بخشی از مقاله
چکیده
در دههی اخیر در ایران مفاهیم سیستم مدیریت روسازی در محافل دانشگاهی و اداری مطرح شده است، اما این بحثها به دلایل مختلفی از جمله نبود سامانه مدیریت اطلاعات روسازی و نگرش ضعیف مدیران به اهمیت تعمیر و نگهداری روسازی راهها به نتیجه ملموسی نرسیده است. یکی از دلایل عدم وجود سیستم مدیریت روسازی در ایران، بهمریختگی اطلاعات موجود میباشد که مدیریت روسازی راهها را با مشکل مواجه میکند.
دراین تحقیق بررسی و امکانسنجی چارچوبی برای مدیریت اطلاعات روسازی راهها به عنوان زیرمجموعهای از سیستم مدیریت روسازی - - PMS1 مبتنی بر GIS2 انجام شده است. این کار با بکارگیری نرمافزار Microsoft Access برای ساخت پایگاه داده متنی و نرمافزار GeoSetter برای ساخت پایگاه داده تصویری از مانیتورینگ رویهی راهها انجام شده است. این دو نرمافزار با نرمافزار ArcGIS سازگار میباشند و پس از پیادهسازی نتایج آنها بر روی نرمافزار مذکور میتوان از توانایی مدیریتی GIS برای مدیریت اطلاعات روسازیها استفاده کرد. درنهایت اطلاعات مدیریت شده، در نرمافزارهای مدیریت روسازی قابل استفاده میباشند.
-1 مقدمه
امروزه حملونقل جادهای جز مهمترین شریانهای حیاتی یک کشور و به عنوان یکی از محورهای توسعه پایدار محسوب میشود. توجه به نگهداری و تعمیر به موقع روسازی این جادهها که جز سرمایههای ملی هر کشوری محسوب میشوند، هم از جنبهی اقتصادی و هم از جنبهی عملکردی بسیار حائز اهمیت میباشد. وقتی تعمیر و نگهداری به موقع انجام نشود نیاز به بهسازی و حتی بازسازی گسترده خواهد بود که اغلب هزینهای بیشتر از تعمیر و نگهداری سادهای که زودتر میتوانست انجام شود، در بر خواهد داشت. مراقبت از شبکه موجود و نگهداری آن در شرایط مطلوب امر مهمی بوده و اغلب در تخصیص بودجههای جدید دارای اولویت میباشد.[1]
روسازیها معمولاً برای مدت 20 سال طراحی میشوند، در حالی که در عمل دوره بهرهبرداری از روسازیها به 10 تا 12 سال محدود میشود و بعد از این دوره، بدون ترمیم قابلیت سرویسدهی ندارند. چنین روسازیهایی بعد از دوره بهرهبرداری یک یا چند بار روکش میشوند تا به مدت 20 الی 25 سال قابل استفاده باشند. با توجه بهاین مطلب، ادارات راه غالباٌ بهاین نتیجه رسیدهاند که باید بین مراحل برنامهریزی، طراحی، ساخت، نگهداری و ترمیم هماهنگی ایجاد شود. به عبارت دیگر این ادارهها نیاز شدیدی به مدیریت روسازی پیدا کردهاند.[2]
مدیریت روسازی در واقع برنامهریزی برای بهبود کیفیت و عملکرد روسازیها و کمینه کردن هزینهها از میان بهترین تکنیکهای مهندسی میباشد. یک سیستم مدیریت روسازی مجموعهای از روشهای تعریفشده برای جمعآوری، تحلیل، نگهداری و گزارشهای اطلاعات روسازی میباشد. پس از پیشرفتهایی که در سال 1967 و 1968 در مورد مفاهیم اساسی سیستم مدیریت روسازی ایجاد شد معلوم گردید کهاین مفاهیم نه تنها باید در بخش طراحی استفاده شود بلکه در کل مراحل احداث روسازی - طراحی، ساخت و نگهداری - باید مورد استفاده قرار گیرند. این مساله برای اولین بار در سال 1970 در کنفرانس طراحی سازهای روسازی آسفالتی که در ایالت تگزاس توسط FHWA3 و دانشگاهها برگزار شد، مطرح گردید.[2]
استفاده از سیستمهای مدیریت روسازی در طی دههی90 بطور قابل ملاحظهای افزایش یافت. اما بهترین روزهای سیستم مدیریت روسازیمطمئناً هنوز در حال فرا رسیدن است چون پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی PC4 این امکان را برای آن فراهم کرده است تا تعاملیتر و بصریتر شوند. در آیندهای نزدیک، بسیاری از اداره های راه ملی، منطقهای و محلی جدید بدون شک طرفدار ویژگیها و خواص آن میشوند.[3]
-2 ضرورت انجام تحقیق
در 10 سال گذشته در ایران نیز مفاهیم سیستم مدیریت روسازی در محافل دانشگاهی و اداری ایران مطرح شده است، اما این بحثها به دلایل مختلفی از جمله نبود سامانهی یکپارچه اطلاعات روسازی، نگرش ضعیف مدیران به اهمیت تعمیر و نگهداری و تخصیص منابع به این موضوع، گام مهمی در سیستماتیک کردن این موضوع برداشته نشده است، به طوری که در چارت سازمانی وزارت راه و شهرسازی و ادارههای تابعه هیچ معاونت یا ادارهای به عنوان مدیریت روسازی وجود ندارد و فقط در معاونت راهداری، ادارهای به عنوان نگهداری راهها، وظیفهی تعمیر و نگهداری سنتی روسازی جادهها را بر عهده دارد که این ساختار، هزینهها را افزایش، ایمنی را کاهش و سرویسدهی را در حد مطلوبی فراهم نمیکند.
