طراحی صحیح مسیر؛ یکی دیگر از گام های افزایش بهره وری لکوموتیو در BHP

زمستان 1372 برای ارزیابی لکوموتیوهای پیشنهادی شرکت جنرال الکتریک، به اتفاق آقایان آقایی، عالیوند و خواجویی زاده، بازدیدی از راه آهن معدنی شرکت BHP استرالیا داشتیم که در نوع خود در دنیا بی نظیر بود، راه آهنی که می توان آنرا به عنوان یکی از پیشگامان فناوری در موج چهارم دانست که با بهره وری بالای خود سبب کاهش قیمت جهانی سنگ آهن گردید. 

• بر اساس گزارش انجمن صنفی شرکت های مالک ناوگان از عملکرد سه ماهه اول سال 1401 شرکت راه آهن در حمل بار و مقایسه آن با میزان بار حمل شده درسه ماهه اول سال های 1400 و 1399، کاهش تن - کیلومتر بار حمل شده به میزان 11 درصد در سال 1401 نسبت به سال 1400 و کاهش 13 درصد نسبت به سال 1399 در بر دارنده خبر تلخی برای مالکان ناوگان است.
• در مورد لکوموتیو نیز با یک محاسبات نمونه، تعداد متوسط لکوموتیو معادل از 700 به 670 و بیش از 4 درصد کاهش داشته است.
• گزارش نشان می دهد تعداد لکوموتیو در سرویس نسبت به سال قبل بیش از 2 درصد و نسبت به 1398، 9 درصد کاهش داشته است.
• این شرایط در کنار عقب افتادگی حدود 60 درصد در تکالیف قانونی بار و بیش از 90 درصد در مسافر (گزارش مرکز پژوهش ها) و نقش گلوگاهی لکوموتیو سبب تاکید مکرر مدیریت جدید راه آهن و وزیر و ... بر نیاز به خرید لکوموتیو از داخل و خارج شده است.  

بر اساس فرم 101 مورخ 31 مردادماه راه آهن که نشان دهنده تعداد لکوموتیو در ساعت 6 صبح می باشد از 968 دستگاه لکوموتیو تنها 522 دستگاه در سرویس هستند که نشان دهنده آماده به کاری 54 درصد است و چنانچه از ابتکار اداره کل نیروی کشش در تفکیک بخش خصوصی بهره بجوییم این نسبت به 61 درصد و 53درصد خواهد رسید (عمر لکوموتیوها نیز باید دیده شود).  

در کنار آماده به کاری پایین که مبین ظرفیت و عملکرد پایین تعمیرگاه های جاری، اساسی و بازسازی و نواحی است، بهره وری لکوموتیو در راه آهن ایران طبق آمار UIC 2020 با بیش از 48 میلیارد واحد حمل (تن کیلومتر به اضافه نفر کیلومتر) و 968 دستگاه لکوموتیو به حدود 51 میلیون واحد حمل بر هر دستگاه لکوموتیو رسیده است(نسبت ستانده بر داده).

در همین ایام قزاقستان با 239 میلیارد واحد حمل و 1755 لکوموتیو به بهره وری لکوموتیو 136 میلیون دست یافته، روسیه با 2735 میلیارد واحد حمل و 12581 لکوموتیو به 217 میلیون واحد بر لکوموتیو و چین با 2959 میلیارد واحد حمل و 20348 لکوموتیو به شاخص 145 میلیون واحد حمل بر لکوموتیو در سال رسیده اند (واحد حمل بر تعداد کل لکوموتیو).

یکی از عوامل اصلی افزایش بهره وری لکوموتیو، نیروی کشش است که برای افزایش آن در سال 1369 با شبیه سازی تاثیر آن بر زمان سیر قطار بررسی هایی به عمل آمد و با حمایت مدیران وقت 50 درصد به کشش لکوموتیوهای GT26 اضافه شد و در سال 1376 نیز در مرکز تحقیقات راه آهن 33 درصد دیگر به کشش اضافه شد و بدین ترتیب قابلیت کشش لکوموتیو مذکور از 1000 تن در فراز 10 درهزار  در سال 69 به 1500 تن و در سال 76 به 2000 تن افزایش یافت، همچنین با تجربه سال 69 کشش لکوموتیوهای U30C به میزان 100 درصد (اکنون 62 درصد افزایش) و لکوموتیوهای C30-7 به میزان 190 درصد افزایش یافت (با این تجربیات از ابتدای دهه 90 پیشنهاداتی برای افزایش کشش لکوموتیو به مدیران راه آهن و انجمن صنفی داده شد).

علاوه بر کشش لکوموتیو که بار محوری لکوموتیو نیز در آن تاثیر مستقیم دارد عوامل دیگری مانند سیر روزانه، فراز غالب مسیر، توان لکوموتیو، تعمیرات و سرویس روزانه (زمان بازدید، تعمیرات، سوختگیری، تکمیل شن و ...)، سیستم مانیتورینگ ناوگان (توزین و بازدید قطار برای گرمی سرمحور، بریدگی چرخ و ...) نیز بر بهره وری لکوموتیو اثر می گذارند.           

• شرکت BHP، با 31 میلیارد دلار درآمد 2016 در یک مقایسه جهانی در 2006 (1385)، بهره‌ وری لکوموتیو باری در برزیل را 757 میلیون تن کیلومتر بر لکوموتیو در سال (MNTK/LY)، استرالیا (BHP) 573 و معدنی سوئد 247 ثبت نموده است.
• فراز مسیر باردار (معدن به بندر) راه آهن BHP، 5 و در مسیر بازگشت 15 درهزار اجرا شده بود و به این دلیل بار لکوموتیو با شرایط یکسان نسبت به بافق بندرعباس بیش از دو برابر (و با بار محوری، سیر روزانه و آماده بکاری و ... باز هم بیشتر) می گردد.
• این رویکرد سبب افزایش شدید بهره وری لکوموتیو شده و در هنگام احداث یا دوخطه کردن بلاک های بحرانی می تواند اجرا شود.
• 

تعداد لکوموتیو مورد نیاز با سناریو جهشی خطوط نیمه برقی

خبر داغ ریلی رسانه ها در روزهای اخیر، اعلام ثبت سفارش 750 لکوموتیو از سوی معاونت حمل و نقل وزارت راه برای حمل بار برای سه سال آینده بود و اینکه همزمان با شرکت های داخلی قرارداد ساخت 150 لکوموتیو (سالانه 50 دستگاه) بسته خواهد شد. 

