توسعه مدل زوال هندسي خطوط ريلي با ترافيك تجمعي مختلط

كارشناسي ارشد

در سال هاي اخير، مطالعات زيادي روي زوال هندسي خطوط ريلي با هدف پيش بيني خرابي¬ها انجام شده است. با اين وجود بحث مدل¬سازي زوال، زمينه مطالعه بيشتر را دارد. با توجه به اينكه تعدادي از خطوط ريلي كشور داراي بار ترافيكي مختلط مي¬باشد و تاكنون اثر بارگذاري مختلط در مدل¬هاي زوال توسعه يافته، ديده نشده است، بنابراين نياز به توسعه يك مدل زوال هندسي با بار ترافيك مختلط ضروري است. اين مدل¬سازي كمك خواهد كرد كه ضمن بررسي اثر تركيب بارگذاري مختلف بر زوال خط، نرخ زوال مسير مورد نظر بر حسب بار ترافيكي تجمعي مختلط محاسبه شود. جهت توسعه مدل زوال، بلاك اسفراين-نقاب مورد مطالعه قرارگرفته و از شبكه عصبي مصنوعي mlp در محيط متلب، استفاده ‌شده است. ديتاي ورودي جهت توسعه مدل، به كمك اطالاعات مربوط به سرعت متوسط قطارها و تعداد قطار عبوري بلاك مورد نظر در سال 1398، به صورت رندم توليد شده است. سه مدل ساتو، شنتون و ايوانكي جهت توليد ديتاي مربوط به پارامتر وابسته، انتخاب شده است. بر اساس سه مدل مذكور، نشست خط (ميلي¬متر) به عنوان پارامتر وابسته مدل توسعه يافته، تعيين شد. ديتاي ورودي شامل: بار ترافيكي تجمعي، درصد قطارهاي مسافري، درصد قطارهاي باري، درصد قطارهاي خالي و سرعت متوسط قطارها، در سه مدل جايگذاري شد و خروجي آن¬ها، به عنوان پارامتر هدف استفاده شده است. در نهايت با استفاده از ورودي سه مدل به عنوان ورودي مدل نهايي و خروجي آن¬ها به عنوان پارامتر هدف و با كمك شبكه عصبي، مدل مورد نظر توسعه پيدا كرد. جهت آموزش و تست مدل 10000 ديتا توليد شده است. 70 درصد ديتا جهت آموزش و 30 درصد جهت تست مدل استفاده شد. بهترين عملكرد شبكه عصبي مربوط به 1 لايه پنهان و 5 نورون در لايه پنهان مي¬باشد. شبكه عصبي با روش لونبرگ-ماركوات آموزش ديده و از توابع تانژانت سيگمويد در لايه پنهان و تابع خطي در لايه خروجي آن استفاده شده است. نتيجه عملكرد اين مدل، به ترتيب براي ضريب تعيين و ميانگين مربعات خطا كل داده ها 7747/0 و 3/43×〖10〗^(-4) مي¬باشد. ضريب تعيين مربوط به مدل توسعه يافته و هر يك از سه مدل ساتو، شنتون و ايوانكي به ترتيب 6835/0، 8634/0، 8754/0 مي¬باشد. پس از توسعه مدل به منظور بررسي اثر بار ترافيكي مختلط بر زوال خط، 10 تركيب مختلف بارگذاري ايجاد شد. اعداد داخل پرانتز از چپ به راست به ترتيب درصد قطار مسافري، باري و درصد قطار خالي مي¬باشد؛ (70،5،25)،(35،50،10)،(15،30،55)، (35،35،30)، (50،45،5)، (10،50،40)، (50،10،40)، (80،5،15) (10،5،85)، (5،90،5)، نتيجه تركيب بارگذاري هاي بالا از راست به چپ (275/0، 952/0، 568/0، 679/0، 933/0، 802/0، 190/0، 292/0، 141/0، 99/0) مي¬باشد. نتيجه نشان مي‌دهد تركيب بارگذاري‌هاي مختلف اثر متفاوتي بر زوال هندسي دارد، دراين ‌بين قطار باري زوال بيشتري ايجاد مي‌كند.

195814

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي خطوط راه آهن

سعيد محمدزاده