توسعه روشی جهت انتخاب سیستم روسازی (بالاستی- بدون بالاست) بر مبنای معیارهای فنی- اقتصادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد تمام دانشکده مهندسی راه اهن دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشکده مهندسی راه آهن دانشگاه علم و صنعت ایران

3 استادیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

چکیده

موضوع انتخاب نوع سیستم روسازی از یک سو تابع معیارهای فنی و از سوی دیگر تابع هزینه‌های چرخۀ عمر این خطوط می‌باشد. در این مقاله تلاش شده تا با ارائۀ مدل تصمیم‌گیری IRSST مبتنی بر هر دو دسته معیارهای فنی و اقتصادی، امکان انتخاب نوع سیستم روسازی (بالاستی- بدون بالاست) فراهم گردد. در این راستا در قالب یک مطالعۀ موردی برای راه‌آهن سریع‌السیر قم- اصفهان در محدودۀ Km 5 + 000~Km 29 + 110 ، با توسعۀ یک مدل کامپیوتری در محیط پایتون بر مبنای الزامات IRS 70727، ابتدا بر اساس معیارهای فنی و اطلاعات پروژۀ مذکور نقاط اجباری برای انتخاب سیستم روسازی در محدودۀ مورد نظر مشخص شده و سپس درخصوص سایر نقاط، انتخاب سیستم بر مبنای معیارهای اقتصادی (هزینه چرخه عمر) صورت گرفته است. از آن جا که انتخاب سیستم بر مبنای معیارهای اقتصادی تابع نرخ تورم (i) و تنزیل (r) است، و در عین حال اعداد مربوط به هزینه دوره عمر در سیستم-های روسازی بدون بالاست و بالاستی به طور دقیق در ایران مشخص نیست، لذا با پذیرفتن اعداد اعلام شده توسط IRS 70727، در بخشی از تحقیق روی این دو پارامتر تحلیل حساسیت در محدوده 0≤i≤3 و 0≤r≤8 صورت گرفته و تأثیر آن بر نوع سیستم روسازی در طول مسیر بررسی شده است. در ادامه نتایج در قالب تغییر نوع سیستم روسازی در طول نسبت به طول کل بخش بالاستی و بدون بالاست و منحنی‌های توزیع چگالی کرنل ( KDE) برای مقادیر مختلف i و r ارائه شده‌اند. بررسی نتایج به دست آمده مبین آن است که برای r≥3 و تمامی مقادیر i، نوع سیستم روسازی بالاستی است؛ از سوی دیگر برای 0≤r≤3 و تمامی مقادیر i، روسازی بدون بالاست از نظر فنی- اقتصادی به صرفه خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Developing a Technical-Economical Method for Selection of Railway System (Ballasted/Ballast-less)

نویسندگان [English]

  • Morteza Esmaeili 1
  • Marjan Mehvari 2
  • Masoud Fathali 3
1 Professor of Railway Engineering,,-School of Railway Engineering,-Iran University of Science and Technology
2 School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology
3 Assistant Professor, Road Housing & Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The railway system selection(ballasted/ballastless) issue is usually a function of technical criteria and life cycle costs. In this paper, the IRSST decision-making model or railway system selection is developed based on both technical and economic criteria. In this regard, by developing a Python based computer model according to the requirements of IRS 70727, in the first step, the track system in mandatory sections of the route of Qom-Isfahan high speed railway in (Km 5 + 000 ~ Km 29 + 110) area zone was determined based on restrictive technical criteria, and then for other sections of the route, the track system was selected based on life cycle cost (LCC). Since the track system LCC is commonly a function of inflation rate (i) and discount rate (r), the proposed values of these parameters in IRS 70727 were adopted in absence of Iran railway routes accurate data. For sensitivity analyses purpose the range of 0≤i≤3 and 0≤r≤8 was adopted and their effect on LCC and consequently the track system selection was investigated. Finally the outcomes of the sensitivity analyses were presented in the form of “variation of the track system along the track route”, “total length of ballasted and ballastless systems” and “Kernel density estimation curves (KDE)” for various values of i and r. Definitely it was observed that I the case of r≥3 and for each value of i, the of track system is ballasted while for 0≤r≤3 and all i values, the track system was ballastless.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Railway superstructure system selection
  • Ballasted track
  • Ballastless track
  • Discount rate
  • Inflation rate
-سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور، (1384)، "مشخصات فنی عمومی روسازی راه آهن"، نشریه شماره 301.
-میرمحمدصادقی، س.ج.، (1380)، "اصول و مبانی تحلیل و طراحی خطوط بالاستی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران.
-مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، (1401)، "دستورالعمل انتخاب روسازی خطوط راه آهن (بالاستی- بدون‌بالاست)"،
(در حال بررسی).
-مهندسین مشاور مترا، "گزارش تحلیل‌های ژئوتکنیکی کیلومتر000+0 الی 500+90 راه آهن سریع السیر  قم- اصفهان"، معاونت طرح و توسعه راه‌آهن ایران، وزارت راه و شهرسازی.
-Gailienė, I. and A. Laurinavičius, (2017), "The need and benefit of slab track:case of Lithania, Gradevinar.
"-Construction and development of transportation", (2018), tehran- qom- esfahan high speed railway project, in geological description for section g1k5+000~gk29+000=g2k29+100.
-"Construction and development of transportation, Tehran- Qom- Esfahan High Speed Railway Project", in Engineering Geological Profile of G1K5+000~GK29+000=G2K29+110.
-Fathali, M., (2020), "Selection of high-speed rail track system with a combined LCC-RAMS approach", in railway engineering, Post Doc research Proposal, Iran University of Science and Technology.
-Construction and development of transportation, (2017), "Tehran- Qom- Esfahan High Speed Railway Project", in Preliminary Design: Subgrade.
-Koriath, H., (2004), "Bringing Objectivity into System Decisions between Ballasted Track and Slab Track at Deutsche Bahn", Journal of Transport Geography.
-Orel, E.G., (2019-2020), "Comparison of ballasted and slab track based on LCC analysis in faculty of civil and environmental engineering", Sapienza Universita Di Roma: Roma, Italy.
-UIC, (2021), “Railway Application – Track superstructure decision-making”, in IRS 70727.
-SÁRIK, V., (2018), "Decision-making model for track system of high-speed rail lines, Ballasted track, ballast less track or both? in School of Architecture and Built Environment", KTH Royal Institute of Technology: Stockholm, Sweden.