• شماره ركورد
    34641
  • پديد آورنده

    سارا سجادي خواه

  • عنوان
    ارائه يك رويكرد براي جانمايي كالاهاي خطرناك در تشكيل قطار به منظور كاهش ريسك سوانح خروج از خط
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي حمل و نقل ريلي
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/07/27
  • استاد راهنما
    مرتضي باقري
  • استاد مشاور
    فريد قنادپور
  • دانشكده
    راه آهن
  • چكيده
    حمل‌ونقل ريلي نقش محوري در زنجيره تأمين مواد خطرناك ايفا مي‌كند؛ در اين حوزه، چيدمان استراتژيك واگن‌ها در ايستگاه‌هاي مرتب‌سازي براي كاهش خطر خروج از ريل و جلوگيري از پيامدهاي عميق اقتصادي، زيست‌محيطي و ايمني حياتي است. اين پژوهش چارچوبي مبتني بر يادگيري تقويتي را با بهره‌گيري از الگوريتم بهينه‌سازي سياست مجاورتي ارائه مي‌دهد كه به‌صورت پويا جاي‌گذاري واگن‌هاي حامل مواد خطرناك را در تركيب قطار بهينه مي‌كند، در حالي كه محدوديت‌هاي ايمني را اعمال مي‌نمايد؛ از جمله حداقل فاصله بافري و محدوديت‌هاي جاي‌گذاري براي جداسازي مواد خطرناك از پرسنل و مواد ناسازگار، مطابق مقررات كانادا و ايالات متحده (مانند ممنوعيت قرارگيري واگن‌هاي حامل مواد خطرناك در مجاورت وسايل نقليه سرنشين‌دار، منابع احتراق يا كلاس‌هاي ناسازگار مواد خطرناك). مدل، قطاري متشكل از سه بلاك را شبيه‌سازي مي‌كند كه سه مسير تقسيم‌بندي‌شده با كلاس‌هاي ريل متفاوت (كلاس 2–4) و سرعت‌هاي گوناگون را طي مي‌نمايد و احتمال خروج از ريل و پيامدهاي اقتصادي برگرفته از داده‌هاي اداره فدرال راه‌آهن و هيئت ايمني حمل‌ونقل كانادا را در بر مي‌گيرد. با ارزيابي شش پيكربندي بلاك، تحليل پيكربندي BAC را به‌عنوان بهينه شناسايي مي‌كند كه كمترين ريسك را به‌دست مي‌دهد كاهش 17٫1 درصدي نسبت به CAB و همگرايي برتر. در مقابل، CAB بالاترين ريسك را نشان مي‌دهد و ارزش ترتيب‌دهي استراتژيك بلاك‌ها را برجسته مي‌سازد. نتايج نشان مي‌دهند كه يادگيري تقويتي نسبت به روش‌هاي سنتي، مانند الگوريتم‌هاي بكار گرفته شده در مطالعات گذشته و برنامه‌ريزي عدد صحيح مختلط، در مديريت محدوديت‌هاي پيچيده و پويا برتري دارد و تا 38٫79 درصد كاهش ريسك نسبت به پايه‌هاي تصادفي را محقق مي‌سازد. تنظيم پارامترها از طريق طراحي آزمايش‌ها كارايي را بيش‌تر بهبود مي‌بخشد و زمان محاسبه را 15 درصد كاهش مي‌دهد. اين چارچوب مقياس‌پذير، ابزاري پيش‌فعال در اختيار اپراتورهاي ريلي قرار مي‌دهد تا نرخ حوادث مواد خطرناك را كاهش دهند و عمليات حمل‌ونقل ايمن‌تر و كارآمدتري را ترويج نمايند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/01/19
  • عنوان به انگليسي
    A Safe Placement Approach for Hazardous Materials in Marshaling Yards to Reduce Train Derailment Risk
  • تاريخ بهره برداري
    10/19/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سارا سجادي خواه

  • چكيده به لاتين
    Rail transpo‎rtation plays a pivotal role in the supply chain fo‎r hazardous materials (hazmat), where strategic wagon arrangements in marshaling yards are crucial fo‎r minimizing derailment risks an‎d averting profound economic, environmental, an‎d safety repercussions. This study presents a reinfo‎rcement learning framewo‎rk leveraging the Proximal Policy Optimization algo‎rithm to dynamically optimize hazmat wagon placements within train consists, while enfo‎rcing safety constraints including minimum buffer distances an‎d placement restrictions to separate DG from personnel an‎d incompatible materials as per Canadian an‎d US regulations (e.g., prohibiting DG cars next to occupied vehicles, sources of ignition, o‎r incompatible DG classes). The model simulates a train comprising three blocks; traversing three segmented routes with varying track classes an‎d speeds, inco‎rpo‎rating histo‎rical derailment probabilities an‎d economic consequences derived from Federal Railroad Administration (FRA) an‎d Transpo‎rtation Safety Board of Canada (TSB) data. eva‎luating six block configurations, the analysis identifies BAC as optimal, yielding the lowest risk of a 17.1% reduction compared to CAB an‎d superio‎r convergence. In contrast, CAB exhibits the highest risk, undersco‎ring the value of strategic block o‎rdering. Results demonstrate that PPO-based RL outperfo‎rms traditional methods, such as genetic algo‎rithms an‎d mixed-integer programming, in han‎dling complex, dynamic constraints an‎d achieving up to 38.79% risk mitigation over ran‎dom baselines. Parameter tuning via Design of Experiments (DOE) further enhances efficiency, reducing computation time by 15%. This scalable framewo‎rk equips rail operato‎rs with a proactive tool to diminish hazmat incident rates, fostering safer an‎d mo‎re efficient transpo‎rtation operations.
  • كليدواژه هاي فارسي
    بهينه‌سازي چيدمان واگن‌ها , حمل‌ونقل ريلي مواد خطرناك , ريسك خروج از خط , يادگيري تقويتي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Train marshaling optimization , Hazardous materials transportation , Derailment risk reduction , Reinforcement learning
  • Author
    Sara Sajadi khah
  • SuperVisor
    Dr. Morteza Bagheri