بخشی از مقاله
چکیده
محورهاي مرکزي شبکه ریلی ایران، داراي پتانسیل بالا در تولید و جذب بار ریلی میباشند. بااینحال، وجود سیرگاههاي بحرانی - گلوگاههاي ظرفیتی - در این نواحی، امکان پاسخگویی کامل به تقاضاي مذکور را با چالش مواجه ساخته است. جهت رفع گلوگاههاي ظرفیتی شبکه، راهکارهاي افزایش ظرفیت مختلفی مطرحشدهاند. بهمنظور بررسی تأثیر هریک از راهکارها، در ابتدا تخصیص جزئی بار با لحاظ ظرفیت جهت شناسایی گلوگاه ظرفیتی نواحی مرکزي راه آهن ایران انجام پذیرفت.
در هریک از گلوگاههاي ظرفیتی شناساییشده، راهکارهاي افزایش ظرفیت جهت یافتن راهکار بهینه انجام پذیرفت. تحلیل اقتصادي بر اساس تن کیلومتر بار، توسط روش ارزش خالص فعلی انجام گردید. نتایج نشان داد که در نظر گرفتن توأمان راهکارهاي بهینه افزایش ظرفیت در گلوگاههاي ظرفیتی، اضافه تقاضاي جذبشده برابر 891 هزار تن و شاخص ارزش فعلی برابر 7560 میلیارد ریال در پی خواهد داشت.
مقدار اضافه تقاضاي جذب شده در مقایسه با پتانسیل بار نواحی مرکزي شبکه ریلی اندك است. پایین بودن اضافه تقاضاي جذب شده، به دلیل وجود گلوگاههاي ظرفیتی در مناطق دیگر شبکه ریلی است که مانع انتقال بار بالقوه در شبکه و استفاده از افزایش ظرفیت ایجادشده در نواحی مرکزي راهآهن میگردد. بنابراین افزایش ظرفیت گلوگاههاي ظرفیتی بایستی در کل شبکه ریلی اعمال گردد تا بار ریلی در کل شبکه ریلی جریان پیدا کند.
مقدمه
اهمیت بخش حملونقل در فرآیند توسعه، از ابعاد مختلف قابلتوجه است، نقش حملونقل در رشد سایر بخشها، آن را به عاملی شتابدهنده در توسعه اقتصادي کشورها تبدیل کرده است. از سوي دیگر، توسعه و بهبود زیرساختهاي حملونقل، علاوه بر تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم در بخشهاي مختلف اقتصاد، ازجمله صنعت، معدن، گردشگري و بازرگانی آثار زیادي بر سطح رفاه عمومی و شاخصهاي اجتماعی دارد.
بسیاري از مسائل مهم اجتماعی، ازجمله ایمنی، آلودگی محیطزیست و صرفهجویی در مصرف سوخت از سیاستهاي اتخاذشده در بخش حملونقل تأثیر میپذیرند. سیستم حملونقل ریلی به دلایلی مانند قابلیت توان حمل بار انبوه در مسیرهاي طولانی، صرفهجویی در مصرف حاملهاي انرژي، استهلاك کمتر، سرعتبالا در تخلیه و بارگیري و کاهش آلودگی محیطزیست از اهمیت بالایی در بین گونههاي حملونقل برخوردار است و می-تواند جایگاه مناسبی را در صورت رفع مشکلات در حملونقل ایفا نماید
کمبود ظرفیت در شبکه ریلی، از مهمترین مشکلات هر سیستم حملونقل ریلی است که رفع آن بهعنوان دغدغه جدي و اصلی مدیران راهآهن محسوب میگردد. رفع مشکلات ظرفیتی در شبکه ریلی بهمنظور دستیابی به توسعه پایدار اجتنابناپذیر است. این مسئله در شبکه راهآهن ایران نیز وجود داشته و در نواحی مرکزي ایران، به دلیل وجود مبادي-مقاصد با تولید و جذب بار قابلتوجه بهصورت محسوستري احساس میگردد.
