مقاله خروج از خط و روشهای تشخیص اتوماتیک آن

word قابل ویرایش
14 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

خروج از خط و روشهای تشخیص اتوماتیک آن

چکیده

یکی از حوادث مهم و خطرناکی که خسارات جانی و مالی زیادی را در سیستم حمل و نقل ریلی بدنبال دارد، خروج از خط است. این پدیده ناخواسته که بر اثر انحراف محورهای واگن از ریل حادث میگردد، هزینههای زیادی مانند خرابی تراورسها در مسافتهای طولانی، خرابی و انحراف ریل، صدمات وارده به واگن مربوطه و … را به دنبال دارد. محوری که از خط خارج شده است در نقاط حساسی مانند سوزنهای مسیر، ممکن است منجر به انحراف واگنهای پشت سری خود از مسیر، برخورد آنها به یکدیگر و در هم کوبیدن قطار شده که حوادث ناگواری را خصوصاً در واگنهای حمل سوخت بدنبال خواهد داشت.
مطالعات و بررسی های انجام شده بیانگر این واقعیت است که هر چند در لحظه رخ داد خروج از خط صدمات و خساراتی بر سیستم حمل و نقل ریلی وارد میشود، اما بسیاری از هزینههای این پدیده ناخواسته ناشی از متوجه نشدن لکوموتیوران و در نتیجه ادامه مسیر قطار در مسافتهای طولانی است. لذا با توجه به اینکه با تشخیص سریع و به موقع این پدیده میتوان قطار مربوطه را فوراً متوقف کرده و به این ترتیب خسارات و هزینههای ناشی از خروج از خط را به مقدار بسیار زیادی کاهش داد، تشخیص سریع و اتوماتیک آن از اهمیت زیادی برخوردار است.

کلید واژهها: خروج از خط (Derailment)، شتابسنج پیزوالکتریک، شتابهای دینامیک، پردازش سیگنال

.۱ مقدمه

خروج از خط اصطلاحاً به انحراف حداقل یکی از محورهای وسیله نقلیه از مسیر ریلها اتلاق میشود، بگونهای که یکی از چرخهای محور مذکور در فاصله بین دو ریل بر روی تراورسها و چرخ دیگر در خارج از فاصله ریلها حرکت کند. از دلایل عمده این پدیده ناخواسته میتوان به عوامل زیر اشاره کرد:

-۱ افزایش عرض خط

-۲ تأثیر نیروهای جانبی وارد بر وسیله نقلیه

-۳ توزیع نامناسب بار

-۴ افتادگی خط که منجر به حالت بی باری وسیله نقلیه میشود
-۵ نوسانات و ارتعاشات وسیله نقلیه ناشی از عوامل مختلفـی چـون نـاهمگونی وسـیله نقلیـه و ریـل، خرابـی یاتاقانها و یا بریدگی چرخ

-۶ از هم پاشیدگی چرخ و محور بر اثر داغی شدید سر محور

-۷ تیزی لبه چرخ و ۰۰۰

بر اثر این عوامل محور (یا محورهای) وسیله نقلیه از مسیر ریل خارج شـده کـه در اصـطلاح بـه آن خـروج از خط گویند.

یکی از آمارهای ارائه شده در خصوص خروج از خط (ناشی از عیبهای آلات ناقله) در سالهای ۷۵ تا

۷۷ راهآهن ایران در جدول ۱ ارائه شده است که با دقت در آن میتوان به تنوع عوامل مؤثر در بروز این حادثه پی برد. از طرفی بررسی عوامل مختلف بوجود آورنده خروج از خط مستلزم مطالعه و بررسی رفتار دینامیکی ریل و قطار است. مطالعات انجام شده نشان میدهد که دینامیک حرکت وسیله نقلیه بر روی ریل به پارامترهای مختلف ریل و وسیله نقلیه بستگی دارد. این رفتار دینامیک معمولاً توسط آزمایشات عملی مورد بررسی قرار میگیرد ولی میتوان با استفاده از نرم افزارهای خاصی حدود رفتار ریل و قطار را در مقابل هم مورد تحلیل قرار داد. نتایج این تحلیلها نشان میدهد که اندرکنش قطار و خط در محدوده وسیعی از فرکانسها اتفاق میافتد. این فرکانسها، از فرکانسهای حدود یک هرتز برای نوسان بدنه قطار تا چند کیلوهرتز برای ضربات وارده از قطار به خط گسترده شده است، که ناشی از وجود عیب و نواقص ناخواسته در وضعیت خط و تجهیزات وسیله نقلیه و بعضاً شیوههای بهره برداری نامناسب میباشد. اگر یکی از عوامل مذکور تحت یک شرایط خاص از حد ایمنی خود خارج گردد، ممکن است در یک لحظه و بطور آنی منجر به ایجاد پدیده خروج از خط گردد.

