Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique   M‐Focus Co., Ltd.
 




OR-NET Proceedings Paper, Septemb...
Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique                                           M‐Focus Co., Ltd....
Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique                                        M‐Focus Co., Ltd.
 
...
Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique                        M‐Focus Co., Ltd.
 

หลักการเขาสถาน...
Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique   M‐Focus Co., Ltd.
 

Operation Diagram คือแผนภาพแสดงการเค...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Srt simio simulation paper

741 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
741
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
7
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Srt simio simulation paper

  1. 1. Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique M‐Focus Co., Ltd.   OR-NET Proceedings Paper, September 2010, Bangkok, Thailand 1 of 4
  2. 2. Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique M‐Focus Co., Ltd.   การวิเคราะหความจุของรถไฟรางคูระหวางลพบุร-นครสวรรค ดวยเทคนิคการจําลองสถานการณ ี Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique ปรีชา พันธุมสินชัย วิชา พราหมฤทธิ์ อธิชา สาตราวุธและ ยงยุทธ ลิขตพัฒนะกุล1 ิ สุชัย รอยวิรัตน และ ไกรวุฒิ สิมธาราแกว 2 1 บริษัท เอ็มโฟกัส จํากัด อาคาร ไอ ทาวเวอร ชั้น14 เลขที่ 888 ถ.วิภาวดี-รังสิต เขตจตุจักร กรุงเทพฯ 10900 โทรศัพท: 02-513-9892 E-mail: pricha@m-focus.co.th 2 บริษัท ทีม คอนซัลติ้ง เอนจิเนียริง แอนด แมเนจเมนท จํากัด ่ 151 อาคารทีม ถนนนวลจันทร แขวงคลองกุม เขตบึงกุม กรุงเทพฯ 10230 โทรศัพท: 02-509-9000 E-mail: teamgroup@team.co.th มิถุนายน 2553 บทคัดยอ unreliable, making rail services unpopular among ในงบประมาณกระตุนเศรษฐกิจในปที่ผานมา (โครงการ business people although its shipment cost is ไทยเข ม แข็ ง ) ประเทศไทยมี ยุ ท ธศาสตร ใ นการลด cheaper than that of trucks. The study in this ตนทุนโลจิสติกสการขนสงโดยการสรางรถไฟรางคู เพือ ่ paper uses computer simulation technique to ส ง เสริ ม ให เ กิ ด การเปลี่ ย นไปใช ก ารขนส ง สิ น ค า ด ว ย estimate the rail capacity that will be gained after รถ ไฟแทน การขน ส ง ด ว ยรถ บรรทุ ก ซึ่ ง ใน ป จ จุ บั น switching to a double-track system from the เสนทางรถไฟระหวางลพบุรี-นครสวรรคเปน รางเดี่ยวที่ single-track rail link. It can also be used to ต อ งรองรั บ รถ ไฟ 4 ประเภทคื อ รถด