Hump Yard یا تپه های مانوری و انواع آن
در شرایط فعلی سیستم مانور و جابه جایی واگنها برای تنظیم و تشکیل قطارها با روشهای قدیمی به کندی صورت می گیرد, این نوع مانور ضمن صرف وقت و هزینه ، موجب هدر دادن سرمایه ها شده و استفاده از ظرفیت خطوط را محدود ساخته و باعث کندی کار و خستگی مامورین مانور گردیده و درصورت فشار بیش از حد سانحه ساز نیز خواهد شد. این روش با توجه به تعداد قطارها و حجم حمل و نقل روزانه در بعضی از محورها و ایستگاههای راه آهن پاسخگو نخواهد بود و با توجه به افزایش حجم حمل و نقل ضرورت استفاده از ایستگاههای مانوری و استفاده از تپه های مانوری اجتناب ناپذیر است. برای شناخت تپه های مانوری لازم است مختصری در رابطه با سیر و حرکت و تنظیم و تشکیل قطارها (مانور) شرح داده شود.
۱) مسیر حرکت قطارها در راه آهن همیشه توام بامانور , قبول اعزام و تفکیک واگن ها می باشد. زمان عملیات مانور که یکی از عوامل افزایش زمان سیر قطار می باشد. همیشه مد نظر برنامه ریزان سیر و حرکت بوده است.
۲) عملیات مانور در ایستگاههای بارگیری , تخلیه بار, ایستگاههای تنظیم و تفکیک قطارها و ایستگاههای تشکیلاتی موجود در مسیر واگنها از مبدا به مقصد , انجام می پذیرد.
۳) در کشورهای توسعه یافته , هزاران نفر در عملیلات مانور شرکت دارند و حدود ۲۰ درصد ناوگان لکوموتیوها مربوط به لکوموتیوهای مانوری می باشد.
۴) ۲۵درصد هزینه های حمل و نقلی راه آهن متعلق به عملیات مانوراست .
بسته به اهداف , مانور به انواع زیر طبقه بندی می شوند:
– تفکیک و جدا کردن واگنها بسته به مقاصد آنها , جدا کردن واگنها برای واگذاری به محلهای بارگیری و تخلیه آنها
– جداکردن واگنهای تعمیری برای واگذاری به خطوط تعمیراتی
– تفکیک و تنظیم همزمان قطارها ( درحین تفکیک واگنهایی که مقصد مشترک دارند در مجموعه ها جمع و به هم متصل می شوند).
– اضافه و کم کردن واگنها جهت تغییر وزن و طول قطارها
– واگذاری و برداشتن واگنها به محلهای بارگیری و تخلیه بار
– مانورهای باری (توزیع واگنها در جبهه های بارگیری و تخلیه بار و جمع کردن آنها )
– مانورهای دیگر (جابه جایی قطارهاو یا مجموعه هایی از واگنها از یک خط به خط دیگر , توزین واگنها, هل دادن واگنها , کشیدن واگنها روی خط به جلو , شستشوی واگنها و غیره )
– در فعالیتهای مانورایستگاهها, تفکیک و تنظیم قطارها , بالاترین نسبت را به خود اختصاص می دهند. فرایند عملیات مانور باید موارد زیر را تضمین نماید:
– برنامه تنظیم قطارها
– برنامه حرکت قطارها
– صرف کمترین زمان برای کارو استفاده بهینه از تجهیزات مانوری,لکوموتیوها و مامورین ایستگاه ، سلامت و ایمنی حرکت قطارها و پرسنل آن
– حفاظت واگنها
مانوردر ایستگاهها :
– عملیات مانور روی دنباله های مانوری, تپه مانوری , شبه تپه در محوطه های مانوری انجام می شود.
– واگنها توسط لکوموتیوهای مانوری روی دنباله های مانوری, جابه جا می شوند.
– حرکت واگنها تحت تاثیر نیروی جاذبه روی تپه های مانوری صورت می گیرد.
– حرکت واگنها توسط لکوموتیو مانوری روی شبه تپه ها و تحت تاثیر نیروی جاذبه صورت می پذیرد .
