چکیده

این مقاله به عملکرد و کارایی در راه آهن ایران با استفاده از مدل دینامیکی میپردازد تا در جهت بهبود عملکرد راهآهن کشورمان و بـالطبع آن اقتصاد کشور موثر واقع گردد. تحلیل دینامیکی سیستم فرآیندی است که طی آن پس از مدلسازی یک پدیده با دید سیستماتیک و سپس بررسـی اعتبار مدل، به اعمال سیاستهای مختلف بر آن پرداخته و با بررسی تاثیر هر یک از این سیاستها بر مدل، شناخت و آشنایی ما از رفتارهای سیستم واقعی بیشتر میشود.

در این مقاله فرض شده است که وضعیت و حالت راهآهن با واژه »عملکرد« مشخص میشود. به عبارتی دیگر »عملکرد« متغیری است که وضعیت راهآهن را نشان میدهد. این متغیر بطور مستقیم متاثر از ۴ متغیر ورودی و ۵ متغیر خروجی است. همچنین به منظور دستیابی به ارزیابی منطبق با واقعیت، سایر متغیرها که بر عملکرد راهآهن تاثیر دارند از جمله میزان رضایتمندی مشتریان، سوبسیدها، وضعیت صندوق ذخیره ارزی و همچنین سطح ایمنی در راهآهن در نظر گرفته شده است. به منظور ارزیابی مدل دینامیکی پیشنهادی، دادههای راهآهن ایران مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با توجه به روند فعلی استفاده از منابع، کارایی راهآهن ایران در سالهای آتی افزایش و سپس کاهش خواهد یافت و در نهایت برای مدت زمانی طولانی عملکرد راهآهن ایران تقریبا ثابت و بسیار پائین خواهد بود.

کلمات کلیدی: ارزیابی عملکرد، مدل دینامیکی، راهآهن، راهآهن ایران.

مقدمه
سرعت پیشرفت تکنولوژی در جهان امروز به گونهای است که لحظهای غفلت باعث ایجاد فاصلهای غیر قابل جبران با شرایط روز میشود و در ایـن میان حمل و نقل و ارتباطات به منزله شریانهای حیاتی محسوب میشوند که ضعف در آنها باعث اختلال در زندگی روزمره و رکـود و مـانع توسـعه فعالیتهای مهم و اساسی اعم از فعالیتهای اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و … میشود.

بین کارایی حمل و نقل و کارایی عمومی اقتصاد و رشد اقتصادی ارتباط مستقیمی وجود داردو طبیعتاً نارسایی سیستم حمل و نقلی مانع رشد مناسب اقتصادی خواهد شد و از کارایی فعالیتهای اقتصادی میکاهد. وجود چنین رابطه استواری توجه و دقت فراوان را در برنامـه ریـزی سیسـتم حمل و نقل و اجرای آن ضروری میسازد.

در ایران، راهآهن مناسب ترین وسیله حمل و نقل بار با حجم زیاد و مسیرهای طولانی میباشد. با توجه به حجم حمل و نقـل کنـونی کشـور و افزایش میزان آن در آینده، ضروری است که افزایش کارایی راهآهن میبایست بسیار جدی تلقی گردد و در غیر اینصورت افزایش هزینههای حمل و نقل تأثیر نامطلوبی در رشد اقتصادی کشور خواهد گذاشت.

در این مقاله به مقوله عملکرد و کارایی در راهآهن ایران پرداخته است تا در جهت بهبود عملکرد راهآهن کشورمان و بالطبع آن اقتصاد کشورمان موثر باشد. همانطور که از عنوان مقاله مشخص است در این مقاله سعی خواهد شد با استفاده از تعیین و تعریف برخی متغیرهای ورودی، متغیرهای خروجی و بازخوردی عملکرد راهآهن ایران براساس دانش سیستم های دینامیکی برآورد شود و تغییرات این عملکرد در دورههای آتی تخمین زده شود. تحلیل دینامیکی سیستم فرآیندی است که طی آن پس از مدلسازی یک پدیده با دید سیستماتیک و سپس بررسی اعتبار مدل، به اعمال سیاستهای مختلف بر آن پرداخته و با بررسی تاثیر هر یک از این سیاستها بر مدل، شناخت و آشنایی ما از رفتارهای سیستم واقعی بیشتر میشود .[۱] مدلهای دینامیک و به عبارت بهتر پویاییهای سیستم با حلقههای بازخورد و تأخیرهای زمانی سروکار دارد که رفتار کل سامانه را

مورد تأثیر قرار میدهند. چیزی که استفاده از پویاییهای سیستم را از دیگر رویکردهای مطالعه سامانههای پیچیده متمایز میسازد استفاده از حلقههای بازخورد و انباشت و جریان است. این عناصر به شرح چگونگی نمایش تأثیرات غیر خطی در سامانههای بظاهر ساده کمک میکنند .[۲] پویاییهای سامانه یک روششناسی و روش مدلسازی ریاضی برای چارچوببندی، درک، و بحث پیرامون موضوعات و مسائل پیچیده است. در حالیکه در دهه ۱۹۵۰ برای کمک به مدیران شرکتها بمنظور بهبود درکشان از فرایندهای صنعتی ایجاد شد، در حال حاضر پویاییهای سامانه در تمام بخش عمومی و خصوصی بمنظور طراحی و آنالیز سیاستها بکار میرود .[۳]

در دهه ۱۹۹۰ نرمافزار مناسب پویاییهای سیستم در نسخههای کاربرپسند توسعه یافت و به سامانههای گوناگون اعمال شد. مدلهای پویاییهای سامانه، مشکل همزمانی (علت و معلول متقابل) را با بروزرسانی کلیه متغیرها در افزایشهای زمانی کوچک با بازخوردهای مثبت و منفی و تأخیرهای زمانی برای ساختاربندی تعامﻻت و کنترل، حل میکنند .[۴] پویاییهای سیستم جنبهای از نظریه سامانهها بعنوان روشی برای درک رفتار پویای سامانههای پیچیده است. اساس روش، درک این مسئله است که ساختار هر سامانه -با روابط دایرهای، به هم پیوسته، و گاهی با تأخیر زمانی بین اجزایشان- اغلب به همان اندازهای در تعیین رفتار اهمیت دارد که خود اجزاء بصورت منفرد .[۵] مثالهایش نظریه آشوب و پویاییهای اجتماعی است. همچنین ادعا شده که اغلب به دلیل وجود خواص کلیای که نمیتوان آنها را در خواص اجزاء یافت، در برخی موارد نمیتوان به توضیح رفتار کل در قالب رفتار اجزاء پرداخت. به عبارت بهتر در دیدگاه سیستماتیک به پدیدهها به عنوان مجموعهای از علتها و معلولها نگریسته میشود که بصورت یک سیستم مرتبط با یکدیگر در تعامل هستند .[۶]

مطالعات گذشته نشان داده است که تاکنون مدلی دینامیکی در زمینه ارزیابی عملکرد سیستم راهآهن ارائه نشده است. به منظور مطالعه بیشتر در زمینه مدلهای دینامیکی ارائه شده برای سیستم حمل و نقل و از جمله راه آهن به مراجع [۱۲-۷] مراجعه شود. در ۷] و [۸ مدل دینامیکی بـه منظور پیشبینی ظرفیت جابجایی بار در سیستم ریلی ارائه شده است. در [۹] با استفاده از مدلهای دینامیکی تاثیر ترافیک شهری بر پارامترهـای اجتماعی –اقتصادی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در حالیکه مدل ارائه شده در [۱۰] به بررسی پیشبینی میـزان ترافیـک حمـل و نقـل جادهای پرداخته است، در [۱۱] مدل دینامیکی پیشنهاد شده است که با استفاده از آن می توان میزان بار جابجا شـده توسـط سیسـتم جـاده ای را پیشبینی نمود. در [۱۲] کاربرد مدلهای دینامیکی در صنعت لجستیک را نشان داده است و با ارائه یک الگوریتم پیشنهادی دو مرحله شامل حـل مدل دینامیکی و تحلیل رگرسیون توانسته است به نتایج بسیار مناسب با میزان خطای حداقل دست یابد. بر ایـن اسـاس پیشـنهاد مـدل ارزیـابی عملکرد راهآهنها با استفاده از مدل دینامیکی، مدل جدیدی است که در این مقاله ارائه شده است.

ادامه این مقاله بصورت زیر بخش بندی شده است. در بخش دوم فرضیه دینامیکی مسئله مورد نظر مورد توجه قرار گرفته است. در بخش سـوم انواع متغیرهای موجود در سیستم شناسایی، طبقه بندی و تشریح شده است. مدل دینامیکی ارزیابی عملکرد راهآهن در چارچوب نرمافزار Vensim در بخش چهارم ارائه شده است. چگونگی ارتباط متغیرهای مختلف سیستم و نحوه جمع آوری داده های مرتبط در بخش پنجم مـورد بررسـی قـرار گرفته است و بخش پایانی این پروژه به ارائه نتایج حاصل از اجرای مدل دینامکی اختصاص دارد.

فرضیه دینامیکی

در رویکرد سیستماتیک فرض بر آنست که می توان یک پدیده واقعی را بصورت سیستمی در نظر گرفت با استفاده از پارامترهای ورودی به آن برخی خروجیها مرتبط را تولید و به محیط پیرامون خود عرضه میکند. این سیستم به منظور ارزیابی عملکرد خود از خروجی، بازخورد میگیرد و از این بازخوردها به عنوان ورودی خود استفاده میکند تا بتواند عملکرد خود را بهبود بخشد. شکل ۱ این موضوع را بخوبی نشان داده است .[۶]

شکل :۱ رویکرد سیستماتیک در پدیدههای واقعی

در این مقاله راهآهن بعنوان یک سیستم فرض شده است که دارای پارامترهای ورودی، خروجی و بازخوردی متناسب با خود است که با استفاده از این پارامترها عملکرد راهآهن مورد ارزیابی قرار میگیرد. در علم OR عملکرد با استفاده از معادله ۱ تعریف میشود :[۱۳]

(۱)

با توجه به معادله ۱، در صورتیکه یک راهآهن از میزان ورودیهای مصرفی خود بیشترین بهره را برای تولید خروجیها مورد نظر بنماید آن راهآهن دارای عملکرد بهتری خواهد بود. این موضوع را میتوان بصورت دیگر نیز بیان نمود: »راهآهنی دارای عملکرد بهتری است که برای تولید

۲

میزان مشخص از خروجیها مورد نظر، کمترین مصرف را از ورودیها داشته باشد..[۱۴] « پر واضح است که کلیه تعاریف فوق برگرفته از مفاهیم نهفته در معادله ۱ میباشد.

طبیعی است که در دنیای واقعی عملکرد و یا کارایی یک راهآهن در دوره فعلی بر کارایی آن در دورههای آتی تاثیرگذار خواهد بود. تاثیرگذاری عملکرد دوره فعلی بر دوره آتی با استفاده از متغیرها بازخوردی اعمال میشود. این متغیرها نوعی متغیر خروجی هستند که به نحوی تعیین کننده عملکرد راهآهن در دوره آتی خواهند بود. بنابراین در دوره آتی این متغیرها به عنوان متغیرهای ورودی مصرف خواهند شد .[۱۵] بر این اساس در این مقاله راهآهن سیستم بستهای فرض شده است که در آن عملکرد کنونی سیستم بر عملکرد آتی آن تاثیرگذار میباشد.

انواع متغیرهای موجود در سیستم بسته راهآهن
در این مقاله فرض شده است که وضعیت و حالت راهآهن با واژه »عملکرد« مشخص میشود به عبارتی دیگر » عملکرد« متغیری است که وضعیت راهآهن را نشان میدهد. این متغیر متاثر از برخی متغیرهای حالت و نرخ میباشد که در ادامه این متغیرها مورد بحث و بررسی قرار میگیرد.

متغیرهای ورودی سیستم راهآهن
متغیرهای ورودی که در این مقاله مورد توجه قرار گرفته است عبارتند از :[۱۴]

– طول خطوط: طول خطوط میتواند بیانگر عملکرد یک راهآهن در زمینه احداث خطوط، میزان سرمایهگـذاری در احـداث خطـوط و میـزان گسترش خطوط در یک کشور باشد. این متغیر خود میتواند به سه متغیر طول خطوط یک خطه، طـول خطـوط دو خطـه و طـول خطـوط برقـی تقسیم شود.

– تعداد لکوموتیو: تعداد لکوموتیو نشاندهنده توانایی یک راهآهن در حمل بار و مسافر است.

– تعداد واگن: تعداد واگن نیز نشاندهنده توانایی یک راهآهن در حمل بار و مسافر است. به منظور ارزیابی دقیقتر عملکرد راهآهنها این متغیر خود به سه متغیر تعداد واگنهای باری بخش دولتی، تعداد واگنهای باری بخش خصوصی و تعداد واگنهای مسافری تقسیم میشود.
– تعداد پرسنل:

لازم به ذکر است که پارامترهای ورودی در کنار یکدیگر معرف میزان هزینههای یک راهآهن است که خود میتواند یک متغیر ورودی باشد.

متغیرهای خروجی سیستم راهآهن
متغیرهای خروجی سیستم عبارتند از :[۱۵]

– قطار کیلومتر: با توجه به اینکه منظور از قطار ترکیبی از تعدادی لکوموتیو و واگن است، این مفهوم به معنی “کیلـومتر طـی شـده توسـط مجموع قطارهای تشکیل شده –توسط لکوموتیوها و واگنهای در سرویس- در سال مورد نظر” میباشد.

– تناژ حمل شده: این متغیر در کنار سایر متغیرها، متغیر بسیار خوبی در زمینه عملکرد یک راهآهن در زمینه باری اسـت و از طرفـی امکـان ارضاء بخش بیشتری از تقاضای مشتریان را فراهم می نماید.

– تن کیلومتر بار: تن کیلومتر بار از دیگر پارامترهای خروجی مدل میباشد، که به معنی میزان تناژ حمل شده در کیلومتر طی شده در طول یک سال میباشد. این پارامتر معرف میزان درآمد یک راهآهن در بخش باری است.
– مسافر جابجا شده: مسافر جابجا شده با توجه به ظرفیت موجود یک راه آهن و تن کیلومتر ناخالص قطـار مـی توانـد معـرف ارضـاء بخـش بیشتری از تقاضای مشتریان را فراهم می نماید.
– مسافر کیلومتر: این پارامتر معرف میزان درآمد یک راهآهن در بخش مسافری است.