفي از نظرات همان ٦ کارشناس استفاده شده است .
سپس ميانگين نظرات خبرگان به عنوان نمره خام هر معيار و امتياز آن در هرگذرگاه لحاظ شده است .
کليد واژه ها: اولويت بندي، تصميم گيري چندمعياره ، تبديل گذرگاه همسطح به غير همسطح ، راه آهن ، ، فرآيند تحليل سلسله مراتبي (AHP)،(promethee )
١-مقدمه
يکي از مزيتهاي ذاتي راه آهن در مقايسه با ساير شقوق حمل ونقل ، ايمني است . اين بدين معني نيست که در راه آهن حادثه رخ نميدهد بلکه وقوع حادثه رويدادي اجتناب ناپذير، غير قابل انکار و در عين حال قابل کنترل است . بهترين روش جهت پيشگيري از حادثه و دست يابي به درجه ايمني بالاتر، اجراي روشهايي به منظور رصد وشناسايي عيوب و نقصهاي احتمالي موجود در سيستم و اقدام در جهت حذف يا کنترل آنها مي باشد.١ براي کاهش سوانح و ارتقاء ايمني در اين نقاط ، راهکارهاي کوتاه مدت و بلند مدتي پيشنهاد شده است . اين مقاله اولين اقدام بلند مدت پيشنهاد شده را مورد بررسي قرار داده است .
اقدامات بلندمدت
الف - بهترين و ايمن ترين راهکار پيشگيري از حادثه در تقاطع هاي همسطح حذف گذرگاه و تبديل آن به زير گذر يا روگذر مي باشد.اما از آنجا که به دليل محدوديتهاي مالي و بعضا فني برطرف کردن همه اين تقاطع ها در يک زمان امکانپذير نيست لذا اولويت بندي گذرگاهها به ترتيب اهميت و مشخص نمودن گذرگاههاي بحراني و تهيه برنامه زماني جهت غيرهمسطح سازي گذرگاههاي خطرناک از مهمترين اقدامات خواهد بود.
ب - جلب مشارکت ارگانهاي ديگر از جمله فرمانداريها ، شهرداريها، وزارت راه و ترابري در زمينه کمک به احداث گذرگاههاي غيرهمسطح در داخل و حاشيه شهرها
٢- تعريف مسئله و اهداف تحقيق
حوزه استحفاظي اداره کل راه آهن شمال غرب يکي از ١٦ ناحيه موجود شبکه راه آهن دولتي ايران ، در مجموع داراي ٤٨٥ کيلومتر خطوط اصلي مکانيزه (جوش طويل و مقطع ) و ١٢٢ کيلومتر خطوط فرعي است و از ايستگاه کهندژ (يک ايستگاه قبل از ايستگاه قزوين ) شروع و تا ٢ کيلومتر بعد از ايستگاه مراغه ادامه و درطول مسير شهرهاي : قزوين ، تاکستان ، ابهر ، خرمدره ، زنجان ، ميانه ، هشترود و مراغه را پوشش مي دهد. اين اداره کل داراي ٤ ايستگاه تشکيلاتي (قزوين ، زنجان ، ميانه و مراغه ) ٨ ايستگاه فرماندهي، ١ ايستگاه محلي، ١٨ ايستگاه تحت فرمان ، ١٩٤١ دستگاه پل به طول ١٤١١٥ متر، ٥٣ دستگاه تونل و گالري به طول ١٨٥٠٠ متر و ٦٨٤ نفر پرسنل مي باشد که در قالب ١٣ اداره و گروه فني و اداري مالي به ارائه خدمات مشغول ميباشند٣. تعداد کل گذرگاههاي موجود در ناحيه شمال غرب ٦٤ گذرگاه است . از اين تعداد ٣٤ گذرگاه در طول ساليان گذشته به غيرهمسطح تبديل شده و از ٣٠ گذرگاه باقيمانده نيز تعدادي در دست ساخت و تعدادي در دست مطالعه مي باشد.٤
٣- روش تحقيق
شاخصهاي اوليه موثر در رتبه بندي از يک پژوهش که درباره توسعه پروژه هاي راه آهن [١] بوده است استخراج و با نظرات کارشناسان و خبرگان راه آهن ترکيب و تعديل شده است و در نهايت به روش دلفي، مصاحبه و مشاوره با خبرگان ، تعداد ٤ شاخص کلي در سطح اول فرآيند سلسله مراتبي ، ٩ شاخص اصلي در سطح دوم و ١٢ زير شاخص در سطح سوم ، شناسايي و امتياز دهي شده اند. هدف از روش دلفي دسترسي به مطمئن ترين توافق گروهي (از نظرات کارشناسان ) براي يک موضوع مورد بحث خواهد بود که با استفاده از پرسشنامه و نظرخواهي از کارشناسان ، به دفعات مکرر و با توجه به بازخورد حاصل از آنها انجام مي شود.[٢]
خروجي پرسشنامه اول روش دلفي تعيين شاخصهاي مورد نظر به کمک آراء کارشناسان مي باشد که با بررسي پاسخ ها و نظرات کارشناسان ، فهرستي از معيارهاي مطرح شده به همراه تعداد پاسخ دهندگان يا به تعبيري رأي دهندگان به آن معيارها به شرح ذيل بدست آمد.
