برنامه ریزی فعالیت های پیشگیرانه در نگهداری راه آهن با محدودیت منابع

Scheduling preventive railway maintenance activities with resource constraints

چکیده

1. مقدمه

2. توصیف مسئله

3. فرمول ریاضی

4. الگوریتم جستجوی محله متغیر

5. نتایج محاسباتی

6. نتیجه گیری

چکیده

در این مقاله، ما بر برنامه ریزی فعالیتهای پیشگیرانه در رابطه با تعمیرات و نگهداری راه آهن تمرکز می‌کنیم. هدف این است که زیرساختهای راه آهن با صرف هزینه کم در شرایط عملیاتی خوبی قرار گیرند و همچنین منابع محدود موجود در مورد آنچه که به سرنشینان مربوط می‌شود، مورد نظر قرار داده شوند. تجهیزات در طی استفاده و با گذشت زمان خراب می‌شوند و یک برنامه پیشگیرانه خوب برای تعمیرات و نگهداری می‌تواند تا حد زیادی عدم اطمینان آنها را کاهش دهد، بدین معنا که خرابیهای قابل انتظار را می‌توان پیش بینی کرد. ما یک فرمول  برنامه ریزی عدد صحیح مختلط را برای مسئله برنامه ریزی فعالیتهای پیشگیرانه درتعمیرات و نگهداری راه آهن، و یک الگوریتم جستجوی محله متغیر (VNS) را برای حل نمونه‌های بزرگ این مسئله ارائه می‌دهیم. 

1. مقدمه

حمل و نقل ریلی یکی از امن‌ترین راههای سازگار با محیط زیست برای انتقال مسافران و کالاهاست. آن با دسترس پذیرترکردن مناطق و بازارها نه به دلیل تأثیر آن بر اقتصاد بلکه بخاطر نقش اجتماعی آن نقش مهمی در توسعه کشورها ایفا می‌کند. به منظور پشتیبانی از افزایش ترافیک ناشی از جهانی شدن و مبادلات شخصی، تلاش‌های زیادی باید برای امنیت، کارآمدی و رقابتی بودن حمل و نقل ریلی انجام شود. این امر می‌تواند از طریق عوامل فنی مثل نظارت، تعمیرات و نگهداری و استاندارد سازی حاصل شود. 

6. نتیجه گیری

ما مسئله برنامه ریزی فعالیتهای پیشگیرانه  درتعمیرات و نگهداری راه آهن را مورد توجه قرار می‌دهیم و یک فرمول  برنامه ریزی عدد صحیح مختلط (MIP) و یک الگوریتم جستجوی محله متغیر (VNS) را برای حل این مسئله ارائه می‌دهیم. 

نتایج محاسباتی نشان می‌دهند که VSN ما برای نمونه مورد بررسی بسیار کارآمد بوده و همیشه راه حلهای بهینه‌ای را که مدل MIP قادر به یافتن آنها بود، برای نمونه‌ها فراهم می‌آورد. 

Abstract

In this paper, we focus on the scheduling of preventive railway maintenance activities. The objective is to keep the railway infrastructure in good operating conditions at low costs, also taking into account the limited available resources in what concerns crew members. Equipments degrade with usage and age and a good preventive maintenance program can greatly reduce their unreliability in the sense that expectable failures can be anticipated. We propose a mixed integer programming formulation for the problem of scheduling preventive railway maintenance activities and a Variable Neighborhood Search (VNS) algorithm to solve large instances of the problem.

1 Introduction

Rail transport is one of the safest and most environmentally friendly means of conveyance of passengers and goods. By making regions and markets more accessible, it plays a main role in the development of countries due not only to its impact on the economy but also to its social role. In order to support the increase of traffic due to globalization and personal interchanges, many efforts have to be done to keep rail transport safe, efficient and competitive. This can be achieved through technical elements like supervision, maintenance, and standardization.

6 Conclusions

We address a scheduling preventive railway maintenance activities problem and propose a Mixed Integer Programming (MIP) formulation and a Variable Neighborhood Search (VNS) algorithm to solve this problem.

Computational results show that our VNS is quite efficient for the tested instances, always providing the optimal solutions for the instances where the MIP model was able to find them.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

برنامه ریزی فعالیت های پیشگیرانه در نگهداری راه آهن با محدودیت منابع

Scheduling preventive railway maintenance activities with resource constraints

جمع آوری اطلاعات ریسک فازی گروهی در فرآیند تصمیم گیری در مورد خطرات راه‌آهن

Aggregation of group fuzzy risk information in the railway risk decision making process

چکیده

1- مقدمه

2- استفاده از فاپ در تصمیم گیری خطا

1-2- گام ۱: ایجاد یک طرح تخمینی

2-2- گام2: مقایسه عوامل ریسک

2.3. گام 3: تبدیل جفت مقایسه‌ای به UFNها

204- گام 4: UFNهای تجمیع شده

205- گام 5: ساخت ماتریس مقایسه فازی M

2.6- گام 6: محاسبه وزن فازی

2.7- گام 7: خارج ساختن از حالت فازی و نرمال کردن.