نیاز به 900 لکوموتیو جدید در صفحه 325 گزارش رولندبرگر هم ذکر شده که شامل 600 لکوموتیو باری و 300 لکوموتیو مسافری تا سال 2028 است، صفحه 193 گزارش تعداد لکوموتیو باری در سال 2015 را 485 دستگاه اعلام (اکنون 400) و ص 8 سهم باری را 12 و هدف را 30 درصد اعلام نموده، همچنین ص 196 درصد متوقف لکوموتیوهای باری را 38 درصد اعلام نموده است.

صفحه 197 بهره وری لکوموتیوهای باری را 52 میلیون تن کیلومتر در سال و آن را به غلط بالاتر از متوسط 34 چند کشور اروپایی غالبا مسافری و با لکوموتیو باقیمانده از گذشته اعلام نموده است (البته شاخص اتریش 60 و روسیه 278 می باشد).

• سند راهبردی صنایع ریلی در افق 1404 که توسط سازمان گسترش در شهریور 1389 تهیه شد، جدول زمانی توسعه زیرساخت و ناوگان با رویکرد تحقق سهم 30 و 18 درصد بار و مسافر در 1394 در صفحه 21 با طول شبکه 10 هزار کیلومتر و 40 درصد دوخطه و 25 درصد برقی برای (سهم حمل برقی در این شبکه به بیش از 50 درصد می رسد) حمل180 میلیون تن بار و 140 میلیون مسافر منظور شده و تعداد لکوموتیو کل 1500 دستگاه به دست آمده (با فرض افزایش آماده به کاری لکوموتیو از 55 به 85 درصد، کشش لکوموتیو از 24 به 40 تن و سرعت متوسط قطارهای مسافری از 75 به 135 کیلومتر بر ساعت و سیر روزانه واگن باری از 100 به 300 کیلومتر و به این ترتیب اکثریت لکوموتیوها برای خرید برای توانایی سیر پیوسته باید برقی یا برقی دیزلی باشند)
• در صفحه 6 برنامه جهشی ترانزیت که به طور مشترک از سوی راه آهن و شرکت ساخت تهیه شده، برای رسیدن به هدف 156 میلیون تن بار و 37 میلیون مسافر در 1405 (به منظور دستیابی به سهم 30 درصد بار و 20 درصد مسافر که ظاهرا 2 درصد برای سهم مسافری محاسبه و منظور شده است) با حدود 2600 کیلومتر خط برقی و کمتر از 2000 کیومتر دوخطه و ... به خرید 791 دستگاه لکوموتیو باری، 366 مانوری و 87 لکوموتیو مسافری جدید اعلام نیاز شده است (با 800 واگن مسافری و 53 هزار باری).       
• یکی از مطالبات رهبر انقلاب از جمله در ابلاغیه اقتصاد مقاومتی 1392 و نیز در آغاز سال نو و تاکیدات اخیر رئیس جمهور محترم در نهم شهریور رویکرد بهره وری است بدین معنی که از امکانات، تجهیزات و سرمایه های موجود استفاده بیشتری شود.
• در اینجا به افزایش کارایی و بهره وری لکوموتیوهای برقی کوئینزلند استرالیا (با خط متریک) توسط زیمنس می پردازیم که با حمل 155 میلیون تن زغال سنگ در 2004، برای رسیدن به 235 میلیون تن در 2010 باید سالانه حمل را10 درصد افزایش میداد.
• این راه آهن 86 لکوموتیو برقی ۶ محوره (کلاس 3100) را در طی سال های 1986 تا 1989 خریداری کرده بود، تراکشن موتور ساخت شرکت هیتاچی بود و با همکاری شرکت‌های استرالیایی لکوموتیوهای 2900 کیلوواتی 110 تنی تکمیل و تحویل شدند.

کمتر از دو دهه بعد، قراردادی برای نوسازی سه لکوموتیو با زیمنس برای تغییر تراکشن موتور از DC به AC و افزایش توان و کشش بسته شد که با آن تغییرات مانند SD70 و SD40 سه لکوموتیو می توانست جایگزین پنج لکوموتیو شود (کلاس 3700).

• پس از موفقیت حاصله 63 دستگاه از این لکوموتیوها در سال های 2003 تا 2007 توسط زیمنس نوسازی شدند. در این نوسازی وزن لکوموتیو از ۱۱۰ به ۱۲۶ تن، کشش اولیه از ۳۷۵ به ۵۰۰ کیلونیوتن، کشش مداوم از ۲۶۰ به ۴۳۰ کیلونیوتن، ترمز بازیافت از صفر به ۴۰۰۰ کیلووات، ترمز مقاومتی از ۲۲۵۰ به ۴۰۰۰ کیلووات، و توان مداوم از ۲۹۷۰ به ۴۰۰۰ کیلووات رسید.
• اگر لکوموتیو مورد نیاز با فرض برقی کردن حدود 1000 کیلومتر مانند آنچه راه آهن برای 1402 منظور نموده با رویکرد جدید جهانی ناوگان نیمه برقی محاسبه گردد (نوشتار اول آذر 1399)، کارایی لکوموتیوهای باری جدید جهشی افزایش خواهد یافت و با پیش بینی سال 1376 برای برقی شدن لکوموتیوهای آلستوم، امکان ساخت داخل لکوموتیوهای برقی- دیزلی (مانند لکوموتیو EuroDual با توان 2800 و 6150 کیلووات دیزلی و برقی) فراهم خواهد شد و بهره وری این نوع لکوموتیوها مانند روسیه به بیش از چهار برابر انواع موجود خواهد رسید، پایلوت این طرح می تواند در مسیری مانند چادرملو- اردکان سریعا آغاز گردد.  

فایل پیوست را اینجا دریافت کنید.

جدال سنگین ولی اثربخش با جنرال الکتریک آمریکا

با خاتمه جنگ تحمیلی و آغاز مجدد فعالیت های اقتصادی به ویژه راه افتادن شرکت های بزرگ صنعتی، وزیر وقت راه و ترابری دو گروه از افراد با تجربه خرید خارج از بیرون راه آهن را مامور خرید لکوموتیوهای آمریکایی می نمایند که گروه اول برای خرید از شرکت جنرال الکتریک موفق و قرارداد خرید 64 لکوموتیو منعقد می گردد (با مشخصات مشابه لکوموتیوهای جنرال موتورز که در ایران سابقه طولانی و مقبولیت داشت با توان 3300، بار محوی 20، کشش 1000 تن بار در فراز 10 درهزار و قواره UIC).