نوع جاده منتهي به ريل (خاکي و آسفالت )
سه معيار آخر به خاطر تعداد کم رأي دهندگان از ليست شاخصها حذف و ١٠ شاخص اول بعنوان شاخصهاي تحقيق انتخاب و از کارشناسان خواسته شد زيرشاخصهاي هر شاخص در صورت وجود مشخص گردد که پس از ٣ بار اصلاح ، زيرشاخصهاي نهايي استخراج و در قدم بعدي از کارشناسان خواسته شده است معيارهاي نهايي را امتياز دهي کنند. براي وزن دهي به اين شاخصها از يک طيف ٥ قسمتي شامل خيلي کم اهميت ، کم اهميت ، نسبتا مهم ، مهم و خيلي مهم استفاده شده است که به ترتيب با اعداد ١، ٣، ٥، ٧ و ٩ وزن دهي شده اند. اين امتيازها در روش AHP و Promethee به شکلهاي مختلف استفاده شده است که در ادامه به تفصيل آورده مي شود.
٤- مفاهيم و شاخصها
جهت آشنا شدن با معيارها و درک راحت تر مسئله ، تعريفي کوتاه از هر معيار ارائه مي شود.
٤-١- وضعيت گذرگاه
بررسي ها نشان ميدهد که ١٥ درصد سوانح در گذرگاههاي با راهبند، ٣٠ درصد در گذرگاههاي بدون راهبند، ٢٥ درصد در گذرگاههاي غيرمجاز و ٣٠ درصد در نقاط غيرگذرگاهي به وقوع ميپيوندد.[٣]
٤-١-١- گذرگاه هاي مجاز با راهبند
اين گذرگاهها، گذرگاههاي پرترافيکي هستند که راهبند دستي يا الکتريکي دارند. [٣]
٤-١-٢-گذرگاههاي مجاز بدون راهبند
گذرگاههاي کم ترافيکي هستند که راهبند نداشته وبا توجه به اينکه جاده قبل از احداث راه آهن موجود بوده
بنابراين همانند گذرگاههاي با حفاظ ، از نظر راه آهن مجاز محسوب مي شوند [٣]
٤-٢- معارض
به موانعي از جمله زمينهاي کشاورزي، دولتي يا موانع شهري که در مسير احداث زيرگذر يا روگذر قرار دارند معارض گفته ميشود که راه آهن براي شروع کار ناگزير به برطرف کردن آن ها ميباشد.
٤-٣- شاخصهاي ريلي _سيروحرکت _سرعت قطار
محلهايي که سرعت قطار بالاست و در هنگام وقوع حادثه ميدان ترمز کافي براي کنترل قطار و جلوگيري از برخورد با عابران يا وسائط نقليه عبوري وجود ندارد و در صورت برخورد هزينه هاي هنگفتي به بار خواهد آمد در اولويت اصلاح گذرگاه قرار مي گيرند. مقادير اين شاخص سرعتهاي مقرر در هر گذرگاه مي باشند که پس از نرمال شدن مورد استفاه قرار گرفته اند.
٤-٤- شاخصهاي ريلي _سيروحرکت _ترافيک قطار
همانند سرعت ، تعداد قطارهاي عبوري از گذرگاهها نيز با هم برابر نيستند. به اين علت که مسير ريلي ناحيه شمال غرب از خاک ٤ استان عبور ميکند. لذا قطارهاي استان آذربايجان شرقي از خاک استانهاي زنجان و قزوين عبورمي کند و در ترافيک ريلي آن استانها محاسبه مي شود ولي قطار هاي استان قزوين از خاک زنجان يا آذربايجان شرقي عبور نمي کند لذا ترافيک گذرگاههايي که در خاک آذربايجان شرقي قرار دارند کمتر از استان زنجان ، و ترافيک گذرگاههاي استان زنجان نيز سبک تر از استان قزوين مي باشد.دراين شاخص تعداد رام قطارهاي عبوري در ٢٤ ساعت براي هر گذرگاه منظور شده است .