یکی از دلایل عدم وجود سیستم مدیریت روسازی در وزارت راه و شهرسازی و ادارات تابعه نبود اطلاعات یا بهم ریختگی اطلاعات موجود میباشد که مدیریت روسازی راهها را با مشکل مواجه میکند. در تحقیقات قبلی مدیریت روسازی بر پایهی GIS، توجهی بهایجاد چارچوبی برای مدیریت اطلاعات روسازی راهها به عنوان زیر مجموعه ای از سیستم مدیریت روسازی نشده است و بیشتر از تواناییهای تحلیلی و فضایی GIS استفاده شده است. در این تحقیق سعی بر این است تا با به کارگیری نرمافزارهای ذکر شده چارچوبی برای مدیریت اطلاعات روسازیها ایجاد شود تا به عنوان ابزاری به کمک سیستم مدیریت روسازی بیاید و بخش بزرگی از مشکل سیستمهای مدیریت روسازی که بهم ریختگی اطلاعات میباشد را به نوعی برطرف نماید.
-3 فرضیههای تحقیق
در این تحقیق فرصیههای زیر در نظر گرفته شده است:
الف- از آنجا که GIS در علوم مختلف مهندسی استفاده شده و در تحقیقات پیشین مهندسی راه نیز بررسی شده، پس میتوان از تواناییهای مدیریتی آن در این تحقیق استفاده کرد، اما باید چارچوب آن بررسی و مشخص شود.
ب- با توجه به ماهیت سیستم اطلاعات جغرافیایی از جنبه تفکیک عوارض که این موضوع در روسازیها بسیار مهم است، پس میتوان بین اطلاعات روسازیها و سیستم اطلاعات جغرافیایی سازگاری به وجود آورد.
ج- فرض دیگر تحقیق بر این است که میتوان از GIS به عنوان ابزاری برای پردازش و پالایش اطلاعات روسازیها جهت استفاده این اطلاعات در نرمافزارهای مدیریت روسازی استفاده کرد.
-4 اهداف تحقیق
این پژوهش اهداف زیر را دنبال میکند:
الف- مطالعه و بررسی سیستمهای مدیریت روسازی، سیستمهای اطلاعات جغرافیایی و اجزای مرتبط و مشترک آنها جهت یکپارچگی مدیریت اطلاعات روسازی راهها به عنوان زیر مجموعهای ازسیستم مدیریت روسازی
ب- ایجاد پایگاه داده از اطلاعات کاربردی روسازیها و جزئیات مرتبط با آنها در یکی از نرمافزارهای پایگاه داده با توجه به شرایط ایران
ج- بررسی و امکانسنجی استفاده از نرمافزارهای مرتبط با تحقیق و پیادهسازی نتایج آن در یکی از نرمافزارهای GIS جهت ایجاد چارچوبی برای تلفیق اطلاعات روسازیها، مدیریت بهینهی این اطلاعات و بررسی و تحلیل نتایج
-5 شرح روش انجام تحقیق
این تحقیق در 4 گام انجام شده است که در زیر توضیح داده شدهاند: گام اول - بررسی تاریخچه مدیریت روسازی و استفاده از GIS در مدیریت روسازیها از طریق مطالعه کتب، مقالات و منابع دیگر گام دوم- جمعآوری اطلاعات کابردی روسازیها با استفاده از منابع موجود - کتب، مقالات، نشریات، گزارشات داخلی و خارجی، ادارات راه محلی و... - که جهت مدیریت اطلاعات روسازی راهها از جنبههای فنی و اقتصادی لازم است. گام چهارم- استفاده از نرمافزار Access و GeoSetter برای ایجاد پایگاه داده و استفاده از یکی از نرمافزارهای GIS جهت پیادهسازی نتایج تحقیق گام چهارم- پیادهسازی سیستم مطرح شده به صورت پایلوت بر روی یک قطعه راه مشخص.
