سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

[امیرعلی بلورچیان]

با سلام
قصد دارم مطالبی رو که از سایت های مختلف جمع آوری کردم ویرایش کنم و در قالب یک مقاله مفید و مختصر در اختیار دوستان قرار بدم.
پس سعی میکنم ابتدا تمام منابع موجود رو اینجا قرار بدم و بعد شروع به جمع بندی کنم.

امیدوارم که این بحث برای دوستان جالب باشه.

[امیرعلی بلورچیان]

پاسخ : سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

GIS چیست؟

۱ـ سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

استفاده از سیستم های جغرافیایی در دهه ۱۹۸۰ گسترش فوق العاده ای یافته است بطوری که در کشورهای پیشرفته، اکثر دانشگاهها، سازمانهای تجاری و دولتها از این سیستم برای مقاصد گوناگونی استفاده می کنند.

تعاریف مختلفی از سیستم اطلاعات جغرافیایی ارائه شده است که جامع ترین آن بشرح زیر است:

مجموعه سازمان یافته ای از سخت افزار و نرم افزار کامپیوتری، اطلاعات جغرافیایی و افراد متخصصی است که به منظورکسب، ذخیره، بهنگام سازی، پردازش، تحلیل و ارائه کلیه اشکال اطلاعات جغرافیایی طراحی و ایجاد شده است.

توانایی سیستم اطلاعات جغرافیایی عبارتست از:

انجام عملیات فضایی:

در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان تحلیل همگانی و فضایی عوارض و روابط میان آنها، براساس مختصات جغرافیایی وجود دارد.

ارتباط و پیوند انواع اطلاعات :

در یک سیستم جغرافیایی امکان پیوند میان مجموعه های گوناگونی از اطلاعات جغرافیایی با اهداف مختلف تحلیلی وجود دارد.

ذخیره اطلاعات نقشه ای :

در این سیستم، امکان ذخیره انواع نقشه های شماتیک به شکل فایل های کامپیوتری وجود دارد به طوری که قابل استفاده برای تلفیق و تحلیل کامپیوتری می باشند.

سوالاتی که سیستم اطلاعات جغرافیایی قادر به پاسخ گوئی می باشد:

سوالات مربوط به یک مکان :

در یک مکان مشخص چه چیزی وجود دارد؟ این اولین سوالی است که در یک سیستم GIS قادر به جوابگویی به آن می باشد. یک مکان می تواند به طرق مختلفی در سیستم تعریف شود مثلاً با نام مکان، کد مختصات جغرافیایی(طول و عرض جغرافیایی).

سوالات شرطی :

یافتن مکانی که شرایط معینی را در بر دارد. این سوال بر عکس سوال اول است که با مشخص کردن یک مکان، آنچه که در آن مکان وجود دارد شناسایی می شود. در حالی که طبق این سوال، می خواهید مکانی را پیدا کنید که پدیده ویژه ای در آن وجود دارد. پاسخ گوئی به این سوال به تحلیل فضائی نیاز دارد. به عنوان مثال، پیدا کردن منطقه ای که جنگل نباشد، مساحت آن حداقل یک هکتار باشد، در فاصله ۱۰۰ متری جاده قرار گرفته باشد و خاک آن نیز برای ساختمان سازی مناسب باشد. در این سوال چهار شرط مطرح شده است که نماینده ویژگیهای همگان مورد نظر می باشد. GIS قادر به یافتن چنین مکانی با توجه به شرایط تعیین شده می باشد.

بررسی روند (Trend) :

از گذشته تاکنون چه تغییراتی درمکان یا در سطح معینی به وقوع پیوسته است؟ در واقع این سوال ترکیبی از دو سوال قبل است یعنی سیستم باید مکان هائی را که طی دوره معین زمانی دچار تغییراتی شده اند (شرط) شناسائی نماید. به عبارت دیگر ترکیب سوال مکان وشرط معین (تغییر) که با ذخیره اطلاعات نقشه ای یک منطقه در دو دوره زمانی متفاوت قابل پرسش است.

الگو (Pattern) :

چه الگوی فضائی وجود دارد؟ این سوال بسیار پیچیده است. به عنوان مثال می توان پرسید که آیا سرطان عامل عمده مرگ و میر در بین ساکنان مناطق نزدیک به یک نیروگاه اتمی است؟ در این رابطه سوالات متعددی بسته به نوع سیستم و کاربرد آن قابل طرح می باشد، که سیستم قادر به پاسخگوئی به آنها می باشد. در این تحلیل مجموعه ای از اطلاعات مکانی (نقشه) و سایر اطلاعات تشریحی در زمینه مورد بررسی بایستی در سیستم ذخیره شوند.

مدل سازی :

سوال چه خواهد شد اگر؟ این سوال عمدتاً به برنامه ریزی و همچنین به بررسی اثرات اجرای برنامه ها مربوط می شود. به عنوان مثال احداث یک جاده چه اثراتی بر پیرامون خواهد داشت؟ پاسخگوئی به اینگونه سوالات به در دسترس بودن مجموعه ای از اطلاعات جغرافیایی وسایر اطلاعات(اطلاعات علمی) بستگی دارد، که در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی به شکل مناسبی گرد آوری، ذخیره، نگهداری و سازمان دهی می شود به طوری که بتواند در تحلیل های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

GIS کاربردهای

کاربرد GIS بسته به نیازهای هر منطقه یا کشور در بخشهای مختلفی توسعه یافته است، به طوری که در ابتدا در اروپا ازاین سیستم در پایگاه های اطلاعات ثبت اسناد و املاک، محیط زیست، نگهداری نقشه های توپوگرافی، در کانادا، در برنامه ریزی جنگل ها، حجم درختان وچوب قابل برداشت، شناسائی راههای دسترسی به جنگل، در چین و ژاپن، نظارت و مدل سازی تغییرات زیست محیطی و در آمریکا، در رشته های گوناگونی از جمله در برنامه ریزی شهری و شهرداری ها از این سیستم استفاده شده است و با گذشت زمان و توسعه سیستم ها استفاده از آن به کلیه بخش های مرتبط با زمین گسترش یافته است.

استفاده ازاین سیستم درکلیه رشته هائی که به نحوی از انحاء با زمین، نقشه وبه طورکلی با اطلاعات جغرافیائی مکان دار و تحلیل های فضائی ارتباط دارند، امکان پذیر می باشد.

ویژگیهای یک سیستم اطلاعات جغرافیایی

GIS به سادگی یک سیستم کامپیوتری صرفاً برای تولید نقشه نیست گرچه قادر به تولید انواع نقشه ها در مقیاس های مختلف و در سیستم های تصویر متفاوت و با رنگهای متنوع می باشد. GIS یک ابزار تحلیلی اطلاعات فضائی است. مهمترین ویژگی این سیستم اینست که امکان شناسائی روابط فضائی میان عوارض مختلف روی نقشه را فراهم می سازد.

GIS صرفاً وسیله ای برای ذخیره و نگهداری نقشه نیست (ثبت اسناد نقشه ای)، بلکه ابزاری است که برای اهداف خاصی، اطلاعات را نیز ذخیره می سازد.

GIS اطلاعات مکان دار فضائی را با اطلاعات جغرافیائی یک پدیده خاص روی نقشه مرتبط می سازد. اطلاعات به شکل عوارض جغرافیائی در کامپیوتر ذخیره می شود.مثلاً شبکه راهها بایک سری خطوط روی نقشه مشخص می گردد که به تنهائی اطلاعات چندانی راجع به جاده ارائه نمی کند. برای دستیابی به اطلاعات مربوط به جاده ها مانند عرض جاده، نوع جاده، طول جاده، سال احداث و غیره بایستی به پایگاه اطلاعاتی مربوطه مراجعه نمود و سپس با تلفیقی از این دو نوع اطلاعات، نقشه جدیدی با اطلاعات بیشتر تولید نمود.

به عبارت ساده، یک GIS صرفاً نقشه با عکس ها را نگهداری نمی کند، بلکه یک پایگاه اطلاعاتی با توجه به کلیه اصول و معیارهای فنی و علمی آن ایجاد می نماید. مفهوم پایگاه اطلاعاتی در یک GIS بسیار مهم است و آن را از یک سیستم ساده یا کامپیوتری نقشه کشی متفاوت می سازد. در GIS سیستم مدیریت اطلاعات نیز به صورت جزء پیوسته آن در آمده است.

عوارض مکان دار جغرافیائی ثبت شده در کامپیوتر باید دارای ویژگیهایی باشد که عبارتند از:

الف) نام یا نوع هر پدیده

ب) مکان استقرار آن

ج) ارتباط آن با سایر پدیده ها یا عوارض

سیستم پایگاه اطلاعاتی، امکانات ذخیره و بهنگام سازی انواع گوناگونی از چنین اطلاعاتی را فراهم می سازد. در یک GIS، در پایگاه اطلاعات جغرافیائی آن، مکان پدیده ها و در سیستم پایگاه اطلاعاتی، مشخصات پدیده و ارتباطات آن با سایر پدیده ها نگهداری می شود و با ایجاد ارتباط میان این اطلاعات امکان پردازش تحلیلی مجموعه اطلاعاتی فراهم می گردد.

مجموعه عناصر GIS امکانات تحلیلی فوق العاده قدرتمندی را در اختیار استفاده کنندگان قرار می دهد تا بتوانند از تلفیق انواع اطلاعات جغرافیائی و سایر اطلاعات، نتیجه گیری مناسب را بنمایند.

[امیرعلی بلورچیان]

پاسخ : سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

.. مقدمه
.. GIS چیست ؟
.. مولفه های سیستم GIS
.. چرا از GIS استفاده می کنیم ؟


مقدمه :

سیستم های اطلاعات جغرافیایی (Geographic Information Systems) که از این پس GIS نامیده می شوند سیستم های کامپیوتری هستند که جهت ذخیره و بکارگیری اطلاعات جغرافیایی از آنها استفاده می شود. مدیران سازمانهای دولتی و خصوصی، مسئول تصمیم گیری لازم برای معرفی GIS در سازمان مربوطه و تعیین موارد استفاده و کاربردهای مختلف آن می باشند. سیاست گزاران و مسئولان دولتی برای رقومی نمودن نقشه های خطی موجود و تبدیل آنها به شکل رقومی قابل استفاده در GIS ، متحمل هزینه های هنگفتی می شوند. امروزه داشتن درک بهتری از GIS به منظور استفاده بهینه از آن، برای مدیران و تصمیم گیران و کاربران این سیستمها ضروری می باشد.
به طور کلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی برای جمع آوری، ذخیره، تجزیه و تحلیل داده هایی استفاده می شود که موقعیت جغرافیایی آنها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب می شود به عبارت دیگر این سیستم ها برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل کلیه اطلاعاتی که به نحوی با موقعیت جغرافیایی در ارتباط هستند بکار برده می شوند.
این اطلاعات ممکن است به صورت نقشه، جداولی از داده ها و یا فهرست هایی از اسامی یا آدرسها باشند و کار کردن با این حجم زیاد داده ها با روشهای معمولی و غیرکامپیوتری بسیار مشکل و وقت گیـر و در بعضـی مـوارد حتـی غیـر ممکـن است. هنگامـی که همین داده هـا وارد یک GIS می شوند می توان براحتی انواع پردازش ها و تجزیه و تحلیلها را با صرفه جوئی در هزینه و زمان انجام داد.
به طور کلی در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، اطلاعات به دو شکل اساسی ارائه خواهد شد:

* نقشه ها
* جداول

اولین نمونه از یک GIS ملی، GIS کانادا یا CGIS بوده، که از سالهای آخر دهه 60 به این طرف به طور پیوسته استفاده شده است. همچنین در اروپا سیستم CORINE که یک GIS است توسط جامعه اروپا در حال شکل گیری است و به طور گسترده ای برای آنالیزهای کشاورزی و سایر موارد کاربری اراضی توسط کشورهای عضو بکار گرفته خواهد شد.

GIS چیست ؟

GIS یک سیستم کامپیوتری است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده های مکانی فراهم می آورد:

* ورودی داده ها (Input)
* مدیریت داده ها که عبارت است از ذخیره و بازیابی داده ها (Data Storage And Retrieval)
* پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها (Manipulation And Analysis)
* خروجی داده ها (Output)

یک GIS نباید با یک سیستم کارتوگرافی که نقشه ها را به طور اتوماتیک ذخیره می کند، اشتباه گرفته شود و چیزی که GIS را از سیستم های تهیه نقشه مجزا می سازد، همان توانایی ترکیب کردن داده هاست. قابلیت اصلی سیستم های کارتوگرافی ایجاد نقشه هایی است که به صورت رقومی در کامپیوتر ذخیره می شوند امـا اطلاعـاتـی که از ترکیـب لایه های مختلفـی از داده ها به روشهای مختلف و با دیدگاههای مختلف بدست می آیند عملکرد اساسی یک GIS می باشد.

مولفه های سیستم GIS :

در اینجا توضیح مختصری راجع به مولفه های اساسی سیستم GIS ارائه می گردد و هر یک از این مولفه ها در زیر شرح داده می شود:

# ورودی داده ها (Data Input) :

مولفه ورودی داده ها آنها را از شکل موجودشان به شکل قابل استفاده در GIS تبدیـل می کنـد. داده های مکانی معمولا به شکل نقشه های کاغذی و جداولی از اطلاعات توصیفی، فایلهای الکترونیک از نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها، عکس های هوایی و یا تصاویر ماهواره ای می باشند. به طور کلی مرحله وارد نمودن داده ها بسیار وقت گیر و پرهزینه بوده و ممکن است ماهها و یا حتی سالها به طول انجامد.

# مدیریت داده ها (Data Management) :

مدیریت داده ها یکی از مولفه های GIS بوده و شامل توابعی برای ذخیره، نگهداری و بازیابی اطلاعات موجود در پایگاه داده ها می باشند. روشهای گوناگونی برای سازماندهی داده ها به صورت فایلهایی که کامپیوتر بتواند آنها را بخواند وجود دارد.

# تجزیه و تحلیل و کار با داده ها (Data Manipulation And Analysis) :

توابع مربوط به تجزیه و تحلیل و کار با داده ها در سیستم GIS ، تعییین کننده اطلاعاتی هستند که می تواند توسط این سیستم ایجاد شود. لیستی از قابلیتهای مورد نیاز به عنوان جزئی از نیازمندیهای سیستم باید تعریف شوند. برای پیش بینی روش تجزیه و تحلیل در سیستم GIS نیاز به دخالت کاربران در مشخص نمودن توابع و عملکردهای لازم برای سیستم می باشد.

# خروجی داده ها (Data Output) :

داده های خروجی ممکن است به اشکالی از قبیل نقشه، جداولی از مقادیر یا نوشتار بوده و به صورت کاغذی (Hard-Copy) و یا به صورت رقومی (Soft-Copy) ارائه گردند. توابع خروجی مورد نیاز بر اساس نیازهای کاربران تعیین می شوند، لذا دخالت کاربران در مشخص نمودن خروجی های مورد نیاز بسیار مهم می باشد.

چرا از GIS استفاده می کنیم ؟

سیستم اطلاعات جغرافیایی ابزاری قدرتمند برای کار با داده های مکانی می باشند در GIS داده ها به صورت رقومی نگهداری می شوند لذا از نظر فیزیکی حجم کمتری را نسبت به روشهای سنتی (مانند نقشه های کاغذی) اشغال می کنند. در یک سیستم GIS با استفاده از تواناییهای کامپیوتر مقادیر بسیار عظیمی از داده ها را می توان با سرعت زیاد و هزینه نسبتا کم نگهداری و یا بازیابی نمود. قابلیت کارکردن با داده های مکانی و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها و ترکیب انواع مختلف داده ها در یک آنالیز با سرعت زیاد با روشهای دستی سازگار نمی باشد. توانایی اجرای آنالیزهای مکانی پیچیده، مزیت کمی و کیفی را برای GIS فراهم می کند. انجام پردازش های تکراری با در نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر می باشد که می تواند اینگونه عملیات را با سرعت زیاد و هزینه نسبتا کم انجام دهد. این توانایی تجزیه و تحلیل داده های مکانـی است که GIS را از دیگر سیستمهـای گرافیکـی کامپیوتـری مجزا می سازد. امکان انجام آنالیزهای پیچیده با مجموعه داده های مختلف مکانی و غیر مکانی به صورت توام، مهمترین قابلیت GIS می باشد که نمی توان آن را با روشهای دیگر مثل روشهای آنالوگ انجام داد. توانایی تجزیه و تحلیل توام داده های مختلف، امکان ایجاد و استفاده از اطلاعات مکانی را به شکلی کاملا متفاوت با گذشته فراهم می سازد

[امیرعلی بلورچیان]

پاسخ : سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

GIS و سایر سیستمهای اطلاعاتی

رابطه بین GIS و سیستمهای طراحی به کمک کامپیوتر ، نقشه کشی کامپیوتری ، مدیریت اطلاعات و سیستم های اطلاعاتی سنجش از راه دور در تعریف GIS نقش مهمی دارند در بعضی موارد GIS زیر مجموعه ای از این سیستمها و گاهی اوقات مجموعه ای از این سیستمها در نظر گرفته میشود. برای مثال به نظر NEWELL&THERIAULT 1990142 هر سیستمی که قادر به نمایش نقشه بر روی صفحه مانیتور باشد ، یک سیستم GIS است و CLARKE 1986B هر گونه بررسی خودکار اطلاعات جغرافیائی را GIS می داند.
سیستم های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) به منظور طراحی ونقشه کشی OBJECT جدید توسعه یافتند. این سیستم ها اساساً گرافیکی هستند و با استفاده از سمبل ها بعنوان عناصر پایه نمایش عوارض به طراح در زمان طراحی کمک می نماید.
سیستمهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) اتصالات و ارتباطات ضعیف و ناقص با پایگاههای اطلاعاتی دارند که این اطلاعات ممکن است شامل لیست قطعات یا شماره مرجع موجودی یک انبار باشد.
این سیستمها بطور کلی از روابط توپولوژیکی ساده ای استفاده می کنند و در رابطه با مجموعه ای کوچک از اطلاعات هستند . سیستمهای CAD معمولا به کاربرها اجازه نمی دهند تا بطور اتوماتیک نماشناسی بر اساس ضوابط تعریف شده توسط کاربرمنتصب نماید و بطور محدود قابلیت تحلیل دارند.
سیستمهای نقشه کشی کامپیوتری در زمنیه بازیابی ، دسته بندی یا آرشیو و نمادین کردن خودکار اطلاعات متمرکزند . آنها برای نمایش بیش از بازیابی و آنالیز اهمیت قائلند. سیستمهای نقشه کشی کامپیوتری از ساختار اطلاعاتی ساده ای که فاقد اطلاعات توپولوژیکی می باشند استفاده می کنند.
این سیستمها می توانند به سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی متصل شوند، ولی فقط از عملات ساده بازیابی اطلاعات استفاده می کنند. سیستم های نقشه کشی کامپیوتری از امکانات وسیعی برای طراحی نقشه و تهیه خروجی بصورت فرمت برداری با کیفیت بالا برخوردارند.
سیستمهای مدیریت بانک اطلاعاتی (DBMS) سیستمهایی هستند که عمدتا جهت ذخیره و بازیابی اطلاعات غیر گرافیکی به کار می روند و قابلیت محدودی برای بازیابی و نمایش اطلاعات گرافیکی دارا می باشند.DBMS برای بازیابی و به روزرسانی اطلاعاتی محدود در مدت زمان های کوتاه به کار می آیند و دارای توابع تحلیلی بسیار ساده می باشند. توانایی این سیستمها در اجرای عملیات تحلیلی بسیار محدود است.
سیستمهای سنجش از راه دور که توسط اسکنرهای نصب شده در هواپیما و یا ماهواره ها اطلاعات را گردآوری می کنند ، قادر به ذخیره ، بررسی و نمایش این اطلاعات RASTER ها می باشند. این سیستمها معمولا به پردازش اطلاعات RASTER می پردازند. اکثر سیستمهای دریافت اطلاعات از راه دور قابلیت شان در پردازش اطلاعات برداری محدود است بنابراین برای عملیاتی نظیر تحلیل شبکه وتهیه پلات هایی با مختصات هندسی ( که با اطلاعات برداری به راحتی انجام پذیرند) مناسب نیستند .
این سیستمها در پردازش اطلاعات توصیفی (ATTRIBUTE DATA) محدودند و ارتباط شان با DBMS ها ضعیف است. اگر چه این سیتمها توانایی به سزایی در بالا بردن دقت و دسته بندی کردن اطلاعات دارند اما اکثریت آنها توانایی تحلیل روی اطلاعات مکانی شان بسیار محدود است.
سیستمهایی که در مورد آنها صحبت شد قبل از سیستمهای GIS ی وجود داشته اند و GIS توسعه یافته این سیستمها می باشند بنابراین صفات مشترک بسیاری دارند اما سیستمهای GIS دارای مشخصه ها و صفاتی بیش از سایر سیستمها می باشند . عملیات تحلیلی بر روی اطلاعات جغرافیائی که GIS قادر به انجام آن است ، مشخصه اصلی می باشد که GIS را نسبت به سایر سیستمها متمایز می سازد.
GOOD CHILD 1988:67 معتقد است که کلید اصلی در تعریف سیستمهای اطلاعات جغرافیائی قدرت این سیستمها در آنالیز اطلاعات جغرافیائی می باشد و این مشخصه است که سیستمهای GIS را از سایر سیستمها که هدف اصلی آنها تهیه نقشه است جدا می سازد. به نظر LOWEN 1988 جستجوی جغرافیائی و هم پوشانی تنها عملیات منحصر به فرد سیستم های اطلاعات جغرافیائی است.
در نتیجه به نظر می رسد که بهتر است GIS را زیر مجموعه ای از سایر سیستمهای اطلاعاتی دانست تا مجموعه ای از آنها. در GIS تاکید بر آنالیز های جغرافیائی این سئوال را مطرح می کند که چه تفاوتی بین GIS و سیستمهای آنالیز آماری وجود دارد. به نظر GOOD CHILD 1988:68 آنالیز جغرافیائی مجموعه ای از روشهای تحلیلی است که به اطلاعات توصیفی (ATTRIBUTE OF OBJECTS) و اطلاعات جغرافیائی عارضه های مورد مطالعه نیازمند است. سیستمهای آنالیز آماری معمول مانند MINITAB,GAS برای آنالیزهای توصیفی کاربردی شده اند و از توانایی لازم برای آنالیزهای اطلاعات مکانی و مدل سازی برخوردار نیستند.

شرکت ملی گاز ایران

[امیرعلی بلورچیان]

پاسخ : سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

چکیده
به کارگیری سیستمهای اطلاعات مکانی GIS در صنعت حمل و نقل ریلی به منظور استفاده بهینه مدیران و تصمیم گیران ضروری می باشد. راه آهنها که همواره بخش استراتژیک سیستم حمل و نقل هر کشور را تشکیل می دهند، نقش قابل ملاحظه أی در پشتیبانی اقتصاد سالم هر کشوری را ایفا می کنند، لذا سالیانه در جهان سرمایه گذاری هنگفتی به جهت ساخت و نگهداری این سیستم هزینه می شود. در این راستا به کارگیری صحیح سیستمهای اطلاعات مکانی می تواند صرفه جویی زیادی را از لحاظ اقتصادی برای سازمانها از جمله راه آهن به همراه داشته باشد. بنابراین ایجاد این سیستم در راه آهن می تواند تصمیم گیری را بهبود بخشد و منابع موجود را به شکل موثرتری در جهت انجام اهداف راه آهن هدایت نماید. راه آهنهای جهان دریافته اند که برای کنترل اطلاعات کلیدی مربوط به عملیات راه آهنی از قبیل تعمیر و نگهداری، مدیریت برناوگان و سیستمهای پشتیبانی از تصمیم گیری، سیستمهای اطلاعات مکانی بسیارمثمرثمر می باشند. درواقع لیست مربوط به آنچه که این سیستمها می توانند انجام دهند لیست بلند بالایی است که مدیریت بر خط، تجهیزات علائم، مدیریت بر عملیات اضطراری، اطلاعات مسافری، برنامه ریزی ظرفیت و مدیریت بر خطرات را در بر می گیرد. با توجه به اینکه خط و زیر سازه ها، بزرگترین سرمایه راه آهنها را تشکیل می دهند، لذا مدیریت بهینه بر این منابع توسط این سیستم یکی از اصولی ترین روشهاست که هم اکنون در سایر کشورها قابل به کارگیری و اجرا می باشد. مدیران ارشد در سازمانها توسط این سیستم می توانند هزینه های تعمیر و نگهداری را ارزیابی نموده و در جستجوی راه حلی برای کاهش هزینه ها از طریق برنامه های سالانه باشند. این مقاله ضمن بررسی نقش GIS در بخش زیربنایی خطوط به جهت کاهش هزینه ها اشاره ای ارتباط نزدیکی با بهینه کردن سیستم و نحوه عملکرد مدیریت دارد ، که با کنترل صحیح هزینه ها قابل انجام می باشد که با رعایت حداکثر نظم و برنامه ریزی انجام می گردد. بدین جهت نیاز به وجود سیستمهای اطلاعاتی مکانی جهت اخذ و مدیریت بهینه اطلاعات ضروری به نظر می رسد. این سیستم بایستی علاوه برارائه اطلاعات مورد لزوم، مدیریت اجرایی را جهت مدیریت بهینه یاری دهد. در راستای این مهم شناسایی گلوگاهها و ارائه راهکارها در راه آهنهای کشورهای مختلف، مطالعات فراوانی صورت پذیرفته که نتیجه هر یک از روشها، گامی موفق در ارائه و رفع این تنگناها بوده است. از نتایج بدست آمده در این مقاله می توان به بررسی وضعیت خطوط از نظر حجم بار و مسافر، وضعیت دسترسی خطوط به بار، نقش و تاثیر خطوط در شبکه حمل و نقل و … اشاره نمائیم . از سایر کاربردهای این سیستم در راه آهن می توان به نقش آن در سطح تصمیم گیریهای خرد اشاره نمود، در این مورد به دلیل اینکه از اطلاعات یا جزئیات بشتری استفاده می کنیم، سیستم باید به صورت مشخص و بر اساس اهداف و وظایف هر بخش به طور جداگانه طراحی گردد. در این مورد به دلیل متنوع بودن وظایف و کاربردهای بخشهای مختلف با حجم عظیم و متنوع داده ها و کاربردها روبرو خواهیم از آنجا که کلیه تاسیسسات زیربنایی در راه آهن به عنوان دارائی و سرمایه راه آهن محسوب شده و از نقطه نظر مکان سرمایه ها که چه هستند و در کجا قرار دارند، همیشه یکی از نواقص مهم در برنامه ریزی ها، بودجه بندیها و …مدیریت بهینه در بخشهای مختلف راه آهن چه در جهت عملیات تعمیر و نگهداری و چه درخصوص تخصیص هزینه ها در این مواقع به کار گیری سیستمهای اطلاعات مکانی ( GIS ) می تواند به عنوان یک بازوی قدرتمند به حمایت و پشتیبانی مدیریت بشتابد.

مقدمه
استفاده از سیستمهای اطلاعات جغرافیایی ابزاری قدرتمندجهت امکان آنالیز های پیچیده با مجموعه داده های مختلف می باشد. انجام پردازشهای تکراری بادر نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر می باشد که می تواند عملیات را با سرعت زیاد و هزینه نسبتاً کم انجام دهد. این توانایی تجزیه و تحلیل داده های مکانی است که GISرا از سیستمهای گرافیکی کامپیوتری مجزا می سازد. لازم به ذکراست، استفاده از این سیستم نیزدر راه آهن با توجه به رقابتی بودن اشکال مختلف حمل ونقل که به طور مداوم درحال توسعه جهت سود آوری می باشد موثر است. درگذشته توسعه فنی اجزاء مختلف تشکیل دهنده حمل و نقل از اهمیت بیشتر برخوردار بودند در حالیکه امروزه، رویکرد تدریجی به سوی توسعه سیستم های اطلاعاتی به منظور ارتقاء استفاده از تاسیسات زیر بنایی موجود است. ضمناً بایستی به این نکته نیز اشاره نمود که پس از ساخت خط و ابنیه راه آهن وحفظ آنها در حد کیفیت و کارایی مطلوب عملیاتی انجام می گیرد که به آن عملیات تعمیر ونگهداری گویند. نگهداری خط باعث اطمینان از کارایی خط در محدوده استانداردهای لازم بوده و ارتباط آن با امنیت و سوددهی راه آهن مسئله ای کاملاً مشهود و بدیهی است و طول عمر مفید خط به نحوه تعمیر ونگهداری آن بستگی دارد. تجربه نشان داده است که بهترین خطوط راه آهن حتی اگر با مرغوبترین مصالح ساخته شود ولی اگر به سیستم تعمیر ونگهداری آن توجهی نشده و هیچگونه برنامه ریزی دقیقی بدون پیاده سازی سیستمهای اطلاعاتی مختلف منجمله سیستم اطلاعات جغرافیایی GISجهت به روز رسانی اطلاعات تعمیر ونگهداری برای آنالیزهای مختلف صورت نگیرد خطوط شبکه ما در اندک مدتی تبدیل به مسیری باحداقل کیفیت فنی تبدیل می شود. خرابی های خط بعد از یک مدت روند صعودی پیدا می نماید پس در مان سریعتر سبب جلوگیری از خرابی های بیشتر و صرفه جویی در هزینه های اضافی می شود. لذا می توان این درمان را به وسیله پیاده سازی GIS جهت کاربرد از یک برنامه ریزی صحیح و مدون جهت انجام امور تعمیر ونگهداری بهره جست.
راه آهن ها اخیراً به طور گسترده ای احیاء شده اند. خصوصا در بخش امور باری رشد کرده اند. با این حال، در بسیاری موارد، میزان سود آوری از میزان ترافیک عقب مانده است. بعلاوه، در حالی که افزایش ترافیک فرصتی برای ساخت خطوط جدید است، معلوم شده است که از تمام ظرفیت خطوط کنونی به طور صحیح و کاملی استفاده نمی شود. بنابر این صنعت راه آهن باید رویکردهای دیگری را برای استفاده بهتر از ظرفیت در دسترس مد نظر قرار دهد. یکپارچگی و استفاده کارآمد از اطلاعات مربوط به ظرفیت در دسترس کمک عمده ای به راه آهن خواهد بود. لازم به ذکر است که از موارد سرمایه عمده در امر حمل ونقل راه آهنی، تاسیسات ثابت، تاسیسات متحرک و سیستم های کنترل می باشد. برای اداره این عوامل زیربنایی، یک سیستم اطلاعاتی یکپارچه و متمرکز مورد نیاز می باشد. در گذشته، اجزاء گوناگون راه آهن به طور مستقل اداره می شدند و سیستم های اطلاعاتی نا همخوان توسعه می یافتند، لذا لازم است که تمام اجزاء تشکیل دهنده تاسیسات زیربنایی به روشی یکسان اداره گردند تا از استفاده بهینه اطمینان حاصل گردد.

کاربرد GIS در تاسیسات زیر بنایی راه آهن
به دلیل آنکه در آمد راه آهن از خطوط حاصل می گردد، منطقی است از موقعیت جغرافیایی تمام تاسیسات ثابت به عنوان سیستم مرجع که درسیستم اطلاعاتی متمرکز و یکپارچه بکار گرفته می شود، استفاده گردد. اساس سیستم یک پایگاه اطلاعاتی ارتباط است این پایگاه اطلاعاتی تاسیسات زیربنایی، انبار اطلاعاتی تمام اطلاعات مرتبط با بهره برداری و تعمیرونگهداری امورراه آهنی می باشد و آن را تبدیل به یک ابزار مهم تصمیمات کاری می کند. انتخاب تاسیسات زیربنایی ثابت به عنوان مرجع از تاثیر تغییرات مرزبندیهای نواحی مختلف، با دیگر انواع نواحی که ممکن است به مرور زمان به دلیل تصمیمات مدیریتی تغییرکنند، پیشگیری می نماید. دستیابی به سابقه کامل تمام تاسیسات زیربنابی راه آهنی و محل آنها، اولین قدم در ایجاد پایگاه اطلاعاتی تاسیسات زیربنایی است. به طور کلی، تمام راه آهنها مجموعه ایی از نقشه های عمرانی و نیز نمودار داخلی، ردیابی قطار و نمودار عملیات مانوری را حفظ می کنند. این نمودارها، نمایش خطی تاسیسات زیربنایی درامتداد راه آهن مبتنی بر سیستم اندازه گیری کیلومتر بعلاوه متر می باشد. نمودار ها عموماً بوسیله قدم برداشتن درطول خط با، اندازه گیری فاصله، اندازه گیری فاصله در امتداد خط پایه ازنزدیکترین علامت کیلومتر نما، وثبت انحراف قائم به هرجزء تشکیل دهنده در مجوز عبور ازخط پایه، و یا دستگاههای اندازه گیری خط رسم می گردند. لذا با توجه به تاسیسات زیربنایی موجود و اقدامات ذکر شده در خصوص پیاده سازی این سیستم در امور تعمیرات ونگهداری خطوط بایدبه این امر توجه نمودکه هزینه های تعمیر ونگهداری درکشورهای درحال توسعه بدلیل محدودیتهای مالی این کشورها می بایستی ازاهمیت بیشتری برخوردار باشد.

کاربرد GIS در بخش فنی و زیربنایی راه آهن (بخش زیر بنایی خطوط)
استفاده ابتدایی ازنقشه برداری GPS وGIS برای تاریخ گذاری به منظور به روزنمودن سوابق تاسیسات زیربنایی ثابت راه آهن به جهت اهداف مدیریت تعمیرونگهداری بوده است. با یک پایگاه اطلاعاتی کامل و دقیق و منطقی مربوط به مکان وویژگیهای داراییها، کاربردهای دیگر این اطلاعات به عبارت زیر شناخته شده اند :
سیستم کنترل مطمئن قطار / جدا سازی / بلاک متحرک، مکان راننده قطار در داخل قطار، برنامه ریزی سرویس، تعیین مسیر، اطلاعات مربوط به حرکت و توقف های خارج از برنامه برای اهداف ایمنی، محافظت از تیم تعمیر و نگهداری میدانی، مدیریت حرکت لکوموتیو.

بحث کوتاهی در مورد مدیریت تعمیر و نگهداری تاسیسات زیربنایی و کنترل مطمئن قطار در زیر آمده است :
راه آهنها به دلیل تقاضای موجود برای سرویس بهتر و با بودجه های محدود همیشگی، با چالشهای جدی روبرو هستند. برای ارتقاء قابلیت رقابت، راه آهن ها باید دیگر روشهای مختلفی را برای سرویس بهتر و استفاده بهتر از ظرفیت در دسترس در نظر بگیرند، عملی ترین انتخاب مدیریت صحیح بر داراییهای زیر بنایی موجود است. هزینه های تعمیر و نگهداری تاسیسات زیربنایی شامل 30 درصد کل درآمد راه آهن می باشد. با چنین سیستمی تحقیقات بین المللی نشان می دهند که به طور عادی 8 تا 10 درصد کاهش در هزینه های تعمیرونگهداری را می توان ایجاد کرد. این امر فقط در صورتی قابل تحقق است که یک سیستم اطلاعاتی مدیریت تعمیر و نگهداری جامع در محل وجود داشته باشد تا مدیران و مهندسان را در فرایند تصمیم گیری در مورد تعمیر و نگهداری یاری نماید.
به طور خلاصه، چنان سیستمی کاربر را با دانش و درک شکل و وضعیت تاسیسات زیربنایی آشنا می کند تا منابع تعمیر و نگهداری را در مکان و زمان مناسب بکار برد.

ساختار زندگی یک خط و ارتباط این ساختار با سیستمهای GIS
چهار مرحله عمده درطول حیات یک خط وجود دارد به نامهای برنامه ریزی، طراحی، ساخت نگهداری وبهسازی.


هر یک از این مراحل تاثیرات مهم ولی متغیری بر حسب تاثیر شان در طول حیات ساختار خط دارند. بنابراین سیستم ها بایستی برای بهینه نمودن عملیات تعمیر و نگهداری طراحی شوند. چرخه تعمیر و نگهداری عادی مشتمل بر مراحل زیر می گردد که به طور خلاصه تشریح شده است :
1- تشخیص نیاز برای تعمیر نگهداری نیازهای جاری عملیاتی چه می باشند، ارزیابی شرایط و تشخیص مشکل، علت یابی، مدل سازی عملکرد، بررسی نیازها چه چیزی به لحاظ اقتصادی قابل توجیه است ؟
2- برنامه ریزی برای اطمینان از منابع مورد نیاز،
3- سازماندهی افراد، تجهیزات ومواد
4- وظایف محوله
5- انجام کار
6- پشتیبانی و کنترل
* کیفیت کار
* نتیجه ورودی
* امروز نمودن تاریخ ورودی
مرحله راحتی تر( به لحاظ مهندسی ) است و مراحل باقیمانده بیشتر مدیریتی هستندکه تمام فعالیتها راکنترل می کنند.
لازم به ذکر است که تشابه زیادی بین چرخه زندگی ساختار یک خط با سیستمهای اطلاعات جغرافیایی وجود دارد مرحله تشخیص نیاز درسیستمهای اطلاعاتی یکی ازمراحل مهم دربرنامه ریزی وپیاده سازی می باشد و مطابق با نیازها طراحی صورت گرفته و سیستم خریداری می گردد سپس بابرنامه ریزی وآنالیزهای مختلف اطلاعات بدست آمده پس ازپردازش جهت انجام امور مدیریتی موردبهره برداری قرار می گیرد. که علاوه برحفظ ونگهداری اطلاعات داده شده می توان داده های جدید رابرای به روزنمودن وآنالیز مجدد وارد سیستم نمود.
با توجه به تشابه این دو چرخه با هم به نظر میرسد که برای تکمیل نمودن چرخه مدیریت تعمیر و نگهداری نیاز به یک دانش جامع از عملکرد های متقابل پیچیده دارد. این عملکرد های متقابل مشتمل بر ارتباط بین شرایط خط و عملکرد ساختاری آن دارد، تاثیرات بر عملکرد خط در مورد باز سازی، نو سازی و ورودیهای ارتقاء دهنده می باشند، اثرات دینامیک سرعت و وزن وسایط نقلیه روی واکنش خط موثراست. چرخه انجام اندازه گیری های مربوط به وضعیت، انجام و بررسی ارزیابی و تنظیم برنامه های مداوم کاری برای بخشهای متعدد خط ( چند بار در سال ) مشتمل بر پردازش انبوهی از اقدامات مربوط به وضعیت، ثبتهای ترافیکی، اطلاعات هزینه، اطلاعات صورت داراییها و تاریخ تعمیر و نگهداری می باشد. برای کنترل و ذخیره انبوه اطلاعات، امری رعب انگیز است. برداشتن قدم بعدی برای استفاده واقعی از این اطلاعات به منظور مدیریت موثر تعمیر و نگهداری تاسیسات زیربنایی نیازمند طراحی یک سیستم برای مدیریت اطلاعات تعمیر ونگهداری است.
یک سیستم مدیریت تعمیر و نگهداری در اصلی ترین شکل خود اطلاعات تعمیر و نگهداری راجمع آوری و مرتبط کرده، نمایش می دهد. بدین ترتیب، این سیستم به عنوان یک ابزار بررسی برای مهندس تعمیر و نگهداری عمل می کند. نام این سیستم " سیستم مدیریت تعمیر ونگهداری" (MM) می باشد. اجزاء اصلی تشکیل دهنده سیستم عبارتند از :
مکان داراییهای زیر بنایی، اندازه گیری های مربوط به وضعیت داراییها، ویژگیهای ترافیکی قطارهای موجود در خط، سوابق ورودی کار برای حفظ خط در حال عملیات، هزینه های ورودی کار تعمیر و نگهداری.
بخش هسته ای سیتسم MM پایگاهی انبوه از اطلاعات با یکپارچگی بالا می باشد. به علت بزرگی مجموعه های اطلاعاتی و منابع گوناگون اطلاعات، لازم است که اطلاعات به طور گرافیکی مشاهده شوند تا یکپارچگی محتوای اطلاعات تایید گردیده و اولین سطح بررسی دیداری انجام گیرد. در شکل زیر، پروسه ایجاد سیستم MM نشان داده شده است. تمام اطلاعات ضروری که باید همیشه به روز باشند در شکل وجود دارد دربحث زیرچنین فرض شده است که پایگاه اطلاعاتی تاسیسات زیربنایی به روز ایجاد شده تاجهت یک سیستم قابل تکرار برای چند کاربر مورد استفاده قرار گیرد تا اطلاعات قبلی و جاری را در اختیار تصمیم گیرنده قرار دهد. مکان و تغییرات اجزاء تشکیل دهنده تاسیسات زیربنایی، اقدامات مربوط به شرایط، ترافیک ورودی، کارتعمیر و نگهداری و هزینه ها بایددر پایگاه اطلاعاتی را به جهت توصیف مناطق مرتبط میسازد ارائه می شوند که دراین مناطق ورودی ها تعمیرونگهداری موردنیاز می باشند.

پروسه ایجاد سیستم MM
دربازرسیهای میدانی مختلف عملیاتی درارتباط باورود اطلاعات به سیستم و ارتباط باعملکرد خط نتایج ذیل رابدست می دهد:
i- وضعیت عملکرد قبلی خط با امور مربوط به تعمیر ونگهداری به صورت اولیه خود باز نمی گردد.
ii - بهترین وضعیت ممکن حاصله درهرزمان، بر اثر میزان ترافیک و سیکلهای تعمیر ونگهداری سیرنزولی دارد
iii - زمان بین دوره های تعمیر و نگهداری با افزایش ترافیک کاهش می یابد.
iv- فرسودگی خط دارای سه مرحله است.
1- فرسودگی در ارتباط مستقیم با زمان و ترافیک ثابت
2- فرسودگی در ارتباط مستقیم با زمان و ترافیک ثابت بعد از فرسودگی اولیه
3- فرسودگی در ارتباط غیر مستقیم شتابی بعد از رسیدن به وضعیت حساس
اگر اجازه داده شود که خط فرسوده شده و عملی برای کاهش نرخ فرسودگی آن صورت نگیرد، پس ضعیفترین جزء آن تعیین کننده عمرخط خواهد بود لذا از پتانسیل کامل اجزاء مختلف خط استفاده بهینه نشده واکثراجزاء خط بدلیل وجود عضو ضعیف شروع به فرسودگی سریع خواهند نمود. بابررسیهای جهانی بدست آمده درارتباط با فرسایش و به کار گیری سیستم تلفیق اطلاعات وداده ها درGIS میتوان اطلاعات ورودی به این سیستم را تقسیم بندی وپس از ورود اطلاعات درارتباط با فرسایش به یک مدلسازی جامعی دست یابیم.

[امیرعلی بلورچیان]

پاسخ : سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

GIS و تاثیر آن دراستراتژی تعمیر و نگهداری
سیاست تعمیرونگهداری راه آهن باید براساس سرویس دهی به مشتریان باشدلذا این سرویس دهی می بایستی برمبنای یک سیستم جامع ویکپارچه اطلاعات (GIS) جهت رسیدن به هدف استوارگرددو شامل اجزاء ذیل باشد:
1- تضمین در دسترس بودن خط با توجه به اطلاعات جمع آوری شده در این سیستم حداقل تداخل امور مربوط به تعمیر و نگهداری
2- فراهم نمودن خط در سطح استاندارد قابل قبول و در سطح اطمینان قابل قبول
3- تضمین اقتصادی و موثرکارهای تعمیر ونگهداری طبق برنامه ریزی و آنالیز انجام گرفته درسیستم
4- فراهم کردن مراتب فوق الذکر در یک وضع امن و مسئولانه تو سط سیستم فوق الذکر

نقش GISدرسطوح مدیریت تعمیر ونگهداری
پروسه مدیریتی تعمیر ونگهداری در خطوط راه آهن دارای دو سطح عملیاتی است.

شبکه
به عنوان مدیریت اداره مرکزی شناخته شده وهدف اصلی آن اشاعه برنامه تعمیر ونگهداری واتخاذ تصمیمات کلان وراهکارهای مربوطه با توجه به محدودیتهای کلی بودجه می باشد. لذا درحالت کلی وبا مدلسازی این سیستم شبکه خطوط از جنبه های مختلف دارای اهمیت فراوانی است زیرا شبیه سازی شبکه به نحوی است که اطلاعات کل شبکه همواره به صورت (online) دراختیار می باشد و می توان اطلاعات مورد نیاز را در مواقع لزوم بازیابی و اصلاح کرد و با انجام اجزاء متوالی مدل، تغییرات در مدل را ارزیابی نمود.

پروژه
مدیریت درسطح پروژه نشانگرعملیات فیزیکی تصمیمات شبکه است وشامل مواردذیل است :
درک وضعیت اطلاعات فیزیکی، ایجاد حداقل سرویس دهی قابل قبول و وضعیت ساختاری، شناخت وضعیت کلی شبکه و خط و تشخیص مکانهایی که دارای مشکل هستند، تشخیص و ایجاد مدلهای پیش بینی فرسودگی، سرپرستی آنالیزهای مورد نیاز، تشخیص بودجه مورد نیاز، تشخیص نیازها جهت انتخاب نرم افزار مورد نیاز سیستم .GIS
عمده مسئولیتهای مدیر پروژه به شرح ذیل است
جمع آوری اطلاعات مشروح مربوط به قسمتهای مختلف هر مشکل، بررسی مشروح ریشه های مشکل آنالیزهای، تکنیکی و اقتصادی راهها در جهت رفع مشکل، تنظیم قراردادها با ذکر جزئیات برنامه ریزی مربوطه، میزان هزینه ها و انتخاب بهترین راه حل، و انجام عملیات.

سلسله مراحل تعمیر ونگهداری خط
افرادی که مسئول تعمیر ونگهداری خط هستند یک سلسله کارهای مهندسی تعمیر ونگهداری به شرح ذیل را رهبری می کنند :
اندازه گیری وضعیت موجود، بررسی علت وارزیابی ساختاری، تشکیل مدل عملیاتی آنالیز نیازها و تخصیص منابع، برنامه ریزی، زمانبندی و انجام عملیات، انعکاس بازتاب عملیات.

انتخاب یک سیستمGIS مناسب برای یک طرح سیستم تعمیرونگهداری خوب بایستی شامل مواردذیل باشد
بهبود کارایی تصمیمات تعمیر ونگهداری با استفاده بهینه از منابع موجود، تضمین یکپارچگی تصمیمات تعمیر ونگهداری اخذ شده در تمام سطوح مدیریتی، تسهیل در هماهنگی امور مربوط، ایجاد بازتاب عواقب ناشی از انجام تصمیمات تعمیر ونگهداری، گسترش دامنه مدیریت تعمیر ونگهداری

وضعیت فعلی تعمیر ونگهداری در ایران بدون وجود سیستم GIS
روش فعلی تعمیرونگهداری درکشوربه صورت نیمه مکانیزه وبراساس بازدیدچشمی وبیشتر مبتنی براستفاده ازنیروی کارگری ایران بدون وجود سیستم یکپارچه مکانی GIS میباشدکه عمده مشکلات فعلی تعمیرونگهداری درنواحی راه آهن ایران به شرح ذیل است :

کمبود امکانات و تجهیزاتی که نیازبه پیاده سازی سیستم GISدارد
نیمه مکانیزه بودن، کاهش نیروی کار در سالهای اخیر، کمبود نیروی متخصص در استفاده از ماشین آلات، تنوع مصالح روسازی، عدم وجود استاندارد، عدم تامین به موقع مصالح، عدم کاربرد متدهای جدید اندازه گیری، کمبود ابزار آلات تعمیر ونگهداری در برخی از نواحی، عدم وجود بانک اطلاعاتی مناسب ازوضعیت فعلی.


نارساییهاومشکلات ساختاری خط که نیازبه پیاده سازی سیستم GIS دارد
تنوع مصالح روسازی، فرسودگی، استهلاک

نارساییهای مدیریتی که نیازبه پیاده سازی سیستم اطلاعات جغرافیایی دارد
عدم تست کیفیت مصالح، عدم توجه به شرایط ویژه در مناطق خاص وعدم استفاده از لایه های مختلف اطلاعاتی، عدم وجود برنامه زمانبندی شده برای انجام عملیات تعمیرونگهداری بدون وجود اطلاعات جامع و بانکهای اطلاعاتی.