٤-٥- انتظارات اجتماعي
در بعضي مناطق به علت اينکه عبور و مرور مردم منطقه از محل اين گذرگاهها اتفاق مي افتد فشار مردمي بر راه آهن براي برطرف کردن اين گذرگاهها زياد است و همين امر باعث مي شود راه آهن در اولويت بندي پروژه هاي خود مسائلي از اين دست را نيز مد نظر قرار دهد.
٤-٦- هزينه فرصت از دست رفته
منظور از هزينه هاي فرصت هزينه هايي است که هم اکنون ( قبل از اصلاح گذرگاه همسطح ) به دليل وجود تجهيزات راهدارخانه ها، راهبندها، نيروي انساني مستقر در گذرگاهها، سوانح و.... به عهده راه آهن مي باشد که پس از تبديل به گذرگاه غير همسطح اين هزينه ها نيز حذف خواهند شد.اين هزينه به طور متوسط براي هر گذرگاه ٨٠٠٠٠٠٠٠٠ ريال در نظر گرفته شده است . اگر چه اين معيار بخاطر مساوي گرفته شدن اين مبلغ براي تمام گذرگاهها تاثيري در اولويت بندي گذرگاهها نخواهد داشت .صرفا توجيه اقتصادي مسئله را مي رساندکه پس از حدود ١٠ سال بازگشت سرمايه اتفاق افتاده و صرفه جويي هاي اين هزينه مبالغ سرمايه گذاري شده در تبديل به گذرگاه غير همسطح را جبران خواهد نمود.
٥- ابزار تصميم گيري
جهت حل مسئله از تکنيکهاي چند معياره PROMETHEE و AHP به صورت تلفيقي استفاده شده است . اين دو تکنيک به طور مجزا کاربرد گسترده اي دارند که در اين تحقيق کاربرد تلفيقي آنها نيز مورد استفاده قرار گرفته است . روش فرايند سلسله مراتبي (AHP) تصميم گيرنده را قادر مي سازد تا گزينه و معيارها را بر اساس اهداف ، دانش و تجربه تنظيم نمايد. در اين روش بايد جزئيات مسئله را به صورت ساختار سلسله مراتبي ترسيم نمود.
روش PROMETHEE براي ارزيابي و اولويت بندي گزينه هاي گسسته و انتخاب بهترين گزينه به کار مي رود. [٤]
از آنجا که تبيين ساختار مسئله و تخصيص وزن به معيارها با تکنيک AHP با توجه به ساختار سلسله مراتبي مسئله به خوبي و با دقت قابل محاسبه است بنابراين مي توان از تلفيق اين دو روش براي رسيدن به نتيجه دقيق تر بهره برد.
٥-١- فرآيند تحليل سلسله مراتبي
اين روش در سال ١٩٨٠ به وسيله توماس ساعتي ارائه شده است .[٥] روش فرايند سلسله مراتبي (AHP) تصميم گيرنده را قادر مي سازد تا گزينه ها و معيار ها را بر اساس اهداف ، دانش و تجربه خود تنظيم نمايد. براي حل مسائل تصميم گيري از طريق AHP ، بايد مسئله را به دقت و با همه جزئيات تعريف و تبيين کرد و جزئيات آن را به صورت ساختار سلسله مراتبي ترسيم نمود. اين تکنيک از جمله روشهاي چند معياره براي تعيين وزن نسبي معيارها و در نهايت تعيين اولويتها ميباشد.[٦]
Promethee -2-5
روش PROMETHEE توسط برانس و همکارانش ايجاد شد و براي ارزيابي و اولويت بندي گزينه هاي گسسته و انتخاب بهترين گزينه به کار مي رود. اين روش براي شرايطي که در آن بايد گزينه هاي زيادي بر اساس معيارهاي کمي و کيفي ارزيابي شوند، کارايي بالايي دارد. همچنين يکي از روش هاي تصميم گيري است که بدون نياز به اطلاعات بيش از اندازه با کاربردي آسان ، نتايجي پايدار و قابل فهم ايجاد مي کند.[٤]
از آنجائيکه روش Promethee حالت سلسله مراتبي را نمي پذيرد در انجام محاسبات ، شاخصهاي سطح آخرکه به ماتريس تصميم منجر مي شوند مدنظر قرار گرفته شده است .
