ارائه رویکردی نوین جهت شناسایی و رفع گلوگاههای ظرفیتی در شبکه‌های ریلی (مطالعه موردی: شبکه راه آهن ایران)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشکده مهندسی حمل و نقل دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

هدف از پژوهش حاضر، ارائه روشی نوین جهت شناسایی و رفع گلوگاه‌های ظرفیتی در شبکه‌های ریلی است. بر مبنای اطلاعات سیرگاه­های شبکه ریلی و ماتریس تقاضای مبادی-مقاصد، فرآیند تخصیص بار در شبکه با استفاده از دو رویکرد متفاوت انجام می­گردد: در رویکرد اول، الگوریتمی تحت عنوان «تخصیص جزئی بار با لحاظ ظرفیت شبکه» ارائه‌شده است. این الگوریتم باهدف شناسایی سیرگاه­های بحرانی (گلوگاه‌های ظرفیتی) شبکه ریلی پیشنهاد می­شود. رویکرد دوم، باهدف تعیین اهمیت نسبی گلوگاه­های ظرفیتی و اولویت­بندی رفع آن­ها پیشنهادشده است. در این رویکرد، از روش تخصیص همه‌یاهیچ (بدون لحاظ ظرفیت سیرگاه­ها) جهت تعیین جریان بار در محورهای مختلف شبکه ریلی استفاده می­گردد. به‌منظور اولویت­بندی گلوگاه­های ظرفیتی، شاخصی تحت عنوان «شدت گلوگاهی» ارائه‌شده است. این شاخص نشانگر پتانسیل مسیرهای دربرگیرنده سیرگاه­ها، برای عبور تقاضای بار مبادی-مقاصد مختلف است. جهت ارزیابی روش پیشنهادی در پژوهش حاضر، شبکه ریلی ایران موردبررسی قرار گرفت. کلیه اطلاعات تقاضا و ظرفیت شبکه جمع­آوری شدند و با استفاده از روش پیشنهادی، گلوگاه‌های ظرفیتی شناسایی و اولویت­بندی گردیدند. نتایج پژوهش حاکی از آن است که رفع 10 گلوگاه اولویت­دار شبکه ریلی کشور، می­تواند منجر به افزایش تقاضای جذب‌شده به شبکه ریلی به میزان 7/4 میلیون تن گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A new approach to identify and resolve capacity bottlenecks in railway networks (Case Study: Iranian Railway Network)

نویسنده [English]

  • Mohammad Tamannaei 2
چکیده [English]

