بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله نتایج پژوهش پنجساله ای را ارائه می دهد که به منظور طراحی الگوریتم تعمیر و نگهداری خطوط راه آهن ایران، در دانشگاه علم و صنعت انجام شده است. این پژوهش بر اساس بررسی های تئوریک سه ساله و مطالعات میدانی بیش از 700 کیلومتر خطوط شبکه راه آهن ایران صورت پذیرفته است. در این نوشتار ضمن ارائه نتایج تحقیق شرایط موجود راه آهن ایران، سامانه های مشابه راه آهن های توسعه یافته و در حال توسعه، بررسی شده و متد طراحی و توسعه سیستم مدیریت تعمیر و نگهداری خطوط، ارائه گردیده است.
پس از بیان بخش های مختلف سامانه پیشنهادی، روند توسعه شاخص های منحصربفرد و چگونگی پروسه آنالیز داده ها در نرم افزار طراحی شده، تشریح گردیده است. پس از ارئه الگوریتم و مدلهای توسعه یافته در این تحقیق، نتایج حاصل از روند پیاده سازی مدل پیشنهادی که به منظور کالیبراسیون آن در بخشی از خطوط شبکه راه آهن ایران - ناحیه لرستان - صورت گرفته مورد بحث واقع شده است. این نتایج حاکی از صرفه جویی اقتصادی و قابل پیش بینی نمودن برنامه تعمیر و نگهداری با شرایط بهره برداری و تخصیص بودجه راه آهن ایران می باشد.
این سامانه به همراه نرم افزار طراحی شده به عنوان نخستین تجربه راه آهن ایران در قالب یک سیستم یکپارچه مدیریت تعمیر و نگهداری خطوط، مطرح می باشد.
مقدمه
امروزه، توسعه شبکه خطوط ریلی در کشورهای مختلف، از شاخص های توسعه یافتگی کشورها محسوب می شود. به همین دلیل بودجه های عمرانی بسیار زیادی برای گسترش آن پرداخت می گردد. سالیانه بخش عمدهای از این بودجه عمرانی، صرف ترمیم، بهسازی و نگهداری خطوط آهن می شود.
صرف این بخش عمده از اعتبارات عمرانی سبب شده است تا کاهش این هزینه ها و مدیریت آنها، مبحث جدی تری را به خود اختصاص دهد؛ چرا که این کاهش و یا صرف صحیح هزینه ها، در دور ماندن مدیران عالی سازمان های متولی ساخت و نگهداری راه آهن ها از چالش های مالی، نقش بسزایی بر عهده دارد.
ضرورت مدیریت این هزینه ها که پس از ساخت خط صرف می شود، مقوله ای را تحت عنوان"تعمیر و نگهداری خط" به شدت ارتقاء می بخشد. از سوی دیگر پیشرفت تکنولوژی، امکاناتی را برای راه آهن ها فراهم ساخته است که آخرین اطلاعات را از شرایط خط مورد توجه خود، به راحتی در اختیار داشته باشند.
به این ترتیب دو عامل در کنار هم قرار می گیرد؛ یکم نیاز به یک شیوه سیستماتیک در مبحث تعمیر و نگهداری برای صرف صحیح هزینه ها و دیگری امکانات تکنولوژیک برای بررسی، دست یابی و اجرای این شیوه، به منظور مدیریت امن تر و اقتصادی تر خطوط راه آهن. این دو عامل بستر مناسبی را فراهم می آورند تا یک سیستم مدیریت خط برای انتخاب ضروریات ترمیم و نگهداری و تعیین اولویت ها و زمان بهینه برای تعمیرات از طریق پیش بینی وضعیت خط، پایه ریزی شده و مورد استفاده قرار گیرد.