در اين روش براي داده ها تابع تبيين کننده تعريف مي شود و هر معيار را مي توان بر اساس تابع مجزا از ساير معيارها مورد استفاده قرار داد و در نتيجه در تصميم گيري هاي چند معياره داراي معيارهاي با مقياسهاي مختلف اندازه گيري ، نقطه قوت محسوب مي شود. و از آنجا که با هر معيار برخورد مجزا از ساير معيار ها دارد بنابراين ، داشتن نمره زياد در يک معيار، تاثيري در نمره گزينه در معيارهاي ديگر ندارد. اساس اين روش برتري و مقايسات زوجي مي باشد و اختلاف و تفاوت عددي بين گزينه ها در معيارهاي مختلف مورد توجه قرار مي گيرد. تصميم گيرنده بر اساس تابع ترجيح انتخابي تفاوت بين دو گزينه را به دامنه صفر و يک انتقال مي دهد.[٤]
٦- حل مسئله
٦-١- به روش سلسله مراتبي
در اين مطالعه با استفاده از يک رويکرد متفاوت AHP که در سلسله مراتب تصميم از يک مقياس رتبه بندي استفاده ميکند به محاسبه وزنهاي سراسري پرداخته و بدون مقايسات زوجي آلترناتيوها به انتخاب گزينه بهتر پرداخته شده است . اين روش در مواردي که تعداد شاخصها و تعداد آلترناتيوها زياد است براي غلبه بر تعدد مقايسات زوجي استفاده مي شود. نمره خام هر شاخص با استفاده از مقايسات زوجي محاسبه و وزن هاي موضعي پس از ميانگين گيري به روش ميانگين هندسي و در نهايت نرمالايز کردن بدست آمده است . وزن سراسري نيز از ضرب وزنهاي موضعي در راستاي يک شاخص تا زيرشاخص سطح آخر آن محاسبه شده است . [٧]
براي نمونه محاسبه وزن يکي از معيارها در زير آورده مي شود.
در معيار شاخصهاي سيروحرکت امتيازهاي داده شده به قرار زير بوده است .٢ کارشناس امتياز ٩، ٢ کارشناس امتياز ٧ و ٢ کارشناس امتياز ٥ براي اين شاخص در نظر گرفته اند. لذا داريم :
(1)
0,78
نمره خام اين شاخص مي باشد. به همين ترتيب در زير شاخصهاي آن داريم :
سرعت قطار =٠,٩٣ و ترافيک قطار=٠,٧٨
به همين ترتيب براي تمام شاخصها وزيرشاخصها نمرات خام را محاسبه ،سپس به ترتيب از آخرين سطح در زيرمعيارها به تشکيل ماتريس مقايسات زوجي پرداخته و وزن موضعي هر زيرشاخص و سپس شاخصهاي سطح دوم و اول نيز محاسبه مي - شود.
در پايان در راستاي شاخص اصلي تا آخرين زيرشاخص اين وزن ها در هم ضرب شده و وزن سراسري در آن ستون محاسبه شده است .
رتبه دهي
براي بدست آوردن ماتريس تصميم همانند محاسبات بالا ميانگين نظرات کارشناسان به هرشاخص در هرگذرگاه گرفته شده و پس از ضرب در وزن سراسري آن شاخص به عنوان امتياز آن گذرگاه در آن شاخص منظور گرديده است . در نهايت مجموع امتيازهاي حاصل از هر گذرگاه در تمام شاخصها به عنوان امتياز نهايي در نظر گرفته شده است . با مرتب کردن اين امتياز بصورت نزولي نتيجه نهايي که اولويت بندي اصلاح گذرگاه بوده است بدست مي آيد.
جدول محاسبه اين اوزان و امتياز نهايي گذرگاهها که از جمع تک تک امتيازهاي گذرگاه در هر معيار بدست آمده است در زير آورده شده است . تمام اين محاسبات در نرم افزارExcel انجام شده است .
٦-٢- حل مسئله به روش Promethee
رتبه بندي نهايي دو گزينه به وسيله جمع کردن اولويت تمام شاخصها به دست مي آيد.
