بانک جهانی و قطار برقی تهران - مشهد

در سال 82 لکوموتیو مورد نیاز برای جابجایی 13 میلیون مسافر (اکنون عملکرد بیشینه حدود 15 میلیون مسافر است) با زمان سیر 8 ساعت با 2 دستگاه لکوموتیو دیزلی (هر یک کمتر از دو مگاوات مفید کششی) و یک بار سیر در روز 132 دستگاه در سرویس برآورد شده بود و این در حالی است که با یک دستگاه لکوموتیو برقی (حدود 6 مگاوات کششی) بدلیل زمان سیر کمتر و افزایش قابلیت اعتماد و آماده بکاری حتی با حفظ سقف سرعت 160 کیلومتر بر ساعت با 2 سیر روزانه، تعداد لکوموتیو برقی مورد نیاز 33 دستگاه و حتی با فرض یک سیر در روز هم لکوموتیو برقی مورد نیاز 66 دستگاه به صورت گرم و لکوموتیو کل مورد نیاز مسافری برای دیزلی حدود 220 و برای برقی 70 دستگاه خواهد شد.

بانک جهانی در گزارش خود با عنوانRailways and Energy  نوشته لیویو آلستون در سال 1984 به بررسی و مقایسه راه آهن برقی و دیزلی می پردازد و ابعاد مختلف این 2 گزینه را بررسی می نماید، در صفحه 76 این گزارش جدولی دارای اعداد و نسبت های مورد نیاز برای استخراج ترافیک بحرانی (نقطه سر به سر که هزینه برقی کمتر می گردد) و ارزیابی اولیه اقتصادی برقی کردن است که در اینجا به برخی از آنها در ستون انتهایی که برای حالت غالبا مسافری است می پردازیم:

هزینه تجهیزات ثابت 130 هزار دلار بر کیلومتر، تعداد لکوموتیو برقی به دیزلی 60 درصد، قیمت لکوموتیو برقی به دیزلی 76 درصد، مصرف انرژی حدود 10 لیتر در مقابل 35 کیلووات ساعت بر تن کیلومتر ناخالص، هزینه برق 5 سنت بر کیلووات ساعت، قیمت سوخت 26 سنت بر لیتر، افزایش قیمت سوخت سالانه 2 درصد، افزایش قیمت برق 1 درصد، صرفه جویی هزینه نگهداری لکوموتیو حدود 12 دلار بر 1000 تن کیلومتر ناخالص و نهایتا ترافیک بحرانی یا نقطه سربسر کمتر از 5 میلیون تن ناخالص (در حال حاضر قطارهای مسافری معمولی با وزن 600 تن ناخالص 400 نفر ظرفیت دارند که با ضریب اشغال 75 درصد نسبت 2 تن ناخالص برای هر مسافر به دست می آید ونقطه سر به سر با مفروضات فوق کمتر از 3 میلیون مسافر می شود). 

(تفاوت آماده به کاری برقی و دیزلی در ص 49 گزارش 95 درصد و 86 درصد در حالی که آماده به کاری لکوموتیو دیزل مسافری ایران حدود60 درصد است) که تفاوت هزینه این دو معادل 525 میلیون یورو خواهد شد که بیشتر از هزینه برقی کردن مسیر است. 

اکنون بیش از 14  سال از برگزاری اولین مناقصه برقی کردن تهران- مشهد و 13 سال از تعیین کنسرسیوم برنده و بیش از هفت سال از ترک تشریفات مناقصه و واگذاری پروژه به شرکت چینی می گذرد و با وجود تامین منابع لازم سهم 15درصد دولت ایران و اعلام انصراف شرکت مذکور این پروژه مهم و حیاتی همچنان فاقد تحرک به نظر می رسد.   

برقی سازی راه آهن تهران- مشهد در اواخر سال 84 با استاندار خراسان رضوی مطرح و در دستور کار هیئت دولت قرار گرفت و با تصویب هیئت دولت قرار شد برقی نمودن تهران- مشهد مورد مطالعه قرار گیرد ولی سازمان مدیریت مطالعه کل مسیرها را برای اولویت بندی در سال 85 تایید نمود و پس از ارائه گزارش مشاور خارجی و تایید اولویت برقی کردن تهران مشهد (حتی نسبت به بافق بندرعباس)، در سال 86 بودجه فقط برای برقی نمودن مسیر مشهد بدون ناوگان مصوب شد.

به دلیل طولانی بودن (متوسط 8 سال) برای مذاکرات و خرید لکوموتیو در2 پروژه آلستوم و زیمنس و بنا به دستور وزیر وقت تامین لکوموتیو (50 لکوموتیو برقی 4 محوره مسافری و 20 دستگاه 6 محوره باری) نیز در مناقصه منظور گردید.

برآورد کارشناسی مجری طرح قبل از باز نمودن پیشنهادات 853 میلیون یورو اعلام گردید (با محدوده کار شامل: برقی نمودن تهران- مشهد با سرعت 250 (سرعت نهایی برای خودکشش برقی و برای قطار 200) برقی نمودن مسیر دوخطه جدید تهران- گرمسار، تامین70 دستگاه لکوموتیو مسافری و باری، تعمیرات و نگهداری 5 ساله، 100 مگاوات نیروگاه پشتیبان، ماشین آلات تعمیر و نگهداری، تجهیز تعمیرگاه ها، احداث ساختمان های اسکادا و دپو ماشین آلات ظرف 30 ماه).

در این راستا تاییدیه 5/3/86 دفتر فنی شرکت ساخت برای سرعت 230 خطوط، تاییدیه اداره کل علائم برای سرعت 250 برای ATC و تاییدیه شرکت سازنده ترمز برای سرعت 200 واگن های موجود با دو دیسک ترمز و ... نیز اخذ شد.

پندهایی از بازدید روسای راه‌ آهن ایران و چین از اصفهان و بندرعباس در دهه 70

پندهایی از بازدید روسای راه‌ آهن ایران و چین در ابتدای دهه هفتاد، توضیحات استاد گرامی جناب آقای مهندس عالیوند: (حاوی نکاتی در نگاه غیر اقتصادی به راه آهن که به صورت یک میراث، باور و رویکرد غلط از پیش از انقلاب به جای مانده) 

در سال ۱۳۷۱ در معیت مدیرعامل محترم وقت راه‌ آهن جناب آقای مهندس افشار به منظور بازدید از راه آهن چین به آن کشور عزیمت نمودیم، در طول اقامت از قسمت‌های مختلف راه آهن و کارخانجات واگن سازی و لوکوموتیوسازی بازدید به عمل آمد و یک روز نیز فرصتی پیش آمد و هیئتی را برای دیدن عملیات بازسازی خط بردند.

عملیات بازسازی خط در مسافت ۷۰۰ متر در حال انجام بود، ماشین آلاتی که استفاده می‌کردند بسیار قدیمی و ابتدایی و در مقایسه با ماشین آلات مکانیزه خط که در ایران داشتیم بسیار ساده بودند و حتی مانور واگن های حامل تجهیزات و مصالح روسازی با لکوموتیو بخاری انجام می‌شد و جالب بود که بعد از عملیات سرعت قطارها ۳۰ کیلومتر در ساعت تعیین می‌شد و ۲۴ ساعت بعد سرعت قطارها معمولی می شد.

سال بعد معاون وزیر راه آهن چین به ایران آمد و میهمان راه‌ آهن ایران بود و طبق دستور مدیرعامل محترم راه‌آهن بنده که در آن موقع قائم مقام معاونت فنی و بهره‌برداری راه‌ آهن بودم در مدت یک هفته همراه ایشان از نواحی اصفهان یزد و محور در حال ساخت بافق بندرعباس و قسمتی از ناحیه راه آهن تهران بازدید کردیم.

در سفر اول با هواپیما به اصفهان رفتیم که آقای معاون وزیر اظهار داشتند که ما علاقمند هستیم با قطار سفر کنیم به طوری که در سفر ما به چین آنها نیز ما را به شهرهای مختلف تا ۱۵ ساعت مسافرت با واگن مخصوص با قطار می بردند و در ایران هم تمایل به سفر با قطار داشتند لیکن به ایشان جواب دادم برای راحتی شما و صرفه‌جویی در وقت ترجیح می‌دهیم با هواپیما سفر کنید، بالاخره پس از ورود به اصفهان به ایستگاه راه‌ آهن رفتیم و هیئت چینی از ساختمان ایستگاه مسافربری اصفهان خیلی خوششان آمد و گفتند چند قطار مسافری به این ایستگاه می‌آید پاسخ دادیم یک روز در میان یک قطار مسافری از تهران به اصفهان به این ایستگاه می‌آید و پس از چند ساعت به تهران مراجعه می‌کند اظهار داشتند این ساختمان با این عظمت برای ۱۵ قطار در ماه ساخته شده به آقای معاون وزیر راه آهن چین پاسخ دادم که فعلاً بهره‌ برداری از این ساختمان در حداقل است لیکن این ساختمان با توجه به جمعیت و بزرگی شهر اصفهان و حومه و پیش‌بینی آینده سفرها بین اصفهان و تهران و شهرهای دیگر ساخته شده است که برایشان قانع‌کننده نبود و گفتند شما پولدار هستید که اینگونه سرمایه‌ گذاری سنگین می کنید.

روز بعد هیئت چینی را با اتومبیل از اصفهان به یزد بردیم، در طول راه کامیون‌ های حامل تیرآهن و دیگر فلزات و ورق های رول را می‌دیدند و دست‌های خودشان را با افسوس به هم می‌زدند و می‌گفتند این بارها باید با راه‌آهن حمل شود، چرا با کامیون حمل می گردد که به او پاسخ دادیم این محمولات عمدتاً به مقصد بندرعباس هستند و چون هنوز راه آهن به بندرعباس نرسیده است ناگزیر با کامیون حمل می‌شود. 

از بافق تا سیرجان که راه آهن ساخته شده بود و بهره‌برداری می‌شد لذا هیئت چین را به منطقه کوهستانی بین گل‌گهر و بندرعباس بردیم و از شبکه دو خطه که زیر سازی آن در حال ساخت بود و تونل‌ ها و پل های متعدد که به صورت دوخطه در حال ساخت بودند بازدید کردند و در کلیه زمینه‌ها توضیحات لازم داده شد که از اطلاعات داده شده خوشحال شدند.

این سوال برای معاون وزیر پیش آمد که این محور برای حمل چه میزان بار با این مشخصات ساخته می شود، اگرچه آن روزها حجم حمل‌ و نقل در آن منطقه ۸ میلیون تن بار بود لیکن پاسخ دادم که این محور برای حمل ۲۰ میلیون تن بار در سال ساخته می شود ایشان پاسخ دادند احتیاج به احداث این شبکه با این هزینه سنگین به صورت دوخطه برای این حجم بار نداشتید و با شبکه ای یک خطه قادر به حمل یکصد میلیون تن بار در سال هستید.

پلتفرم مشترک لکوموتیو دیزلی، برقی، دوگانه و هیبرید

شرکت زیمنس در مورد لکوموتیو نسل جدید خود با عنوان «Vectron» که آن را یک پلتفرم می نامد (و تاکنون بیش از 1000 دستگاه از آن را تولید نموده) عنوان کرده از مصاحبه با 1600 بهره بردار قطار بهره برده است و آن را به گونه ای طراحی نموده که علاوه بر قابلیت استفاده برای لکوموتیو برقی، دیزلی، برقی دیزلی، مانوری و ... با محیط زیست سازگاری بیشتر داشته و قابلیت بازیافت 98 درصدی دارد و در ادامه شرح این دستاورد به تجربه نوسازی لکوموتیوهای استرالیا (با حفط پلتفرم قدیمی) می پردازد که در آن پروژه لکوموتیوهای کلاس 3100/3200 کوئینزلند به کلاس 3800 ارتقاء داده شدند به گونه ای که برای حمل قطار 13000 تنی سه دستگاه لکوموتیو جدید جایگزین پنج دستگاه لکوموتیو برقی قدیمی شدند. 

در سال 1369در مذاکرات فنی خرید لکوموتیوهای جی ای (GE) آمریکا بر اساس تجربیات افزایش ۵۰ درصدی کشش لوکوموتیوهای جی ام (GT26) (کشش بار 3000 تنی با 2 لکوموتیو در فراز 10 در هزار به جای سه لکوموتیو)، کشش لکوموتیوهای خریداری شده بدون افزایش قیمت ۱۰۰ درصد افزایش یافت و در سری دوم این نسبت به ۱۸۵ درصد رسید.