سامانه مدیریت تعمیر و نگهداری خط مشتمل است بر ساخت و راه اندازی یک سامانه مدیریتی که بتواند انتظارات نامبرده را در خطوط راه آهن تامین کند. اهمیت وجود یک چنین سیستمی باتوجه به گسترش سریع شبکه خطوط راه آهن ایران مضاعف می گردد. پیش بینی می شود که تا دهه 90 شمسی در ایران، طول خطوط ریلی اصلی به بیش از 11000 کیلومتر خواهد رسید. علاوه بر اینکه در همین افق دید پیش بینی می گردد که بیش از 3000 کیلومتر خط، تحت بهسازی و حدود 1000 کیلومتر خط آهن در شبکه ریلی ایران مورد بازسازی قرار گیرد که این گسترش شبکه ریلی و حجم عملیات تعمیر و نگهداری، تصمیم گیری های متدولوژیک و سیستماتیک را در حوزه تعمیر و نگهداری، ضروری تر می کند.
همچنین مصرف سالانه بیش از 85 هزار تن ریل، استفاده از حدود 1100000 تراورس بتنی در سال و وجود 5000 دستگاه سوزن در شبکه ریلی با حجم 14 تا 17 هزار عملیات تعمیری بر روی انشعابات و تقاطعات، حفظ شرایط مطلوب شبکه و همچنین پیش بینی وضعیت آینده خطوط را تنها در گرو برنامه ریزی دقیق، برای پیاده سازی یک سامانه اطلاعاتی- تحلیلی برای تعمیر و نگهداری خطوط می گذارد. تجارب پیاده سازی سیستم مدیریت خطوط در امریکا و ایتالیا، حاکی است که به کارگیری چنین سامانه ای منجر به کاهش هزینه های خطوط، در حدود 30 و 48 درصد شده است
سیستم ارائه شده در این مقاله "سامانه تعمیر و نگهداری خطوط ریلی ایران" است که مجموعه فعالیت های جامع برای اطمینان از ایمنی و استانداردهای خطوط را سامان می دهد.
این سیستم که بر مبنای مطالعه سیستم های مدیریت و نگهداری معتبر دنیا و بررسی نقاط قوت و ضعف آنها صورت پذیرفته است، به عنوان یک سیستم اطلاعاتی- تحلیلی قادر است که با به روز شدن اطلاعات، بر اساس فنون نوین مهندسی، امکان سنجش های اقتصادی را فراهم آورد و استراتژی مهندسی برای ترمیم، بهسازی، حفظ و نگهداری خط را در حالتی منطقی و بهینه ارائه دهد. تعیین کیفیت فعلی خط، پیش بینی کیفیت آتی خط، ارائه روند خرابی خط، مشخص کردن و اولویت بندی نیازهای تعمیر و نگهداری جاری و طولانی مدت، فرموله کردن بودجه و سرمایه گذاری، اندازه گیری مقدار تاثیر و کارایی عملیات تعمیر ونگهداری، از جمله ویژگی های بارز سیستم توسعه داده شده برای تعمیر و نگهداری خطوط ریلی ایران است.
نتایج مطالعاتی که برای ساخت سامانه مدیریت تعمیر و نگهداری ایران، طی سه سال گذشته، توسط تیم پژوهشی مولفین صورت گرفته است، در این مقاله ارائه می شود. این ارائه شامل شیوه های طراحی و نتایج حاصل از پیاده سازی آن، در راه آهن ایران می باشد.
وضعیت خرابی های خطوط ریلی و شیوه های جاری تعمیر و نگهداری ایران
نتایج تحقیقات انجام شده مولفین، به خوبی نمایانگر آن است که وضعیت خطوط ریلی ایران، به لحاظ شرایط مطلوب برای بهره برداری، شرایط مناسبی نیست. خرابیهایی که در شبکه خطوط ریلی ایران به چشم می خورد، موارد متعددی است که از جمله آنها می توان به سایش ریل، فرسودگی تراورس ها، زوال بالاست، شل شدگی اتصالات، شکستگی اتصالات، شل شدن پیچ پابند ها و یا جدا شدن پابند ها از ریل و تراورس ها اشاره کرد.