روشهاي مختلفی براي رفع مشکلات ظرفیتی در سیستم ریلی ذکرشدهاند که از آن جمله میتوان به دوخطه کردن مسیر ریلی، تراكبندي - ایجاد مناطق جدایی بدون شبکه خطوط براي افزایش ظرفیت مسیرها مانند چراغهاي عبوري سیستم بلاك اتوماتیک - ، برقی کردن، افزایش بارمحوري - بهبود زیرسازي بهمنظور افزایش حداکثر تناژ قابلتحمل هر محور چرخ به دلیل عبور تناژ بیشتر قطار - ، بازگشایی ایستگاههاي بسته - و کاهش طول سیرگاهها اشاره کرد
در بخش دوم از این مقاله، مروري بر روشهاي رفع مشکلات ظرفیتی ارائهشده است. در بخش سوم، محاسبه مربوط به هزینه و منافع هریک از روشهاي رفع مشکلات ظرفیتی ارائهشده است. در بخش چهارم نتایج اعمال متدولوژي تحقیق بر روي شبکه ریلی ایران انجامشده است. در بخش پنجم، نتایج حاصل از بررسی یکی از گلوگاههاي ظرفیتی و تحلیلهاي مربوط به آن، ارائه گردیده است. نهایتًا در بخش پنجم، جمعبندي نهایی و نتیجهگیري انجامشده است
روشهاي رفع مشکلات ظرفیتی
رفع مشکلات ظرفیتی در شبکه ریلی باهدف بهبود ظرفیت زیرساختهاي شبکه صورت میپذیرد. در هریک از روشها بر اساس میزان پوشش شبکه ریلی، افزایش ظرفیت متفاوت خواهد بود. روشهاي افزایش ظرفیت مورداستفاده در این پژوهش عبارتاند از: دوخطه سازي، تراكبندي، برقی سازي، بازگشایی ایستگاه، افزایش بارمحوري و اعزام قطار طویل.
دوخطه سازي
در مسیرهاي دوخطه ریلی، هر جهت میتواند بهطور مستقل عمل کند. درحالیکه در مسیرهاي تک خطه، عملکرد قطارهاي عبوري در یکجهت به عملکرد قطارها در جهت دیگر بستگی دارد. استقلال بین جهات حرکت در مسیر دوخطه ریلی، سبب تسهیل برنامهریزي جدول زمانبندي عبور قطارهاي ناهمگون نسبت به مسیرهاي تک خطه میگردد. این مسئله منجر به افزایش نزدیک به دو برابري ظرفیت درروش دوخطه سازي میگردد.
در شکل 1 عملکرد خطوط در مسیرهاي دوخطه و یکخطه نشان دادهشده است[4]،.[5]
شکل :1 استقلال هر جهت در مسیرهاي دوخطه نسبت به مسیرهاي تک خطه
تراكبندي
در سیستم تراك بندي با تقسیم هر سیرگاه به چند تراك، امکان سیر همزمان چند قطار در سیرگاه بین دو ایستگاه را فراهم میکند. با این شرط که در هرلحظه دو قطار اجازه ندارند باهم در یک تراك حضورداشته باشند. توسعه سیستم تراكبندي با بهکارگیري و فعالسازي سیستم کنترل اتوماتیک قطار - ATC - 1 میسر میگردد. مفاهیم پایه سیستم ATC با سه مؤلفه اصلی نشان دادهشده است. سه سطح سیستم ATC شامل سیستم کنترل اتوماتیک قطار - ATP - 2، سیستم بهرهبرداري اتوماتیک قطار - ATO - 3 و سیستم نظارت اتوماتیک قطار - ATS - 4 است.
