مهندسی حمل و نقل
سال:1390 | دوره:3 | شماره:1 (پیاپی 9) |تعداد مقالات:6

حمل و نقل ریلی با تکیه بر افزایش بار محوری و سرعت، در سالهای اخیر با پیشرفت قابل توجهی روبرو بوده است. چنان که سروصدا و ارتعاش زمینی ناشی از سیستمهای حمل و نقل ریلی کنترل نشود می تواند تاثیرات قابل توجهی بر مناطق مسکونی و دیگر مکانهای حساس در برابر ارتعاش بگذارد. مرور ادبیات فنی موجود در خصوص کنترل ارتعاشهای ناشی از حرکت قطار بر سازه های اطراف، نشان دهنده آن است که روشهای متنوعی برای کنترل ارتعاشهای در خطوط ریلی در مسیر انتشار امواج ارتعاشی و همچنین سازه دریافت کننده توسط پژوهشگران گوناگون ارایه شده است. در این بین، از عمده روشهای ارایه شده در منبع و مسیر می توان به حفر ترانشه در طرفین خط اشاره نمود. با توجه به آنکه در مورد تاثیر شکل ترانشه های کناری بر کاهش ارتعاشها پژوهش مشخصی صورت نگرفته است، بنابراین پژوهش حاضر با تمرکز بر ترانشه باز، به بررسی اثر ترانشه های مثلثی شکل (پله ای شکل) در مقایسه با ترانشه مستطیلی در کاهش ارتعاش پرداخته و در آن برای این منظور از مدلسازی پدیده ارتعاش ناشی از حرکت قطار با بوژی MD36 در سرعتهای گوناگون و با روش عددی اجزاء محدود/ نامحدود استفاده شده است. نتایج نشان دهنده آن است که کارآیی ترانشه مثلثی نسبت به ترانشه مستطیلی معادل، بالاتر است، زیرا بیشینه Ar (نسبت کاهش دامنه ارتعاش) برای جابجایی نقاط قبل از ترانشه V شکل برای سرعت عبور 80 Km/hr و  120 Km/hrدر مقایسه با ترانشه مستطیلی مقادیر کمتری را نشان داده است.

خطوط ریلی شامل ناوگان بزرگی از انواع گوناگون لوکوموتیوها است. یکی از اهداف بهره برداری را ه آهن در شبکه ریلی، تخصیص لوکوموتیوها به قطارها است. با توجه به توسعه شبکه و از سرویس خارج شدن برخی لوکوموتیوها، بهره برداری بهینه از لوکوموتیوها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در حال حاضر با توجه به سنتی بودن تخصیص، بهره برداری مناسبی از لوکوموتیوها وجود ندارد که یکی از علتهای آن تخصیص ندادن مناسب لوکوموتیوها به قطارهاست. در پژوهشهای صورت گرفته تاکنون مواردی مانند قدرتهای متفاوت هر لوکوموتیو، امکان ترکیب لوکوموتیوهای غیرهمنوع و استفاده از لوکوموتیوهای مسافری و باری در نظر گرفته نشده است. بنابراین در این پژوهش، مدل ریاضی جدیدی برای تخصیص لوکوموتیوها به قطارها که با ساختار راه آهن جمهوری اسلامی ایران (ج. ا. ا) تناسب بیشتری دارد، ارایه می شود. مدل ارایه شده با استفاده از نرم افزار GAMS با حل کننده Cplex 7.0 حل شد و نشان می دهد که می توان با تخصیص بهینه لوکوموتیوها به قطارها با شرایط موجود تقریبا % 20 صرفه جویی در استفاده از لوکوموتیو ایجاد کرد.

برای ارزیابی اثربخشی استراتژی های کاهش ترافیک، تحلیل اثرات کوتاه مدت پروژه های حمل ونقلی درون شهری پدیدآورنده شوک در سیستم عرضه و تقاضای حمل و نقل، لازم است که بتوان شرایط شبکه حمل ونقل درون شهری را به صورت دینامیک روز به روز مدل سازی نمود تا بتوان روند تغییرات جریان ترافیکی در کمان های شبکه حمل و نقل را در هر روز بعد از بروز شوک مربوطه پیش بینی و راه حل های کارشناسی لازم را در صورت بروز هر گونه مساله غیرعادی تدبیر کرد. در طی چند دهه اخیر، مدلهای گوناگونی برای انتخاب مسیر هر روزه (برای سفرهای متداول هر روزه به قصد کار یا تحصیل) رانندگان ارایه شده است، که تعداد اندکی از این مدلها، دینامیک و اکثر آنها، مدلهای استاتیک هستند. در این مقاله، مدل انتخاب مسیر دینامیک روز به روزی ارایه شده است که در آن برای مدل سازی واقعی تر سازوکار تصمیم گیری رانندگان و در نظر گرفتن عدم قطعیتهای ذاتی فرآیند تصمیم گیری از مزایا و قابلیتهای تئوری مجموعه های فازی استفاده شده است. همچنین، مدل ارایه شده در یک شبکه فرضی کوچک بکار گرفته شده و چگونگی تغییر مسیر رانندگان در سناریوهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج بکارگیری مدل ارایه شده در شبکه فرضی نشان می دهد که رویکرد بکار گرفته شده در مدل سازی انتخاب مسیر روز به روز رانندگان بسیار کارآ و توانمند بوده است و مدل ارایه شده نسبت به شوکهای حادث شده در سیستم عرضه و تقاضا حساس است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که جریان ترافیکی در شبکه لزوما برابر با جریان تعادلی نیست و شوکهای حادث شده در سیستم عرضه و تقاضا باعث می شود که شبکه از حالت تعادل استفاده کننده خارج گردد. همچنین، نرخ تغییر مسیر رانندگان با افزایش عدم قطعیت در شبکه افزایش می یابد که این نرخ با میزان ریسک پذیری رانندگان مستقیم رابطه دارد.

پیش بینی پاسخ روسازیها بر پایه برنامه های بسیار پیشرفته اجزاء محدود، فرصتهای بیشماری را برای ترکیبات پیچیده تحلیل در مهندسی روسازی فراهم کرده است، با این وجود می توان زمان قابل توجه موردنیاز برای انجام تحلیل این مدلها را با کاربرد مدلهای تحلیلی شبکه عصبی مصنوعی حذف کرد. شبکه های عصبی مصنوعی از لحاظ عملکرد، مدلهای بسیار کارآیی هستند که سرعت محاسباتی آنها کاملا مستقل از پیچیدگی ریاضیاتی الگوریتم ها یا روش مورد استفاده در تهیه مثالهای آنهاست. در این مقاله از نتایج تحلیل اجزاء محدود 624 مدل روسازی بتنی غیرمسلح درزدار، برای انتخاب یک الگوریتم مناسب شبکه عصبی، به عنوان جعبه ابزاری قابل اعتماد برای پیش بینی سریع و دقیق پاسخ روسازی صلب راهها، استفاده شده است. ابزار تحلیلی پیشنهادی، بر اساس نتایج مدل های شبکه عصبی مصنوعی به صورت یک شبکه انتشار برگشتی چهار لایه شامل دو لایه پنهان و لایه های ورودی و خروجی، با تعداد 18 نورون (2- 18- 6) و بکارگیری تابع انتقال حلقوی (Sigmoid) بوده که ارایه رگرسیون 0.99928 تاییدی بر قابلیت استفاده از نتایج دقیق حاصل از آن در سایر تحقیقات است. این شبکه امکان دستیابی به مقادیر تنش و افت وخیز بحرانی دال روسازی را با کمینه کردن زمان مورد نیاز ایجاد مدل و روند تحلیل، و فراهم کردن توانایی تحلیل همزمان مقاطع گوناگون روسازی به ارمغان می آورد.

هدف از این پژوهش، ارایه روش جدیدی برای در نظر گرفتن تصادفها با توجه به شرایط محیطی، ترافیکی و هندسی راه است که تصادفها را با توجه به اندرکنش مولفه های منجر به آن در نظر می گیرد. این رویکرد برای وارد کردن مشخصات فیزیکی، راه را به واحدها یا قطعات با مشخصات فیزیکی همگن قطعه بندی کرده و در نتیجه تصمیم گیری در مورد وضعیت ایمنی راه به جای یک نقطه، برای طولی از راه با خصوصیات مشخص انجام می شود. این رویکرد با استفاده از روش تحلیل پوششی داده ها (DEA) انجام شده است که بر خلاف روشهای رگرسیونی نیازمند به دست آوردن تابع توزیع و در نظرگرفتن فرضیه هایی در مورد آن نیست. این روش امتیازهایی (ناکارآیی هایی) را به دست می دهد که اجازه می دهد قطعات راه به طور مناسبی از نظر حادثه خیز بودن، رتبه بندی و اولویت بندی شوند. در پژوهش حاضر یک مطالعه موردی بر روی مسیرهایی به طول 144.4 کیلومتر انجام شد که حاصل آن شناسایی 154 قطعه راه با امتیازات خطر نسبی متفاوت بود، به این ترتیب قطعات حادثه خیز با روش پیشنهادی شناسایی و اولویت بندی شدند که از نظر تعریف شاخص های ورودی و خروجی بر مبنای روش تحلیل پوششی داده ها برای اولویت بندی قطعات راه، تجربه جدیدی به شمار می آید.

امروزه به دلایل زیست محیطی، بازیافت مواد زاید و استفاده مجدد آنها مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. خرده های آسفالت بازیافتی (RAP) نوعی مواد زائداند که ممکن است اثرات نامطلوبی بر محیط اطراف خود داشته باشند. با توجه به خواصی که از این مصالح گزارش شده است، تا کنون راهکارهای گوناگونی برای استفاده مجدد این مصالح ارایه شده است. یکی از کاربردهایی که به تازگی مورد توجه قرار گرفته استفاده از این مصالح (RAP) در مخلوط های سیمانی از جمله بتن است. این در حالی است که مصالح خرده آسفالت بازیافتی به طور متداول در جاده ها و راهها یافت شده و از این رو مطلوب است که بتوان آنها را در مخلوط های متداول مورد استفاده در ساخت روسازی راهها استفاده کرد. از این روی بتن غلتکی که مخلوطی بتنی و دارای شرایطی منحصربه فرد از جهت سادگی اجرا و کم هزینه بودن است به عنوان مخلوط پایه انتخاب شد. در این تحقیق جایگزینی سنگدانه های خرده آسفالت بازیافتی به عنوان بخشی از سنگدانه مخلوط بتن غلتکی در سه حالت 1- جایگزینی در ریزدانه و درشت دانه 2- جایگزینی فقط در ریزدانه 3- جایگزینی فقط در درشت دانه، و با درصدهای 0، 10، 20، 40 و 80 صورت پذیرفت. نتایج آزمایشها نشان دادکه استفاده از خرده آسفالت بازیافتی به عنوان بخشی از سنگدانه بتن غلتکی روسازی تاثیری بر روانی، تراکم پذیری، مقادیر سیمان و آب مخلوط نداشته است، اما مقاومت فشاری با افزایش هرچه بیشتر درصد استفاده از خرده آسفالت بازیافتی کاهش می یابد.