شکل 1، تصاویری از این نمونه خرابی ها را نشان می دهد. از سویی دیگر نتایج مطالعات اولیه نشان می دهد که وضعیت قبل و نیز وضعیت حال حاضر تعمیر و نگهداری خطوط در ایران دارای برنامه ریزی یکپارچه و سیستم مدیریت متمرکز نیست. همچنین به علت عدم وجود سیستمی مدیریتی، شناسنامه ای کامل به لحاظ تعمیر و نگهداری روسازی های خطوط راه آهن موجود نیست.
موارد دیگری از معایب شیوه تعمیر و نگهداری جاری، عبارتند از عدم ثبت اطلاعات مربوط به معایب و خرابی های روسازی - در کل شبکه - در یک بانک اطلاعاتی مرکزی، عدم امکان تخصیص منابع، نیروی انسانی و بودجه، بصورت علمی بین نواحی شبکه خطوط، عدم امکان بهینه سازی زمان در اجرای تعمیرات و بهسازی، عدم اطلاع کامل و جامع از تاریخچه ساخت و تعمیرات قبلی خطوط، عدم تحلیل اطلاعات و بنابراین عدم تشخیص شیوه علمی تعمیرات جدید و عدم امکان پیش بینی هزینهها و بودجه گزاری ها.
بر این اساس، شیوه جاری تعمیر و نگهداری بر مبنای نظر کارشناسان حوزه های مختلف شبکه ریلی است و از آنالیز اطلاعات دقیق و جامع، حاصل نمی شود. به این ترتیب، نه تنها وضعیت و کیفیت روسازی شبکه خطوط کشور از کیفیت استاندارد، برخوردار نیست بلکه روش های جاری تعمیر و نگهداری خطوط نیز اقتصادی و کارآمد نمی باشد. در این راستا، نیاز به پژوهشی جهت ارائه ساختار مدیریتی در بخش تعمیر و نگهداری خطوط ریلی ایران، به خوبی احساس می شود. این نیاز از سوی مدیران و کارشناسان راه آهن ایران، به روشنی بیان شده است
از جمله نیازهای اساسی در بخش تعمیر و نگهداری، ثبت خرابی های شبکه خطوط در یک بانک اطلاعاتی متمرکز، تهیه شناسنامه خط، ارزیابی و نمره دادن به کیفیت خطوط، ارائه میزان بهرهدهی خط، تدوین جدول زمان بندی تعمیر یا بهسازی خطوط و تحلیل مالی و اقتصادی تعمیر و نگهداری است که منجر به طراحی و پیاده سازی سامانه مدیریت تعمیر و نگهداری خط می گردد.
شکل -1 نمونه ای از خرابی های خط در شبکه خطوط ریلی ایران
الف- سایش شدید سوزن
ب- تخریب تراورس ها
پ- لب پریدگی یا فرورفتگی قارچ ریل
ت- فقدان پیچ در پابند
ث- شکست اتصالی
ج- کثیفی بالاست
متدولوژی انجام تحقیق
انجام مطالعات در موضوع مورد بحث، با هدف طراحی و پیاده سازی سیستم جامعی که بتواند نیازهای تعمیر و نگهداری شبکه خطوط ریلی ایران را تامین کند، صورت گرفت. در گام نخست، سیستم های مدیریت تعمیر و نگهداری در حال اجرا و یا درحال تدوین در عرصه راه آهن های دنیا مرور شد تا نقاط قوت و ضعف هر یک از آنها مورد بررسی قرار گیرد.
این بررسی در سه مقوله اصلی شیوه های ساخت، الگوریتم پیاده سازی و همچنین بهره برداری از سیستم مدیریت تعمیر و نگهداری صورت گرفت. در نقد و بررسی این سیستم ها، مجموع تجارب عمومی که برای توسعه مدل سامانه تعمیر و نگهداری برای ایران، می توانست مورد استفاده قرار گیرد، اتخاذ شد و تدوین گردید. بررسی وضعیت موجود در شبکه خطوط ریلی در گام بعدی انجام شد.