2.8- گام 8: محاسبه سطوح ریسک گروه‌های زیر خطر

3- رابطه ترجیح ضربی ثابت

4- روش ثبات ضربی فازی

1-4- اعداد فازی ذوزنقه‌ای

2-4- رابطه ترجیح ضربی فازی ثابت

5. یک مطالعه موردی: ارزیابی ریسک جابجایی خطوط در ایستگاه واترلو

6- نتیجه‌گیری

چکیده

ارزیابی ریسک راه آهن یک فرآیند سلسله مراتبی است که در آن اطلاعات به دست آمده در سطوح پایین‌تر برای ارزیابی ریسک در سطوح بالاتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرآیند سلسله مراتبی تحلیل فازی (FAHP) به صورت گسترده در فرآیند تصمیم‌گیری برای حل مسایل سلسله مراتبی نادقیق که در آن  داده‌های ریسک ناقص هستند  یا سطح بالایی از عدم قطعیت  در داده‌های ریسک وجود دارد و بالاخص در فرآیند ایمنی و تصمیم‌گیری ریسک راه آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما با استفاده از FAHP در تصمیم‌گیری ریسک، تحلیل‌گران ریسک اغلب با شرایطی روبه رو می‌شوند که در آن تعداد زیادی از ماتریس‌های مقایسه‌ای جفتی بایستی توسط دانش تخصصی و قضاوت‌های مهندسی ایجاد شوند. ممکن است در مورد اینکه تمامی مقایسه‌های مربوط به سیستم راه آهن به روش مناسب انجام شده‌اند شک وجود داشته باشد. این مورد مخصوصاً زمانی درست است که سیستم راه‌آهن پیچیده‌ای باید تحلیل شود یا وقتی که بایستی قضاوت‌های موضوعی به کار رود. این مقاله یک روش FAHP اصلاح¬شده را ارائه می‌دهد که در تحلیل تصمیم‌گیری ریسک، از روش ضربی فازی برای ایجاد ماتریس‌های مقایسه جفتی استفاده می‌کند. استفاده از روش ارائه شده به سطح بالاتری از اطمینان از اینکه همه مقایسه‌های مرتبط متناسب با سیستم هستند، منجر می‌شود. در عین حال حجم کاری در تعیین ثبات قضاوت‌ها را می‌توان به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش داد. یک مثال موردی برای نشان دادن روش ارائه شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از روش ارائه شده، ریسک‌های مربوط به سیستم راه آهن را می‌توان به صورت موثر و کارآمدی ارزیابی نموده و نتایج با اتکا و دقت بیشتری  را به دست آورد. 

1- مقدمه 

در مقایسه با حمل و نقل جاده‌ای، حمل و نقل ریلی، با فاصله زیاد، یکی از ایمن‌ترین روش‌های حمل و نقل زمینی، مخصوصاً برای مسافران و کارکنان آن است. اما در مقایسه با حمل و نقل هوایی، هم در حفظ این موقعیت در واقعیت و هم در پایدارسازی دیدگاه عمومی درباره بهبود ایمنی ریلی، هنوز مسائلی وجود دارد. در حال حاضر، در فرهنگ عمومی جدید، راه آهن بایستی با مسایلی واقعی شامل تغییر سریع، مسافران کوتاه مدت و ارتباط آنی مواجهه شود. ریسک‌های اصلی در صنایع ریلی برای مردم و دارایی‌ها در نتیجه تصادف، خروج از ریل و آتش‌سوزی اتفاق می¬افتد.  مفاهیم طراحی و ساخت ایمنی ریلی در استانداردهای EN50128, EN50126 (1, 2, 3) و EN50129 آمده است که به صورت گسترده برای مدیریت و کنترل ریسک‌ها در طراحی و ساخت سیستم‌های ریلی اعمال می‌شوند. اما علل احتمالی بسیاری در عملکرد و تعمیر وسایط نقلیه و زیرساخت‌های ریلی و همچنین علل خارج از راه آهن مثل تخریب و حوادث جاده‌ای وجود دارد. بالاخص در اصلاح و تعمیر خط ساده، بزرگترین حوادث خروج از ریل و زیرساخت‌های تخریب شده وسایط نقلیه مثل بسترهای ایستگاهی است. حلقه‌های بسیاری از دلایل بالقوه وجود دارد که هر کدام شامل چندین  قاعده و گروه‌های کاری است. به کارگیری جوانب ایمنی در فرآیند مدیریت و تعمیر ریلی می‌تواند منجر به افزایش سطح ایمنی شود. این موضوع نشان دهنده نیاز به آگاهی بیشتر و مدیریت ایمنی بهتر است.