– مانور توسط لکوموتیوهای دیزلی انجام میشود.
انواع تپه ها :
تپه های مانوری نیز دارای انواع متعددی ( ازنظرفنی) میباشند:
الف- تپه های دستی
ب- تپه های مکانیزه
ج- تپه های مانوری تمام اتوماتیک
و معمولاَ از نظر تیپ به دو دسته تقسیم می شوند:
۱) تپه های مانوری باشکل نردبانی ladder track
۲) تپه های مانوری باشکل بالونی Balloon
تپه هایی که سوزنهای آنها به ماشین سوزن point mashine تجهیز شده اند.
تپه های پرقدرت می نامند. کاهش دهنده های این نوع تپه ها مکانیکی می باشند. تپه های دستی را تپه کم قدرت مینامند.
بطور معمول اگر تعداد خطوط تپه از ۱۶ خط بیشتر باشد آنرا مکانیکی پیش بینی می کنند.
– نیم تپه : اگر در ایستگاه تعداد خطوط مانوری کمتر از ۱۰ خط باشد از نیم تپه استفاده می شود.
تپه های دستی :در نیم تپه ها به جای کاهش دهنده مکانیکی از کفش خط استفاده می شود.استفاده از کفش خط معیوب مناسب نبوده و همچنین احتمال برخورد متصدی کفش باقطار وجود دارد. افزایش بیش از حد ارتفاع تپه منجر به پدید آمدن حوادثی در محوطه زیر تپه می شود. این خطرات شامل موارد است:
1- وجود خطر برای پرسنل عملیاتی تپه
2- آسیب دیدن واگنها و دیگر وسایط نقلیه
۳- آسیب رسانی به قطارهای حمل کننده کالاهای باارزش.
دو تیپ معمول تپه ها ی مانوری:
۱- تپه های مانوری با شکل نردبانی که بیشتر د رکشورهای آمریکایی مورد استفاده قرار میگیرد
۲- تپه های مانوری باشکل بالونی که در آنها خطوط تفکیک به شکل منحنی میباشد و اغلب در کشورهای اروپایی استفاده میشود.
کاهنده های سرعت retarder
کندسازها از انواع زیر هستند:
۱- دستی
۲- هیدرولیکی
۳- الکتروپنوماتیک
میتوان عمل کند کردن سرعت حرکت واگن را با توجه به چند فاکتور از جمله طرح کلی محوطه و چگالی ترافیک,در یک یا چند مرحله انجام داد.کلا کند سازی دو مرحله ای ارجحیت دارد. چون بین توقفهای متوالی ,فواصل منظمی ایجاد می کند و عملیات سوزنها در میان توقفهای متوالی را عملی می کند. به این ترتیب اقتصادی است زیرا کند سازهای اولیه در زمان تصحیح فواصل واگنها , قدری از انرژی آنان را جذب نموده و بدین وسیله زمان لازم برای کندسازهای ثانویه را کاهش می دهند.
سیستم کندسازی دریک محوطه تشکیلاتی مکانیزه را میتوان به دو قسمت تقسیم کرد:
الف: سیستم کنترل مطلق سوزن Definite point control یا سیستم منقطع
ب: سیستم داتی Dowtyیا سیستم کند سازی مستمر
سیستم کنترل مطلق سوزن که توسط کندسازهای الکتروپنوماتیکی و هیدرولیک روغنی انجام میشود.
سیستم داتی در حال آزمایش بوده و یک نمونه از آن در کارگاه علائم راه آهن مرکزی هند مستقر شده است.
کند سازهای بادی(پنوماتیک)
این دستگاهها بیشتر مورد علاقه هستند زیرا هوای فشرده در محوطه های تشکیلاتی در عملیات سوزن هم کاربرد دارد نتیجتاً درهزینه تاسیسات ونگهداری صرفه جویی خواهد شد.
