تعیین دوره بهینه تعمیر و نگهداری به منظور حداقل سازی هزینه چرخه عمر در پلهای راه آهن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه عمران، موسسه آموزش عالی پردیسان، مازندران‌، ایران

2 دانش آموخته دکتری، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، مازندران، ایران

3 دانشیار، گروه عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

4 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی و مدیریت ساخت، موسسه آموزش عالی طبری بابل، بابل، ایران

چکیده

پل‌ها به عنوان پیوندهای مهم ارتباطی تمامی شبکه‌های جاده‌ای و خطوط راه‌آهن به حساب می‌آیند که سرمایه هنگفتی برای ساخت آنها مورد نیاز است. علاوه بر این، پل‌ها به عنوان نقاط مهم شریان‌های حیاتی به حساب می‌آیند. اگر پل‌ها به دلیل سن زیاد، فرسودگی، بار زیاد، شرایط آب و هوایی، بلایای طبیعی و غیره از بین بروند، کارهای تعمیراتی، بسیار پر هزینه‌تر از فعالیت‌های مربوط به حفظ و نگهداری از آنهاست. بودجه در دسترس برای بازسازی و تعمیر و نگهداری، معمولأ برای حفظ وضعیت سیستم به حالت ثابت در تمام طول عمر پل کافی نیست. با توجه به تعداد زیاد پل‌های موجود و هزینه‌های زیاد تعمیر ‌و ‌نگهداری، امکان تعمیر ‌و نگهداری همزمان همه پل‌ها وجود ندارد. همچنین به علت تخصیص بودجه‌های محدود در امر تعمیر و نگهداری، تعیین بهترین دوره تعمیر و نگهداری بهینه برای هر پل براساس نقص‌های موجود و اثربخشی دوره انتخابی بسیار مهم است. در این تحقیق با استفاده از محاسبه هزینه چرخه عمر پل‌های راه‌آهن به بررسی در مورد دوره‌های تعمیر و نگهداری بهینه پرداخته شده و زمان مناسب تعمیرات برای پل‌ها با توجه به کمترین میزان هزینه چرخه عمر در پلهای راه‌آهن با استفاده از الگوریتم فراابتکاری ازدحام ذرات چند هدفه بهینه‌سازی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Optimal Maintenance Period Determination to Minimize Life Cycle Cost of Railway Bridges

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Taheri Amiri 1
  • Milad Hematian 2
  • Farshidreza Haghighi 3
  • Masoumeh Rezaeyan 4
1 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Higher Education Institute of Pardisan, Mazandaran, Iran
2 Ph. D., Department of Industrial Engineering, Mazandaran University of Science and Technology, Mazandaran, Iran
3 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol‌, Iran
4 M.Sc., Grad., Tabari University of Babol, Babol‌, Iran.
چکیده [English]

The bridges as important links are connected all road networks and railways That a huge investment is needed to build them. In addition, bridges are considered as important points of vital arteries. If the bridges due to old age, exhaustion, overload, weather conditions, natural disasters and etc. destroyed, repair works are much more costly than the budget needed for the maintenance of them. Available budgets for reconstruction and maintenance, usually is not enough to maintain a constant state throughout the lifetime of the bridges. Due to the large number of bridges and high maintenance costs, it is not possible to repair and pay for maintenance of bridges simultaneously. In this study, the life cycle cost is calculated based on maintenance period of railway using multi-objective particle swarm optimization algorithm. Sensitivity analysis, furthermore, is done on deterioration rate and reduction of deterioration rate and effect of these parameters on system performance are analyzed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Railways Bridges
  • Life Cycle Cost
  • Optimal Maintenance
  • Multi-Objective Particle Swarm Optimization

مراجع

-موشخیان، س. و نجفی، ا .­ع.، (1394)، "­بهینه‌سازی سبد سرمایه‌گذاری با استفاده از الگوریتم چند هدفه ازدحام ذرات برای مدل احتمالی چند دوره‌ای میانگین- نیم واریانس- چولگی"، مجله مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، شماره‌‌ بیست و سوم، دانشگاه آزاد اسلامی- واحد تهران مرکزی.
 
-Barone, G., Frangopol, D.M., (2014),
”­Life-cycle maintenance of deteriorating structures by multi-objective optimization involving reliability, risk, availability, hazard and cost”, Structural Safety, 48, pp.40–50.
-Barone, G., Frangopol, D.M., Soliman, M., (2014), “Optimization of Life-Cycle Maintenance of Deteriorating Bridges with Respect to Expected Annual System Failure Rate and Expected Cumulative Cost”, ASCE, Journal of Structural Engineering, 140 ( 2), 04013043.
-Chassiakos, A.P., Vagiotas, P., Theodorakopoulos, D.D., (2005), “A knowledge-based system for maintenance planning of highway concrete bridges”, Advances in Engineering Software, 36,  pp.740–749.
-Huang, Y.H., Huang, H.Y., (2012), “A model for concurrent maintenance of bridge elements,” Automation in Construction, 21, pp.74–80.
-Kong, J.S., Frangopol D.M., (2003), “Life-cycle reliability-based maintenance cost optimization of deteriorating structures with emphasis on bridges”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 129(6), pp.818–28.
-Lin, W., Yoda, T., Taniguchi, N., Satake, S., Kasano, H., (2014), “Preventive maintenance on welded connection joints in aged steel railway bridges”, Elsevier, journal of constructional steel research­,
92, pp.46-54.
-Orcesi, A.D., Frangopol, D.M., Kim, S., (2010), “Optimization of bridge maintenance strategies based on multiple limit states and monitoring”, Engineering Structures, 32, pp.627-640.
-Rayal, M.J., (2012), “Bridge Management”, 2nd ed., Taylor & Francis
-Robert, D.S., Tiong, L.K., (2005), ”Development of life cycle costing framework for highway bridges in Myanmar”, International Journal of Project Management, 23(1), pp.37-44.
-Sun, X.Y., Dai, J.G., Wang, H.L., Dong, W.W., Wang, J., (2015), “Decision Support System for Optimizing the Maintenance of RC Girder Bridge Superstructures in Consideration of the Carbon Footprint”, ASCE, Journal of Bridge Engineering, 20(12), 04015022
-TaeHoon H. A., Hastak, M., (2007), “Evaluation and determination of optimal MR&R strategies in concrete bridge decks”, Automation in Construction, 16, pp.165–175.
-Val, D.V., Stewart , M.G., (2005­­), “Decision analysis for deteriorating structures”, Reliability Engineering and System Safety, 87(3), pp.377-385.
-Zhu, J., Liu, B., (2013), “Performance Life Cost-Based Maintenance Strategy Optimization for Reinforced Concrete Girder Bridges”, ASCE, Journal of Bridge Engineering, 18(2), pp.172- 178.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار