بهينه‌سازي استراتژي‌هاي نگهداري و تعمير پل‌هاي بتني راه‌ آهن شمال و شمال شرق 2 (محور زيرآب - گرگان) با استفاده از الگوريتم‌ بهينه‌سازي انبوه ذرات چندهدفه

Optimization of Maintenance and Repair Strategies for Concrete Bridges of North and Northeastern Railways 2 (Zirab-Gorgan Axis) by Multi Objective Particle Swarm Optimization

امروزه حمل ‌و نقل يكي از اركان صلي رونق اقتصادي در جهان محسوب مي‌شود و يكي از مهم‌ترين ابزار حمل‌ و ‌نقل در ايران و جهان، راه‌ آهن است كه دليل اصلي آن هزينه مناسب در مقابل قابليت جا به‌ جايي و انتقال حجم زيادي از مسافر و كالا مي‌باشد. افزايش جمعيت و توسعه مراودات اقتصادي باعث شده تا ميزان بهره‌برداري از زيرساخت‌هاي حمل‌ و ‌نقل و به ‌خصوص راه‌ آهن افزايش يابد. كشور ما نيز از اين قاعده مستثني نيست و با توجه به اينكه سامانه‌ي ريلي كشور از قديمي‌ترين شريان‌هاي حمل‌ و‌ نقل مي‌باشد، در معرض بحران استهلاك و تخريب قرار دارد. پل‌ها به‌ عنوان مهم‌ترين زيرساخت راه و راه‌ آهن، بيشترين آسيب‌پذيري را در پديده‌ي افزايش بهره‌برداري دارند كه در سال‌هاي اخير نشانه‌هايي از اين آسيب‌پذيري در نقاطي از سامانه‌ي ريلي كشور ديده ‌شده و مسئولين امر را به فكر انداخته است. نكته‌ي حائز اهميت اين است كه اگر تمهيدات تعمير و نگهداري منظم و مقاوم‌سازي جهت افزايش ظرفيت اين پل‌ها ديده نشود بهينه‌سازي انبوه ذرات چندهدفه استفاده شده است. همچنين با توجه به چهار سناريو جهت انتخاب تعداد پل‌هاي تحت تعمير و 16 حالت مسئله جهت حل توسط الگوريتم تعريف ‌، عواقب جبران‌ناپذيري در پي خواهد داشت. تحقيق حاضر پيرو تمامي موارد مذكور و با هدف كمك به سيستم مديريت پل ايران، با مطالعه‌ي موردي روي پل‌هاي بتني قطعه‌ي زيرآب – گرگان محور گرمسار – گرگان راه‌آهن شمال و شمالشرق 2 جمهوري اسلامي ايران به بهينه‌سازي اقدامات اصلاحي آن‌ها پرداخته است. براي بهينه‌سازي اقدامات اصلاحي از الگوريتم فراابتكاري شده، حالت‌هاي مناسب و بهينه در سناريوها و بودجه‌هاي مختلف، با هدف به‌ كارگيري در استراتژي‌هاي تعمير و نگهداري و كسب بيشترين اثربخشي معرفي شدند.

Todays, transportation is one of the main elements of economic prosperity in the world and railway is one of the most important methods of transportation in Iran and in the world, which the main reason of its utilization is the appropriate cost against the capability of a great mass of goods and a large number of passenger’s transportation. Population growth and development of economic relations have led to increase utilization of transportation infrastructures, especially railways. Our country is not an exception and knowing that the railway system is one of the oldest transportation arteries, it is in danger of amortization and destruction. Bridges, as the most important road and railway infrastructure, have the most vulnerable in utilization increase phenomena that some signs of vulnerability are seen in parts of the railway system in recent years, and set the authorities thinking. The important point is that if regular maintenance and retrofitting programs in order to increase the capacity of these bridges are not arranged, it will lead to irreparable consequences. In order to help Iran bridge management system with considering all above issues, the present study prioritizes the need for maintenance and also optimization of corrective actions of the bridges of Zirab – Gorgan part in Garmsar – Gorgan line of north and north-east 2 Islamic Republic of Iran railway by the study on them. To do that, the multi – objective particle swarm optimization Metaheuristic algorithm is used for the optimization of corrective actions. Also considering the four scenarios to select the number of bridges under repair and 16 conditions of problem to be solved by the defined algorithm, the proper and optimized conditions is introduced in different scenarios and budgets to use in maintenance strategies and the most effectiveness achievement.