برای تعیین موارد فرعی بدون تغییرات اساسی قرارداد، کار به راه آهن ارجاع می شود و در مذاکرات فنی بدون تغییر مشخصات اصلی توافق شده و با همان موتور، ژنراتور و تراکشن موتور، چند خواسته کوچک ولی موثر راه آهن مورد بررسی قرار گرفت، سیستم های حفاظتی و کنترلی لکوموتیو مذکور با تجربه تحلیل خرابی های توربوشارژر لکوموتیوهای جنرال موتورز و با موافقت کامل شرکت جنرال الکتریک اصلاح و تکمیل شد و بر اساس تجربه افزایش 50 درصدی کشش لکوموتیوهای جنرال موتورز در سال 69، قابلیت کشش بار لکوموتیوهای جدید با 100 درصد افزایش و بدون افزایش قیمت به 2000 تن در فراز 10 در هزار رسید.    

در سال 1370 در بازرسی لکوموتیوها در کارخانه سازنده مواردی مشاهده شد که نشان از بی توجهی سازنده به موارد تعهد شده در مذاکرات داشت و به همین دلیل پیشنهادی در بازگشت از ماموریت به قائم مقام راه آهن داده شد مبنی بر استفاده از حداکثر از ظرفیت کشش پذیرفته شده یعنی 2000 تن برای ارزیابی کارایی واقعی و آشکار شدن کاستی ها در دوران گارانتی.

پس از ورود سری نخست لکوموتیوهای خریداری شده (U30C)، با رویکرد فوق، مشکلات این لکوموتیو در دوران گارانتی آشکار و با اثبات قصور شرکت GE ساخت سری اول متوقف و مذاکرات برای رفع نواقص سری اول و مشخصات سری دوم آغاز گردید که منتج به لکوموتیو (C30-7) با همان موتور 3300 اسب ولی قابلیت کشش بار 2800 تن در فراز 10 در هزار شد.

• از اشکالات بسیار مهم سری اول، بالا بودن نرخ خرابی توربوشارژر، آزاد کردن پینیون تراکشن موتور ... بود که در این فرصت به موضوع خرابی توربوشارژر و ریشه یابی آن می پردازیم که زمینه ساز تغییرات سیستم خنک کاری و بزرگ کردن رادیاتور شد.
• با تجربیات بررسی آماری و تحلیل خرابی توربوشارژر لکوموتیوهای GT26 که در سال 69 آغاز شد و بررسی آماری خرابی توربوشارژر GE از سوی ایران با درخواست منحنی دور و دمای توربوشارژر و رابطه آن با دمای محیط و ارتفاع از سطح دریا، مشکلات به دمای بالای کارکرد موتور نسبت داده شد و اینکه ظرفیت سیستم خنک کاری موتور برای بدترین شرایط اعلام شده یعنی ارتفاع 1400 و دمای 45 درجه مناسب نبود که این ادعا با پاسخ متخصصین GE مواجه شد که موتور هرچه در دمای بالاتر کارکند بهتر است که با طرح این ادعا از ایشان نمودار کارکرد پروانه رادیاتور بر حسب دمای محیط درخواست شد.
• نمودار رادیاتور اولیه نشان می داد که در ارتفاع 1420 متر و با قدرت تولیدی 3250 اسب بخار، دمای خروجی آب از موتور در دمای محیط 40 درجه به 103 درجه سانتیگراد می رسید در حالی که کاهش قدرت موتور برای 113 درجه تنظیم شده بود.
• از سوی دیگر نمودار دریافت شده مربوط به لکوموتیوهای سری -7 مبین این بود که پس از باز شدن کم و سپس کامل مسیر آب به رادیاتور در دماهای 84 و 88 درجه سانتیگراد، فن مکانیکی در دماهای 91 و 93 درجه سانتیگراد (195 و 200 درجه فارنهایت) به ترتیب با دور کم و سپس با دور کامل وارد مدار می شود که نشان می دهد دمای بهینه کار موتور پایینتر از 90 درجه می باشد و با این استدلال شرکت مذکور پنهان کردن واقعیت در این زمینه را پایان داد و تغییر سیستم خنک کاری را پذیرفت.
• قرار شد سیستم خنک کاری جدید برای کل لکوموتیوهای جدید C30-7 در کارخانه سازنده در آمریکا و برای لکوموتیوهای U30C در ایران انجام شود که مشخصات آن به نحوی بود که دمای خروجی آب از موتور در دمای محیط 40 درجه، با 16 درجه کاهش به 87 درجه سانتیگراد می رسید که این امر هم برای شرایط کاری و دمای فوق العاده بالا (همراه با ارتفاع زیاد) مناطق مرکزی و هم در شرایط کاری لکوموتیوهای دوبله و بیشتر، تونل و نیز سختی بالای آب مورد استفاده مناسب بود.
• با اصلاح سیستم خنک کاری و به ویژه با تغییر تراکشن موتور، این لکوموتیو 30 ساله اکنون بهترین آماده بکاری را (70 درصد) دارد. 

پی نوشت:

مرجع نمودارها کتاب سیاه در مرکز تحقیقات راه آهن است.

نقش کلیدی قابلیت اعتماد لکوموتیو در جابجایی بار (استاندارد EN 50126)

• بر اساس گزارش انجمن صنفی شرکت های مالک ناوگان از عملکرد سه ماهه اول سال 1401 شرکت راه آهن در حمل بار و مقایسه آن با میزان بار حمل شده درسه ماهه اول سال های 1400 و 1399، کاهش تن- کیلومتر بار حمل شده به میزان 11 درصد در سال 1401 نسبت به سال 1400 و کاهش 13 درصد نسبت به سال 1399 در بر دارنده خبر تلخی برای مالکان ناوگان است.
• اما در بخش مسافری به دلیل بهبود شرایط کرونا، مسافر کیلومتر 66 درصد نسبت به 1400 و کمتر از  2 درصد نسبت به 1398 رشد داشته است.
• در مورد لکوموتیو نیز با یک محاسبه نمونه، تعداد متوسط لکوموتیو معادل از 700 به 670 و بیش از 4 درصد کاهش داشته است.
• گزارش نشان می دهد تعداد لکوموتیو در سرویس نسبت به سال قبل بیش از 2 درصد و نسبت به 1398، 9 درصد کاهش داشته است. 
• اما آمار مهمی که در این گزارش ذکر نشده، تعداد لکوموتیو خراب شده در بلاک های مسیر است که متوسط سه ماهه نسبت به سال قبل از حدود 30 به بیش از 40 دستگاه رسیده است که با نگاهی به آمار نیمه مرداد که این نسبت به 55 رسیده است، مهم تر نیز می شود. متوسط روزانه این شاخص در سال های 97، 98 و 99 به ترتیب 17، 17 و 21 خرابی بوده و در سال 1400 به 38 رسید.
• بر اساس فرم 101 در نیمه مرداد 1401، کل لکوموتیو معادل 637 و تعداد لکوموتیو معادل باری 394 (حدود 300 دستگاه) اعلام شده و با 55 خرابی باری در راه نسبت خرابی بدون محاسبه امداد و انفصال (5 و 5) به بیش از 18 درصد بالغ می شود.
• این نسبت بسیار نگران کننده است به ویژه وقتی آن را با نسبت کمتر از 1 درصد (14 خرابی در راه) راه آهنی با 2261 لکوموتیو دیزل در 1994 مقایسه نماییم، این نسبت بالای خرابی، امداد و انفصال در راه یکی از عوامل کاهش تعداد در سرویس نیز است.
• برای توجه به اهمیت شاخص قابلیت اعتماد (Reliability) می توان از نمودار و جدول چسبندگی چرخ و ریل بهره برد، در حالت کلی در مشخصات فنی لکوموتیو وقتی صحبت از چسبندگی می شود با این تاکید همراه است که با قابلیت اعتماد اعزام 99 درصد یعنی از 100 لکوموتیو اعزامی با این چسبندگی 99 درصد می توانند ماموریت خود را خاتمه دهند و این در حالی است که برای لکوموتیو SD40  چنانچه در بار بیشتر چسبندگی 18 درصد به 24 درصد افزایش یابد، قابلیت اعتماد از 99 درصد به 95 درصد کاهش خواهد یافت. رفتن به سوی این افزایش بار در برخی موارد منطقی است ولی در راه آهن های خصوصی آمریکا نیز بدین سمت نرفته اند.
• برای لمس بهتر این ادعا فرض کنیم 100 دستگاه کامیون داریم که قرار است باری را از مبدا به مقصد برسانند، اگر ظرفیت هر کامیون 20 تن باشد، با قابلیت اعتماد 99 درصد بار قابل حمل روزانه 1980 تن می شود در صورتی که با افزایش 33 درصد بار قابلیت اعتماد به 95 درصد می رسد و در این حالت بار حمل شده به 2470 تن افزایش می یابد در صورتی که در راه آهن این منطق صحیح نیست و بلکه معکوس پاسخ می دهد بدین معنی که در راه آهن با خرابی لکوموتیو این گونه نیست که فقط بار به مقصد نمی رسد بلکه باید لکوموتیوهایی برای امداد رسانی اعزام گردند و حرکت قطارها در خط نیز مانند یک زنجیره پیوسته، متوقف خواهد شد.
• با افزایش ترافیک و کاهش انعطاف گراف مادر (برنامه حرکت اصلی) در برابر خرابی های ناخواسته و برای دستیابی به قابلیت اعتماد بالاتر ناوگان کششی، در قراردادهای تعمیراتی لکوموتیوها در کشورهای پیشرفته، شاخص هایی برای پایش قابلیت اعتماد، آماده به کاری، تعمیرپذیری و ایمنی (RAMS) تعریف شده که به نمونه آن در صفحه 26 کتاب برقی کردن راه آهن اشاره شد.
• در برخی قراردادهای اخیر خرید ناوگان راه آهن موضوع RAMS مورد توجه قرار گرفته (استاندارد EN 50126) ولی عدم پایش آن و نداشتن شاخص و ضابطه برای تشویق و تنبیه پیمانکار سبب فراموشی و بی اثر شدن این گام ارزشمند شده است.
• پس از ماموریت ایتالیا برای شرکت در سمینار WCRR، گزارش تجربه راه آهن ایتالیا در اعمال شاخص های RAMS در قرارداد تعمیرات و نگهداری قطارهای خودکشش سریع ETR در مقاله منتخب 21 مرکز تحقیقات راه آهن در سال 76 گنجانده شد.
• در شرح قابلیت اعتماد قطارهای سریع ژاپن، صفحه 22 گزاره نمای High Speed Rolling Stock in Japan  به متوسط کمتر از دو دهم خرابی در یک میلیون کیلومتر از 1987 تا 2000 اشاره نموده است (قطارهای E4 با آماده بکاری بیش از 96 درصد)
• درج تعداد خرابی و درصد آن برای هر لکوموتیو در فرم 101 در ریشه یابی خرابی ها (RCA) و کاهش این مشکل موثر خواهد بود.

 

نمودار چسبندگی چرخ و ریل 

جدول چسبندگی چرخ و ریل 

دو رویکرد راه آهن های بزرگ خصوصی برای کاهش هزینه سوخت و نگهداری لکوموتیو

بر اساس کتاب سالانه Railroad Facts بهره وری مصرف سوخت در راه آهن های خصوصی اصلی آمریکا طی نیم قرن از سال 1955 تا سال 2005 از 184 به 414 تن مایل بر گالن (70 به 157 تن کیلومتر بر لیتر) گازوئیل رسیده است (125 درصد رشد).

این افزایش مدیون چند عامل از جمله افزایش بار محوری واگن ها و افزایش کشش لکوموتیو و کاهش نسبت توان به وزن است.

افزایش کشش لکوموتیو در زمان خرید جدید با بهبود مستمر فناوری محقق می شود و در زمان بازسازی نیز فرصت دیگری برای دستیابی به این هدف فراهم می گردد (نسبت بازسازی به خرید لکوموتیو آمریکا در یک دوره نمونه پنج ساله حدود 10 درصد بوده)

فشارهای سختگیرانه محیط زیست به ویژه در شهرهای آمریکا دو رویکرد اصلی جایگزینی موتور دیزل را پیش روی راه آهن ها گذاشته است: اول استفاده از موتورهای جدید دور متوسط که از گذشته در لکوموتیوها استفاده می گردید و دوم استفاده از موتورهای دور بالا که انطباق بهتری با ضوابط زیست محیطی یافته اند (انواع گازسوز، هیبرید و باتری هم مورد توجه است)

علاوه بر اینکه شرکت های GE، Progress (EMD) و ... موتورهای جدید کم مصرف و کم آلاینده را برای جایگزینی به راه آهن ها ارائه می دهند، شرکت های سازنده موتورهای پردور نیز همین کار را انجام می دهند که در اینجا به ذکر چند نمونه می پردازیم. در بروشور شرکت Progress (شرکت EMD سابق و سازنده لکوموتیوهایGM)، به معرفی لکوموتیوهای EMD24B پرداخته، لکوموتیوهای مذکور، با تغییر موتور 16 سیلندر بلووری645 لکوموتیوهای چهار محورهGP38-2  با 2000 اسب قدرت (آغاز تولید از 1972 که تعداد 2213 دستگاه از آن تولید شده) به موتور کاترپیلار 3512 با قدرت 2100 و سرعت 1800 دور بر دقیقه و استاندارد آلایندگی Tier 4، ژنراتورKato، ترکشن موتورهای DC ارتقاء یافته D78) و نیز تغییر کمپرسور رفت و برگشتی مکانیکی به برقی روتاری بازسازی شده و صرفه جویی سوخت نسبی به 15 درصد رسیده است.