6- نتیجه‌گیری

کاربرد FAHP در تحلیل تصمیم‌گیری ریسک اغلب شامل مقدار زیادی از مقایسه‌های دودویی در فرآیند تصمیم‌گیری است. احتمال دارد اطمینانی از اینکه همه مقایسه‌های مربوط به سیستم ریلی به صورت مناسبی انجام شده است وجود نداشته باشد. بالاخص وقتی که سیستم ریلی پیچیده است و باید قضاوت‌های موضوعی به کار گرفته شود. این پژوهش بیشتر به بدنه دانش مربوط به تحلیل ریسک ایمنی و تصمیم‌گیری در مدیریت ایمنی ریلی می‌پردازد که می‌تواند به صورت زیر خلاصه شود:

1- یک روش FAHP اصلاح شده در تصمیم‌گیری ریسک توسط معرفی روابط ترجیح ضربی فازی به منظور ایجاد ماتریس مقایسه دودویی ارائه شده است.

2- رابطه ترجیح ضربی ثابت و روش‌های ثبات ضربی فازی شامل تعاریف، پیشنهادات و اثبات‌ها توسعه داده شده است که می‌تواند برای محاسبه مقادیر ماتریس‌های مقایسه استفاده شود.

Abstract

Railway risk assessment is a hierarchical process where risk information obtained at lower levels may be used for risk assessment at higher levels. Fuzzy analytical hierarchy process (FAHP) is widely used in risk decision making process to solve imprecise hierarchical problems where the risk data are incomplete or there is a high level of uncertainty involved in the risk data, particularly, in the process of railway safety and risk decision making. However, the application of FAHP in risk decision making the risk analysts often face the circumstances where a large number of pairwise comparison matrices have to be established by expert knowledge and engineering judgements. There may be a lack of confidence that all comparisons associated with a railway system are completely justified in a rigorous way. This is particularly true when a complex railway system needs to be analysed or when subjective judgements should be involved. This paper presents a modified FAHP approach that employs fuzzy multiplicative consistency method for the establishment of pairwise comparison matrices in risk decision making analysis. The use of the proposed method yields a higher level of confidence that all of comparisons associated with the system are justified. In the meanwhile, the workload in determining the consistency of the judgements can be reduced significantly. A case example is used to demonstrate the proposed methodology. The results indicate that by using the proposed method, risks associated with a railway system can be assessed effectively and efficiently, and more reliable and accurate results can be obtained.

1. Introduction

Comparison with road transportation, railways are by far one of the safest means of ground transportation, especially for their passengers and employees. But comparison with airspace, there are some issues involved in both maintaining this position in reality and sustaining the public perception of railway safety excellence. The railway now finds itself in a situation where actual and perceived safeties are real issues, to be dealt with in a new public culture of rapid change, short-term pressures, and instant communications. The principal risks in the railway industry appear to be to people and property as a result of collision, derailment and fire. The concepts of design and construction for railway safety are introduced in the standards of EN 50126(1, 2, 3) (BS EN 50126-1, 1999; BS EN 50126-2, 2007; BS EN 50126-3, 2006), EN 50128 (BS EN 50128, 2009), and EN 50129 (BS EN 50129, 2003), which are widely applied to manage and control risks in the design and construction of railway systems. However, there are many possible causes, in operation and maintenance of vehicles and rail infrastructure, and also from outside the railway such as vandalism and road incidents. Specifically, in the modification and maintenance of plain line, the largest incidences are of derailments and vehicles fouling infrastructure such as station platforms. There are many chains of potential causes, and each involves several disciplines and work-groups. Incorporating safety aspects into the railway management and maintenance process can increase the level of safety (An et al., 2011, 2007; Bojadziev and Bojacziev, 1997; Chiclana et al., 2001). This shows the need for increased awareness and better safety management.

6. Conclusions

The application of FAHP in risk decision making analysis often involves a large number of pairwise comparisons in the decision making process. There may be a lack of confidence that all comparisons associated with a railway system are completely justified in a rigorous way, particularly, when it is a complex railway system and subjective judgements should be involved. This study contributes significantly to the body of knowledge related to safety risk analysis and decision making in railway safety management, which can be summarised as:

(1) A modified FAHP approach in risk decision making has been proposed by introducing the fuzzy multiplicative preference relations to establish pairwise comparison matrix.