در مذاکرات با شرکت جنرال موتورز (EMD) به دلیل موفقیت های ایشان در همکاری با زیمنس برای به کارگیری تراکشن موتورهای جریان متناوب به جای انواع جریان ثابت مشاهده شد که در تغییر تراکشن موتور به دلیل حذف کموتاتور علاوه بر افزایش گشتاور و چسبندگی، افزایش سرعت لکوموتیو نیز امکان پذیر شده بود (دور روتور 2 نوع مذکور 2500 و 3500).

در بررسی های سال 1371 در رد توجیه اقتصادی برقی کردن قطار بافق- بندرعباس، یکی از عوامل موثر، قیمت پایین لکوموتیو دیزلی (و کشش بالا) در مقابل قیمت بالای لکوموتیو برقی و کشش پایین آن بود که با اطلاع از تجربه شرکت GE در ساخت لکوموتیو شش محوره برقی  E60Cبا پلتفرم دیزلی و استفاده از تجهیزات (پلتفرم) مشترک همچون شاسی، بوژی، تراکشن، کمپرسور و ... (و قیمت پایین جهانی نفت و مشکلات کمبود برق کشور، منابع مالی و تقاضای کم) همزمان شد.

لذا در سال ۱۳۷۶ همزمان با آغاز مذاکرات فنی با شرکت آلستوم فرانسه برای تامین ۱۰۰ دستگاه لکوموتیو دیزل الکتریک ۴۰۰۰ اسب که برای اولین بار قرار بود با تکنولوژی تراکشن موتور جریان متناوب (AC) به ناوگان ریلی وارد شود از شرکت سازنده درخواست شد توان حداکثر هر دستگاه تراکشن موتور برای به کارگیری در لکوموتیو برقی را اعلام نمایند.

با گفتگوها و استدلالات فنی، قابلیت هر دستگاه تراکشن موتور لکوموتیو آلستوم در حالت برقی ۱۸۰۰ کیلو وات اعلام شد (در مذاکرات با گروه بعدی این عدد به 1000 کیلووات کاهش یافت) که حتی با فرض توان 1000 کیلو وات هر تراکشن، توان لکوموتیو برقی به 6 مگاوات کششی یا دو و نیم برابر نوع دیزلی (با کشش بیش از 2ب رابر لکوموتیو معادل) می رسد.

چند سال بعد پس از پیشنهاد برقی کردن تهران- مشهد در سال ۸۲، از این بستر برای کاهش هزینه برقی کردن این مسیر استفاده شد که با مکاتبات انجام شده با آلستوم امکان پذیری این طرح برای ساخت لکوموتیو برقی با پلاتفرم مشترک با نوع دیزلی که ۸۰ دستگاه از ۱۰۰ دستگاه آن در ایران تولید شده بود و نقشه ها و فیکسچرهای آن موجود است تایید شد.

این رویکرد چند سال بعد توسط شرکت بمباردیر کانادا که مدت ها بیشترین سهم تولید لکوموتیو برقی (TRAXX) در جهان را به خود اختصاص داده بود مورد استفاده قرارگرفت و این شرکت را برای ارائه قیمت بسیار رقابتی تر، توانمند کرد.

طولانی بودن دوره خرید 2 لکوموتیو اروپایی آلستوم و زیمنس با زمان متوسط هشت سال و تاثیر طرح پیشنهادی در کاهش ریسک تامین لکوموتیو به خوبی اهمیت این رویکرد را در کاهش زمان دستیابی به لکوموتیو دیزلی و برقی آشکار می نماید. از سوی دیگر قابلیت پلتفرم لکوموتیوهای ساخت داخل زیمنس و آلستوم برای تولید به صورت برقی (با استفاده از منطق پلتفرم مشترک و با امکانات صنایع و سازندگان داخلی) و اعلام آمادگی شرکت نفت در اوایل دهه هشتاد، سازمان گسترش در اواخر دهه هشتاد، آمادگی شرکت مپنا در 5/11/90 و شرکت بهینه سازی مصرف سوخت و در 06/07/92 برای حمایت از طرح تولید لکوموتیو برقی، می تواند با تجربه اخیر معاونت فناوری در طرح قطار ملی مترو سریعا به ثمر نشیند.

قرارداد مصر با هیوندایی و قرارداد قدیمی ایران برای تولید مشترک خودکشش ریل باس

رهبر معظم انقلاب در روز اول فروردین 1400 نکاتی را از جمله با اشاره به گفته برخی آمریکایی ها در خصوص تغییر شرایط نسبت به زمان امضای برجام و نتیجه گیری اینکه برجام هم باید تغییر کند فرمودند: بنده قبول دارم، بله امروز شرایط نسبت به سال 94 و 95 تغییر کرده منتها به نفع آمریکا تغییر نکرده، به نفع ما تغییر کرده.

بنا به خبر مورخ 2 ماه می 2021 (12 اردیبهشت 1400) مندرج در IRJ شرکت ملی صنایع راه آهن مصر (NIRC) و هیوندای روتم برای به اشتراک گذاشتن تخصص و دانش و افزایش بومی سازی تولید در مصر، یک تفاهم نامه (تفاهم نامه) امضا کرده اند. این تفاهم نامه توسط مدیر عامل NIRC و مدیر عامل هیوندای روتم با حضور وزیر حمل و نقل مصر، وزیر برنامه ریزی و توسعه اقتصادی، سفیر کره جنوبی در مصر ، و رئیس سازمان ملی تونل (مترو) مصر (NAT) امضا شد.

این توافق نامه در حالی امضا شد که دولت مصر برای بومی سازی بیشتر در صنعت ریلی، به ویژه در مورد ساخت ناوگان جدید مترو طی 6 سال آینده، تلاش می کند. رئیس جمهور مصر دستور داده است که 25 درصد صنعت ظرف 2 سال، 50 درصد ظرف چهار سال و 75 درصد ظرف 6 سال بومی سازی شود. مصر بازار داخلی و صادرات به آفریقا را هدف قرار داده است.

روتم در حال حاضر ناوگان 32 قطار هشت واگنه را برای توسعه فاز سه خط 3 مترو قاهره در قرارداد 352 میلیون دلاری که در 2017 منعقد نموده (هر واگن 1.375 میلیون دلار)، تأمین می کند. 10 قطار شامل 25٪ سهم بومی خواهد بود.

خبر 4 دسامبر 2017 (14 آذر 1397) مندرج در IRJ نیز حکایت از قرارداد 856 میلیون دلاری راه آهن جمهوری اسلامی ایران (RAI) با شرکت هیوندای روتم برای تأمین 150 DMU خودکشش سه واگنه (ریل باس) دارد (جمعا 450 واگن).

(قابل توجه اینکه قیمت 1.9 میلیون دلار برای هر دستگاه واگن نسبت به قیمت خرید قبلی حدود 60 درصد بیشتر است).

150 واگن اول در طرح Hyundai Rotem در کره ساخته خواهد شد. 300 واگن باقیمانده توسط توسعه صنایع ریلی ایران (ایریکو) به صورت محلی مونتاژ می شوند. 450 خودرو در 78 ماه پس از امضای قرارداد تحویل داده می شوند.

هیوندای روتم در سال 2004 قراردادی برای تأمین 150 واگن حومه ای DMU خودکشش با RAI منعقد کرد. تحویل در سال 2007 آغاز شد و 24 قطار اول در کره ساخته شد، در حالی که 24  قطار باقی مانده باید توسط اریکو مونتاژ شوند.

با این حال، اعمال تحریم های بین المللی علیه ایران در سال 2010 به این معنی بود که فقط 68 واگن بدون پرداخت به تولید کننده کره ای تحویل داده شدند. پس از لغو تحریم ها در ژانویه 2016، هیوندای روتم، تولید را از سر گرفت.

قطارهای جدید توانایی سرعت 160 کیلومتر در ساعت در مقایسه با 120 برای سفارش 2004 را خواهند داشت.

* همانگونه که در خبر مشاهده میگردد هیچ اشاره ای به بومی سازی نشده در حالی که شرکت ایریکو سرمایه گذاری بسیار بالایی برای ساخت داخل بدنه و به ویژه بوژی این واگن ها داشته و اکنون می تواند با سهم داخل بالا و قیمت بسیار پایین تر تجربه ارزشمند قطار ملی مترو در شرکت واگن سازی تهران را تکرار نماید و وابستگی بخش ریلی کشور را کاهش دهد.

اهمیت این اقدام وقتی بیشتر آشکار می گردد که رها کردن شرکت هیوندای روتم به دلیل تحریم آمریکا سبب توقف خط تولید این قطارها گردید و این در حالی است که این گونه قطارها برای گسترش حمل و نقل حومه یک نیاز ضروری است.

از سوی دیگر راه آهن ترکیه (TCDD) نیز پس از قرارداد راه آهن ایران در سال 2004 قرارداد مشابهی با شرکت هیوندای روتم برای ساخت ریلباس دو، سه و چهار واگنه منعقد نمود با این تفاوت که در این قطارها تمامی واگن ها موتور کششی دارند و سرعت آنها 140 کیلومتر بر ساعت بوده و اولین سری قطارها به صورت دو واگنه در سال 2008 تحویل شد.

اما نکته جالب اینست که راه آهن ترکیه بر اساس تجربیات ناوگان اولیه و مشکلات و کاستی های نگهداری و بهره برداری، تغییراتی را در ناوگان جدید اعمال نمود که بسیاری از آنها در قطارهای خودکشش ایران نیز قابل اعمال بنظر می رسد.   

با موفقیت کشور در بومی سازی و مشکلات نسل اول باید تغییراتی در قرارداد منظور شود از جمله سرعت، برقی و قیمت.

رهنمودهایی از آمار جابجایی بار ریلی جنوب شمال در سال 1323

بررسی حمل و نقل ریلی بین چین و اروپا نشان می دهد مزیت‌های بسیار زیادی در این شیوه حمل و نقل وجود دارد از جمله اینکه زمان جابجایی کانتینر از ۴۵ روز در روش دریایی به حدود ۱۲ روز کاهش پیدا می‌کند. تعداد قطارها در سال ۲۰۲۰ به ۵۰۰۰ قطار در سال افزایش پیدا می کند که نزدیک ۱۵ قطار در روز می شود (هر قطار 80 TEU).

بر اساس گزارش اتحادیه بین المللی راه آهن ها UIC در مطالعات Eurasian rail corridors در سال 2017، تعداد قطارهای اروپا آسیا طی سه سال 2014 تا 2016 از حدود 300 به حدود 1800 رام و جابجایی بار از 25 هزار به 145 هزار کانتینر معادل TEU رسید در حالی که هزینه هر واحد کانتینر معادل 900 دلار و 3 تا 4 برابر هزینه دریایی بود. بر اساس این گزارش بیشتر این بار از طریق قزاقستان و روسیه به طول 10000 کیلومتر و 16 روز با سیر روزانه 625 کیلومتر جابجا شده است (معادل عملکرد قطارهای سرخس بندرعباس در زمان مرحوم دکتر دادمان).

در این گزارش به 10 کریدور این قطارها در اروپا اشاره شده و اینکه در سال 2027 سهم مسیر شمالی 617 و سهم مسیر جنوبی از طریق ایران 19 هزار TEU یعنی کمتر از 3 درصد پیش بینی شده است (با امکان رسیدن به 389 هزار TEU).

برای تحقق این سهم در شبکه راه آهن ایران از 2 مسیر شرقی غربی می توان بهره برد، یکی از مرز سرخس در خراسان رضوی که در 1375 و دیگری از مرز اینچه برون در گلستان که پس از 17 سال در سال 92 افتتاح گردید.

مسیر سرخس قطارهای ترانزیت را از طریق خط مشهد- تهران به شبکه شرقی غربی وارد و هدایت می نماید در حالی که قطارهای مسیر اینچه برون باید از گلوگاه راه آهن شمال به ویژه از ایستگاه پل سفید به فیروزکوه (با فراز حداکثر 28 درهزار و معادل 30 درهزار) عبور نمایند که بر اساس نقشه تقاضا و ظرفیت شبکه ریلی در سال 1394 با احتساب سه زوج قطار مسافری ظرفیت گلوگاه این مسیر 3 میلیون و 100 هزار تن و تقاضای آن یک میلیون و 600 هزار تن بوده است.    

از سوی دیگر با نگاهی به پایگاه اطلاع رسانی راه آهن که آمار شبکه، ناوگان و عملکرد را از سال 1317 ثبت نموده مشاهده می شود حمل و نقل بار که در سال 1317 با 454 هزار تن و 82 میلیون تن کیلومتر آغاز و در سال 1320 به 842 هزار تن و 365 میلین تن کیلومتر رسیده بود، همزمان با ملاقات رهبران سه کشور روسیه، انگلیس و آمریکا در تهران (1322) حمل بار به 3 میلیون و 200 هزار تن و جابجایی به 2 میلیارد و 600 میلیون تن کیلومتر و در سال 1323 حمل بار به رکورد 3 میلیون و 300 هزار تن و جابجایی به 3 میلیارد و 900 میلیون تن کیلومتر رسید (با سیر متوسط 1170 کیلومتر).

با نگاهی به الگوی حمل بار در آن ایام که (بر اساس خاطرات یکی از پیشکسوتان) با دوبله لکوموتیو بخار در مسیر لرستان با فراز 15 در هزار قطارهای باری 900 تنی و در مسیر شمال قطارهای باری 450 تنی جابجا می شدند می توان به این نتیجه رسید که روزانه 26 زوج قطار (با فرض بار محوری  تن20) در این مسیر جابجا می گردید و این در حالی است بار محوری بر اساس بررسی های گذشته کمتر از 10 تن بوده و لذا تعداد قطار احتمالا به 30 زوج قطار در روز می رسید.

اکنون وزن قطارها به دلیل محدودیت طول خطوط فرعی ایستگاه ها در مسیر شمالی 1300 تن و در مسیر جنوبی به 900 تن (که با 2 لکوموتیو سنگین می تواند به 1200 تن افزایش یابد) محدود شده که با این ویژگی با فرض سه زوج قطار مسافری در 2 ساعت و چهار ساعت برای نگهداری خط، در مسیر شمال به جنوب می توان به ظرفیت بیش از 5 میلیون تن دست یافت.

توجه به این جزئیات اهمیت بازنگری محاسبات ظرفیت شبکه ریلی به ویژه در مسیرهای گلوگاهی مانند شمال و ... را با مفروضات جدید (از جمله قابلیت کشش و توان بالای لکوموتیوهای سنگین که مجوز عبور آنها چند سالی است برای تردد در محور شمال صادر شده) اثبات می نماید و می تواند کمکی باشد برای به کارگیری بهتر منابع مالی در رفع گلوگاه های واقعی.               

نقشه تقاضا ظرفیت سال 94، نمایشگر کاذب قرمز شدن (گلوگاه) خطوط در بیشتر مسیرهای شرق و جنوب شرق است که معنی آن ضرورت تامین منابع مالی توسط دولت یا بخش خصوصی و نتیجه آن زیان بیشتر بخش ریلی و کشور خواهد بود.  

تولید چرخ منوبلوک لکوموتیو و واگن از چدن نشکن آستمپر شده

بار محوری راه آهن BHP (از معادن نیومن به بندر پورت هدلند استرالیا) از 28 تن در 1980 با تحقیق و توسعه به 35 تن در اوایل دهه 90 میلادی رسیده بود و همچنان این افزایش ادامه یافت و در 2005 به 40 تن رسید، در این راستا یکی از دستاوردهای دیگر این مجموعه افزایش عمر چرخ (منوبلوک) بود که از 340 هزار تن کیلومتر در سال 1980 به 1900 هزار تن کیلومتر (نزدیک پنج برابر ) در 2005 رسید (به علت تغییر بار محوری این شاخص استفاده شده) و همزمان در همین مدت عمر ریل در خط مستقیم از 350 میلیون تن ناخالص به 1800 میلیون تن (بیشتر از 5 برابر)  ناخالص رسید.

در راه آهن ایران چرخ منوبلوک که در اواسط دهه هفتاد بیشتر به لکوموتیوها محدود می شد اکنون هم در واگن های مسافری و هم در واگن های باری استفاده میشود و به دلیل هزینه بالا یکی از گلوگاه های نگهداری ناوگان در سرویس بوده و هست.

در سال های اخیر اقدامات خوبی برای ساخت چرخ منوبلوک در کشور انجام شده ولی هنوز به نتایج رقابتی نرسیده است (و متاسفانه در کنار کاهش عمر چرخ) هزینه سنگینی را بر شرکت های مالک لکوموتیو، واگن مسافری و باری تحمیل می کند.  

تجربیات اخیر و نتایج آزمون چرخ چدنی ADI در سایر کشورها به ویژه آلمان (26 ژوئن 2019 مجله IRJ) در مورد آزمایش چرخ پره دار در واگن های مترو به عنوان یک گام از برنامه گسترده رویکرد ریلی اروپا با عنوان (Shift2Rail)، تجربیات موفق همکاران مرکز تحقیقات راه آهن ایران و از سویی توانایی کشور در زمینه چدن آستمپر می تواند زمینه ساز یک موفقیت بزرگ برای صنایع ریلی و راه آهن ایران باشد چرا که قیمت بالای چرخ منوبلوک خارجی از یک سو و قیمت بسیار بالای چرخ داخلی و ظرفیت تولید پایین آن به افزایش توجیه اقتصادی ساخت این محصول راهبردی کمک می نماید.          

اکنون به مرور تجربه موفق مرکز تحقیقات راه آهن در نیمه دهه هفتاد می پردازیم که می تواند پاسخگوی این نیاز مهم باشد.

در سال ١٣٧٥ و طی مطالعات انجام شده در مرکز تحقیقات راه آهن بر روی تجربیات دیگر کشورها مانند فنلاند، تصمیم بر این شد تا تولید چرخ لکوموتیو از جنس چدن نشکن آستمپر شده در دستور کار قرار گرفته و دانش فنی مربوطه جهت استفاده در صورت لزوم در کشور ایجاد گردد. البته در همین جا لازم به ذکر است که معدود کشورهایی که این فرآیند را تجربه کرده بودند فقط اقدام به تولید چرخ های واگن کرده و در خصوص تولید چرخ لکوموتیو از این فرآیند ما اولین در دنیا بودیم، (در سال های اخیر این موضوع مجددا مورد توجه قرار گرفته است).

