ارائه مدل شبیه ساز جهت محاسبه پارامترهای حرکت قطارها با رعایت جز ییات فنی مسیر و ناوگان، مثال موردی مسیر تهران- مشهد

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه تربیت مدرس

4 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت

چکیده

با توجه به توسعه راه آهن و یا اعمال تغییراتی مانند احداث یا تغییر هندسی مسیر ، استفاده از ناوگان پیشرفته، تغییر تعداد واگن قطار و سایر مواردی که ممکن است به مراتب رخ دهند، حمل ونقل ریلی باید بتواند نسبت به این تغییرات انعطاف لازم و امکان پیش بینی های مورد نیاز را داشته باشد. این پژوهش تلاشی است برای ارائه ابزاری که بتواند با در نظر گرفتن جزییات حرکت قطارها، اجازه ارزیابی عملکرد سیستم پیش از پدید آمدن آن را بدهد. ابزار ارائه شده بر اساس مدل شبیه سازی پویا، واقعه پایه است که در محیط C# تهیه شده و به تعیین پارامترهای حرکتی قطار مسافری و یا باری در مسیر می پردازد. از خروجی های مساله می توان به زمان سیر قطار در بلا کها و مسیر، محاسبه مصرف سوخت، سرعت و شتاب متوسط و لحظه ای قطار، نیروی کشش لحظه ای قطار و دیاگرام مقاومت های حرکت قطار با در نظر گرفتن جزییات فنی آلات ناقله و هندسه مسیر، اشاره کرد. مدل شبیه ساز ارائه شده در این تحقیق نسبت به سایر مدلهای بکار رفته در نرم افزارهای خارجی، در بخش گا مهای سرعت، محاسبه سرعت عملیاتی، محاسبه مصرف سوخت، زبان برنامه نویسی و همچنین روابط بکار رفته در محاسبه مقاومت و نیروی کشش دارای تفاوت هایی است که از نوآوری های این تحقیق است. در آزمونها با استفاده از نظرات کارشناسی و همچنین آزمون های فرضیه مبتنی بر مقایسه نتایج شبیه سازی و واقعیات، نتایج آزمون ها بیانگر عدم وجود تفاوت معنی دار بین نتایج مدل شبیه سازی و واقعیت مشاهده شده بود. برای مثال موردی ، پارامترهای مسیر تهران مشهد محاسبه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Train Movement Simulation Model to Calculate Train Movement Parameters With Respect To Route Details and Fleet: Case Study Tehran-Mashhad Railway

نویسندگان [English]

  • Masoud Shakibaiee 1
  • Abdolreza A. Sheikholeslami 2
  • Nariman Nikoo 1
  • Samaneh Kouchaki 3
  • Seyed Mohsen Borhani 4
چکیده [English]

Due toexpansions, alterations like geometric modification, fleet upgrade, variation of wagon numbers or any other possible changes, rail industry has to be flexible and be able to perform the needed predictions. This study is an attempt to provide a tool to evaluate the performance of the rail system, regarding the details of train movements, prior to its occurrence. The provided tool is a dynamic, event based simulation model, which is developed in C# and determines the parameters of passenger or freight trains in railroads. Regarding the technical characteristics and route geometry, this tool can evaluate the outputs including train travel time in blocks, fuel consumption, trains’ average and instant velocities and accelerations, and traction and resistance diagrams. The innovations of this research lie in the novel simulation distinctiveness which is utilized in this study compared to other models used in other applications. Based on expert opinion tests and also simulation-reality comparison results, no significant difference has been observed. Tehran-Mashhad railway parameters are calculated as a case study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Train movement parameters
  • Simulation Model
  • Iran railway
  • travel time
  • Fuel consumption
-Abril, M., Barber, F., Ingolotti, M. A., Tormos, P. andدLova, A. (2008) “An assessment of railway capacity”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, vol. 44, pp. 774-806.
-Adinolfi, A., Lamedica, R., Modesto, C., Prudenzi, A. and Vimercati, S. (1998) “Experimental assessment of energy saving due to trains regenerative braking in an electrified subway line “, Power Delivery, IEEE Transactions, Vol. 13, pp. 1536-42.
-Büker, T. and Seybold, B. (2012) “Stochastic modelling of delay propagation in large networks”, Journal of Rail Transport Planning and Management, Vol. 2, pp. 34-50.

-Chevrier, R., Pellegrini, P. and Rodriguez, J. “Energy saving in railway timetabling: a bi-objective evolutionary approach for computing alternative running times”, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol.37, pp. 20-41.
-Esveld, C. (2001) “Modern railway track”, Netherlands: Delft University of Technology.
-Hansen, H., Pachl, J. and Albrecht, T. (2008) “Railway timetable and traffic: analysis, modelling, simulation, modelling, simulation”, Eurailpress.
-Kelton, D. and Sadowski, R. (2002) “Simulation with arena”, McGraw-Hill New York, Vol. 3.
-Li, K. and Gao, Z. (2007) “Improved equation model for the train movement’, simulation modelling practice and theory”, Simulation Modelling Practice and Theory, Vol.15, pp. 1156-62.
-Liu, R.R. and Golovitcher, I. (2003) “Energy-efficient operation of rail vehicles “, Transportation Research Part A: Policy and Practice, Vol. 37, pp. 917- 32.
-Marinov, M. and Viegas, J. (2011) “A mesoscopic simulation modelling methodology for analyzing and evaluating freight train operations in a rail network”, Simulation Modelling Practice and Theory, Vol.19,
pp. 516-39.

-Profillidis, V.A. (2000) “Railway engineering”, USA: Burlington.
-Salido, M.A., Barber, F. and Ingolotti, L. (2012) “Robustness for a single railway line: analytical and simulation methods “, Expert Systems with Applications, Vol. 39, pp. 13305-27
-Schlechte, T., Borndörfer, R., Erol, B., Graffagnino, T. and Swarat, E. (2011) “Micro–macro transformation of railway networks “, Journal of Rail Transport Planning and Management, Vol. 1, pp. 38-48.
-Van Loon, R., Rietveld, P. and Brons, B. (2011) “Travel-time reliability impacts on railway passenger demand: a revealed preference analysis”, Journal of Transport Geography, Vol. 19, pp. 917-25.
-Vromans, M., Dekker, R. and Kroon, G. (2006) “Reliability and heterogeneity of railway services “, European Journal of Operational Research, Vol. 172, pp. 647-65.
-Yaghini, M. and Mohammadzade, A. (2011) “A model for scheduling trains with considering stop time for praying”, Journal of Industrial Engineering, Vol. 45, pp. 103-16.
-Yalçınkaya, Ö. and Bayhan, M. (2012) “A feasible timetable generator simulation modelling framework for train scheduling problem “, Simulation Modelling Practice and Theory, Vol. 20, pp. 124-41.
-Yang, L., Li, K., Gao, Z. and Li, X. (2012) “Optimizing trains movement on a railway network”, Omega, Vol. 40, pp. 619-33.