موتورهای سری 3500CAT بر اساس مدرک مربوطه  از سال 1980 عرضه و تاکنون 170 هزار دستگاه از آن تولید شده است.

لکوموتیوهای باری SD40 (Special Duty) اولین بار با موتورهای 16 سیلندر سری 645 توربوشارژی با قدرت 3000 اسب کششی، وزن 160 تن، سرعت 134 و ضریب چسبندگی 18 درصد در سال 1966 به بازار آمریکا عرضه شد (1286 دستگاه).

پس از معرفی و استقبال از این نوع، لکوموتیوهای SD40-2 با مشخصات اندکی متفاوت (با وجود تغییر موتور، قدرت لکوموتیو تغییری نداشت ولی ضریب چسبندگی حدود 17 درصد و کشش بیشتر از 22 درصد نسبت به نوع قبلی افزایش داشت) به بازار آمریکا معرفی شد که تولید آن از 1972 یعنی پنجاه سال پیش آغاز و به دلیل مطلوبیت آن برای شرکت های خصوصی راه آهن آمریکا بیش از 4000 دستگاه برای شرکت های مذکور ساخته شد. نوع GT26CW-2 معروف به کانادایی و با بار محوری 20 تن، از لکوموتیوهای وارد شده پس از انقلاب اسلامی (جمعا 61 دستگاه در سال های 62 و 63)، از همین خانواده بوده است.

ضریب چسبندگی لکوموتیوهای SD50، SD60 و SD70DC که در سال های 80، 84 و 92 میلادی وارد بازار شدند به ترتیب به 24، 25 و 28 درصد افزایش یافت و نهایتا در لکوموتیوهای SD70MAC با تراکشن موتور AC در سال 1993 ضریب چسبندگی به 33 درصد افزایش یافت و همین نوع بود که توافق شد با بار محوری 25 تن به ایران پیشنهاد گردد (در 19 فوریه 94، با توان کشش 4000 اسب، سرعت 112 و کشش مداوم 62 تن نیرو در سرعت 15 و با گاباری بزرگ که با تحریم اجرایی نشد)

این کشش بیش از سه لکوموتیو معادل و بیش از 2 لکوموتیو GT26 بود که عملکرد را افزایش و هزینه واحد را کاهش می داد.

بر اساس منحنی روند رشد ضریب چسبندگی که یکی از مهمترین شاخص های کشش لکوموتیو باری است این شاخص در لکوموتیوهای DC از 1972 تا اوایل دهه 90 از حدود 20 به حدود 30 درصد افزایش یافته (رشد50 درصد) که نه فقط در لکوموتیوهای نو بلکه در انواع قدیمی هم در مراحل بازسازی یا ارتقای سیستم کنترل و سیستم چسبندگی قابل اعمال است. (GM با فناوری EM2000 امکان افزایش ضریب چسبندگی تا 33 درصد بیشتر را اعلام داشته که مفهوم آن امکان دستیابی به چسبندگی 26 درصد است که حدود 100 لکوموتیو ایران به انواع مشابه آن مجهز ولی بی بهره از سود اصلی در کشش می باشند).       

منحی رشد افزایش راندمان انرژی لکوموتیو

خطرات بار سنگین یک پرواز ریلی در روز گرم و ارتفاع بالا

وزیر محترم راه و شهرسازی در 9 آبان ماه طی نامه ای به مدیرعامل راه آهن، علت عدم تحقق بندهای 24 و 25 سیاست های کلی برنامه ششم توسعه ابلاغی مقام معظم رهبری را تعدد مراجع دخیل در برنامه ریزی (انتخاب پروژه)، ساخت و بهره برداری پروژه های خطوط ریلی و عدم توجه به ملاحظات بهره برداری در مراحل انتخاب و ساخت پروژه ها اعلام نمودند.

این رویکرد وزیر بحث های فراوانی را بین کارشناسان، خبرگان و دوستداران بخش ریلی برانگیخت و نظرات مخالف و موافق عزیزان مطرح و مورد بحث قرار گرفت و اتاقی نیز برای گفتگوی متخصصان با حضور مدیران اسبق راه آهن در روز یکشنبه 16 آبان ماه تشکیل که با استقبال فراوان مواجه گردید و دیدگاه های خوبی از هردو سوی موافق و مخالف مطرح شد.

در اتاق مذکور ابتدا به سوابق این تصمیم و دلایل اقدام مشابه در نیمه اول دهه 90 در جابجایی مدیریت پروژه سریع السیر اصفهان (از شرکت ساخت به راه آهن) پرداخته شد و همچنین تاریخچه ساختار احداث راه آهن در پیش از انقلاب تا تشکیل شرکت ساخت و نیز ساختار احداث در سازمان بنادر، سیاست های کلی بخش حمل ونقل، تجربه بافق مشهد و ... بیان گردید. 

همچنین به نتایج بررسی های مشاور معروف جهانی (شرکت رولندبرگر) نیز اشاره شد که با ذکر تجربه کشورهای پیشرفته اروپایی پیشنهاد تمرکز (بهره برداری و ساخت راه آهن)، ساختار جدید راه آهن، ضرورت رگولاتور و ... را مطرح نموده بود.

افزایش تخصیص بودجه شرکت ساخت تا چند برابر بودجه ابلاغی اول سال هم موضوع دیگری بود که بیان شد و مشکلات ناشی از فشارهای سیاسی در تغییر اولویت پروژه ها نیز یکی دیگر از واقعیت های پروژه های ساخت بود (شاید مرتبط باشند).

از سوی دیگر موضوع کمبود منابع مالی کشور و ضرورت استفاده از روش های تامین مالی مشارکتی PPP مانند BOT، ROT  مطرح و به دلیل الزام به تعهدات بهره برداری در قراردادهای مربوطه ضرورت انتقال پروژه های ساخت به راه آهن تاکید شد.  