کندسازهای هیدرولیک مدل داتی dowty
این سیستم برای اولین بار در راه آهن بریتانیا و در محوطه تشکیلاتی تیزلی شفیلد ارائه شد. در اینجا به
جای کند سازهای معمولی گیره ای , از سیستم اتوماتیک کنترل واگن استفاه شد که کنترل مستمر واگن را تضمین می کرد. مزیت اصلی آن دقت در کنترل واگن می باشد . گوناگونی در تحرک وسایل نقلیه, وزن آنها , باد و مقاومت قوس و غیره ….در این سیستم تاثیری ندارد. البته هزینه های اولیه بالا هستندو تقریباً دو برابر کند سازهای معمولی امادر عوض افزایش ضریب دسته بندی واگن و حذف تقریبی عملیات تکرار هم از مزایای این مدل هستند. به دلیل کنترل دائمی , از آسیب به کالاها و وسایط نقلیه هم جلوگیری می شود. دستگاههای داتی دو نوع میباشند, یک نوع
کندساز مستقیم کامل و نوع دیگر یک کندساز بوستردار است که میتواند حرکت آهسته یک واگن را تسریع و در عین حال حرکت سریع واگن دیگررا کند نماید.
در محوطه های اصلی , دستگاه داتی در پنج قطعه خط به شرح زیر تقسیم میشود:
۱- قطعه شتاب
۲- قطعه سوئیچینگ
۳- قطعه کاهش سرعت
۴- قطعه قوس
۵- قطعه فرعی
– قطعه شتاب: اولین قطعه پس از ترک تپه به منظور جداکردن واگنها از قطارها در همان نقطه به کار می روند. در این مکان , واگنها از سرعت دوفوت بر ثانیه , به ۱۲ فوت بر ثانیه شتاب می گیرند. این عمل بیشتر به کمک جاذبه زمین و کمتر به کمک دستگاههای بوستر تشدید کننده انجام می گیرد. که واگنهای کند را سرعت بخشیده و در صورت تجاوز از سرعت مجاز, آنها را کند می کند.
– قطعه سوئیچینگ: کلیه واگنها با ترکیبی از کندساز بوستری و کندسازهای ساده حتی الامکان در سرعت ۱۲ فوت در ثانیه ثابت می مانند. حفظ این سرعت فضای میان واگنها یا فواصل متوالی را به اندازه کافی برای حرکت در میان آنها تامین می کند.
– قطعه کاهش سرعت : پس از گذر ا زقطعه سوئیچینگ , باید سرعت واگنها را کاهش داد تا به هنگام ورود به خط طبقه بندی ، سرعت آنها نیازی به کاهش نداشته باشد. این عمل به کمک گروهی از کندسازهای ۸ فوت در ثانیه و کندسازهای بوستری ۴ فوت در ثانیه انجام می گیرد.
– قطعه قوس: پس از کاهش سرعت , امکان دارد سرعت واگن به قدری کم شود که به دلیل وجود قوس پیچها حتی متوقف شود. برای پرهیز از این عمل قطعه قوس را با تعداد زیادی دستگاههای بوستر تشدید کننده ۴ فوت در ثانیه مجهز می نمایند تا وسیله نقلیه را تازمان رسیدن به خط مستقیم در سرعت صحیح نگه دارند.
– قطعه فرعی: در این مکان چگالی دستگاه کم بوده و از کندسازهای بوستری ۴ فوت د رثانیه برای حفظ حرکت آرام واگنها وخنثی کردن ضربه وارده به واگنهاییکه در خطوط طبقه بندی متوقف اند استفاده می شود ..
بهره برداری از تپه های مانوری مجهز به سیستمهای اتوماتیک مزایای زیر را به همراه دارد:
1- کنترل سرعت در حین مانور به صورت پیوسته
۲- کاهش صدمات وارده به بار واگن در اثر ضربه اتصال واگن
۳- انجام عملیات نگهداری خطوط تپه مانوری بدون مسدودی خط
۴- حداقل هزینه نگهداری و سروصدا
۵- کاهش پرسنل مانوری با سطح اطمینان بالاتر
۶- در سیستمهای جدید برای تثبیت سرعت واگن , به رادار و وسایل الکترونیکی نیازی نیست.
