19278

۱۹۲۷۸

ارزيابي احتمالاتي ايمني سير قطار تحت تاثير شرايط هندسي در قوس ها

كارشناسي ارشد

خط و سازه هاي ريلي

۹۴-۹۵

۱۳۹۶/۱۲/۱۴

دكتر سعيد محمدزاده

راه آهن

ايمني سير قطار ارتباط مستقيمي با زيرسيستم¬¬هاي آن از قبيل خط و ابنيه فني شامل پل و تونل، ناوگان ريلي و شرايط سير و حركت قطار¬ها دارد، بنابراين براي اطمينان از سير ايمن قطارها لازم است در هر زير سيستم الزاماتي تدوين شود. در زيرسيستم خط آهن مباحثي همچون پارامترهاي هندسي و كيفيت خط، تناسب سرعت با وضعيت كيفي خط و ناهمواري هاي آن، رواداري¬ پارامترهاي خط و وسيله ي نقليه ريلي از اهميت ويژه اي برخوردار است. از جمله عواملي كه سير ايمن قطار را به خطر مي اندازد، خروج از خط است. حادثه خروج از خط يكي رايج ترين سوانح ريلي دنيا است كه مي¬تواند متاثر از كيفيت خطوط ريلي باشد. بررسي اين پديده نيازمند درك صحيح رفتار ديناميكي وسايل نقليه روي خطوط ريلي و مكانيزم تماس چرخ و ريل در حين حركت قطار است. وضعيت كيفي نامطلوب خط در صورتي كه موجب افزايش نيروهاي جانبي وارده بر چرخ شود، زمينه ساز وقوع خروج از خط مي گردد. اين وضعيت زماني بحراني تر است كه قطار در حال سير روي قوس باشد زيرا در قوس به دليل شرايط هندسه ي خط و نيروي گريز از مركز، مقدار نيروي جانبي وارده افزايش مي يابد. بنابراين اگر وضعيت كيفيت خط در قوس ها نامطلوب باشد احتمال وقوع خروج از خط قطار در حين سير در قوس افزايش مي يابد. بنابراين لازم است مكانيزم وقوع خروج از خط به همراه عوامل و شرايطي كه زمينه ساز وقوع اين حادثه مي شوند، مورد تحليل و ارزيابي قرار گيرند. در اين پايان نامه ارزيابي ايمني سير قطار از طريق ارزيابي قابليت اعتماد خروج از خط آن در قوس با در نظر گرفتن تاثير انحراف مقادير سه پارامتر هندسي دور، پيچش و عرض خط از مقادير اسمي آنها، انجام شده است و سپس تاثير آنها از طريق بررسي رواداري هاي مربوط به هريك از آنها در سطوح كيفي و بهره برداري مختلف آيين نامه اي مورد تحليل و ارزيابي قرار گرفته شده است. با انجام تحليل حساسيت پارامترهاي هدف، مشخص شد كه تاثير هريك از پارامترهاي مورد بررسي در قوس ها بر احتمال وقوع خروج از خط چقدر است. با توجه نتايج حاصل از محاسبات قابليت اعتماد خروج از خط قطار در قوس ها و نيز انجام تحليل حساسيت پارامترهاي هندسي هدف در كلاس هاي بهره برداري متفاوت خط، تعيين شد كه تاثير خرابي/ انحراف از مقدار اسمي، پارامتر هندسي دور بر احتمال وقوع خروج از خط به طور قابل توجهي بيشتر از پيچش و عرض خط است. به اين معني كه خرابي يا انحراف غير مجاز دور از مقدار اسمي آن زمينه ساز وقوع خروج از خط در قوس ها خواهد بود. با توجه به اين موضوع، با در نظر گرفتن مقادير مجاز رواداري پارامترهاي هندسي مطابق با استاندارد ايران ، شاخصي آماري براي تعيين ارزيابي ايمني سير قطار در قوس ها با توجه به داده هاي انحرافات دور در هر قوس، پيشنهاد شد. اين شاخص پيشنهادي علاوه بر تعيين سطح ايمني قوس ها اين امكان را ايجاد ميكند كه به اولويت بندي بلاك ها در شبكه خطوط ريلي جهت انجام عمليات تعمير و نگهداري بپردازيم. در انتها براي ارزيابي صحت و دقت شاخص پيشنهادي در اين پايان نامه به مقايسه ي نتيجه ي آن با نتايج حاصل از شاخص هاي رايج ديگر براي تعيين سطوح كيفي خطوط ريلي، از قبيل SD، TGI و CTR براي 9 قوس متفاوت از سه بلاك حادثه خيز در شبكه ي خطوط ريلي ايران پرداخته شد. واژه‌هاي كليدي: ايمني، قابليت اعتماد، پارامترهاي هندسي خط، خروج از خط در قوس، كيفيت خطوط ريلي

1397/02/30

Probabilistic Safety Assessment of Train Running on Curves under the Geometrical Condition

5/20/2018 12:00:00 AM

Train's Safe running is directly related to its subsystems, such as Railway Track and structures including bridges and tunnels, railway vehicles and its operation characteristics such as speed. Therefore, in order to ensure the safe running, it is necessary to compile thresholds in each subsystem. Particulary in railway track subsystem, geometric parameters and track quality, speed proportions with track quality and its defects, tolerance of track parameters and the railway vehicle are specificly important. One of the factors that endangers train's safe running is Derailment. Derailment is considerd one of the most common railway accidents in the world that can be affected by the quality of the railway Track. The study of this phenomenon requires a comprehensive perception of train's dynamical behavior and the wheel-rail contact mechanism. The undesirable track quality condition will cause the derailment by increasing the lateral forces on the wheel. This situation is more critical when the train is runnig on curves, because in the curve due to the track geometry and the centrifugal force, the amount of lateral force acting on the outside wheel, increases. Therefore, if the track quality condition in the curve is undesirable, the probability of train derailment will increase. In this thesis, the mechanism of occurrence of train derailment along with the factors and conditions that causes the incident are introduced and analyzed. The assessment of train's safe running was done by assessing the derailment reliability on curves, taking into account the impact of three geometric parameters including Cant, twist and Gauge. Then examining the impact of these parameters in the tolerances associated with each of them at the qualitative and a variety of regulations were analyzed and evaluated. Finally, by analyzing the sensitivity of the parameters, it was determined that the effect of each parameters studied in the curves is on the likelihood of occurrence of derailment. According to the results, an index for assessing the safe running on the curves was proposed based on the statistical data of the influencing geometric parameter which was Cant. Finally, using the evaluation method and proposed empirical model, the safe speed for the evaluated geometry condition is estimated according to the track quality and operation classes. Keywords: Safety; Reliability; Track Geometry Parameters; Train derailment on Curve; Track quality.