اما موضوعی که اینجانب و برخی از دوستان برآن تکیه داشتیم ضرورت سبک کردن بار پرواز بخش ریلی است تا این هواپیما به سلامت از زمین برخیزد و خدای ناکرده با سقوط آن مواجه نشویم، پروازی که بدون بار سنگین جدید هم اضافه بار دارد و که در نوشته های مختلف بدان اشاره شده است، از جمله مشکلات ناشی از تکالیف عقب افتاده سهم ریلی (سهم 30 و 18 در بار و مسافر که اکنون بنا به گزارش مرکز پژوهش های مجلس 13 و 2 درصد است)، بهره وری پایین، هزینه و بدهی بالای راه آهن.

فقط در بخش بدهی باید توجه داشت که اکنون در بخش ناوگان راه آهن بیش از 1500 میلیارد تومان به پیمانکاران نگهداری و مالکین ناوگان و حدود 500 میلیارد تومان به پیمانکاران زیربنایی بدهی دارد که غالبا از سال های قبل انباشته شده و افزایش یافته و این شرایط رغبت پیمانکاران را به ادامه کار کاهش داده و سبب کاهش آماده بکاری لکوموتیو و کاهش سیر واگن های باری و مسافری شده و به بیان دیگر مالکان واگن را با وجود تقاضای بار و مسافر بالا دچار چالش نموده است.

بالا بودن هزینه نگهداری ناوگان و زیربنا نیز ضرورت بازنگری در مقررات و مصوبات داخلی راه آهن و قوانین را افزوده و نیاز فراوانی به تدابیر و تلاش زیاد مدیرعامل جدید و هیئت مدیره با حمایت وزیر و حتی هیئت دولت و نمایندگان مجلس دارد.

وضعیت بهره وری راه آهن هم بسیار پایین تر از متوسط جهانی است و چنانچه با نمونه های برتر جهانی مقایسه شود بحرانی بودن آن بهتر آشکار می گردد (بهره وری واگن باری در ایران با احتساب تاثیر واگن های 6 محوره حدود 10 درصد موارد برتر است).

اما در انتقادات وارد شده به شرکت ساخت، اگر تاثیر نمایندگان در تغییر اولویت و طولانی شدن پروژه ها (و نه مشخصات فنی) را بخواهیم این گونه کاهش دهیم، در واقع، تنش بیشتری را به بیمار نیازمند مراقبت های ویژه (راه آهن) تحمیل کرده ایم.

در کیفیت طراحی و ساخت خطوط که با سرعت متوسط و ظرفیت پایین (حتی خطوط جدید مانند میانه بستان آباد با سرعت پایین و یا قزوین رشت با تک خطه بودن ابنیه مهم مانند پل و تونل و فقدان علائم)، کاهش مطلوبیت قطار را سبب می گردد هم باید برای راه آهن (که پروژه ها را تحویل می گیرد) سهمی منظور کنیم و اینکه در ساختار کنونی نیز رویکرد مناسب و اثربخشی برای بهبود خدمات به مسافر و بار وجود ندارد و راه آهن همچنان در گذشته دور به سر می برد.

مقاله خطرات بار سنگین یک پرواز ریلی در روز گرم و ارتفاع بالا

خدمات مشاوره ریلی آراکو

ریسک زیربنا و تامین ناوگان راه آهن سریع السیر

با وجود صدور دستورالعمل مدیریت ریسک در پروژه ها توسط معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهور (سازمان برنامه) در سال 1387، ارزیابی ریسک پروژه های بزرگ و از جمله پروژه های احداث خطوط ریلی در ایران غالبا به دلیل اثرپذیری از ابعاد سیاسی به خوبی انجام نمی شود و با امکان پذیری نسبت دادن اکثر مشکلات اصلی به شرایط فورس ماژور سیاسی و اقتصادی (و در شرایط کنونی و مشابه به تحریم و کمبود منابع) دقت و گستردگی این بررسی بسیار پایین و نامناسب است و این امر را می توان یکی از دلایل افزایش زمان و هزینه اجرای پروژه ها و کاهش اثربخشی آنها اعلام نمود.      

در اهمیت مطالعات ریسک به گزارشی از راه آهن سریع السیر کره جنوبی که مطالعات اولیه آن در سال 1984، طرح اولیه مهندسی در 1991، خط تست 57 کیلومتری آن در 1999 اجرا و خط اصلی در 2004 افتتاح گردید با عنوان زیر از مجله شماره 24 سال 2000 IATSS ژاپن اشاره می گردد:

Risk management in a large-scale new railway transport system project

Evaluation of Korean high speed railway experience  

قابل توجه اینکه پروژه مذکور با وجود سرعت حداکثر 300 کیلومتر بر ساعت ناوگان جهانی سریع السیر، در زمان طرح مفهومی، سرعت طراحی را 350 منظور کرده بود (سرعت طراحی سرعت قابلیت خط و زیرساخت اصلی با عمر طولانی برای آینده است و سرعت بهره برداری سرعتی است که بر اساس محدودیت های ناوگان، نیروی انسان ... برای شرایط حال تعیین می گردد، مثلا در مسیر تهران مشهد سرعت طراحی لکوموتیو زیمنس 160 و سرعت طراحی اغلب واگنهای مسافری 160، سرعت علائم 200 و قابلیت سرعت خط 200 و بنا به ملاحظاتی سرعت بهره برداری از قطارهای مسافری 140 کبس است).

از 30 مورد اشاره شده در جدول صفحه 55 این گزارش فقط 5 ریسک در KTX متوسط و بقیه ریسک ها بالا ارزیابی شده، این عناوین ریسک در خطوط معمولی ریلی فقط د2 مورد بالا و 28 مورد متوسط یا پایین هستند. 

قابل توجه اینکه کره جنوبی با وجود ارتباط و تعامل خوب (افراطی) با کشورهای پیشرفته، انتقال فناوری و همچنین در موارد دیگری مانند شرایط سیاسی، محدودیت های فنی، پذیرش ایمنی از سوی مردم، پیچیدگی، تجمیع کلی، استانداردها، کنترل کیفیت، محدوده خرید، منبع مالی، تورم، دقت محاسبات، هزینه تاخیر و ... را ریسک های بزرگی برای پروژه اعلام می نماید.

تجربه زمان 11 ساله مذاکره از سال 1379 تا ورود اولین لکوموتیو زیمنس از آلمان از اوایل دهه 90 و زمان طولانی مذاکرات تا ورود خودکشش زیمنس که از سال 1376 آغاز شد و با تاخیر چند ساله در نیمه اول دهه 80 وارد گردید یکی از نمونه مواردی هاست که نشان از اهمیت بررسی و پیش بینی های لازم برای عدم بروز و کاهش آثار بروز ریسک دارد.

