◄ مزایای شبیه سازی حرکت قطار برای کاهش هزینه و زمان آزمایشات

اجرای آزمایش های واقعی برای سنجش زمان سیر قطار در مسیر طولانی و پرترافیک تهران-مشهد، همواره با چالش های سنگین مالی و عملیاتی روبرو بوده است. تست های میدانی مستلزم صرف هزینه های گزاف تغییرات ناوگان و شبکه، سوخت ...، اشغال خطوط ریلی (و به تبع آن اختلال در سیر سایر قطارهای باری و مسافری)، بکارگیری پرفشار لوکوموتیو و واگن ها، و صرف روزها و هفته ها زمان است، اما با مدل سازی ریاضی و شبیه سازی، کارشناسان توانستند هزاران کیلومتر سیر را بدون هزینه عملیاتی تحلیل کنند.  

در نموداری از اوایل دهه هفتاد، پارامترهای ثابت و دقیقی مانند توان لوکوموتیو GT26CW (۳۰۰۰ اسب بخار کششی) و وزن لوکوموتیو (۱۲۰ تن) و وزن هر واگن مسافری (۵۰ تن) لحاظ شده است. محور افقی نمودار نسبت توان به وزن را نشان می دهد و اعداد دست نویس (از لوکوموتیو منفرد تا قطارهایی با 1 تا  واگن۱۵) بیانگر تعداد واگن های قطار است. این یعنی به جای انجام 80 بار آزمایش میدانی واقعی با تغییر پارامترها در محیط شبیه ساز، زمان سیر برای سناریوهای مختلف سرعت بلاک و ایستگاه ترسیم شد؛ روشی که ماه ها زمان و میلیاردها تومان هزینه را صرفه جویی کرد و به عنوان یک سرمایه گذاری دانش محور، ماندگار شد. 

علاوه بر صرفه جویی در زمان و هزینه، شبیه سازی امنیت جانی و فنی را نیز به شدت افزایش می دهد؛ زیرا می توان قطار را در محیط مجازی تا مرزهای فیزیکی هدایت کرد بدون اینکه هیچ خطری متوجه مسافران یا تجهیزات شود. این رویکرد علمی و اصولی، در شبیه سازی چندین شرکت برای مسیرهای مختلف شبکه ریلی ایران انجام شد از جمله توسط شرکت ANF فرانسه (سازنده توربوترن) در اوایل دهه هفتاد شمسی برای تعیین فرصت کاهش زمان سیر تهران-زنجان (اوایل دهه هفتاد و زمان سیر 2:55). 

 در شبیه سازی شرکت زیمنس در سال 2007 در پاسخ به درخواست پیشنهاد برقی سازی قطار تهران مشهد، اختلاف زمان سیر با سرعت 160 و 200 (با فرض 2 لوکوموتیو دیزلی، 12 واگن و سرعت ایستگاه 80) کمتر از 9 دقیقه و در حالت برقی با یک لوکوموتیو حدود 23 دقیقه، نشان داد افزایش سرعت خط در حالت دیزلی تاثیر قابل توجهی بر زمان سیر ندارد (در حالت برقی اثربخش است).  

در نهایت، خروجی این شبیه سازی ها به وضوح در قالب پنج سناریوی اصلی برای سرعت بلاک (حداکثر سرعت مجاز) و سرعت عبور از ایستگاه ها، با در نظر گرفتن قطارهای ۱، ۸ و ۱4 واگنه (مطابق متن دقیق نامه) ارائه شده است. نتایج این سناریوها عبارتند از: 

۱) سرعت بلاک ۱۲۰ و ایستگاه صفر: زمان سیر برابر است با ۹:۴۰، ۱۰:۲۰ و ۱۱:۴۰ (با حداکثر اختلاف ۲ ساعت). 

۲) سرعت بلاک ۱۲۰ و ایستگاه ۵۰: زمان سیر برابر است با ۸:۲۰، ۹:۰۰ و ۱۰:۰۰ (با حداکثر اختلاف ۱ ساعت و ۴۰ دقیقه). 

۳) سرعت بلاک ۱۶۰ و ایستگاه صفر: زمان سیر برابر است با ۸:۳۰، ۹:۵۰ و ۱۱:۱۵ (با حداکثر اختلاف ۲ ساعت و ۴۵ دقیقه). 

۴) سرعت بلاک ۱۶۰ و ایستگاه ۵۰: زمان سیر برابر است با ۷:۲۰، ۸:۳۰ و ۹:۵۰ (با حداکثر اختلاف ۲ ساعت و ۳۰ دقیقه). 

۵) سرعت بلاک ۱۶۰ و ایستگاه ۱۰۰: زمان سیر برابر است با ۶:۲۵، ۷:۱۰ و ۸:۰۰ (با حداکثر اختلاف ۱ ساعت و ۵۳ دقیقه). 

این اعداد به خوبی نشان می دهند که چگونه افزایش سرعت عبور از ایستگاه ها و بهینه سازی تعداد ایستگاه ها، به طور مستقیم زمان سیر را کاهش داده و بهره وری ناوگان را متحول می کند، برای درک بهتر تاثیر تعداد ایستگاه و سرعت عبوری، میتوان در دو سناریو 3 و 5 با سرعت بلاک 160 و سرعت ایستگاه 0 و 100، به اختلاف زمان 2:05 ساعت در زمان سیر لوکوموتیو و 1 واگن توجه نمود.