(2) Consistent multiplicative preference relation and fuzzy multiplicative consistency methods including definitions, propositions and proofs have been further developed, which can be used to calculate values of comparison matrices.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

جمع آوری اطلاعات ریسک فازی گروهی در فرآیند تصمیم گیری در مورد خطرات راه‌آهن

Aggregation of group fuzzy risk information in the railway risk decision making process

بهینه سازی مدیریت زمان واقعی ترافیک راه آهن و اطلاعات ناقص: مطالعات اولیه

Real-time railway traffic management optimization and imperfect information: preliminary studies

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

کنفرانس بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت سیستم

Industrial Engineering and Systems Management

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بهینه سازی مدیریت زمان واقعی ترافیک راه آهن و اطلاعات ناقص: مطالعات اولیه

Real-time railway traffic management optimization and imperfect information: preliminary studies

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

راه آهن به عنوان یک سيستم فنی و اجتماعی: عوامل انسانی در قلب مهندسی راه آهن موفق

The railway as a socio-technical system: human factors at the heart of successful rail engineering

ادغام (یکپارچه‌سازی) فاکتورهای انسانی
مطالعه و اولین مدل کار کنترلگرها، سیگنال‌ها و هدایت کنندگان آموزش
بحث – در مورد مدل شناخت توزیع شده عملیات راه آهن

4. ادغام (یکپارچه‌سازی) فاکتورهای انسانی
قسمت عمده‌ای از بخش قبلی به تولید دانش فاکتورهای انسانی – در تحقیقات – مربوط می‌شود. در چند سال گذشته نیز گام‌های مهمی برای استفاده از این دانش در فرایندهای طراحی ساختاریافته برداشته شده‌اند. دستورالعمل‌ها و استانداردهایی تولید می‌شوند که به طور فزاینده‌ای برای کاربرد راه آهن به منظور هدایت برنامه‌ریزی و مهندسی شبکه‌های فردا مناسب هستند [98].
چنین استانداردها و دستورالعمل‌هایی در چارچوب برنامه یکپارچه‌سازی فاکتورهای انسانی (HFIP)، که خود معمولا در محدوده استاندارد HFI (HFIS) تعیین خواهد شد، در برخی از صنایع، و به ویژه در ارتش، به طور فزاینده‌ای اعمال می‌شوند. بخشی از کار اولیه پروژه RRUK، ارزیابی تاثیر HFIS/P در راه آهن انگلستان بود. این کار نیازمند انجام مصاحبه‌های محرمانه با افراد کلیدی در مهندسی ریل و فاکتورهای انسانی ریل بود، زیرا جزئیات مکتوب مربوط به چنین برنامه‌ها و استانداردهایی اغلب در اسناد پروژه تجاری، پنهان است (برای اطلاعات منتشر شده، مراجع [99، 100] را ببینید).
منطق HFI این است که برای بررسی مناسب فاکتورهای انسانی، لازم است که این فاکتورها به صورت ادغام شده در کل پروژه مدیریت شوند نه به عنوان چیزی که تصور بعدی در نظر گرفته می‌شود. HFIPها به معنای واقعی کلمه، تعریف رسمی نحوه ادغام فاکتورهای انسانی در چرخه عمر سیستم و توصیف روال‌های تضمین مربوطه هستند. آن‌ها در مدیران پروژه و مهندسان طراحی و ساخت به همان میزان کارشناسان عوامل انسانی در نظر گرفته می‌شوند. ممکن است تنها برای پروژه‌های خاص یا طراحی‌های سیستم توسعه یابند و اعمال شوند، اما معمولا اسناد عمومی‌تر تولید شده توسط سازمان یا گروهی از سازمان‌ها هستند که می‌توان از آن‌ها برای هر پروژه یا سیستم خاص استفاده کرد.
HFIP اغلب افراد مشمول و میزان مسئولیت آن‌ها، سهامداران، نحوه دخالت آن‌ها در فرایند و دیدگاه‌های آن‌ها، و نحوه هماهنگ‌سازی و حفظ تخصص عوامل انسانی را تعریف خواهد کرد. استانداردهای مناسب، دستورالعمل‌ها، روش‌ها، ابزار و تجزیه و تحلیل‌ها تعریف خواهند شد و مفاهیم عملیاتی و الزامات برای عملکرد انسانی شرح داده خواهند شد [101].
مصاحبه‌هایی که نویسندگان با متخصصان HF و مهندسان سیستم‌ها انجام دادند شواهدی را مبنی بر افزایش کاربرد HFIP در راه‌آهن ارائه دادند. متخصصان HF در هیات ایمنی و استانداردهای راه آهن و ریل شبکه ، ورود HF به فرایندهای تجاری از طریق سازمان‌های خود را با آگاهی HF در سطح هیات مدیره مشاهده کرده‌اند. HFIPهای مبتنی بر اسناد دستورالعمل‌ها و استاندارهای شرکت در بسیاری از موارد برای انجام ارزیابی‌های HF، شناسایی مساله، راه‌حل‌های طراحی، و ارزیابی‌های در سطح برنامه و پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها برای اطمینان از این استفاده می‌شوند که با ظاهر شدن برنامه‌های پروژه و ایجاد تغییرات و تصمیمات مهم، HF در دستور کار باقی می‌ماند.
HF می‌تواند مشکل‌ساز باشد و چالش‌های ایجاد شده با استفاده از HFI و HFIPs در راه‌آهن، در همه صنایعی که در آن‌ها رشته‌های مختلف همراه باهم برای حصول اطمینان از تحویل به موقع و مقرون به صرفه راه‌حل طراحی کار می‌کنند منعکس شده‌اند. بدترین سناریو زمانی اتفاق می‌افتد که HFIPها طراحی می‌شوند اما مورد استفاده قرار نمی‌گیرند – بنابراین، الزامات قراردادها و استانداردها براورده می‌شوند اما بدون تاثیر واقعی روی ارگونومی سیستم‌ها. در اینجا چالش، حصول اطمینان از این است که HFIPهای مناسب و با کیفیت بالا طراحی می‌شوند و مورد توافق کارکنان با سطح درستی از صلاحیت HF قرار می‌گیرند و این فرایند شامل تعریف زمانبندی و سطوح مناسب مداخله HF است. ابزارهای مناسب برای سنجش موفقیت HFI نیز مورد بررسی قرار می‌گیرند.
یکی از مشکلات HFIPs و HFISs، تفسیر گفته‌های تعدادی از مهندسان طراحی و کارکنان عملیاتی است که ممکن است اسناد بسیار ارزشمند را ایجاد کند اما خود سند و به ویژه ملاحظه آن در عمل می‌تواند مانند «ریختن بتون در رگه‌های طراحی خلاقانه» باشد. در گفته‌های از هر جای دیگر، مثلا از رئیس گروه ارگونومی در سازمان راه آهن انگلستان، آخرین کاری که تیم عوامل انسانی، مهندسان همکار آن‌ها یا مدیران پروژه می‌خواهند انجام دهند انجام جستجوی 600 صفحه‌ای برای یک یا دو جنبه مهم طراحی است. در نتیجه، اولویت قوی در راه‌آهن برای رویکردی «ساده‌تر» در HFI وجود داشته است، که نشان می‌دهد فرایند سیستماتیک، مزایایی خواهد داشت اما تنها در صورتی که تبدیل به فشار نشود [102].

5. مطالعه و اولین مدل کار کنترلگرها، سیگنال‌ها و هدایت کنندگان آموزش

همانطور که قبلا بیان شد و بدون اغراق، تغییری در رویکرد عوامل انسانی در حوزه‌هایی مانند راه آهن در طی چند سال گذشته وجود داشته است. تغییر در چشم‌انداز، با مهندسی سیستم‌ها، با در نظر گرفتن عوامل انسانی به عنوان چشم‌اندازی جامع و اجتماعی-فنی، سازگار بوده است: اجتماعی-فنی به دلایلی که قبلا ارائه شد و جامع در همه جنبه‌های عملکرد انسان و تعامل با سیستم‌ها – فیزیکی، شناختی و اجتماعی – به شیوه‌ای یکپارچه و در طول چرخه عمر سیستم در نظر گرفته می‌شوند. یکی از نتایج مهم چنین دیدگاهی این است که سیستم‌ها با توجه به توزیع عملیات خود – به صورت موقت، فضایی و عملکردی – مورد بررسیتجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. فعالیت در سیستم به صورت پیوسته یا گسسته در طول دوره‌ای از زمان و می‌توان مصنوعات یا افراد مورد نظر را در طول زمان از طریق این سیستم «دنبال» کرد (در اینجا معادل، دنبال کردن «سفر بیمار» از طریق سیستم بهداشتی است). عمل در چنین سیستمی همچنین در منطقه جغرافیایی وسیعی اتفاق می‌افتد (معادل در اینجا مطالعه کار خدمه آتش‌‌سوزی جنگل در حین انجام وظیفه در مرکز فرماندهی در زمینی در جنگل و از هوا است). فعالیت همچنین به صورت کارکردی توزیع می‌شود (به عنوان مثال، تیم طراحی و توسعه شامل طراحان مفهومی، مهندسان، معمارات، سبک‌شناسان، مهندسین تولید، مهندسین سیستم، و نمایندگان مشتری). مثالی خوب از این روند برای داشتن چشم‌انداز سیستم‌ها هنگام مطالعه و انجام بهبودهای طراحی در سیستم‌های راه‌آهن را می‌توان در حوزه طراحی برای مسافران در ایستگاه‌ها یافت. کارهای اولیه برای بررسی نحوه پشتیبانی مسافران از طریق طراحی معماری یا نمایش اطلاعات، مطالعات کلاسیک طراحی پیش زمینه و پس زمینه علائم، قرار گرفتن در موقعیت‌های کلیدی و غیره را انجام دادند. به تازگی [88]، چنین مطالعاتی، سفرهای مسافران از هنگام ترک خانه یا حداقل رسیدن به ایستگاه را از طریق تمام جنبه‌های دسترسی، یافتن اطلاعات و سوار شدن به قطار، و سپس قرار گرفتن در انتهای دیگر ردیابی کردند. در این رویکرد، چشم‌انداز، دسترسی جهانی یا طراحی برای همه بوده است.

4 HUMAN FACTORS INTEGRATION

Much of the preceeding section concerns generation of human factors knowledge – to do with research. In the past few years also there have been considerable strides made in application of that knowledge within structured design processes. Guidelines and standards are being produced that are increasingly appropriate to rail application in order to guide those planning and engineering the networks of tomorrow [98].

Increasingly, in some industries, and especially in the military, such standards and guidelines are applied within the framework of a Human Factors Integration Plan (HFIP), which itself will usually be specified within a HFI Standard (HFIS). One part of the early RRUK project work was to assess the impact of HFIS/P within the UK railways. This required confidential interviews with key people in rail engineering and rail human factors, because the written detail on such plans and standards is often hidden in commercial project documentation (although see references [99, 100] for some published information).

The rationale for HFI is that for human factors to be adequately addressed, it is essential that it is managed as integrated within the whole project rather than as something bolted on as an afterthought. HFIPs are literally the formal definition of how human factors will be integrated into a system life cycle and a description of the related assurance procedures. They are aimed at project managers, design and construction engineers as much as at human factor experts. They may be developed and applied just to particular projects or system designs, but more usually will be generic documents produced by an organization or group of organizations, which can be operationalized for any particular project or system.

An HFIP will often define who is involved and with what degree of responsibility, who the stakeholders are and how they are to be engaged in the process and their views accounted for, and how human factors expertise will be coordinated and maintained. Appropriate standards, guidance, methods, tools, and analyses will be defined, and operational concepts and requirements for human performance will be described and explained (see reference [101]) The interviews that the authors carried out with HF specialists and systems engineers found evidence for increasing use of HFIP within rail. HF specialists at Network Rail and Rail Safety and Standards Board have observed HF input into business processes through their organizations, with HF awareness at board level. HFIPs based on company standards and guidance documents are in many cases used to bring about HF assessments, problem identification, design solutions, and evaluations at project and programme level. They are being utilized to ensure that HF remains on the agenda as project plans emerge and when changes and critical decisions are made.

HFI can be problematic, and the challenges faced using HFI and HFIPs in rail have been mirrored in all industries where there are different disciplines working together to ensure a design solution is delivered on time and in a cost-effective way. The worst case scenario is when HFIPs are drawn up but not used – thus meeting the requirements of contracts or standards but without actually impacting upon systems ergonomics. The challenge is to ensure that high quality and appropriate HFIPs are drawn up and agreed by staff with the right level of HF competence and that this process includes defining appropriate timing and levels of HF intervention. Suitable means by which to measure HFI success is also a current focus.

One of the difficulties of HFIPs and HFISs is, to paraphrase the words of a number of design engineers and operational staff, that it may be a very worthy document but the document itself, and particularly putting it into practice, can be akin to ‘pouring concrete into the veins of creative design’. In words from elsewhere, from the head of an ergonomics group at a UK rail organization, the last thing that the human factors team, the engineers they work with or the project managers want to do is have a 600-page search for one or two key design aspects. As a consequence, there has been a strong preference in rail for a more‘light touch’ approach to HFI, recognizing that a systematic process will reap benefits, but only if it does not become a burden [102]..

5 STUDY AND FIRST MODEL OF THEWORK OF CONTROLLERS, SIGNALLERS, AND TRAIN DRIVERS

As proposed earlier, and without wishing to overstate the case, there has been something of a shift in the approach of human factors in domains such as rail over the past few years. The change in perspective has been coherent with systems engineering, with human factors taking a holistic, socio-technical view: socio-technical for the reasons given earlier, and holistic in that all aspects of human performance and interaction with systems – physical, cognitive, social – are accounted for in an integrated fashion and across the system life cycle. An important corollary of such a view is that the systems are examined and analysed in the light of their operations being distributed – temporarily, spatially, and functionally.

Activity in a system will take place continuously or discretely over a period of time and the artefacts or people of interest through that system over time can be ‘followed’ (an equivalent here is following the ‘patient journey’ through a health system). Action in such a system also takes place over a wide geographical area (an equivalent here is studying the work of a forest fire fighting crew as they carry out their work in a command centre, on the ground in the forest, and from the air). Activity is also functionally distributed (for instance a design and development team containing concept designers, engineers, architects, stylists, production engineers, systems engineers, marketing specialists, and customer representatives). One good example of this trend to take a systems viewpoint when studying and making design improvements to rail systems can be found in the area of design for passengers at stations. Early work to examine how to support passengers through architectural design or information display carried out classical studies of foreground and background design of signs, placement in key positions, etc. More recently [88], such studies have tracked passenger journeys, from leaving home or at least arrival at the station through all aspects of access, information finding and train boarding, and then subsequently alighting at the other end. Within this approach, the perspective has been of universal access or design for all..