The aim of this study is to propose a novel method to identify the bottlenecks in the railway networks. This method is based on two different approach. In the first approach, a new algorithm is proposed, aimed to incrementally assign the freight demands to the network. The specific novelty of this approach is the consideration of the railway capacity during the assignment process. By employing this approach, the critical bottlenecks of the railway networks can be identified. A second approach aims to determine the relative priorities of the bottlenecks and proposed to resolve them. In this approach, the method all or nothing assignment (Regardless capacity Blocks) is used to determine the load flow in different parts of the railway network. In order to prioritize the capacity bottlenecks the index titled "bottleneck intensity" is presented. The index indicates the potential load demand in the difference origins-destination. To evaluate the proposed method in this study, Iranian railway network examined. All demand and network capacity data were collected and using the proposed method capacity bottlenecks were identified and Prioritization.
The results of this study showed that the solution to increase the capacity in 10 first critical bottleneck absorbed potential demand equal 4.7 million tons in the railway network.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Critical bottleneck
  • Railway network
  • Incremental Assignment
  • All or Nothing Assignment (ANA)
  • potential demand
- پژوهشکده حمل ونقل.  دانشگاه صنعتی اصفهان (1394) "تحلیل تقاضای حمل و نقل بار و ظرفیت محورهای اصلی شبکه راه­آهن کشور، گزارش مشاوره ای  برای مرکز تحقیقات راه­آهن "، گزارش پروژه مرحله سوم، ص. 102-120، 170-172 و مرحله چهارم، ص. 23-30.
- پژوهشکده حمل‌ونقل.  دانشگاه صنعتی اصفهان (1395) "تحلیل تقاضای حمل‌ونقل بار و ظرفیت محورهای اصلی شبکه راه‌آهن کشور گزارش مرکز تحقیقات راه­آهن "، گزارش پروژه، مرحله پنجم، ص. 11 - 12.
-تمنایی، محمد، نیکو، نریمان و یقینی، مسعود (1391) "برنامه ریزی عملیات حمل‌ونقل ریلی"، ایران، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران. نوبت چاپ دوم، صفحه 62-85.
-شرکت راه­آهن جمهوری اسلامی ایران (1392) "مقررات عمومی سیر و حرکت راه­آهن"، ایران، تهران، اداره کل روابط عمومی راه­اهن جمهوری اسلامی ایران، کمیسون عالی سوانح راه­آهن.
-لسان، جواد و یقینی، مسعود (1390) "ارائه روشی جهت بررسی راهکارهای افزایش ظرفیت مسیرهای ریلی با استفاده از روش بهینه سازی همراه با مطالعه موردی مسیر بادرود-اردکان"، ایران، فصل نامه مهندسی حمل و نقل، سال 3، شماره 2، صفحه 159-173.
-مهدوی، علی (1393) "بررسی عوامل مؤثر برافزایش تقاضای بار در حمل‌ونقل ریلی نسبت به جاده‌ای با برآورد مدل انتخاب طریقه"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته‌ی مهندسی عمران گرایش برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه اصفهان، دانشکده حمل‌ونقل، صفحه 29-31.
-Abril, M., Barber, F., Ingolotti, L., Lova, A., Salido, M. A and Tormos, P. (2007) “An assessment of railway capacity”, Transportation Research Part E. Vol. 44, No. 2008, pp. 774–806.
-Achim, C., Ferland, J. A and Florian, M. (1975) “On incremental methods for traffic assignment”, Transportation Research, Vol. 9, No.4, pp. 237-239.
-Arcot, V., Lu, C. C., Mahmassani, H., Miller-Hooks, E., Zhang, K and Dong, J.  (2007) “Dynamic network simulation-assignment platform for multiproduct intermodal freight transportation analysis”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2032, pp.9-16.
-Armstrong, J., Khadem-Sameni, M and Preston, J. (2010) “Railway capacity challenge: measuring and managing in Britain”, Proceedings of the 2010 JointRail Conference, JRC, Urbana, IL, USA, JRC-36280, pp. 571-578.
-Center for Transportation Analysis and Oak Ridge National Laboratory (2015) “Freight analysis framework version 4, User’s Guide for Release 4.0”, pp. 2, 12.
-Corbett, J. J., Falzarano, A., Hawker, J. S., Ketha, S., Korfmacher, K., Winebrake, J. J and Zilora, S. (2008) “Assessing energy, environmental, and economic tradeoffs in intermodal freight transportation”, Journal of the Air & Waste Management Association, Vol.58, No.8, pp.1004-1013.
-Couto, A. F and Maia, L. (2013) “A rail network optimization model designed to model freight network at a macro level”, In World Conference on Transport Research, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.
-Drewello, D and Günther, F. (2012) “Bottlenecks    in railway infrastructure-do they really exist? The corridor Rotterdam-Genoa”, In European Transport Conference.
-Friedrich, M., Haupt, T and Nökel, K. (2003) “Freight modelling: data issues, survey methods, demand and network models”, In 10th International Conference on Travel Behavior Research, Lucerne, Switzerland, August.
-Hansen, S. (2007) “The assignment model”, Center for Traffic and Transport, Trans-Tools User Course, Thursday 29th of November.
-Hansen, S., Kaas, A. H and Landex, A. (2006) “Railway operation”, Centre for Traffic and Transport, Technical University of Denmark.
-Holzhey, W. (2011) “Rail network 2025/2030. Expansion concept for an efficient rail freight service in Germany, Summary”, Dessau-Rosslau, pp. 4-6.
-Huynh, N. and Uddin, M. M. (2015) “Freight traffic assignment methodology for large-scale road–rail intermodal networks”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board , No. 2477, pp. 50-57.
-Inoue, M., Kaneko, Y and Kato, H. (2010) “Comparative analysis of transit assignment: evidence from urban railway system in the Tokyo”, Metropolitan Area, Springer Science Business Media. Transportation Vol. 37, No. pp. 775-799.
-International Union of Railways (1996) “Links between railway infrastructure capacity and the quality of operations”, UIC Code 405.
-Jastrzebski, W. (2000) “Volume delay functions”, In 15th International EMME/2 Users Group Conference.
-Juan de Dios Ortúzar and Luis G. Willumsen (2011) “Modelling Transport”, Fourth Edition, Ltd. Published 2011 by John Wiley & Sons, Ltd. ISBN: 978-0-470-76039-0
-Landex, A. (2008) “Methods to estimate railway capacity and passenger delays”, In Department of Transport, Technical university of Denmark: Kgs. Lyngby, PhD.   Thesis
-Landex, A. (2007) “Network effect in railway system”, Technical University of Denmark, Centre for Traffic and Transport.
-Leong, L. V. (2016) “Effects of Volume-Delay Function on Time, Speed and Assigned Volume in Transportation Planning Process”, International Journal of Applied Engineering Research, Vol.1, No 13, pp. 8010-8018.
-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, No.1, pp. 516-539.
-Pal, V. (2000) “Indian railways transportation management”, Bahri Brothers Publication, Delhi
-Qiao-Yan Wen, Q., Qin, S. J., Yan-Bing, Li and Zhuo Guo, F. (2014) “Practical quantum all-or-nothing oblivious transfer protocol”, Quantum Information Processing, Vol.13, No. 1, pp.131-139.
-Rothengatter, W. (1996) “Bottlenecks in European transport infrastructure”, In Pan-european transport issues. Proceedings of seminar a help at the 24th European transport forum, Brunel University, England, 2-6 September 1996.Volume p 401.
-Shafiepour, M., Tamannaei M. and Abtahi S. M. (2017) “A methodology to prioritize the construction projects of new railway infrastructures for privatization in railway networks (Case Study: Iran)”, International Journal of Transportation Engineering(Under publication)
-Tamannaei, M., Shafiepour, M., Haghshenas H. and Tahmasebi, B. (2016) “Two comprehensive strategies, to prioritize the capacity improvement solutions in railway networks (Case Study: Iran)”, International Journal of Railway Research, Vol. 3, No. 1, pp. 9-18.