از طرف دیگر تخمین دقیق علل ایجاد یک پدیده خروج از خط کار مشکل و بعضاً غیر ممکنی است، بطوریکه اگر پس از ایجاد یک سانحه خروج از خط، همان شرایط تخمینی مجدداً تکرار شود ممکن است خروج از خطی اتفاق نیافتد. لذا تعیین تمامیشرایط در لحظات رخ داد خروج از خط کار بسیار مشکلی است. مجموعه این عوامل باعث شده است که حتی کشورهای پیشرفته نیز تا کنون نتوانند بطور کامل از ایجاد خروج از خط در راهآهنهای خود جلوگیری کنند، بلکه این پدیده ناخواسته همچنان

بیشترین آمار سوانح را در کشورهای مختلف به خود اختصاص داده است.

.۲ خسارات و هزینههای ناشی از خروج از خط

خسارات و هزینههای وارده در اثر هر پدیده خروج از خط معمولاً به دو دسته خسارات مستقیم و غیر مستقیم تقسیمبندی میشود. خسارات مستقیم اصطلاحاً به “خسارات وارده به واگنها، خسارات وارده به خط، خسارات وارده به علائم و خسارات وارده به بار” اطلاق میشود. از طرف دیگر خسارات غیر مستقیم شامل

“خسارات ناشی از مسدودی خط و هزینههای مربوط به اعزام قطار نجات” است.

رخ داد یک خروج از خط به خودی خود ممکن است خسارات زیادی را بدنبال نداشته باشد، بلکه آنچه منجر به گسترش خسارات و هزینههای ناشی از این پدیده ناخواسته میشود، عدم اطلاع لکوموتیوران نسبت به خروج از خط بخشی از قطار و طی مسافتهای طولانی در این حالت است. به عنوان نمونه چگونگی رخدادن حادثه ای که در کشور سوئیس در سال ۱۹۹۴ اتفاق افتاده است را بیان میکنیم.

حادثه از آنجایی شروع شد که یکی از محورهای یک واگن مخزندار حاوی سوخت که قسمتی از یک قطار باری را تشکیل میداد از خط خارج شده و بر روی تراورسها به حرکت در آمد. این موضوع به خودی خود هزینه زیادی را در بر نخواهد داشت، اما آنچه منجر به تبدیل آن به یک حادثه خطرناک شد، عدم اطلاع لکوموتیوران از خروج از خط واگن مربوطه و طی مسافت طولانی در این وضعیت بود. سرانجام حادثه در ایستگاهی در نزدیکی شهر زوریخ اتفاق افتاد. واگن مخزندار مذکور در محل سوزن ورودی ایستگاه از مسیر منحرف شده و پس از سرنگون شدن منفجر شد. این حادثه که در شکل ۱ نشان داده شده است، بالغ بر ۲۴ میلیون فرانک سوئیس خسارت وارد کرده اما تلفات جانی نداشته است.

