کاربرد سیستم های هوشمند در حمل ونقل ریلی

در طول دهه های اخیر با گسترش زیرساخت های ریلی، حداکثر بهره برداری ممکن با استفاده از روش های سنتی انجام شده است. به همین دلیل به منظور دست یابی به حمل و نقل بهتر و روان تر، احتیاج به نوین کردن سیستم های حمل و نقل ریلی و هوشمند سازی آنان می‌باشد.

مقدمه
در طول دهه های اخیر با گسترش زیرساخت های ریلی، حداکثر بهره برداری ممکن با استفاده از روش های سنتی انجام شده است. به همین دلیل به منظور دست یابی به حمل و نقل بهتر و روان تر، احتیاج به نوین کردن سیستم های حمل و نقل ریلی و هوشمند سازی آنان می‌باشد.

کاربرد سیستم های هوشمند در حمل ونقل ریلی

کاربرد سیستم های هوشمند  در حمل ونقل ریلی

سیستم هوشمند اولین بار در دهه ی ۱۹ میلادی توسط کشور انگلستان مورد ساخت . به طور کل در کشور های توسعه یافته فرآیند هوشمند سازی حمل و نقل ریلی پیشرفت چشمگیری داشته و اکنون در ایران هوشمند سازی آنان برنامه مهمی جهت رقابت این دست از حمل و نقل با سایر حمل و نقل هل خواهد بود. هدف از هوشمندسازي حمل و نقل ریلی، افزایش بهره وري و بازدهی ساختار و تجهیزات موجود و دستیابی به حمل و نقل روان، کارا و ایمن می باشد.
تقاضای حمل و نقل به طور کل در دنیا روند افزایشی دارد و در حالی که سیستم های حمل و نقل ریلی آلودگی کمتری به نسبت حمل و نقل جاده ای و هوایی دارند، استفاده از آنها رو به کاهش رفته است. بنابراین استفاده از روش های هوشمند که کاهش هزینه ها در بهره برداری از حمل و نقل ریلی را نتیجه می‌دهد، می تواند موثر واقع شود.

نظام مهندسی عمران تبریز

آزمون نظام مهندسی عمران چیست

تعریف سیستم های حمل و نقل هوشمند
سیستم هاي حمل و نقل هوشمند ، به کاربرد ترکیبی پردازش اطلاعات، ارتباطات و تکنولوژی های حساس به ساختار حمل و نقل و عملکرد آن به منظور دستیابی به حمل و نقل روان، کارا و ایمن اطلاق می‌شود. همانطور که از این تعریف بر می‌آید، این سیستم دارای بخش های نرم افزاری و سخت افزاری است که به طور دائم اطلاعات را دریافت کرده و با پردازش آنها حمل و نقل ریلی را کنترل می کنند
مزایای بکار گیری سیستم هوشمند حمل و نقل
• کاهش تاخیر یا ذخیره زمان مطرح می شود که با انتقال داده به کاربران حمل و نقل، به آنها کمک می کند تصمیمات بهتری را در انجام سفر های شخصی اتخاذ کنند
• کنترل چراغ های ترافیک ریلی یا signaling
• مدیریت جابجایی مسافر و کالا
• مدیریت تصادفات و سوانح و موارد اضطراری
• کنترل تقاطع های همسطح و در مجموع افزایش ایمنی و کارایی و جذب بیشتر مسافر به حمل و نقل ریلی
• سیستم هوشمند با کاهش در مصرف سوخت و نیروی کار، می تواند در کاهش هزینه های این نوع حمل و نقل موثر واقع شود
انواع زیرسیستم های هوشمند
۱- سیستم مونیتورینگ و حفاظت از قطار
این سیستمها در حفظ ایمنی مسیر و مسافرین و تاسیسات زیربنایی نقش دارد و با افزایش روانی و ایمنی حرکت، موجب افزایش حمل بار و مسافر و منافع اقتصادی بیشتر می‌شود و شامل موارد زیر می‌باشد:
 سیستم اخطار خودکار یا AWS (Automatic Warning System): سیستمی کمکی در کنار راننده که در محلهایی که راننده دید کافی ندارد به کمک می ‌آید و استفاده آن در خطوط پرترافیک که چراغهای زیاد دارد موجب افزایش احتمال خطا می‌گردد
 سیستم تذکر به راننده یا DRA (Driver’s Reminder Appliance): این سیستم با سیستم هشدار خودکار در کنار هم کامل می‌شوند و هنگامی که راننده پشت سیگنال قرمز قرار گیرد او را از اعمال قدرت باز می‌دارد
 حفاظت اتوماتیک قطار یا ATP (Automatic Train Protection):وظیفه این سیستم کنترل سرعت قطار در هر مقطع زمانی می‌باشد
 حفاظت قطار و هشدار دهنده یا TPWS (Train Protection and Warning System): اين سيستم شامل سيستم AWS بوده از جمله تجهيزاتي كه براي انتقال اطلاعات در اين سيستم استفاده مي گردد، بيكن هايي (Beacon) هستند كه در روي خط و بين دو ريل نصب مي گردند. عملكرد اين بيكن ها بدين صورت است كه در آستانه عبور قطار از سيگنال قرمز و يا به عبارتي بيشتر شدن سرعت وسيله نقليه از حد مجاز، با به كار انداختن ترمزها قطار را متوقف مي نمايد.