هدف از ساختن تپه های مانوری:
برای هر واگن, سیکل یا گردش کاری وجود دارد که پیوسته تکرار می شود. گردش واگن , به فاصله زمانی میان بارگیری اول تا بارگیری دوم اطلاق میشود. در طول یک گردش ,عملیات زیر برای آن صورت می پذیرد :
۱- در ایستگاه مبدا, واگن خالی به محل بارگیری واگذار می شود.
۲- واگن بارگیری و مقصد واگن مشخص میشود.
۳- واگن بارگیری شده را به ایستگاه بر می گردانند.
۴- واگن را درایستگاه به ترکیب قطاراضافه نموده و تنظیم می نمایند. (و یا به قطار عبوری اضافه می کنند)
۵- هنگام سیر قطار, اگر در ترکیب آن واگنهایی به مقاصد مختلف وجود داشته باشد این واگنها بایدتفکیک شود.
۶- بعد از تفکیک قطار, واگن مورد نظر را باواگنهای دیگر که به مقصد مورد نظر و یا به ایستگاههای نزدیک مقصد ، سیر خواهند داشت متصل می نمایند و قطار جدیدی را تنظیم می نمایند, این عملیات به هنگام سیر واگن می تواند چند بار تکرار شود. به طور میانگین این عملیات در هر ۳۰۰ کیلومتر یک بار تکرار می شود. میانگین فاصله حمل در کشورهای وسیع حدود ۸۰۰ الی ۹۰۰ کیلومتر میباشد, لذا در مدت سیر واگن به مقصد, عملیات مذکور حداقل سه بار تکرار می گردد.
۷- بعد از رسیدن به مقصد , واگن از قطار جداشده و به محل تخلیه واگذار می شود.
۸- واگن تخلیه می شود.
۹- واگن خالی به ایستگاه برگردانده می شود.
۱۰-واگن به قطار عبوری بسته شده , و به مقصد واگن خالی اعزام میگردد.
۱۱-هنگام عبور واگن خالی به مقصد تازه , عملیات بند ۶ می تواند مجدداً چند بار تکرار شود.
۱۲-واگن خالی در مقصد جدید, از قطار تفکیک شده و برای واگذاری به محل بارگیری آماده می شود.
اگر سیکل واگنها را بررسی کنیم متوجه می شویم که عملیات شماره ۱, ۳,۴,۶,۷,۹,۱۰,۱۲ مربوط به مانور می گردد.
یک مثال را حل میکنیم :
کشوری ۱۸۰۰۰ واگن در سرویس دارد . سیکل ( گردش کاری واگن ۶ روزمیباشد. به عبارت دیگر روزانه ۳۰۰۰=۶/ ۱۸۰۰۰ واگن به طور میانگین بارگیری می شوند . حال تصور می کنیم که با استفاده از روشهای پیشرفته (که بعداً به آنها اشاره خواهیم کرد) گردش واگن به ۵/۵ روز رسیده باشد.
برای جوابگویی به بارگیری ۳۰۰۰ واگن در روز تعداد واگنها باید برابر با ۱۶۵۰۰=۳۰۰۰×۵/۵ باشد . صرفه جویی در خرید ناوگان برابر خواهد بود با ۴۸=۸۰۰×۴۰۰۰۰×(۱۶۵۰۰-۱۸۰۰۰) (۴۸ میلیارد تومان )
به مساله به طور دیگری بنگریم. با داشتن ۱۸۰۰۰ واگن و گردش ۵/۵ روز می توان روزانه ۳۲۷۲=۵/۵/۱۸۰۰۰واگن بارگیری نموده بهره وری واگنها را ۱۰ درصد افزایش داد . بنابراین می توان گفت که گردش واگن یکی از مهمترین شاخصهای بهره وری راه آهن می باشد و در کاهش آن بایستی به صورت مداوم اقداماتی را انجام داد.