حادثهای از این نوع در ایستگاه رخش در راهآهن ایران اتفاق افتاده است. به این ترتیب که داغی شدید سر محور یکی از واگنهای قطار باری باعث شد که چرخها بطور ثابت بر روی ریل کشیده شده و پس از طی مسافتی سرمحور واگن مذکور از محور جدا، و منجر به خروج از خط آن محور شود. اما لکوموتیوران که متوجه موضوع نمی شود، به مسیر خود ادامه داده و به این ترتیب سبب آسیب دیدن تعداد زیادی از تراورسها و پابندهای نزدیک به ۶ کیلومتر از مسیر میشود. این واگن هنگام ورود به ایستگاه رخش و در سر سوزن ایستگاه، به مسیر دیگری منحرف شده و به این ترتیب واگنهای بعدی را نیز از مسیر منحرف کرده، که

پس از برخورد به یکدیگر کاملاً منهدم شکل :۱ تصویری از حادثه خروج از خط در کشور سوئیس

TSB تشخیص داده شده است.

سرمحور و شکستگی چرخ در کانادا که توسط

شکل :۲ آمار خروج از خطهای ناشی از داغی
میشوند. مجموع خسارات مستقیم و غیر مستقیم این حادثه حدود ۳۲۰ میلیون تومان برآورد شده است.

اگر چه همه خروج از خطها منجر به چنین حوادث خطرناکی نمیشوند، اما چنین حوادث ناگواری مجدداً نیز تکرار خواهند شد. در این حوادث نمیتوان لکوموتیوران را مقصر دانست، زیرا برای او امکان دیدن اینکه محوری از خط خارج شده است، وجود ندارد. اما خسارات ناشی از این حوادث قابل ملاحظه است. صرفنظر از وسیله نقلیه، تراورسهای زیادی خسارت میبینند و خطوط بایستی عوض شوند. سؤالی که مطرح میشود این است که: “آیا میتوان از بروز چنین حوادثی جلوگیری کرد؟”

راهآهن آمریکای شمالی با توجه به مطالعات زیادی که در مورد عوامل ایجاد خروج از خط دارد، هنوز هم متحمل خسارات ناشی از این پدیده است. طبق آماری که این کشور ارائه داده است، در سال ۱۹۹۰ جمعاً ۲۱۴۶ مورد خروج از خط به وقوع پیوسته که هزینه مستقیم آنها بالغ بر ۱۵۰ میلیون دلار و هزینه غیر مستقیم آنها حدود ۳۳۰ میلیون دلار بوده است.

همچنین آمار ارائه شده توسط (Transport Safety Board) TSB، در مورد خروج از خطهای راهآهن کانادا در سالهای ۱۹۸۷ تا ۱۹۹۳ در شکل ۲ نشان داده شده است. با توجه به مدارک ارائه شده، بطور متوسط نزدیک به ۱۰ مورد خروج از خط فقط ناشی از داغی سر محور در هر سال توسط TSB شناسایی شده، که هزینه هر حادثه بطور متوسط ۲۵۰ هزار دلار تخمین زده شده است.

.۳ شناسایی اتوماتیک خروج از خط

همانطور که اشاره شد خروج از خط یکی از حوادث مهمی است که خسارات و هزینه های زیادی را بر سیستم حمل و نقل ریلی تحمیل میکند. امروزه این پدیده ناخواسته قسمت اعظم خسارات ناشی از سوانح را چه در کشورهای پیشرفته و چه کشورهای در حال توسعه به خود اختصاص داده است. مطالعات و تحقیقات وسیع انجام شده نشان میدهد که گرچه میتوان با تمهیداتی از تعداد بروز این پدیده کاست، ولی با توجه به تنوع عوامل مؤثر در بروز این سانحه و پیچیدگی نقش هر عامل در ایجاد آن، جلوگیری از بروز خروج از خط ناممکن است. بنا به دلایل فوق تشخیص اتوماتیک خروج از خط موضوعی است که از مدتها قبل مورد توجه و تحقیق راهآهنها و شرکتهای مختلف مرتبط با صنعت حمل و نقل ریلی بوده است. این تحقیقات اخیراً نتایج مطلوب و مفیدی را از خود نشان داده و سیستمهایی به این منظور پیشنهاد شده است که عمدتاً بر اساس اندازهگیری شتابهای عمودی اعمالی به واگن کار میکنند. در مقاله حاضر دو سیستم متفاوت از این نوع مورد بررسی قرار میگیرد که عبارتند از:

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 14 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد