Διερεύνηση της επίδρασης της σύνθεσης της κυκλοφορίας στην οικονομική αποδοτικότητα ενός σιδηροδρομικού συστήματος: βασικές αρχές και μαθηματική προσομοίωση για την επιλογή σεναρίων εκμετάλλευσης ενός σιδηροδρομικού διαδρόμου
Creators: name: Χριστογιάννης, Ευάγγελος Δ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Σιδηροδρομική
Εκμετάλλευση
Σιδηροδρομικοί Διάδρομοι
Σύνθεση κυκλοφορίας
Rail engineering
Operation
Rail corridors
Traffic composition

description: Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής διερευνήθηκε η επίδραση που έχει η σύνθεση της κυκλοφορίας στο σχεδιασμό, στην κατασκευή, στη λειτουργία, στη συντήρηση και γενικότερα στην οικονομική αποδοτικότητα ενός σιδηροδρομικού συστήματος. Προς τούτο χρησιμοποιήθηκαν τρία «ερευνητικά εργαλεία»: α) Προσέγγιση με τη βοήθεια στατιστικών δεδομένων, β) Ποιοτική προσέγγιση και ποσοτική προσέγγιση με τη βοήθεια αναλυτικών σχέσεων, γ) Μαθηματική προσομοίωση. Με το πρώτο ερευνητικό εργαλείο και με βάση συγκεκριμένη μεθοδολογία που αναπτύχθηκε, συσχετίσθηκε η σύνθεση της κυκλοφορίας ενός δείγματος σιδηροδρομικών δικτύων με την οικονομική αποδοτικότητά τους ενώ παράλληλα εξετάσθηκαν οι τάσεις που επικρατούν διεθνώς για τη δημιουργία διαδρόμων αμιγούς κυκλοφορίας συρμών. Με το δεύτερο ερευνητικό εργαλείο εξετάσθηκε με τη βοήθεια αναλυτικών μαθηματικών σχέσεων και μετά από κατάλληλη επεξεργασία τους, η επίδραση βασικών χαρακτηριστικών των επιβατικών και εμπορικών συρμών (βάρος κατ’ άξονα, ταχύτητα, βάρος συρμού, μήκος συρμού, δυναμική άνεση επιβατών κ.λ.π.) στα επιμέρους στοιχεία ενός σιδηροδρομικού συστήματος. Το τρίτο ερευνητικό εργαλείο αποτελεί ένα μαθηματικό μοντέλο το οποίο επιτρέπει, για διαφορετικά σενάρια εκμετάλλευσης όσον αφορά τη σύνθεση της κυκλοφορίας: α) τον υπολογισμό του κόστους της απαιτούμενης επένδυσης για την υλοποίηση της σιδηροδρομικής σύνδεσης ως επίσης και των κοστών συντήρησης και λειτουργίας, β) τον υπολογισμό των εσόδων που προκύπτουν για την επιχείρηση από τη μεταφορά επιβατών ή/και εμπορευμάτων,γ) τον υπολογισμό της οικονομικής αποδοτικότητας του κάθε σεναρίου εκμετάλλευσης με βάση τη μέθοδο της καθαρής παρούσας αξίας και του ρυθμού εσωτερικής απόδοσης της επένδυσης, δ) τη σύγκριση των σεναρίων εκμετάλλευσης μεταξύ τους όσον αφορά την οικονομική τους αποδοτικότητα γενικά αλλά και ειδικότερα όσον αφορά επί μέρους στοιχεία κόστους και άλλες παραμέτρους του σιδηροδρομικού συστήματος, ε) τη μελέτη της επιρροής των διαφόρων παραμέτρων του σιδηροδρομικού συστήματος στην οικονομική αποδοτικότητά του, στ) την επιλογή, με βάση τη ζήτηση του επιβατικού ή/και εμπορευματικού έργου που θα διακινηθεί σιδηροδρομικά σε μια σύνδεση, του σεναρίου εκμετάλλευσης που παρουσιάζει τη μεγαλύτερη οικονομική αποδοτικότητα. Τα σενάρια που εξετάσθηκαν ήταν τα εξής : Σ1: Διπλή γραμμή – μικτής κυκλοφορίας συρμών, Σ2 : Διπλή γραμμή – αμιγώς επιβατικής κυκλοφορίας συρμών, Σ3: Διπλή γραμμή – αμιγώς εμπορευματικής κυκλοφορίας συρμών, Σ5: Μονή γραμμή – αμιγώς εμπορευματική διπλής, κατεύθυνσης κυκλοφορίας, Σ6: Μονή γραμμή – μικτής κυκλοφορίας συρμών διπλής, κατεύθυνσης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το βασικό κριτήριο για την επιλογή του πλαισίου εκμετάλλευσης ενός σιδηροδρομικού διαδρόμου είναι τα χαρακτηριστικά της ζήτησης μεταφορικού έργου και κυρίως το είδος των μεταφερόμενων αγαθών σε συνδυασμό με τον όγκο που μεταφέρεται και δευτερευόντως το τοπογραφικό ανάγλυφο. Η παρουσία επιβατικών και εμπορικών συρμών στην ίδια γραμμή, έχει σημαντικές επιπτώσεις στο σχεδιασμό, στην κατασκευή στη λειτουργία και στη συντήρηση ενός σιδηροδρομικού συστήματος.
description: In this thesis the influence of traffic composition on the design, construction, operation, maintenance and finally on economic profitability of a railway system are investigated. For this reason three “research tools” have been used : a) Statistical data approach, b) Qualitative approach / Quantitative approach (analytical formulas), c) Mathematical simulation. Based on the first research tool a rail network sample from all over the world is selected and the influence of traffic composition to their economic profitability is investigated. For this purpose a great effort of collection and processing of financial and network performance data, from several rail networks and railway organizations, all over the world, has been taken place. Additional the trends all over the world for construction of new dedicated corridors have been investigated. Based on the second research tool, using analytical formulas, the influence of the basic features of passenger and freight wagons (axle load, speed, train weight, train length, dynamic passenger comfort e.t.c.) on the constituents of a railway system has been investigated. The third research tool is a mathematical model which allows for different operational scenarios, concerning the traffic composition : a) the calculation of the cost of required investments for the implementation of a railway connection and the calculation of maintenance cost and operation cost, b) the calculation of incomes for the railway company, come from passenger and freight transportation, depending on the investigated operational scenario, c) the calculation of the economic profitability of each operational scenario based on Net Present Value and Internal Rate of Return methods, d) the comparison among the operational scenarios investigated, concerning their economic profitability, their cost and income components and basic parameters of the railway system (i.e. construction cost, maintenance cost e.t.c.), e) the investigation of the influence of design, construction, maintenance, operational and economic parameters of the railway system to its economic performance, f) the selection, based on the demand for passenger and freight transportation by rail, for a specific railway corridor, of the more economic profitable operational scenario. The operational scenarios which have been investigated are the following : Scenario 1 : Double track – mixed traffic, Scenario 2 : Double track – passenger dedicated, Scenario 3 : Double track: freight dedicated, Scenario 5 : Single track – freight dedicated, Scenario 6 : Single track – mixed traffic. The results of this research have been shown that the basic criterion for the selection of the operational framework of a railway corridor are the features of demand for transportation and mainly the kind and the volume of transported goods and secondarily of the topography. The presence of passenger and freight trains in the same track has causes serious problems in the design, the construction, the operation and the maintenance of a railway system.