-6 پیشینه تحقیق الف- پیشینه تحقیق در جهان
در گذشته فقط به نگهداری روسازیها توجه میشد و مدیریت روسازیها امری ناشناخته بود. عامل تعیینکننده در انتخاب روش ترمیم و نگهداری مناسب طبق تجربهی مهندسین بود، در عین حال که توجه چندانی به هزینههای چرخهی عمر و یا اولویتبندی بر اساس ضرورت در سطح شبکه معطوف نمی گردید. در اقتصاد امروزی به همان نسبت که از عمر روسازی میگذرد، نیاز بهیک روش سیستماتیک برای تعیین ضرورتها در ترمیم و نگهداری روسازی بیشتر احساس میگردد. امروزه شبکه روسازیها نیاز به مدیریت دارد و نگهداری دیگر به تنهایی کافی نیست.[6]
حدود سال 1980، یک فرضیه و سیر تکاملی مهم، هنگامی که ادارهی حملونقل آریزونا اولین سیستم مدیریت روسازی را که قادر به بدست آوردن راهحلهای بهینه برای مسائل و مشکلات مدیریت روسازی بود به وجود آورد، رخ داد. با وجود نیاز به سختافزارهای گرانقیمت و نرمافزارهای نامساعد ناآشنا، سیستم مدیریت روسازی آریزونا به سرعت در درون و بیرونمریکاآ کاملاً مشهور و معروف شد. ایالتهایی از قبیل آلاسکا، کانزاس و کانکتیکت و کشورهایی از قبیل فنلاند، مجارستان و پرتقال در میان آنهایی بودند که سیستم مدیریت روسازی آریزونا یا سیستمهایی که به واسطه آن به وجود آمده بودند را پذیرفته و از آن استفاده میکردند . در دهه 90، سیستم مدیریت روسازی ارزان تر و کاربر پسندتر شد و استفاده و کاربرد آن بطور قابل ملاحظهای افزایش یافت.[3]
در سال 1985 یک بررسی توسط آژانسهای بزرگراهایالتی در آمریکا نشان داد که هزینههای تعمیر و نگهداری بزرگراهها در سال 1986 به 9/4 میلیون دلار - معادل نصف قیمت هر بزرگراه - میرسد. همچنین یک مطالعه برای کنگرهی آمریکا توسط کمیتهی حملونقل و کارهای عمومی پی برد که حفظ شرایط موجود روسازیها بین سالهای 1983 تا 2000 بهیک سرمایهگذاری حداقل 300 بیلیون دلاری نیاز دارد. غیر عادی بودن این قیمتها به اضافهی خرابی پیوستهی روسازیهای اکثر بزرگراهها، توسعهی شیوههای سیستماتیک برای کمک به آژانسها در مدیریت شبکهی روسازی آنها را ارتقا داد.[7]
برای اولین بار در اواسط دهه 1960 در آمریکا کار بر روی اولین سیستم اطلاعات جغرافیایی آغاز شد. در این سیستمها عکسهای هوایی، اطلاعات کشاورزی، جنگلداری، خاک، زمینشناسی و نقشههای مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند. اولین GIS، GIS ملی کانادا است که در اواخر دهه 1960 به وجود آمد و تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است.[8]
ترکیب کردن GIS با مدیریت روسازی به سرعت در 10 سال اخیر رخ داده است و قابلیتهای آن را تا حد زیادی گسترش داده است. یک مطالعه در فرودگاه US در سال 1999 نشان داد که بالای %60، از GIS برای پشتیبانی فعالیتهای مدیریت روسازی استفاده میکنند.[9]
در سال 2003 در دانشگاه تگزاس، موسسه بزرگراههای فدرال یک سیستم مدیریت روسازی ارائه داده است. این سیستم مدیریت روسازی به منظور اطلاع رسانی شرایط ضروری برای سازمانها، شامل هزینه موثر و تصمیمگیریهای سودمند نسبت به شرایط غالب در شبکه روسازی، ارائه شده است. این سیستم مدیریت روسازی که مبتنی بر GIS است، میتواند دادهها را به صورت جدول به همراه دادههای جغرافیایی در یک چارچوب از پایگاه داده مدیریت کند.
[10] موهد و دیگران[Mohd Z. B. M. Yunus, Hamidah Bt. H.,2010] مطالعهای در Seberang Perai Selatan با هدف یافتن پتانسیلGIS در گرفتن - ذخیره- به روز رسانی - بازیابی - نمایش و چاپ دادهها برای مدیریت تجهیز پایگاه دادههای جادهای، انجام داد. نگهداری از جاده به طور موثر با استفاده از برنامه Arcview بررسی میشود. در این مطالعه نویسندگان برنامه نرمافزاری GIS را به نام Arcview در نظر گرفته و به بررسی، مرور و تحلیل موثر بودن آن در مدیریت پایگاه دادههای جادهای می پردازند.
بوج و دیگران[Bhoj R. P., Ryuichi Y., Netra P. B., 2010] در تحقیقی یک مدل اولویتبندی نگهداری بزرگراهها در کوههای نپال که بر پایهی GIS میباشد را ارائه کردند. در این تحقیق دو موضوع سیستمهای نگهداری روسازیها و سیستم های نگهداری شیبهای کنارهی بزرگراهها بررسی شده است. در این مطالعه از روش آماری دومتغیری - روش مقدار اطلاعات - که همچنین به روش شاخص آماری معروف است استفاده شده است.
ب- پیشینه تحقیق در ایران
در ایران، اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از سامانه GIS را آغاز کرد، سازمان نقشهبرداری بود که در سال 1369 براساس مصوبه مجلس، عهدهدار طرح بکارگیری این سامانه شد. »شورای ملی کاربران سیستمهای اطلاعات جغرافیایی… در دی ماه 1372 تأسیس شد و هدف آن سیاستگذاری، برنامهریزی و هماهنگسازی فعالیتها در زمینه GIS، تحلیل نیازمندیها و همچنین بهرهبرداری از ظرفیتهای علمی، فنی و نیروی انسانی برای ایجاد و بکارگیری GIS با توجه به وظایف سازمان نقشهبرداری ایران در خصوص ایجاد سیستمهای اطلاعات جغرافیایی ملی، میباشد.[8]
طباطبایی و افلاکی - - 1382 در تحق?ق? به تدوین یک سیستم کامپیوتری مدیریت نگهداری روسازی شبکه راه پرداختهاند. نرمافزار تدوین شده از نرمافزار اتوکد 2000 به عنوان هسته GIS استفاده میکند و عملیات مقدماتی سیستم جغرافیایی را در حد نیاز یک سیستم مدیریت نگهداری روسازی انجام میدهد. در این کار از یک بانک اطلاعات ارزیابی روسازی استفاده شده است. کاربرد مهم اطلاعات جمعآوریشده در این سیستم تدوین و برازش مدلهای عملکرد روسازی برای تشخیص بهتر نقطهی بحرانی و تخمین پیشرفت خرابی و در نتیجهایجاد یک پایگاه اطلاعاتی جهت تحقیقات در زمینهی ارزیابی کارایی روشهای طراحی روسازی و روشهای مختلف بهسازی و نگهداری روسازی است.
پیرمرادی و ساداتی - - 1384 در یک مطالعه در شهر کرج با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی کارا که با استفاده از روشهای چشمی و همچنین روشهای دیگر مثل IRI5 و FWD6 به بررسی وضعیت روسازی می پردازد، یک سیستم تعمیر و نگهداری ارائه کردهاند. آنها در این تحقیق یک سیستم اطلاعاتی تحلیلی-تکاملی که اطلاعات آن به طور مستمر با یک برنامه که بر پایهی علوم و فنون نوین مهندسی، فنآوریها و تحولات عظیم اقتصادی تنظیم گردیده است، را پیشنهاد دادهاند. همچنین این سیستم از یک سو به روشهای چشمی و از سوی دیگر به روشهای اتوماسیون شده مثل IRI و FWD مجهز شده است.
مدهنی - - 1389 در دانشگاه شهید چمران اهواز پروژهای را جهت تحلیل اتوماتیک مدیریت روسازی با توسعه ابزارهای GIS انجام داده است. در این تحقیق با استفاده از پایگاه دادهای از خرابیهای چند قطعه راه در استان خوزستان، یک برنامه تعمیر و نگهداری خرابیها با توجه به زمان و هزینه ارائه شده است. نوبخت و میناگر - - 1390 در مطالعهای با توجه به وسعت شبکهی معابر شهری و هزینههای سنگین تعمیرات و نیز هزینههای وارده بر کاربران، استفاده از سیستم اطلاعات مکانی در سیستم مدیریت روسازی را ارائه کردهاند.