مطالعه و بررسی پروژه های موفق ریلی که به هنگام و با شرایط مناسب به بهره برداری رسیدند مانند پروژه راه آهن کاشمر به بافق در کنار پروژه های پر تاخیر و با چالش های فراوان نیز نشان دهنده اهمیت بالای بررسی و مطالعات ریسک در بخش زیربنایی می باشد که نمونه اخیر در پروژه برقی کردن راه آهن تهران- مشهد که سال 92 با ترک تشریفات مناقصه به شرکت چینی با همکاری مپنا واگذار شد قابل توجه است که با وجود تامین اعتبار در سال 97 با انصراف طرف چینی خاتمه یافت.   

راه آهن سریع السیر تهران- قم- اصفهان با قدمت بیش از 30 سال دارای ریسکهای فراوانی در زیربنا و ناوگان است که به مراتب بیشتر از پروژه راه آهن سریع السیر سئول- بوسان کره جنوبی بنظر میرسد و متاسفانه مروری بر زمانبندی و پیشرفت کار نشان از کم توجهی مشاورین، پیمانکاران و مجری به ریسکهای پروژه و فقدان برنامه و سناریو برای مواجهه با آنها دارد.

یکی از راهکارهایی که با نامه مورخ 13/7/79 به معاونت فنی زیربنایی راه آهن پیشنهاد شد (و اخیرا بارها به مسئولان دیگر ارائه و توضیح داده شده) استفاده از قطارهای خودکشش دیزلی با سرعت 160 (ترجیحا با ارتقا به برقی دیزلی) برای آغاز بهره برداری از این خط می باشد که سرعت میانگین 130 و زمان سیر حدود سه ساعت را میسر می نماید که می تواند با افزایش به 200 (قابلیت تجهیزات اصلی) بنا به محاسبات شرکت مشاور SNCFI به 2 ساعت و 29 دقیقه برسد.

 

 

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).        

شبیه سازی حمل و نقل بار در مسیر رفت و برگشت به طول 1176 کیلومتر در آمریکا

راهکارهایی برای رهایی از چالش بزرگ لکوموتیو

عید فطر سال 1386 پس از انتقاد مقام معظم رهبری به مصرف بالای انرژی که با برخی کج سلیقگی ها و غفلت های مدیریتی نیاز به واردات سوخت را تشدید نمود و دست آویزی برای تهدید به تحریم واردات سوخت به کشور گردید، نمایندگان مجلس با تصویب قانون مدیریت سوخت در سال 1386 دولت را مکلف نمودند در سال 1390 سهم بار ریلی را از 7 به 30 درصد و سهم مسافر ریلی را از 4 به 18 درصد برساند درحالی که بنا به گزارش تیر 99 مرکز پژوهش های مجلس، سهم مسافر (تعداد) در سال 97 به کمتر از 2 درصد و بار (تن کیلومتر) اندکی بالاتر از 13 درصد رسید (طبق گزارش سال 86  حدود 3 و 12).

بر اساس آمار سال 2020 اتحادیه جهانی راه آهن ها تن کیلومتر ریلی جهان حدود 9300 میلیارد و نفر کیلومتر 3700 میلیارد بوده در حالی که تعداد لکوموتیو در همین سال 96300 دستگاه و تعداد خودکشش (حدود150 هزار دستگاه که با تقسیم آن بر 5 برای تعیین لکوموتیو معادل) به عدد 30 هزار دستگاه و جمعا به حدود 126000 دستگاه (معادل لکوموتیو) بالغ می گردد.

با این مفروضات واحد حمل بر لکوموتیو جهان در سال 2020 برابر 103 میلیون بوده و برای ایران با 49 میلیارد واحد حمل و 954 لکوموتیو و 280 واگن خودکشش (56 لکوموتیو معادل) و جمع لکوموتیو معادل 1010، شاخص مذکور به 49 میلیون واحد حمل می رسد که با احتساب آماده به کاری پایین می توان شاخص را حدود 70 میلیون واحد حمل بر لکوموتیو فرض نمود.

از دلایل بهره وری پایین لکوموتیو در ایران نسبت به متوسط جهانی (32 درصد کمتر) علاوه بر پایین بودن آماده به کاری و قابلیت اعتماد که به الگوهای ضعیف تعمیرات و نگهداری و بهره برداری (از جمله تغییرات زیاد ترکیب قطار، موقعیت تعمیرگاه، مسافت پایین سیر بار و ...) مربوط می شود، می توان به بارمحوری و کشش پایین و کم بودن لکوموتیو مانوری هم اشاره نمود.

با وجود ضعف راه آهن در بخش لکوموتیو، نباید از فاصله بیشتر شاخص بهره وری واگن باری با متوسط جهانی غفلت نمود که در سال مذکور به 62 درصد کمتر از متوسط جهانی رسید که یکی از دلایل این بهره وری پایین کمبود لکوموتیو می باشد.

با مروری بر آمار تعداد لکوموتیو (جمع لکوموتیوهای راه آهن ایران و بخش های خصوصی) در سال های 98، 99 و 400 (نیمه شهریور)، به روند نگران کننده ای پی می بریم که باید آن را ریشه یابی کرده و برای آن چاره اندیشید، تعداد کل لکوموتیو در سرویس در این سه سال به ترتیب 757، 689 و 658 لکوموتیو معادل بوده و به بیان دیگر 99 لکوموتیو معادل در 2 سال کاهش یافته است. (در 15 شهریور 1400 از تعداد کل 954 لکوموتیو فقط 522 دستگاه یعنی 55 درصد در سرویس بوده که با ضریب متوسط 1.26 عدد 658 لکوموتیو معادل که برای همتراز کردن لکوموتیوها از بعد قابلیت کشش بار است به دست می آید).

برای جبران سریع کمبود لکوموتیو از یک سو و فراهم کردن جهش حمل و نقل ریلی و دست یابی به سهم قانون مدیریت سوخت مصوب سال 1386 و تحقق سیاست های ابلاغی رهبر معظم در برنامه ششم (بندهای 24 و 25) و برای دست یابی به 200 میلیون تن بار و 140 میلیون مسافر در سال 1404 با فرض 100 میلیون تن کیلومتر برای هر لکوموتیو نیاز به 1200 لکوموتیو باری و حدود 300 لکوموتیو مسافری می باشد که بیش از نیمی باید برقی باشند و با توجه به زمان متوسط هشت ساله خرید لکوموتیو چند راهکار در کارگروه صنایع ریلی سازمان گسترش در سال 89 پیش بینی گردید که از جمله آن افزایش آماده به کاری از 55 درصد به 85 درصد، افزایش کشش لکوموتیو از 24 تن به 40 تن، افزایش وزن قطارهای باری از 4500 به 7000 تن، بود.