اولین تجربه در راه آهن ایران در سال های ٧٣ و ٧٤ با تبدیل چرخ درزین از فولادی به چدن نشکن آغاز شد و پس از کسب نتایج مثبت پروژه تولید چرخ لکوموتیو تعریف و با کمک شرکت ایران نشکن و زیر نظر دکتر بوترابی استاد دانشگاه علم و صنعت (و همچنین تز کارشناسی ارشد مهندس بهرامی وحدت از دانشکده مواد دانشگاه تهران) و نظارت مرکز تحقیقات راه آهن به اجرا درآمد و پس از تولید نمونه های اولیه و انجام تست های مختلف بر روی مواد تولیدی و دستیابی به ترکیب دقیق مواد و فرآیند عملیات حرارتی مربوطه، اقدام به تولید حدود ٢٠ حلقه چرخ گردید که پس از انجام کنترل های لازم و تایید اولیه در سال ١٣٧٦ تعداد هشت عدد از آنها بر روی بوژی لکوموتیو مانوری نصب و در 2 دستگاه لکوموتیو به کار گرفته شد، به طوریکه در هر لکوموتیو یک بوژی با چرخ های فولادی معمولی و یک بوژی با چرخ های چدنی نصب و به کار گرفته شد تا مقایسه عملی و در شرایط یکسانی به عمل آید و تا حدود چهار سال بازدید از  ADI لکوموتیوها انجام می شد و تا آخرین بازدید عملکرد چرخ های چدنی به مراتب بهتر از نوع فولادی بود. زیرا چرخ های فولادی در آخرین بازدیدها پله کرده و نیاز به تراش داشتند ولی نوع چدنی با میزان بسیار کم سایش هنوز در شرایط ایده آلی قرار داشتند.

به دلیل نوع رفتار سایشی چدن نشکن آستمپر، سایش و آسیب وارده به ریل نیز مسلما پایین تر از چرخ های فولادی بوده و از نظر عملکردی نیز بهتر بوده ولی به دلیل مسائل اقتصاد تولید و دستیابی به خواص یکنواخت در حین تولید، ترجیح استفاده از چرخ های فولادی بیشتر است. (اکنون با موفقیت های کشور در کاربرد وسیع ADI این ضعف برطرف شده است).

گزارشی از برنامه شبیه سازی حرکت قطار در سال 76

توسعه شبکه زیرساخت و اجرای هرگونه تصمیم مدیریتی بسیار پرهزینه و زمانبر است، بنابراین انتخاب سیاست های درست با بیشترین تأثیر بر بهبود وضعیت راه آهن، بسیار مهم خواهد بود. انتخاب سیاست صحیح منوط به استفاده از ابزارهای مناسب برای آزمون سیاست های مدیریتی قبل از انجام بوده که قابلیت شناسایی عوامل بحرانی و تنگناهای شبکه فعلی را نیز داشته باشد، از این رو با طراحی و برنامه نویسی توسط کارشناسان مرکز تحقیقات راه آهن (فریبرز نوروزی، حسین زمانی و سعید یحیایی)، در سال 77- 1376 پروژه شبیه سازی مکانیسم دینامیک قطار در قالب نرم افزار کامپیوتری تهیه شد.

هدف از شبیه سازی سیستم حرکت قطار، محاسبه مدت زمان سیر قطار در بلاک ها و ثبت سرعت های لحظه ای با توجه به اثر عواملی همچون شیب و فراز، قوس، نیروهای مقاوم دینامیکی لکوموتیو و واگن، وضعیت رگلاتور (دنده)، شتاب ترمز، ضریب چسبندگی و غیره می باشد. البته مدلسازی 8 وضعیت دنده، خود منجر به شبیه سازی مصرف سوخت لکوموتیو، نیروهای  وارد بر قلاب، تغییرات جریان و ولتاژ ترکشن موتور و ژنراتور و محاسبه نیروی ترمز جهت کنترل قطار می شود.

نرم افزار دینامیک شبیه ساز قطار توسط  بانک اطلاعاتی ACCESS II و با استفاده از زبان برنامه نویسیVISUAL BASIC و VISUAL C ++ براساس نیازهای راه آهن طراحی و اجرا گردیده است.

از ویژگی های بارز این نرم افزار می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1- وارد کردن اطلاعات به شیوه Interactive

2- استفاده از نرم افزار به شیوه Menu driven  

3- سهولت کار با نرم افزار

4- پارامتری بودن مدل و قابلیت تغییر ضرایب و داده ها جهت انجام آنالیز حساسیت مدل های مورد آزمایش

5-قابلیت تعریف ایستگاه، شیب و فراز و قوس در مسیرهای  مختلف  از  جمله مسیرهای موجود و  یا حتی مسیرهای در دست مطالعه و یا پیشنهادی جهت تست عملکرد رفتار دینامیکی قطار

6- امکان تعریف لکوموتیو با پارامترهای از پیش تعریف شده و در صورت نیاز قابلیت تغییر مشخصات لکوموتیو

7- امکان اعمال آرایش مختلف واگن ها و تغییر مشخصات واگن ها

8-قابلیت کنترل حرکت در قوس ها با تیلتینگ و بدون تیلتینگ در واگن های مسافری

9-امکان تعریف سرعت و جهت حرکت باد نسبت به حرکت قطار

10- امکان تقلیل سرعت برنامه ای در بخش هایی از مسیر

11-امکان انتخاب کل مسیر یا بخشی از آن به صورت رفت یا برگشت

12- قابلیت تعریف ترمز هوایی (کفشک تنها، کفشک جفت و دیسک)

13- قابلیت تعریف ماکزیمم سرعت در بلاک ها و ایستگاه ها به صورت یکسان یا متغیر

14- کنترل سرعت قطار به صورت هوشمند با توجه به وضعیت مسیر و شرایط از پیش تعیین شده.

لازم به ذکر است نیروهای مقاوم دینامیکی لکوموتیو و واگن از روابط مگ گراث موجود در جداول اطلاعاتی تن کشش لکوموتیوهای GE استخراج شد که تقریب مناسبی برای محاسبه نیروهای مقاوم سایر لکوموتیوها را نیز دارا بود.

نرم افزار با توجه به داده های متغیر (مشخصات قطار) و داده های ثابت (پروفیل مسیر) پردازش های لازم را انجام داده و سرعت لحظه ای قطار را محاسبه می نمود. همچنین با در نظر گرفتن محدودیت ها و آلترناتیوهای موجود، کنترل  هوشمند قطار صورت گرفته و باتوجه به پیشامدهای صورت گرفته،  اقدام به تغییر آلترناتیو (عملکرد دنده و ترمز) نموده و بنابراین فرآیند مدیریت حرکت قطار توسط مدل تصمیم گیری صورت می پذیرفت. همچنین خروجی نرم افزار شامل بخش های سیر و حرکت، انرژی، نیروهای مقاوم ومحرک، پروفیل مسیر و گزارش جامع گرافیکی بود.

به منظور کالیبراسیون و احراز اعتبار مدل، اقدام به آزمایش عملی سیر قطار و مقایسه آن با نتایج حاصل از شبیه سازی شد، بدین منظور قطار مورد آزمایش، از نوع مسافری در مسیر تهران- مشهد با تعداد 9 سالن 50 تنی و یک دستگاه لکوموتیو سنگین جی ام انتخاب و پس از اجرای برنامه، کل زمان سیر 767 دقیقه محاسبه شد و در مقایسه با نمونه آزمایشی با زمان سیر 783 دقیقه، اختلاف زمان 16 دقیقه را در 926  کیلومتر نشان می داد که نمایانگر دقت 98 درصد بود.**

روش های همسوسازی منافع راه آهن و مالکان خصوصی لکوموتیو

در ابتدای دهه هفتاد پس از ورود لکوموتیوهای خریداری شده از شرکت جنرال الکتریک آمریکا که سری نخست (U30C) آن با توان 3300 اسب بخار با توانایی کشش 1000 تن بار در فراز 10 در هزار (معادل لکوموتیوهای سنگین GM از نوع GT26 در ابتدای سال 69) به 2000 تن افزایش یافت، مشکلاتی برای این لکوموتیو در دوران گارانتی مشاهده شد که با اثبات قصور شرکت GE ورود سری اول متوقف و مذاکرات برای مشخصات سری دوم (C30-7) آغاز گردید که منتج به لکوموتیوی با همان موتور 12 سیلندر 3300 اسب ولی قابلیت کشش بار 2800 تن در فراز 10 در هزار شد.

با وجود یکسان بودن قدرت موتورها، سیستم کنترل لغزش و ضریب چسبندگی یکسان در این 2 لکوموتیو، داشتن تراکشن موتور و ژنراتور قویتر لکوموتیو دوم در کنار بار محوری بیشتر (22 تن به جای 20 تن) سبب این تفاوت 40 درصدی قابلیت کشش در آن هنگام شد که اکنون با کاهش دادن بار لکوموتیو از 2000 به 1600 تن برتری لکوموتیو دوم به 75 درصد افزایش یافته و با وجود عمر نسبتا بالا یکی از موفقترین لکوموتیوهای راه آهن محسوب می شود. 

اما با وجود توانایی کشش بسیار بالاتر لکوموتیو دوم، نباید از مزایای لکوموتیوهای اول هم غفلت کرد که آن توان به وزن بالاتر و نتیجتا سرعت بیشتر این لکوموتیوها در فراز می باشد که برای لکوموتیوهای سری اول به حدود 33 و برای لکوموتیوهای سری دوم با کشش بیشتر به 20 کیلومتر می رسد و این ویژگی با وجود تاثیر بسیار کم بر زمان سیر رفت و برگشت سبب افزایش ظرفیت خطوط راه آهن می گردد که اکنون یکی از گلوگاه های مهم حمل و نقل ریلی است.

برای روشن شدن بیشتر موضوع و با ساده سازی محاسبات، یک بلاک 20 کیلومتری (فاصله 2 ایستگاه) با فرض سیر بدون توقف قطار با لکوموتیو سبک ظرف مدت 36 دقیقه و توسط لکوموتیو دوم ظرف مدت 60 دقیقه طی می شود و با فرض زمان بازگشت 33 دقیقه برای هر 2 قطار، نسبت زمان خالص اشغال خط توسط قطار اول با لکوموتیو ضعیف معادل 74 درصد قطار با لکوموتیو قویتر می باشد و این یعنی 35 درصد ظرفیت بیشتر خط که برای راه آهن اهمیت بسیار بالایی دارد.

روش دیگر کاهش زمان سیر در فراز استفاده از موتورهای دیزل با توان بیشتر بود که این موضوع (در کنار استراتژی اتخاذ شده در اوایل دهه هفتاد برای تشابه مشخصات لکوموتیوهای مورد نظر به لکوموتیوهای موجود در ناوگان راه آهن کشور سازنده) سبب انتخاب لکوموتیوهای کشش بالا با توان 4000 اسب (کششی) در دو نوع (C40-8) و (SD70i) گردید.

نیروی کشش لکوموتیو اول از شرکت GE با تراکشن موتور DC و بار محوری 25 تن به 47 تن نیرو با توانایی حمل قطار 4000 تنی در سرعت 19 میرسید و برای لکوموتیو دوم ساخت شرکت GM (EMD)، نیروی کشش با تراکشن موتور AC و بار محوری 27 تن به 62 تن نیرو در سرعت 15 کیلومتر در ساعت می رسید (با بار محوری 25 کشش 51 می گردد).

این رویکرد در تدوین مشخصات لکوموتیو باری در سال 66 مجددا مورد نظر قرار گرفت و در مذاکرات فنی توان کششی لکوموتیوهای آلستوم به 4000 اسب (با قابلیت ارتقاء به 5000 اسب در آینده) افزایش یافت. با رویکردی مشابه در سال 77 توان لکوموتیوهای DF8 به 5000 اسب افزایش یافت (لکوموتیو چینی شرکت کیشویان که چند هزار دستگاه تولید و در راه آهن چین به کار گرفته شده بود)، در واقع تراکشن موتور این لکوموتیو مشابه تراکشن 752 لکوموتیو (C30-7) می باشد و قابلیت کشش آن در فراز 10 در هزار 3000 تن با سرعت 30 کیلومتر (به جای 20 در GE) میباشد (با بار محوری بیشتر).

اکنون آشکار است که توان بالاتر موتور لکوموتیو برای راه آهن به دلیل افزایش ظرفیت شبکه، آثار اقتصادی بالایی دارد ولی این توان بالاتر برای مالک خصوصی لکوموتیو هزینه بیشتری داشته و از آنجایی که موتور بخش بالایی از هزینه نگهداری را در بردارد، تمایل شرکت ها به استفاده از لکوموتیوهای توان پایین تر افزایش می یابد، به ویژه با مبنای محاسبه تعرفه لکوموتیو که فقط مبتنی بر تن کیلومتر است در حالی که برای همسوسازی منافع بخش خصوصی مالک لکوموتیو لازم است در مبنای محاسبات ضریبی از سرعت حداقل یا زمان سیر در فراز و بویژه در بلاک های بحرانی منظور گردد. 

ایران چگونه می تواند در تولید لکوموتیو قدرتمند شود

چالش‌های پیش روی ایران برای قدرتمند شدن در تولید لکوموتیو

«محمد اسلامی وزیر راه و شهرسازی در آیین بهره‌برداری از 105 پروژه به‌ارزش 1445 میلیارد تومان، افتتاح پروژه‌های ریلی را مصداق بارزی از قدرتمندی ایران برشمرد و گفت: امروز در این مقطع این پروژه‌ها از جنس پروژه‌هایی است که توسعه ایمنی و گسترش و حرکت قطارها در سرعت بالا و اتصال به مراکز بار کشور یکی از اهداف بوده است.

وی تأکید کرد: کمک به بالابردن راندمان اقتصادی و کاهش قیمت تمام‌شده کالاها از دستاوردهای حمل‌ونقل ریلی کشور است، از سوی دیگر در این بخش شاهد خودکفایی در تولید واگن‌های باری هستیم و باید با اقدام ویژه بتوانیم جشن خودکفایی در تولید واگن مسافری را جشن بگیریم.

وزیر راه تأکید کرد: در بحث لکوموتیو نباید هیچ گونه وابستگی به خارج از کشور داشته باشیم، در این بخش باید به یک کشور قدرتمند تبدیل شویم.

با مرور شاخص های آماده به کاری آمار روزانه لکوموتیو دیزل(فرم 101) در راه آهن ایران که حتی در این ایام کرونایی به گلوگاه حمل و نقل مسافری تبدیل شده است، می بینیم در تاریخ پنجم بهمن ماه امسال تعداد کل(2 نوع) لکوموتیوهای GT26 ملکی راه آهن 173 دستگاه و تعداد در گردش 107 و در سرویس 102 دستگاه(با آماده به کاری 95 درصد) بوده و این در حالی است که در آمار 4/11/79 تعداد کل این لکوموتیو 237 دستگاه و تعداد درگردش 127 و تعداد در سرویس 111 دستگاه بوده است.

تعداد 64 دستگاه لکوموتیو مذکور که لکوموتیو پرکاربرد باری و مسافری است در این آمار نادیده گرفته شده در حالی که حتی در بدترین شرایط و سانحه این ناوگان در ایران کاملا قابل بازسازی است و از سوی دیگر نسبت معادل لکوموتیو مذکور در سی 20 سال گذشته هیچ تغییری نکرده در حالی که با تجهیزات کنترلی نصب شده جدید در بسیاری از این ناوگان فراگیر، ضریب معادل می توانست به بیش از 20 درصد افزایش یابد(مانند سال های 69 و 76 که 50 درصد و 33 درصد افزایش یافت).

در بخش مسافری هم از 150 دستگاه لکوموتیوهای زیمنس با ارزش بیش از 500 میلیون یورو که 120 دستگاه آن توسط مپنا تولید شده (با عمر کمتر از 10 سال) در تاریخ مذکور فقط 31 دستگاه در سرویس بوده که بسیار نگران کننده است.

اما قدرتمند شدن ایران در تولید لکوموتیو که آقای وزیر بر آن تاکید نمودند هدفی بزرگ ولی دست یافتنی است و با سابقه قریب 2 دهه شرکت های واگن پارس و مپنا در ساخت، بازسازی و نگهداری لکوموتیو، باید با یک راهبرد و نقشه راه شایسته و بایسته با ارزیابی نقاط قوت و ضعف و فرصت ها و تهدیدها و استفاده از تجربیات جهانی و داخلی(روسیه و آمریکا در این زمینه راهبرد و نقشه راه مدون دارند) مورد توجه راه آهن و وزارت راه و به ویژه وزارت صمت قرار گیرد و سریعتر تدوین و در اختیار متخصصین جهت بررسی قرار گیرد، در غیر این صورت نگرانی تکرار تجربه قانون مدیریت سوخت افزایش می یابد.

برای دستیابی به هدف مذکور با 2 چالش طراحی و ارتقا مواجه هستیم و می توانیم 2 راهبرد تجربه شده بومی سازی را ارزیابی و از میان آنها گزینه مناسب را انتخاب نماییم که گزینه اول راه صنعت موشکی است و گزینه دوم راه صنعت هواپیمایی، در گزینه اول از خرید موشک های برد 300 کیلومتر، به موشکی بومی، پیشرفته و نقطه زن با برد بیش از 2000 کیلومتر رسیده و در گزینه دوم هواپیمایی که قابلیت های کلی آن بسیار عالی ولی به دلیل اشکالات رفع نشده به ویژه توربین که جایگزین آن حتی در ایران در دسترس است (PW120) اکنون شش سال زمین‌گیر شده و تلاشی برای رفع ضعف های آن نشده است.        

در صنعت ریلی می توان به تجربه کشور ترکیه اشاره نمود که ناوگان خودکشش مشابه ایران را از کره جنوبی خریداری و بعد از تولید چند دستگاه با شناسایی نقاط ضعف آن، نمونه اصلاح شده را تولید نمود و این درحالی است که نمونه ریلباس ما با 2 برابر تولید و سهم خوب بومی سازی هیچ تغییری نکرده است(این مشکل در لکوموتیوهای داخلی هم دیده می شود)