ว น รถเร็ ว รถ analyze the impact of various designs of sidings ธรรมดา และรถขนสงสินคา ซึ่งพบวาความจุข องรางไม at various stations. Moreover, management can พอเพี ย งกั บ ความต อ งการและการขยายการใช ง าน use our model to determine the best mixture of อนาคต อี ก ทั้ ง การขนสง สิ น ค าด ว ยรถไฟในปจ จุ บั น มี trains and schedules to meet the market demand ความลา ช า และความไมแ น น อนเป น อย า งมาก ทํ า ให and to improve competitiveness when competing ผูประกอบการไมนิยมใชบริการขนสง ดวยรถไฟถึงแมวา with other means of transport between Lopburi ตนทุนตอเที่ยวจะต่ํากวาการขนสง ดวยรถบรรทุกก็ตาม and Nakhonsawan. เป า ห มา ย ข อ ง ก า ร ศึ ก ษ า ด วย เ ท คนิ ค ก า รจํ า ล อ ง สถานการณ ใ นครั้ ง นี้ ก็ เ พื่ อ หาความจุ ที่ เ ป น ไปได เ มื่ อ Keywords: rail capacity, double-track เปลี่ยนจากรางเดี่ยวเปนรางคู รวมทั้ง สามารถวิเคราะห railway, simulation technique การออกแบบทางหลีก (siding) ที่เหมาะสมตามสถานี ต า งๆ นอกจากนั้ น ผู บ ริ ห ารการรถไฟยั ง สามารถใช 1. บทนํา เทคนิคนี้ใ นการหาสวนผสมของรถไฟประเภทตางๆ ที่ ในปจจุบันการรถไฟแหงประเทศไทยไดจัดทําโครงการ เหมาะสมกับความตองการของตลาด เพื่อใหบริการของ พั ฒ นาโครงสร า งพื้ น ฐานต า ง ๆ เพื่ อ รองรั บ ปริ ม าณ การรถไฟสามารถแขงขันกับการขนสงทางอื่นได ผู โ ดยส า รและป ริ ม าณสิ น ค า ที่ เ พิ่ มขึ้ น รว มทั้ ง กา ร บํ า รุ ง รั ก ษ า ท า ง ร ถ ไ ฟ ซึ่ ง ก า ร จั ด ทํ า แ บ บ จํ า ล อ ง คําสําคัญ: การวิเคราะหความจุราง, รถไฟทางคู,  สถานการณใ นงานวิจัยนี้ เปน หนึ่ง ในโครงการก อสรา ง เทคนิคการจําลองสถานการณ ทางคูเปนชวงๆ ทั่วประเทศเพื่อพัฒนาขีดความสามารถ ในการขนสง สิน คา [1] ในปจจุบัน ทางรถไฟจากลพบุรี Abstract ถึงนครสวรรคเปนทางเดี่ยวทําใหประสิทธิภาพการขนสง In the recently approved budget stimulus ของเสนทางรถไฟต่ําหรือมีความเร็วในการสง สิน คาถึง package, Thailand has strategically budgeted for ปลายทางชา สงผลใหผูประกอบการไมนิยมใชถึงแมวา several double-track rail expansion projects in จะเปนการขนสงที่มีตนทุนตอหนวยต่ําก็ตาม จึง มีความ order to reduce its transportation logistics costs. จําเปน ที่ตองเพิ่มความจุข องทางใหมากขึ้น เพื่อรองรับ Its goal is to encourage a modal shift from truck การขยายตั ว ของความต อ งการใช ท างรถไฟเพื่ อ การ to rail freight transport. At the present time, the ขนสง สิน คา อัน จะเป นการลดต น ทุน ในดา นการขนส ง rail link between Lopburi and Nakornsawan is a ใหแกภาคเอกชนไดในอนาคต single track that supports 4 types of trains, i.e., Express, Rapid, Ordinary, and Freight. Its 2. วัตถุประสงค capacity is not enough to support current เป า ห มา ย ข อ ง ก า ร ศึ ก ษ า ด วย เ ท คนิ ค ก า รจํ า ล อ ง demand and in the future because freight trains สถานการณ (Simulation) ในครั้งนี้เพื่อหาความจุสูง สุด are often delayed and their schedule is highly ของทางเมื่อเปลี่ยนทางรถไฟจากทางเดี่ยวเปน ทางคู OR-NET Proceedings Paper, September 2010, Bangkok, Thailand 2 of 4
  3. 3. Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique M‐Focus Co., Ltd.   และวิเคราะหการออกแบบทางหลีก (Siding) เพื่อใหได ความจุสูงสุดที่กําหนด 3. ขอบเขตของปญหา ศึกษารถไฟ 4 ประเภท ไดแก รถดวน (Express) รถ เร็ ว (Rapid) รถธรรมดา (Ordinary) และรถสิ น ค า (Freight) รถแตละประเภทมีความเร็วเฉลี่ย 140, 100, 60 และ 40 กิโลเมตรตอชั่วโมงตามลําดับ ความสําคัญ ของรถแตละประเภทขึ้นกับความเร็วของรถ ซึ่งโดยปกติ รูปที่ 2 การตัดสินใจเขาทางหลีก รถ ที่ มี ค ว าม เร็ ว สู ง กว า จะ มี ค ว าม สํ า คั ญ (Priority) มากกวา เสนทางที่ศึกษาคือเสนทางลพบุรี-นครสวรรค จากรูปที่ 2 แสดงใหเห็น วาเมื่อรถที่มีความเร็วต่ํากวา จํานวน 19 สถานี โดยลักษณะราง และจํานวนทางหลีก หรือมีลําดับความสําคัญนอยกวามาถึง สถานีกอนรถที่มี ของแตละสถานีแสดงดังรูปที่ 1 ความเร็วมากกวาหรือมีลําดับความสําคัญสูง กวา รถคัน หน า ต อ งเคลื่ อ นเข า ทางหลี ก เพื่ อ ให ร ถคั น หลั ง ซึ่ ง วิ่ ง ตามมาสามารถผานสถานีได และเพื่อความปลอดภัยจึง มีการกําหนดระยะทางและระยะเวลาขั้นต่ําใหรถเขาทาง หลีกระหวางขบวนรถ 2 ขบวนที่วิ่งตามกัน ได ประมาณ 2 กม.ซึ่งระยะเวลาขั้น ต่ําระหวางรถ 2 ขบวนกอนรถคัน หลังเขาสถานีสามารถคํานวณไดดังสมการที่ (1) เวลาขั้นต่ําในการเขาสถานี = 1 นาที (1) โดย เปนความเร็วของรถคันหลัง (กิโลเมตรตอ นาที) รูปที่ 1 ลักษณะราง ทางหลีก และสถานี 5.2 การตัดสินใจปลอยรถออกจากสถานี 4. งานวิจยที่เกี่ยวของ ั A. Landex และคณะ, 2006 [2] ใชวิธีการหาความจุ ท า ง ซึ่ ง เ รี ย ก ว า วิ ธี UIC 406 (UIC-Union Internationale des Chemins de fer) ไปหาคาความจุ ทางที่แทจริงในประเทศเดนมารก ซึ่งวิธี UIC 406 จะใช การวิเคราะหจ ากตารางเวลาเดิ น รถจริ ง โดยมี การแบ ง เครื อ ข า ยของระบบรางออกเป น ส ว นย อ ยทํ า ให ก าร คํานวณทําไดงายและมีประสิทธิภาพ รูปที่ 3 การตัดสินใจปลอยรถออกจากสถานี James S. Noble และ Charles Nemmers, 2007 [3] พัฒ นาและจัด ลํา ดับความสํา คัญของการปรับ ปรุง ทาง จากรูปที่ 3 แสดงใหเห็นการปลอยรถออกจากสถานีเมื่อ รถไฟที่มีอยูใ นปจจุบัน ในสาย Union Pacific ระหวาง รถที่ มีค วามเร็ว สู ง กว าหรื อมี ลํ าดั บ ความสํ า คัญ สู ง กว า เซ็น หลุยสและแคนซัส เพื่อปรับปรุง การเวลาใหบริการ ผานไปแลว รถจะถูกปลอยออกจากสถานีตามหลัง ดวย ผูโดยสารและลดการขนสงสินคาที่ลาชา ระ ย ะ ท าง ป ล อ ด ภั ย ป ร ะ ม าณ 4 ก ม .โ ด ย มี ก า ร กําหนดเวลาขั้นต่ําระหวางรถ 2 ขบวนดังสมการที่ (2) 5. หลักการและทฤษฎี ความจุ ราง (Theoretical Capacity) คือ จํ านวนรถที่ เวลาขั้นต่ําในการออกสถานี = 1 นาที (2) สามารถวิ่ ง ผ า นเส น ทาง หนึ่ ง ใน ช ว งเวลาที่ กํ า หน ด โดย เป น ความเร็ ว ของรถคั น หลั ง (กิ โ ลเมตรต อ ภายใต ข อ จํ า กั ด ด า นระยะขั้ น ต่ํ า ระหว า งขบวนรถ 2 นาที) ขบวนที่วิ่ง ตามกัน ไดอยางปลอดภัย (Headway) ซึ่ ง โดยทั่วไปวิธีการหาคาความจุข องรางที่นิยมใชมี 3 วิธี 6. การสรางแบบจําลอง ไดแก 1) วิธีการวิเคราะห (Analytical) 2) วิธีหาสภาวะ ในการศึกษาครั้ง นี้ไดใ ชโ ปรแกรม Simio (Simulation ที่ ดี ที่ สุ ด (Optimization) และ 3) วิ ธี ก ารจํ า ลอง system based on intelligent object) ในการสราง สถานการณ (Simulation) [4] ซึ่งในงานวิจัยนี้ไดเลือก แบบจําลองสถานการณ 3 มิติ โดยมีการสรางโครงสราง เอาวิ ธี ก ารจํ า ลองสถานการณ ม าใช ห าค า ความจุ ท าง ทางตามลักษณะทางที่ไดทําการออกแบบไว ดัง รูปที่ 4 โดยแบบจํ า ลองได แ บ ง การตั ด สิ น ใจหลั ก ออกเป น 2 และ 5 พรอมทั้ง มีการใสกระบวนการตัดสิน ใจใหรถทํา ส ว นคื อ การตั ด สิ น ใจเข า ทางหลี ก และการตั ด สิ น ใจ การหลี ก และปล อ ยที่ ส ถานี ต า งๆภายในแบบจํ า ลอง ปลอยรถออกจากทางหลีก เพื่อใหแบบจําลองสามารถตัดสิน ใจใหรถเขา หรือออก จากสถานีไ ดอย างถูก ตองตามที่ ไดมีก ารกํ าหนดไวใ น 5.1 การตัดสินใจเขาทางหลีก OR-NET Proceedings Paper, September 2010, Bangkok, Thailand 3 of 4
  4. 4. Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique M‐Focus Co., Ltd.   หลักการเขาสถานี และหลักการปลอยรถ ซึ่งแสดงดังรูป รถเมื่อรวมเวลาหยุดรถในแตละสถานี) 2) ความจุทาง ที่ 6 3) Operation Diagram 4) จํานวนรถมากสุดที่อยูใน  ระบบ 8. ผลลัพธจากแบบจําลอง เมื่อ ทําการจํ าลองตามตั วแบบที่ส รา งขึ้น ดวยขอจํ ากั ด ตามการออกแบบพบวา เมื่ อเปลี่ยนทางรถไฟจากทาง เดี่ ย วเป น ทางคู ท างรถไฟจะมี ค วามจุ เพิ่ ม ขึ้ น เป น 5.9 ขบวนต อชั่ ว โมง ซึ่ ง สามารถสรุ ป ผลลั พ ธ ไ ดแ สดงดั ง ตารางที่ 1 ประเภท ความเร็ Effecti จํานวน ความจุ รถ วเฉลี่ย ve รถมาก ทาง (km/hr) Speed สุดใน (ขบวน/ (km/hr ระบบ ชั่วโมง) รูปที่ 4 การสรางแบบจําลองสถานการณดวยโปรแกรม ) (ขบวน) Simioในรูปแบบ 2 มิติ รถดวน 140 136 2 รถเร็ว 100 96 2 รถ 60 41 4 5.9 ธรรมดา รถสินคา 40 27 6 รวม 14 ตารางที่ 1 ผลลัพธที่ไดจากการจําลอง เมื่อนําค าเวลาที่รถแต ละขบวนเขาและออกจากสถานี รูปที่ 5 แบบจําลองสถานการณดวยโปรแกรม Simio ใน  ตางๆมาสรางกราฟจะได Operation Diagram แสดงดัง รูปแบบ 3 มิติ รูปที่ 7 รูปที่ 6 Logic for Controlling Train Movements using Simio 7. การออกแบบการทดลอง โดยแบบจําลองไดกําหนดใหปลอยรถดวนออกจาก สถานีตนทางกอน จากนั้นปลอยรถเร็วหลังจากรถดวน ออกจากสถานีไปแลว 2.7 นาที แลวจึงปลอยรถขนสง สินคาหลังจากรถเร็วออกจากสถานีไปแลว 6.1 นาที และทายสุดปลอยรถธรรมดาหลังจากรถสงสินคาออก Express Rapid จากสถานีไปแลว 25 นาที โดยกําหนดชวงระยะเวลา หางที่ใชในการปลอยรถประเภทเดียวกันออกจากสถานี Local Freight ตนทางเทากับ 41 นาที ทําการรันโมเดลดวยความยาว รูปที่ 7 Operation Diagram ในการรัน (Run length) เทากับ 48 ชั่วโมงเพือใหระบบ ่ เขาสูสภาวะคงตัว (Steady state) โดยในการจําลองมี  ดัชนีชี้วดทีนาสนใจดังนี้ 1) Effective Speed (ความเร็ว ั ่ OR-NET Proceedings Paper, September 2010, Bangkok, Thailand 4 of 4
  5. 5. Double-Track Rail Capacity Analysis Using Simulation Technique M‐Focus Co., Ltd.   Operation Diagram คือแผนภาพแสดงการเคลื่อนที่ ของรถไฟ การจอด และการเขาหลีกที่สถานีตางๆ ซึ่งใน แ ผ น ภาพ ส ามาร ถ แ ส ด ง ใ ห ท ราบ ถึ ง ปริ ม าณรถ ใ น ชวงเวลาตางๆ ไดอีกดวย Operation Diagram แสดง ใหเห็นถึงลักษณะการวิ่งของรถทั้ง 4 ประเภทจากสถานี ปากน้ําโพไปสถานี ลพบุรีวา รถประเภทใดมาถึง และ ออกจากสถานีเมื่อไหร มีการหยุดรอที่สถานีใดบาง และ รถประเภทใดมีการหยุดรอนานที่สุด 9. บทวิจารณและสรุป การออกแบบสถานีและทางหลีกตามแบบที่เสนอขางตน รวมถึ ง การปรั บ เปลี่ ย นทางจากทางเดี่ ย วเป น ทางคู รว มกั บ การจั ด ลํา ดั บ การปล อ ยรถ และกํ า หนดค า ช ว ง หางการปล อยรถประเภทเดียวกั น สามารถเพิ่มความจุ ทางไดเพียงพอตอการรองรับความตองการในอนาคต อยา งไรก็ต ามเมื่อ พิจารณาจาก Operation Diagram พบวารถสงสินคามีการหยุดที่สถานีตางๆ เปนระยะเวลา  นาน สงผลใหรถสงสินคามี Effective Speed ต่ํา จึง ทํา ใหการสงสินคาจากตนทางไปปลายทางใชเวลานาน ซึ่ง ถาตองมีการแขงขันกับการขนสง ประเภทอื่น ๆ เชน ทาง บก หรื อ ทาง น้ํ า จํ า เป น ต อ ง มี ก ารปรั บ ปรุ ง ใ ห มี ค า Effective Speed ข อ ง ร ถ ส ง สิ น ค า เ พิ่ ม ขึ้ น ห รื อ ปรับเปลี่ยนนโยบายการเดินรถที่เหมาะสม กิตติกรรมประกาศ ขอขอบคุ ณบริษัท ทีม คอนซัลติ้ ง เอนจิเนียริ่ ง แอนด แมเนจเมนท จํากัดในการอนุเคราะหขอมูลในการศึกษา ในครั้งนี้ เอกสารอางอิง [1]http://www.logisticsclinic.com/web/content/vi ew/669/105/1/3, May 2010 [2] A. Landex et.al, “Evaluation of railway capacity”, Proceedings of the Annual Transport Conference at Aalborg University, Denmark, 2006. [3] James S. Noble and Charles Nemmers, “Missouri Freight and Passenger Rail Capacity Analysis”, Technical Report Documentation, July 2007. [4] M. Abril et.al, “An Assessment of Railway Capacity”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Volume 44, Issue 5, September 2008, Pages 774-806. OR-NET Proceedings Paper, September 2010, Bangkok, Thailand 5 of 4

×