راه آهن به عنوان یک سيستم فنی و اجتماعی: عوامل انسانی در قلب مهندسی راه آهن موفق

The railway as a socio-technical system: human factors at the heart of successful rail engineering

بررسی عوامل انسانی در حمایت از راه آهن موفق

Human factors in support of a successful railway: a review

چکیده

1. مقدمه

2. زمینه‌ فاکتورهای انسانی در راه‌آهن

3. تحقیق فاکتورهای انسانی خط آهن تا به امروز

4. برنامه‌های جاری فاکتورهای انسانی اصلی راه‌آهن

5. تحقیق آینده فاکتورهای انسانی راه‌آهن و انتقال دانش فاکتورهای انسانی

چکیده

یکی از مولفه‌های اساسی زیربنایی در بیشتر اقتصادهای سراسر دنیا شبکه راه‌آهن است. راه‌آهن در کشورهای مختلف مسئول تضمین این است که طی ساعات رفت‌وآمد کاری و برای حرکت افراد و کشتی‌ها در فواصل طولانی به کارآمدترین شیوه ممکن، راه‌بندان کامل در جاده‌‌ها وجود ندارد. این نقش بسیار حائز اهمیت، برخی از تصادفات برجسته و پیشنهاداتی برای فلسفه‌ها و سیستم‌های کنترل شبکه جدید منجر به صعود ناگهانی در تحقیق و کاربردهای فاکتور انسانی در راه‌آهن طی سال‌های اخیر شده است. این مقاله دیدگاهی درباره تحقیق فاکتورهای انسانی راه‌آهن ارائه می‌دهد که پوشش‌دهنده رانندگی، سیگنال‌دهی و کنترل، تعمیر و نگهداری، سیستم‌های گزارش‌دهی برخورد، مسافرین و عموم مردم، برنامه‌ریزی و تغییر سیستم‌های فنی است. این شالوده تحقیقاتی و نیز برنامه‌های فاکتورهای انسانی جاری در راه‌آهن، در زمینه تکنولوژی، سرمایه‌گذاری، رقابت، شروط و محدودیت‌های فرهنگی و ایمنی قرار گرفته‌اند. این مقاله با بررسی جایی که فاکتورهای انسانی راه‌آهن باید به سوی آن بروند و آینده این حرکت، نتیجه‌گیری می‌کند.

1. مقدمه

تحقیق فاکتورهای انسانی راه‌آهن حداقل در مقایسه با هوانوردی (کابین خلبان و کنترل ترافیک هوایی) و رانندگی جاده ای، شاخه تحقیقاتی فراموش‌شده در ارگونومیک  حمل‌ونقل است. تحقیقات خوبی طی سال‌ها مثلا در سوئد، آلمان، هلند، ژاپن و بریتانیا انجام شده است اما گستره آن با سایر بخش‌های حمل‌ونقل- از نظر برنامه‌های تامین بودجه، تعداد محققین یا انتشارات- قابل‌مقایسه نیست. (توجه کنید که ارگونومیک و فاکتورهای انسانی در بسیاری از سازمان‌های راه‌آهن مترادف هستند و برای نویسنده‌های این تحقیق نیز همین گونه است و بنابراین در این مقاله به جای یکدیگر به کار می‌روند.)

5. تحقیق آینده فاکتورهای انسانی راه‌آهن و انتقال دانش فاکتورهای انسانی

همانطور که در این مقاله دیده‌ایم، تنها بخش کمی از فاکتورهای انسانی خط آهن را در تحقیق و کاربردش، مورد توجه قرار داده‌ایم. بعد از دوره بی‌حاصل، رشد سریعی در ابتکارات صنعتی وجود داشته که بسیاری از کسب‌وکارهای موجود در حال درک نقش حیاتی فاکتورهای انسانی در روش اداره کسب‌وکار خود هستند. مردم نقطه مرکزی هستند؛ هم به این خاطر که بخش بزرگی از کسب‌وکار راه‌اهن مرتبط با حرکت دادن مردم از جایی به جای دیگر به روش کارآمد و مقرون‌به‌صرفه است و بنابراین برخی از اهداف هر جامعه‌ای را برآورده‌ می‌کند، و هم به این دلیل که راه‌آهن پایا، ایمن، با کیفیت بالا و کارآمد آینده به نیروی کار همراه با مصنوعات و سیستم‌هایی که استفاده می‌کنند بستگی دارد. این یعنی موقعیت‌های زیادی برای پشتیبانی ارگونومیک در چندین زمینه وجود دارد اما ایجاد دانش جدید، تهیه و انتقال استانداردها، ابزارهای راهنمای و تحلیل/ارزیابی و تعیین فرایندهایی برای ترکیب فاکتورهای انسانی در چرخه زندگی سیستم‌های کلی راه‌آهن در زمینه تحقیقاتی انجام شده است.