کاربرد سیستم های هوشمند در حمل ونقل ریلی

 عملکرد اتوماتیک قطار یا ATO (Automatic Train Operation):اين سيستم نوع كامل تر سيستم ATP می باشد كه در آن حتي نياز به راننده نيز كاهش يافته است. در شکل های زیر نحوه ارتباط راديويي مراكز كنترل قطارها نمايش داده شده است.

 کنترل اتوماتیک قطار یا ATC (Automatic Train Control):
این سیستم حاصل ترکیب حفاظت اتوماتیک (ATP)، عملکرد اتوماتیک (ATO) و بهره برداری اتوماتیک (ATS)، می‌باشد. واحد مرکزی پردازش ATC اطلاعات دریافتی از تجهیزات کنار خطی را مورد پردازش قرار می‌دهد و دستورات لازم جهت کنترل قطار، کاهش و افزایش سرعت و توقف قطار را به تجهیزات روی قطار مخابره می‌کند. این تکنولوژی پیشرفته از خطای انسانی در بهره برداری از راه آهن جلوگیری کرده و حصول ایمنی مورد نیاز را بیمه می‌کند
۲- سیستم تشخیص عیوب
چنانچه بتوان توسط تجهيزاتي عيوب مختلف مرتبط با يك واگن را تشخيص داد، مي توان اين اطلاعات را با فرمت هاي مناسب در داخل برچسب ها ريخت و در صورت بحرانی نبودن عیوب در ادامه مسير و در نقاطي كه به همين منظور تعبيه شده، واگن معيوب جدا و به تعميرگاه ارسال مي گردد.
نمونه هایی از این سیستم عبارتند از:
• تشخیص داغی سر محور
• مونیتورینگ کامل قطار و واگهنا
• مونیتورینگ سطح ریل و تجهیزات زیر واگن
• سیستم نظارت بر چرخها (شامل نظارت بر پروفیل چرخ، کنترل بریدگی چرخ، کنترل قطر و زاویه چرخ)
• سیستم نظارت بر ترمز
• سیست نظارت بر اتصال واگن ها
• تشخیص هوشیاری راننده
۳- سیستم تشخیص خروج از خط و انفصال (Derailment and Disconnection System)
سيستم هايي بر روي قطار وصل شده كه مي توانند شتاب واگن را در راستاي عمودي اندازه گيري نمايند یا با نصب بر روی ریل خروج از خط را تشخیص دهد تا درصورت خروج واگن از خط ، راننده سریعا متوجه گشته و ترمز کند و نهایتا خطر سانحه پیشرو کم گردد
۴- سیستم های اعلام خطر خودکار به اکیپهای نگهداری
به طور كلي اين سيستم بايد از يك قسمت اعلان و يك قسمت هشدار تشكيل شود، به نحوي كه هر يك از اين قسمت ها بتواند به صورت مجزا عمل نمايد.
اهداف اصلي استفاده از اين سيستم عبارتند از:
 هشدار نزديك شدن وسيله نقليه ريلي به پرسنل مشغول به كار در خطوط مجاور
 كاهش پرسنل مورد نياز جهت هشدار به اكيپ هاي عملياتي
 افزايش دقت و امنيت و كاهش خطاي انساني به علت استفاده از ابزار دقيق

۵- سیستم آشکار سازی و شناسایی خودکار وسایل نقلیه یا AVI (Automatic Vehicle Identification)
براي هر واگن يك شماره شناسايي در نظر گرفته مي شود و اطلاعات مربوط به واگن داخل آن شماره نوشته مي شود. در سيستم هاي مبتني بر امواج نوري با تاباندن اشعه ليزر روی این برچسب‌ها و انعکاس آن توسط باکدخوان دریافت می‌گردد
در این سیستم‌هایی که با امواج رادیویی کار میکنند اینکار با فرستادن امواج با سیگنال معین صورت می‌گیرد
۶- سیستم مدیریت هوشمند حمل و نقل
این سیستم دارای موارد زیر می‌باشد:
⁻ سیستم راهبند هوشمند (Intelligent Level Crossing): در تقاطع های همسطح با ترافیک کمتر، می توان با استفاده از راهبند هوشمند ترافیک را کنترل کرد. این سیستم ها با دادن اطلاعات از وسایل نقلیه ریلی و جاده ای قبل از ورود به محل تقاطع، عبور و مرور را کنترل کرده و خطر ایجاد تصادفات و سوانح را کاهش می‌دهند
⁻ سیستم کنترل مرکزی ترافیک یا CTC (Central Traffic Control): در این سیستم تمامی ایستگاهها در طول یک یا چند مسیر در یک مرکز، کنترل و مانیتور می گردد. امکان کنترل و نمایش وضعیت همه ایستگاهها به صورت گروهی یا تک به تک در مرکز کنترل فراهم می باشد.
⁻ سیستم برنامه ریزی ترافیک: این سیستم برنامه حرکت قطارها را در شبکه طراحی می کند و تعیین می کند قطارها در چه نقاطی از کنار هم عبور کنند و در چه مکان هایی توقف کنند. دو نوع برنامه ریز تاکتیکی و استرتژیکی از این سیستم وجود دارند
⁻ سیستم توصیه به راهبر بر مبنای جدول زمان‌بندی: سیستمی است که بر مبناي اطلاعات جدول زمانبندي حرکت قطارها در مورد موقعیت قطار، میزان تاخیر یا تعجیل، و زمان رسیدن به ایستگاه بعدي به راهبر قطار اطلاع رسانی می کند