وضعیت سیستم ATC در شکل 2 نشان دادهشده است
شکل :2 سیستم علائم ATCدر سیستم تراكبندي مسیر
برقی سازي
برقی سازي یکی از روشهاي مناسب جهت کاهش زمان سیر قطارها و درنتیجه، افزایش ظرفیت محورهاي ریلی است. کشندههاي برقی داراي قدرت بسیار بیشتر از کشندههاي دیزلی هستند و همین نکته باعث میشود تا ظرفیت محور با استفاده از قطارهاي برقی - نسبت به قطارهاي دیزلی - افزایش داشته باشد. راهکار برقی سازي براي حمل بار در مسیرهاي کوهستانی که توانایی دیزلها بسیار پایین میآید و همچنین مسیرهاي با ترافیک زیاد، مورداستفاده قرار میگیرد
بازگشایی ایستگاه بسته
ایستگاه بسته بنا بر تعریف، ایستگاهی است که بنا بر مقتضیات و دستورات راهآهن موقتاً سوزنها و علائم آن برچیده شده است. افزایش ظرفیت مسیر تک خطه ریلی، به کمک کوتاه کردن فاصله بین سیرگاهها با بازگشایی ایستگاههاي بسته وسط سیرگاههاي طولانی و یا احداث ایستگاههاي جدید امکانپذیر است. بازگشایی ایستگاههاي اضطراري یا ایستگاههاي بسته باعث کوچک شدن سیرگاه و کم شدن زمان سیر آن و درنتیجه افزایش قطارهاي اعزامی و افزایش ظرفیت میگردد.
افزایش بارمحوري
افزایش بارمحوري مجاز خط میتواند باعث بهکارگیري واگنها با نسبت ظرفیت بار خالص به وزن کل بالاتر میگردد. بدین ترتیب تناژ کل بار خالص قطار اعزامی افزایش مییابد. افزایش بارمحوري، مشروط به وجود امکانات و تجهیزات کنترل بارمحوري و انجام همزمان پروژه مقاومسازي پلها و ابنیه فنی مسیر است
افزایش بارمحوري به تغییرات عمده در زیر ساختار مسیرهاي موجود - نوع پروفیل و مقاومت ریل، ضخامت بالاست و زیر بالاست، مقاومت بستر و ... - و تقویت ابنیه آن - بهویژه پلها - و همچنین ناوگان نیازمند است. افزایش بارمحوري از 20 به 22/5 و 25 تن به ترتیب 12/5 و 25 درصد قابلیت حمل بار توسط هر واگن را افزایش میدهد
اعزام قطار طویل - قطار متراژي -
افزایش بارمحوري مجاز خط میتواند باعث بهکارگیري واگنها با نسبت ظرفیت بار خالص به وزن کل بالاتر میگردد. بدین ترتیب تناژ کل بار خالص قطار اعزامی افزایش مییابد. افزایش بارمحوري، مشروط به قطارهاي طویل داراي تعداد زیادي واگن میباشند که طول آنها بیشتر از طول قطارهاي دو و یا سه دیزله است.
لکوموتیوهاي مورداستفاده براي قطارهاي طویل و سنگین مانند لکوموتیوهاي قطارهاي معمولی میباشند ولی براي تأمین نیروي کشش باید تعداد زیادي لکوموتیو را به همدیگر متصل کنیم تا بتوان قطار با وزن زیاد را جابهجا کرد. در موارد استفاده از چند لکوموتیو براي کاهش نیروي وارد بر قلاب، بایستی لکوموتیوها را در طول قطار توزیع کرد تا نیروي وارد بر قلاب از حد مجاز تجاوز نکند
اعزام این قطارها نیازمند هماهنگی گسترده با سایر قطارهاي باري و مسافري عبوري در مسیر بوده و در سیستم قبول و اعزام غیر برنامهاي قطارهاي باري، ایجاد این هماهنگی بدون وجود آمدن تأخیر درحرکت سایر قطارها امري مشکل است