همانطورکه بررسی شد, از ۱۲ جزء گردش واگن , ۸ جزء مربوط به مانور است که با کاهش زمان مانور برای فعالیتهای ۸ گانه می توان به طور کل گردش واگن را کاهش داد.برای تفکیک یک قطار ۳۵ واگنی روی دنباله مانوری , حدود ۹۰ دقیقه و برای تنظیم یک قطار حدود ۶۰ دقیقه وقت نیاز است . فرض می کنیم که بعداز تفکیک ۴ قطار روی دنباله مانوری در خطوط پارکینگ , یک قطار برای تنظیم آماده می گردد. ( مطابق آن چیزی که در بند ۶ گفته شده است)
واگنی که باقطاربرای تفکیک به ایستگاه رسیده بود, بعداز( ۴۲۰=۶۰+۹۰*۴)
دقیقه ادامه سیر میدهد . همانطور که اشاره گردید این عملیات در سیر واگن میتواند سه بار تکرار شود زمان مورد نظر برابر خواهد با :دقیقه ۱۲۶۰=۳×۴۲۰و یا ۲۱ ساعت
در کشورهای دیگر برای تفکیک قطارها از تپه های مانوری استفاده می کنند . تفکیک یک قطار روی تپه مانوری ۱۵ دقیقه به طول می انجامد. تنظیم قطار نیز حدود ۱۵ دقیقه زمان نیاز دارد. بعد از تفکیک ۴ قطار روی تپه مانوری, قطار دریکی از خطوط زیر تپه ( خطوط مانور) آماده تنظیم می شود.
واگنی که باقطار برای تفکیک به ایستگاه رسیده بود بعداز ۷۵ دقیقه .
(۷۵=۱۵+۱۵×۴)ادامه سیر می دهد. این عملیات سه بار در سیر واگن تکرارمی شودو ۲۲۵ دقیقه به طول می انجامد:۲۲۵=۳×۷۵
صرفه جویی بدست آمده برابر خواهد شد با ۱۰۳۵ دقیقه و یا ۲۵/۱۷ساعت(۱۰۳۵=۲۲۵-۱۲۶۰)که حتی بیش از نصف روز است . صرفه جویی ۲۵/۱۷ساعت شامل کارکرد مانورچی ها , لکوموتیوران , کمک لکوموتیوران و خود لکوموتیو نیز میباشد که هزینه های مربوطه را به دنبال دارد. از گفته های فوق می توانیم با در نظر داشتن مزایای مانورروی تپه های مانوری, هدف از ساختن آنها را ذکر کنیم :
– افزایش بهره وری ناوگان واگنها.
– افزایش سرعت تجاری سیر واگن ها
– کاهش نیروی انسانی برای مانور
– کاهش نیاز به ناوگان لکوموتیوهای مانوری
– صرفه جویی در خرید واگن
– کاهش زمان گردش واگن
– افزایش ایمنی (کارسخت مانورچی ها و بهبود شرایط فعالیت آنها )
نتیجه گیری : با توجه به لازمه ایجاد تپه مانوری د رحجم بالای ترافیک (مبادله ۶۰۰۰واگن درروز)ونیز حتی الامکان وجود قلاب اتوماتیک و افزایش ورودی ایستگاه (تعیین نقاط گرهی)و مساحت مورد نیاز جهت اجرای پروژه می باشد و با توجه به ترافیک واگنها در راه آهن ایران که خود دلیل اصلی اجرای پروژه می باشد پیشنهاد می شود, ضریب رشد سالیانه ترافیک واگنها را طبق آمار بدست آمده تعیین کنیم و ضمناً خطوط در دست احداث و در حال مطالعه را نیز در نظر داشته باشیم و نقاط گرهی و جهت ورودی و خروجی ایستگاهها را تعیین کنیم یعنی ابتدا با توجه به خطوط ورودی و خروجی و حجم ترافیک ، نقاط مورد نیاز به تپه های مانوری را مشخص سازیم و با توجه به ضریب رشد سالیانه ترافیک واگنها ، سال احداث ( منظور به بهره برداری رسیدن)تپه های مانوری را مشخص کنیم و در طول این مدت به صورت پله ای نسبت به احداث آن اقدام کنیم و همچنین در طول مدت زمان احداث آن به بازاریابی بپردازیم و مشتریان را جهت استفاده از ایمنی و سرعت سیر و حرکت حمل ونقل ریلی تشویق کنیم .
تهیه و تدوین : مهندس نیما آجلی لاهیجی
