◄ شبیه سازی کشش دو نوع لکوموتیو در هشت سناریو قطار

توسعه و اصلاح شبکه خطوط و زیر ساخت ریلی، انتخاب الگوی بهره برداری ناوگان و اجرای هرگونه تصمیم مدیریتی کلان در راه آهن بسیار پرهزینه و زمانبر است، بنابراین انتخاب سیاست های درست با بیشترین تأثیر بر بهبود وضعیت اقتصادی راه آهن، بسیار مهم خواهد بود. انتخاب سیاست صحیح منوط به استفاده از ابزارهای مناسب برای آزمون کم هزینه و سریع سیاست های مدیریتی قبل از انجام بوده که قابلیت شناسایی منافع و هزینه ها و عوامل بحرانی و تنگناهای عملیاتی را نیز داشته باشد.

بر اساس آمار 2020 اتحادیه بین المللی راه آهن ها، UIC، متوسط وزن قطارها در 26 کشور اروپایی 647 تن (ترکیه 612 تن) و در دنیا 687 تن بوده ولی بر اساس همین آمار متوسط وزن قطارها در ایران 1025 تن بوده (49 درصد بالاتر از متوسط جهانی) که با توجه به نسبت بار و مسافر راه آهن ایران (بار 2 برابر مسافر) می توان به وزن متوسط بالاتر قطارهای باری پی برد، این در حالی است که متوسط وزن قطار در چند کشور موفق و پیشرو در حمل و نقل ریلی باری بدین ترتیب است:  قزاقستان 2417، استرالیا (QR)  3517، روسیه 2944 و آفریقای جنوبی 2838 تن، متوسط وزن قطارها بر اساس متوسط وزن قطارهای باری پر، خالی و مسافری محاسبه می شود و وزن قطارهای باری چندین برابر آن می باشد (ایران 4 برابر).

شاخص تناژ متوسط قطارها در آمریکا که بر اساس کتاب RailRoad Facts (سال 2008) در سال 1995 برابر 2600 تن بود در سال 2005 به 2825 تن رسید (سالانه بیش از 22 تن افزایش) و در سال 2014 به 3271 تن (بر اساس AAR) افزایش یافت (سالانه بیش از 49 تن افزایش) که ظاهرا روند افزایش بار محوری سالانه واگن ها زمینه این رشد می باشد.     

در کنار متوسط وزن قطار باید به قطارهای باری سنگین (واقعی) هم توجه نمود که نمونه آن در قطارهای با بیش از 110 واگن قابل مشاهده است، قطارهای سنگین در آمریکا تا سال 1990 با پنج لکوموتیو 3000 اسب SD40-2 در جلو قطار (با شباهت کامل تجهیزات با لکوموتیوهای GT26CW ایران و البته قلاب های قویتر، Janney coupler) کشیده می شدند ولی پس از معرفی لکوموتیوهای SD70AC در اوایل دهه 90 میلادی این قطارها با سه دستگاه لکوموتیو AC کشیده می شدند.

برای نشان دادن تاثیر این جایگزینی شرکت EMD در کتابچه آموزشی خود با نام Locomotive Application Guide برای کاربرد لکوموتیوهای سال 1990 به بعد جدولی (در صفحه 40) ارائه نموده که با شبیه سازی کشش دو نوع لکوموتیو SD40-2 (177 تن متریک، 21 درصد چسبندگی) و SD70AC (188 تن متریک، 33 درصد چسبندگی) در 8 سناریو با تغییر تعداد لکوموتیو و واگن (وزن قطار) نتایج محاسبه و زمان سیر، سرعت در فراز و مصرف ویژه سوخت را مقایسه نموده است.

در این شبیه سازی که با برنامه ComputaTrain برای مسیر واقعی از شرق به غرب به صورت باردار و بازگشت خالی اجرا شده، طول مسیر 1176 کیلومتر با فراز یک درصد و قوس 3 درجه (573 متر)، اولین شبیه سازی با 3 لکوموتیوهای SD70AC و 114 واگن 132 تنی (120 تن متریک)، دومین شبیه سازی با 5 لکوموتیو SD40-2 که نشان دهنده امکان پذیری جایگزینی سه لکوموتیو SD70AC به جای پنج دستگاه SD40 (قطار 13680 تنی) می باشد البته با کاهش سرعت در فراز (از 19 به 15).

البته با چهار لکوموتیو SD40 سرعت حداقل فراز برابر سرعت SD70AC   به عدد 14 و 15 کبس می رسد اما چسبندگی مورد نیاز بیش از چسبندگی تمام شرایط آب و هوایی (All Weather Adhesion) لکوموتیوهای  SD40خواهد بود (حدود 26 درصد).          

برای شبیه سازی ورودی چهار اطلاعات نیاز است: مشخصات مسیر، مشخصات قطار، مشخصات لکوموتیو و مشخصات واگن.

6 خروجی نرم افزار چنین خواهند بود: زمان سفر، مصرف سوخت، بالاترین چسبندگی (هنگام کاهش سرعت با قدرت کامل)، کمترین سرعت در شرایط کشش بالا، مدت استفاده از زمان محدود تراکشن موتور، نسبت توان به وزن.

برای سهولت 2 سناریو 3 و 6 با فرض 114 واگن با 2 نوع لکوموتیو مذکور (5 و 3 لکوموتیو در رفت و 4 و 2 در بازگشت) در جدول رنگی آمده که تفاوت زمان سیر آنها نسبت به پایه 47 ساعت کمتر از 2ساعت (100 دقیقه و کمتر از  4 درصد) می باشد در حالی که تفاوت سرعت در فراز 17 درصد و تفاوت مصرف سوخت 20 درصد است(سرعت فراز اکنون برای ایران بسیار مهم است).          

* کارشناس حمل و نقل