◄ نمودار سرعت مکان قطار با (GNSS) و امکان پایش لحظه ای
عباس قربانعلی با تحلیل داده های مکانی و سرعت در مسیر قطار تهران مشهد، روش‌های ارتقای سرعت و ایمنی ریلی را بررسی و ناکید کرد که استفاده از سامانه های مکان یاب جهانی و شبیه سازی های دقیق، کلید کاهش زمان سیر و بهبود مهارت لوکوموتیوران است.
نمودارهای شبیه سازی زمان سیر مسیر تهران مشهد که در اوایل دهه هفتاد شمسی توسط کارشناسان خبره در اداره کل نیروی کشش راه آهن تهیه شد نه تنها یک برگه محاسباتی ساده، بلکه نمایانگر درک عمیق و دیدگاه علمی مهندسان آن دوره نسبت به مفهوم پیچیده «دینامیک قطار» و اهمیت حیاتی «شبیه سازی» پیش از اجرای آزمایش های فیزیکی و پرهزینه بود (تین 326103) که با هدف آشکار نمودن روش های کاهش زمان سیر قطارها در این مسیر پرتقاضا بود. یکی از گزینه های کاهش زمان سیر افزایش نسبت توان به وزن قطارهای مسافری بود اعم از کاهش واگن، یا افزایش تعداد لوکوموتیو دیزل و یا برقی سازی مسیر (تین 313430).
گزینه دیگر افزایش سرعت مجاز مسیر (بلاک ها) و افزایش سرعت مجاز عبور از سوزن ایستگاه ها (البته در خطوط مستقیم) بود و گزینه بعدی کاهش تعداد ایستگاه ها که علاوه بر کاهش زمان سیر، هزینه نگهداری و انرژی مصرفی را کاهش می دهد (تین 234095).
یک گزینه موثر دیگر ارتقای مهارت لوکوموتیورانی است که علاوه بر افزایش سرعت متوسط، کاهش مصرف سوخت و هزینه نگهداری را نیز درپی دارد که می تواند با استفاده از سیمولاتورها محقق شود و با شبیه سازی عوامل سوانح ایمنی را نیز بیافزاید (تین 318962). برای اثربخشی بیشتر میتوان از سامانه کمک راننده (DAS) نیز استفاده نمود که بدون سیمولاتور هم کارایی دارد (تین 323127).
اما ساده و کم هزینه ترین روش برای ارزیابی دقت و ارتقای مهارت لوکوموتیورانان استفاده از سامانه های مکان یاب جهانی (GNSS) است، (مانند ... GPS/Glonas/BeiDou/Galileo) که به وسیله آن می توان توان لوکوموتیو و در قطارهای باری وزن قطار را نیز برآورد نمود.
* در سال 1399 با خرید شخصی یک نمونه از این دستگاه های بومی، در چندین سفر ریلی در مسیرهای مختلف به ویژه تهران-مشهد مکررا اطلاعات سفر استخراج شد که در آن داده های مکانی، سرعت، شتاب و توپوگرافی مسیر ... با یکدیگر ترکیب شده اند.
در نموداری که توسط آقای مهندس حمیدرضا حیدری تهیه شد، محور افقی نشان دهنده مکان و مسیر حرکت است که در پایین آن نام ایستگاه های مسیر و در بالای آن مقیاس کیلومتر درج شده است. محور عمودی سمت چپ به مقیاس سرعت (بر حسب کیلومتربرساعت) و شتاب اختصاص دارد و محور عمودی سمت راست، مقیاس ارتفاع از سطح دریا (بر حسب متر) را نشان می دهد.
در بخش سرعت و رعایت محدودیت ها، خط آبی رنگ بیانگر سرعت لحظه ای قطار و خط سبز رنگ به صورت پله ای، حداکثر سرعت مجاز در هر مقطع از مسیر را نشان می دهد. همان طور که مشخص است، خط آبی همواره در زیر خط سبز قرار دارد که نشان دهنده رعایت کامل حدود مجاز سرعت و رعایت استانداردهای ایمنی است. پایین آمدن ناگهانی خط آبی به سمت صفر، نشان دهنده توقف قطار در ایستگاه های مختلف مسیر مانند سمنان، شاهرود و نیشابور ... است. علاوه بر این، نقاط سیاه رنگ پراکنده در نمودار، نشان دهنده محدودیت های سرعت موقت یا نقاطی است (احتیاط) که قطار به دلایل زیرساختی مجبور به کاهش سرعت شده است.
از منظر توپوگرافی و پروفیل ارتفاعی مسیر، خط قرمز رنگ میانگین ارتفاع از سطح دریا را نشان می دهد. این خط نشان می دهد که مسیر از تهران (با ارتفاعی حدود ۱۲۰۰ متر) آغاز شده و با نوساناتی همراه است. در میانه های مسیر، شاهد اوج ارتفاع به حدود ۱6۰۰ متر بین دو ایستگاه گرداب و هفتخوان هستیم که نشان دهنده عبور از مناطق کوهستانی است. در نزدیکی مشهد، ارتفاع مجدداً به حدود 1000 متر کاهش می یابد. نکته قابل توجه این است که کاهش سرعت قطار (خط آبی) اغلب همزمان با فرازهای صعودی تند یا شیب های مسیر است که نشان دهنده تأثیر مستقیم شرایط جغرافیایی و توپوگرافی بر عملکرد حرکتی قطار است.
در بخش شتاب و دینامیک حرکت، خطوط بنفش و خاکستری در پایین نمودار، میانگین شتاب و کاهش سرعت را در هر دقیقه نشان می دهند. نوسانات بالای این میله ها در سراسر مسیر، به ویژه در حوالی ایستگاه ها و مناطق کوهستانی، نشان دهنده شتاب گیری ها و ترمزگیری های مکرر است که تغییرات آن در شیب و فراز قابل توجه است.
* چنانچه این نمودار با نمودار الگو با ابزارهای هوش مصنوعی مقایسه شود، علاوه بر تشخیص توان و امکان ارزیابی مهارت لوکوموتیوران، میتوان به اثربخشی آموزش و سایر عوامل موثر بر سرعت متوسط قطار نیز واقف شد و برای بهبود آنها اقدام نمود. اینگونه سامانه ها را به عنوان پشتیبان سیستم ATC نیز میتوان بکارگرفت تا از بروز سوانحی مانند هفتخوان یا سانحه اخیر برخورد دو قطار سریع السیر اسپانیا جلوگیری نمود.