Abstract

One of the critical infrastructure components in most economies across the world is the rail network. In different nations rail is responsible for ensuring that there is not complete gridlock on the roads in commuter hours, and for moving both people and freight for long distances in an as efficient manner as possible. This critical role, a number of high profile accidents and proposals for new network control philosophies and systems have led to a great upsurge in human factors rail research and applications in the past few years. This paper provides a retrospective on rail human factors research covering driving, signalling and control, maintenance, incident reporting systems, passengers and the public, planning and technical systems change. This research foundation, and also current major rail human factors programmes, are placed in the context of technology, investment, competition, cultural and safety requirements and constraints. The paper concludes with an examination of where rail human factors should and will be going into the future.

1 Introduction

Rail human factors research has, to an extent, been the forgotten branch of transport ergonomics, at least in comparison to aviation (cockpit and air traffic control) and road driving. Good research has been carried out over the years, for instance, in Sweden, Germany, The Netherlands, Japan and the UK, but not to the extent—in funding programmes, numbers of researchers or publications—of other transport sectors. (Note that ergonomics and human factors are synonymous terms within many rail organisations, are for these authors also, and so will be used interchangeably within this paper.)

5 Future rail human factors research and transfer of human factors knowledge

As we have seen in this paper, we are at something of a cusp in rail human factors—in its research and its application. After something of a barren period there has been a rapid growth in initiatives in the industry, with many of the businesses involved recognising the vital role of human factors in the way they run their business. People are central, both because a large part of the rail business is to move people from place to place in an effective and affordable manner, thus meeting some of the goals of any society, but also because the reliable, safe, high quality and efficient railway of the future will depend upon the workforce together with the artefacts and systems that they use. This means that there are great opportunities for ergonomics in several areas of support, but chiefly in research to generate new knowledge, develop and transfer standards, guidance and analysis/assessment tools, and establish processes to integrate human factors within the total rail systems life cycle.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی عوامل انسانی در حمایت از راه آهن موفق

Human factors in support of a successful railway: a review

مقرون به صرفه بودن نگه داری و نوسازی زیرساخت راه آهن

Cost-Effectiveness of Railway Infrastructure Renewal Maintenance

Abstract

U.S. Class I railways maintain their infrastructure through a mix of ordinary maintenance and periodic renewal of infrastructure components. Different railways use different proportions of ordinary maintenance and periodic renewal with little consensus as to the best combination. Furthermore, the cost-effectiveness of emphasizing one method over the other has not been analyzed using empirical data. The objective of this research is to investigate the cost-effectiveness of renewal-based maintenance strategies using high-level financial data from industry sources. The results indicate that maintenance strategies that place more weight on renewal result in lower unit maintenance costs, at least within a specified observable range. The results imply that if railroads constrain renewal maintenance to reduce overall capital expenditures, increasing maintenance expenses will more than offset temporary reductions in capital spending.

1 Introduction

Since the railway infrastructure investment boom of the mid1980s, all Class I railroads have made significant efficiency gains in infrastructure maintenance that are the result of improvements in a number of areas. Technological advancements in infrastructure components such as cleaner and harder steel have reduced asset life-cycle costs. Improved component management has also reduced costs, for example, new developments in rail grinding and lubrication
IHHA 2001. Infrastructure maintenance delivery systems and maintenance equipment technology have changed considerably. Better measurement tools and cross-functional teamwork has transformed traditional engineering practices.

Railroads maintain their infrastructure using a combination of ordinary and renewal maintenance techniques. Ordinary maintenance generally includes the replacement of small quantities of infrastructure components using relatively small track gangs and small equipment, whereas renewal maintenance techniques involve the replacement of larger quantities of components with larger gangs and bigger, more sophisticated, and more expensive equipment. Ordinary maintenance activities are normally charged to operating expense and renewal maintenance programs to capital expenditures according to Surface Transportation Board
STB accounting requirements
U.S. Senate 1995.

Over the past 20 years, all Class I railroads have increased their use of renewal-based compared to ordinary maintenance, but the degree to which they do so varies substantially
Fig. 1. A Class I railroad is one that met a revenue threshold of $277.7 million in 2004 in the United States
AAR 2005. For the purposes of this analysis we calculated renewal-based maintenance cost using a procedure
described in the section on methodology that separates railroad capital expenditures into capacity- and maintenance-related components.

انتخاب طبقه بندی پنهان بر اساس سیستم مدل برای تخصیص جایگاه و قیمت گذاری بهینه راه آهن

A latent class choice based model system for railway optimal pricing and seat allocation

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

انتخاب طبقه بندی پنهان بر اساس سیستم مدل برای تخصیص جایگاه و قیمت گذاری بهینه راه آهن

A latent class choice based model system for railway optimal pricing and seat allocation

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.