در کنار این موارد، لازم است دستگاه های متوقف، بازسازی و در مواردی تعویض موتور گردند، لکوموتیوهای دیزلی با کشش، توان و با بار محوری بالا (برای حمل بار) و در عین حال قیمت و هزینه نگهداری پایین (برای بخش خصوصی) در داخل طراحی و تولید شوند، لکوموتیوهای دیزلی مسافری موجود باید بهبود یابند و لکوموتیوهای مانوری با کشش بالا طراحی و تولید شوند.

در این حرکت نباید از ضرورت بومی سازی موتورهای دیزل 3000 و 4000 اسب و ساخت داخل قطعات مربوطه غفلت نمود.

همزمان با برقی کردن خطوط پرترافیک باید لکوموتیوهای برقی یا دوگانه (برقی دیزلی) سرعت و کشش بالا بومی سازی گردند. بعلاوه باید لکوموتیوهای باری نو و تجربه شده و همچنین کارکرده و مناسب برای حمل بار از خارج خریداری شود.     

ابعاد پیشنهادی سند راهبردی صنایع ریلی در افق 1404، ایدرو را اینجا بخوانید.

لازمه های انتخاب، خرید و نگهداری لکوموتیوهای مانوری

لکوموتیوهای مانوری برای جابجایی واگن های باری و مسافری و تشکیل و تفکیک قطارها در ایستگاه ها به کار می روند، همچنین برای حمل و نقل قطارها در فواصل کوتاه بیرون محوطه ایستگاه ها نیز مورد استفاده قرار می گیرند. این لکوموتیوها غالبا در 2 نوع اصلی دیزل الکتریک و دیزل هیدرولیک و اخیرا به صورت هیبرید یا باتری (و پیل سوختی) طراحی و ساخته می شوند.

بر اساس آمار 30 مرداد 1400 ، تعداد لکوموتیو مورد استفاده برای کاربرد مانوری، 83 دستگاه بوده در حالی که لکوموتیو (معادل) باری 467 دستگاه و لکوموتیو معادل مسافری 138 دستگاه بوده و چنانچه نسبت لکوموتیو مانوری به باری که نیاز به مانور بیشتری نسبت به قطار مسافری دارد را محاسبه کنیم عدد 18 درصد به دست می آید (نسبت مانوری به جمع مسافری و باری 13درصد).

چنانچه این نسبت را در 65 سال پیش در هنگام ورود اولین سری لکوموتیوهای دیزلی G12 (چهار محوره 12 سیلندر با موتور سری 567) و سپس G8 (چهار محوره 8 سیلندر با موتور سری 567) مقایسه کنیم (50+70 دستگاه G12 و 13 دستگاه G8)، به عدد 11 درصد می رسیم. قابل ذکر اینکه در محاسبات اول نسبت لکوموتیوهای گرم منظور شده و در محاسبات دوم نسبت کل که با توجه به جدید بودن لکوموتیوها در آن سال ها می توان آن را معتبر و قابل مقایسه دانست.   

با ورود لکوموتیوهای G12 در سال 1335، لکوموتیوهای بخار به تدریج برای مانور به کار گرفته شدند و با ورود لکوموتیوهای GT26، لکوموتیوهای G12 برای مانور به کار گرفته شدند و لکوموتیوهای بخار به تدریج کنار گذاشته شدند.

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 است. 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 دو 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 قطارهای باری پر، خالی و مسافری).

بالا بودن وزن متوسط قطارهای (باری) یعنی مانورهای بیشتر برای تشکیل و تفکیک قطارهای باری (که با خرابی واگن در بین راه تشدید می شود) و این یعنی لکوموتیوهای مانوری اولیه (چهار محوره که همزمان با لکوموتیوهای اصلی و با همان کشش وارد شدند) که برای مانور قطارهای سبک وزن دهه 30 تا دهه 50 متناسب بودند، دیگر مناسب نیستند.

و به همین دلیل سه دهه پیش در ایستگاه های تشکیلاتی مناطق جنوب شرق که قطارهای سنگین تردد دارند به کارگیری لکوموتیوهای سنگین خطوط اصلی برای مانور در ایستگاه ها فراوان مشاهده می شد که این موضوع به یکی از موارد گلایه اداره کل نیروی کشش از مدیران ادارات کل اجرایی در برخی مناطق تبدیل شده بود که متاسفانه هنوز هم مشاهده می شود. 

بر همین اساس در اواسط دهه هشتاد که راه آهن برای خرید 70 دستگاه لکوموتیو مانوری 4 محوره 1000 اسب مناقصه برگزار کرد، پیشنهاد لکوموتیوهای مانوری 6 محوره به مدیرعامل راه آهن داده شد (850503) و پلاتفرم مشترک (870631) به معاونت ناوگان، این لکوموتیوها با وجود توان کمتر از 2000 اسب از نظر کشش مداوم مشابه لکوموتیوهای 3000 و 5000 اسب بودند (بیش از 3 برابر نوع G12) و قیمتی پایین تر از لکوموتیو 4 محوره مانوری در مناقصه (تولید بالا در چین) داشتند.

تشابه کشش لکوموتیوهای مانوری و اصلی که با وجود توان متفاوت با داشتن تراکشن موتور یکسان و ژنراتور مشابه و وزن یکسان ایجاد می شود را باید در کنار سرعت مداوم این لکوموتیوها نگریست که برای لکوموتیو 5000 اسب و 3000 اسب با بار 3000 تن در فراز 10 در هزار معادل 30 و 20 کیلومتر بر ساعت می شود (سرعت بیشینه برابر).

در حالی که لکوموتیوها مانوری در ایستگاه های تشکیلاتی با فراز حداکثر حدود 2 در هزار مانور می کنند که توان کشش تا حدود 8000 تن را به آنها می دهد که می تواند تناژ مطلوبی برای آینده قطارهای باری راه آهن باشد و برای تناژ پایین تر شتاب حرکت و شتاب ترمز را بهبود و لغزش را می کاهد و می تواند برای امداد در خطوط اصلی نیز به کار برده شود و مانع بروز سوانحی مانند سانحه نیشابور، شود.