عباس قربانعلی بیک
مجری طرح برقی کردن راه‌آهن سال ۸۸-۸۵

اولین لکوموتیو الکتریکی در نمایشگاه برلین آلمان از سوی فون زیمنس در سال 1879 یعنی نیم قرن پس از اختراع راه‌آهن در 1825، ارائه شد.

نخستین راه‌آهن برقی زیرزمینی در سال 1890 در لندن گشایش یافت. اولین کاربرد تجاری راه‌آهن محلی برقی در سال 1891 در آمریکا صورت گرفت. اولین کاربرد تجاری لکوموتیو دیزلی در سال 1918 توسط GE صورت گرفت.در سال 2000 طول خطوط برقی جهان به حدود 240 هزار کیلومتر رسید. براساس آمار سال 2005 اتحادیه بین‌المللی راه‌آهن‌ها (UIC) بیشترین طول شبکه برقی در دنیا به ترتیب متعلق به روسیه با 42هزار کیلومتر (49 درصد شبکه و 83 درصد ترافیک)، چین با 22 هزار کیلومتر (27 درصد شبکه و (50 درصد ترافیک) و کشور آلمان با 19 هزار کیلومتر، (57 درصد شبکه و 81 درصد ترافیک) است. 36 درصد از خطوط برقی دنیا و 90 درصد خطوط سریع‌السیر دنیا از نوع kv 25 و 50 هرتز می‌باشد.

اهم مزایا و محدودیت‌ها

* افزایش ظرفیت شبکه

* افزایش ظرفیت ایستگاه‌های اصلی

* افزایش سرعت متوسط قطارها

* امکان افزایش تعداد مسافر بر واگن

* افزایش تعداد واگن در قطار مسافری

* افزایش سیر سالانه لکوموتیو و واگن

* کاهش هزینه‌های پرسنلی و مسافری و باری

* کاهش تاخیر مسافری (UIC451)

* افزایش تقاضا و سهم بخش ریلی

* کاهش آلودگی‌های صوتی و زیست‌محیطی به‌ویژه در مناطق مسکونی شهرها

* کاهش احتمال خروج از خط واگن‌های باری (UIC703)

* کاهش هزینه نگهداری لکوموتیو

* کاهش احتمال خرابی لکوموتیو

* افزایش سیر سالانه لکوموتیو

* طول عمر بالاتر لکوموتیو برقی

* نیاز به تعداد لکوموتیو کمتر

* توان بالاتر در بخش مسافری

* ترمز قوی‌تر و امکان بازیافت انرژی

* افزایش موقت توان

* عدم افت توان لکوموتیو در ارتفاعات و گرما

* عدم افت توان بین تعمیرات

* کاهش وابستگی به موتورهای دیزلی سنگین

* امکان افزایش طول تونل در طراحی مسیر

اهم محدودیت‌ها و نقاط ضعف برقی کردن

* سرمایه‌گذاری اولیه در زیرساخت

* محدودیت ابعاد و به‌ویژه ارتفاع

* محدودیت لکوموتیو به مسیر برقی

* چسبندگی کمتر لکوموتیو در سرعت بالاتر

* گشتاور کمتر تراکشن در توان بالاتر

* مقاومت بالاتر قطار در سرعت بالاتر

* هزینه اصلاح سیستم‌های علائم و ارتباط

* هزینه تعمیرات و نگهداری شبکه

* وابستگی به شبکه برق سراسری

* سابقه کم در حمل قطارهای سنگین باری

* محدودیت‌های امداد در سوانح

آثار زیست محیطی و اجتماعی

- با مقایسه هزینه اجتماعی حمل و نقل به ازای هر هزار نفر کیلومتر در اروپا توسط (INFRAS/ IWW) با شرایط ایران (GNP=3.6 و PPP) برای هر مسافر خودرو عدد 24 هزار تومان و برای هر مسافر ریلی کمتر از 6 هزار تومان حاصل می‌شود.

- این هزینه در اروپا 8/ 7 درصد درآمد سرانه معادل 530 میلیارد یورو در سال 2000 و بدون آثار اشباع ترافیکی محاسبه شده است.

- البته این نسبت بدون در نظر گرفتن نسبت 6 برابر حوادث جاده‌ای ایران به متوسط اروپا و یارانه پرداختی بابت سوخت است.

- کمیسیون حمل و نقل ترکیبی انگلیس (CFIT) با مقایسه بین چهار کشور اروپایی متوسط ارزش جان را در پروژه‌های ریلی بیش از یک میلیون یورو برآورد کرده است.

- این کمیسیون، ارزش وقت را 10 یورو منظور کرده است.

- (FHWA+FRA) مبنای محاسبه ارزش جان در پروژه‌های ریلی را در 2004 معادل 3 میلیون دلار محاسبه کرده است.

- کاهش اتلاف وقت حدود 20 میلیارد تومان برای کاهش دو ساعت وقت هر 10 میلیون نفر مسافر (با فرض هر ساعت هزار تومان)

- کاهش آلودگی هوا به ازای هر نفر سفر 10 کیلو CO2

- کاهش عوارض آلودگی صوتی

- کاهش عوارض آلودگی خاک

زمان و شرایط مناسب برقی و سریع

- برقی کردن نیز مانند هر اقدام دیگر زمان و شرایط مناسب دارد.

- این زمان و شرایط قابل محاسبه و پیش‌بینی است.

- تقدم یا تاخر در این امر هزینه نسبی را افزوده و عملیات را غیراقتصادی می‌کند.

- احداث راه‌آهن سریع‌السیر نیز تابع همین قاعده است و جایگزین هواپیما و خودرو شدن یکی از شرایط آن است.

- دو خطه و علائمی کردن و ارتقای سرعت مقدم بر برقی کردن هستند.

- براساس تجربه دنیا، برقی کردن با ارتقای سرعت مقدم بر راه‌آهن سریع‌السیر است.

- سهم حمل و نقل سریع در سفرهای تا 5/ 2 ساعت در اروپا 75 درصد و در 4 ساعت 50 درصد است.

- بانک جهانی در مطالعات خود در سال 1984 نقطه سر به سر برقی کردن را بین 5 تا 22 میلیون تومان تن ناخالص براساس متغیرهای متفاوت در کشورهای مختلف اعلام کرده است.

- عوامل عمده و با حساسیت در ترافیک بحرانی عبارتند از: هزینه اصلاحات خط، قیمت لکوموتیو، تعرفه سوخت و برق.

رابطه برقی کردن با قطار سریع

* تا سال 1964 ماکزیمم سرعت عملیاتی قطار سریع‌السیر 160 کیلومتر بر ساعت در اروپا بوده و در ژاپن به‌دلیل وجود خطوط متریک حداکثر سرعت آن 80 کیلومتر بر ساعت محدود بود و به همین دلیل در سال 1964 اولین خط سریع‌السیر نرمال دنیا با سرعت 210 کیلومتر بر ساعت در ژاپن راه‌اندازی شد.

* حداکثر سرعت محقق‌شده در خطوط ریلی غیرسریع‌السیر پس از اصلاحات به حدود 250 کیلومتر در ساعت رسیده است. (بالاتر از این سرعت سریع‌السیر محسوب می‌شود، 799 UIC، یعنی 250 تا 350 کیلومتر بر ساعت)

* خطوط برقی معمولی، برای قطارهای سریع با سرعت حدود 200 تا 250 کیلومتر در ساعت مورد استفاده قرار می‌گیرند (بیش از سه برابر مسیر سریع‌السیر).

- پوشش ایستگاه‌ها در خطوط معمولی فرانسه با قطارهای سریع بیش از 10 برابر خطوط سریع است (200 ایستگاه).

- طول خطوط سریع فرانسه 1840 کیلومتر در سال 2007 و خطوط تحت‌پوشش قطارهای سریع با سرعت 200 معادل 7 هزار کیلومتر است.

خطوط سریع‌السیر دنیا

- طبق تعریف (UIC) به خطوط بالای 250 کیلومتر بر ساعت گفته می‌شود.

- طول خطوط سریع‌السیر ژاپن حدود 2300 کیلومتر است. (11 درصد از کل).

- طول کل خطوط سریع‌السیر دنیا تا سال 2006 حدود 8 هزار کیلومتر بوده است (کمتر از یک درصد از کل).

- تعداد تلفات قطارهای سریع‌السیر در ژاپن طی 40 سال با جابه‌جایی 7 میلیارد نفر، صفر بوده است.

- خطوط سریع‌السیر ژاپن در دنیا از سال 1964 تا 1981 انحصاری و رکورددار بود.

- جابه‌جایی 300 میلیون مسافر با سیر متوسط 250 کیلومتر در سال 2003 در ژاپن با تاخیر 6 ثانیه.

- شکستن رکورد سرعت به‌وسیله قطار دوطبقه فرانسه در 3 آوریل 2007 کیلومتر بر ساعت 575.

- حداکثر سرعت قطارهای سریع‌السیر جدید: 350، متوسط: 280 (نوع تیلتینگ در خطوط معمولی 191).

- اجرایی کردن پروژه قطارهای سریع‌السیر در چند مرحله انجام می‌شود، مانند مسیر پاریس-لیون-بندر مارسی

- مسیر مذکور طی مدت 20 سال (سال 1981 تا 2001) و در 5 فاز انجام پذیرفت. (همچنین تونل مانش)

- ظرفیت نشسته یک قطار سریع دو طبقه با 400 متر طول در ژاپن به 1600 نفر می‌رسد.

- در خطوط سریع‌السیر می‌توان تا 220 زوج قطار با ظرفیت حدود 500 هزار نفر در روز اعزام کرد.

- ظرفیت خط سریع‌السیر جدید کره در سال 2003 حدود 80 میلیون نفر یافت که در سال 2010 به 120 می‌رسد.

- هزینه احداث خطوط سریع‌السیر اروپا به‌طور متوسط 13 میلیون یورو بر کیلومتر است.

- تکنولوژی به‌کاررفته در قطارهای سریع‌السیر کمتر از سایر تکنولوژی‌های روز دنیا ازجمله هواپیما است.