ایجاد پایگاه اطلاعات داده ها در جهت تعمیر و نگهداری خطوط در سایر کشورها
حال در ذیل به نقش سیستم اطلاعات جغرافیایی در راه آهن سایر کشورها از جمله به کشورهای توسعه یافته و کشورهای در حال توسعه می پردازیم که از جمله کشورهای توسعه عبارتند از :

راه آهن امریکا
دراین بخش وضعیت شرکت AMTRACK بررسی شده است، اهداف تعمیرونگهداری در این شرکت عبارتند از :
- بهینه کردن عملیات زیرسازی به منظور بالابردن قابلیت اطمینان اجزاء خط
- کاهش زمان تداخل تعمیر ونگهداری با عملیات بهره برداری
- نگهداری زیرسازه در سطح استانداردهای بین المللی
- برخورد مسئولانه باتمام مشتریان
- اولویت دادن به مسئله ایمنی

فرایند انجام امور تعمیر ونگهداری در این شرکت به شرح ذیل می باشد:
بازرسی و تست وضعیت خط، تشخیص نیازهای وضعیت خط، برنامه ریزی و طراحی راه حل ها، برنامه ریزی و نحوه واگذاری کار، اجرای عملیات
این شرکت در جهت انجام امور تعمیر ونگهداری خط اقدام به تهیه سیستم نرم افزاری به نام AMTRACK نموده و موارد در نظر گرفته شده در این سیستم به شرح ذیل است :
- ایجاد تناسب بین اطلاعات جمع آوری شده مربوط به زیرسازه ها
- دریافت بیشترین میزان اطلاعات در کمترین زمان باحداکثر میزان صحت
- اجراءعملیات به موقع بازرسی وتعمیرونگهداری درحین به حداقل رسانیدن اشغال خط
اجزاء سیستم نرم افزاری شرکت AMTRAK به شرح ذیل می باشد:
- بانک اطلاعاتی کامل از جغرافیای زیرسازه ها
- برنامه نگهداری مطمئن و یکپارچه بانک اطلاعاتی
- روش مشاهده اطلاعات، با تاکید بر وضعیت و سرمایه موجود و کارهای انجام شده
- قابلیت گسترش براساس نیازهای درخواستی

راه آهن انگلستان
نکات در نظر گرفته شده در راه آهن انگلستان در جهت تعمیر ونگهداری بهینه شامل موارد ذیل است که طبق اهداف ذیل سیستم اطلاعات جغرافیایی نیز طراحی و به کار گرفته می شود.
عوامل موثر در طراحی خط، هزینه های خط در طول عمر سرویس دهی، عوامل موثر در طراحی وسیله نقلیه، شرایط حرکت وسیله نقلیه و کیفیت خط.



راه آهن ژاپن
اهداف وجهت گیری این کشور در زمینه انتخاب سیستم GIS وبه کارگیری آن در تعمیر و نگهداری به شرح ذیل می باشد :
تقویت ساختار خط، اتوماسیون بازرسی های اجزاء خط، مکانیزه کردن کارهای تعمیر ونگهداری، ایجاد سیستم ایمن برای امور تعمیر و نگهداری، ایجاد سیستم مدیریتی مناسب.

نقش سیستم اطلاعات جغرافیایی در راه آهن کشورهای در حال توسعه

راه آهن هند
نکات دارای اولویت در سیستم تعمیر ونگهداری این کشور به شرح ذیل می باشدکه طبق این اهداف سیستم مورد انتخاب بایستی جوابگوی نیازها باشد:
گشودن درها بسوی بخش خصوصی، حرکت بسوی مکانیزه کردن، کاهش وابستگی مالی به کمکهای دولت مرکزی، دریافت وام ارزان قیمت از بانکهای جهانی، مکانیزه نمودن امور تعمیر ونگهداری بیش از 40 % از خطوط راه آهن، نوسازی بیش از 1200 کیلومتر از خطوط در هر سال، کاهش شغلهای غیرتخصصی مربوط به امور تعمیر ونگهداری، آموزش های تخصصی و کارهای تیمی، انجام کارهای تعمیر ونگهداری جلوگیری کننده.

راه آهن مراکش
نکات برجسته در تعمیر ونگهداری این کشور که در انتخاب سیستم اطلاعاتی موثر هستندعبارتند از :
ایجاد سیستم تعمیر ونگهداری پیشگیری کننده برای پل ها و تونل ها، تدوین آیین نامه های تعمیر ونگهداری و مداومت عملیات مذکور، نیاز به برنامه ریزی دقیق، توجه به نقش نیروی انسانی، استفاده از بخش خصوصی در انجام امور تعمیر ونگهداری، نوسازی و بازسازی خطوط درجهت بالابردن کیفیت خط.

نتیجه گیری
واضح است که یک پایگاه اطلاعاتی دقیق شبکه راه آهن مورد نیاز می باشد. نمایش دادن اطلاعات برای مدیریت تعمیر و نگهداری موثرلازم است، پایه سیستم MM وتوانایی آن در دسته بندی نمودن مجموعه های گوناگون اطلاعات مدیریت تعمیر و نگهداری و مرتبط ساختن آنها در یک سیستم مرجع مسافت عمومی خط می باشد. از طریق نمایش اطلاعات بررسی اولیه عملکرد تاسیسات زیر بنایی راه آهن را فراهم می شود.
این امر اطلاعات سیستم ارجاع دو گانه را برای هر یک از دارایی ها فراهم می آورد. اطلاعات مربوط به مکان و مشخصات بعدا" به پایگاه اطلاعاتی تاسیسات زیربنایی صادر می شود.

لذا پیشنهادات درخصوص بهبود وضع موجود تعمیر ونگهداری ایران با استفاده از سیستم GIS به شرح ذیل می باشد :

1- جمع آوری اطلاعات جهت ایجاد بانک اطلاعاتی :
الف - اطلاعات کتابخانه ای
تهیه فرمهای لازم جهت جمع آوری اطلاعات، تاریخچه کارهای تعمیر ونگهداری، بررسی وضعیت تاسیسات زیربنایی در شرایط موجود، اطلاعات مربوط به هزینه ها و درآمدها، بررسی استانداردهای موجود در زمینه تعمیر ونگهداری، بررسی در ارتباط با انتخاب سیستمهای مناسب GIS با توجه به مشخصات شبکه.
ب - اطلاعات میدانی
انجام بازدیدهای محلی، جمع آوری و آنالیز اطلاعات توسط ماشین اندازه گیر، انجام آزمایشات موردی و اندازه گیریهای میدانی جهت ارزیابی اطلاعات، مقایسه عملکرد سیستم موجود تعمیر ونگهداری با استانداردهای مربوطه.

2- تشکیل بانک اطلاعاتی جامع :
بررسی تشکیل بانک اطلاعاتی مناسب، تهیه نرم افزارهای لازم (چند رسانه ای)، ایجاد شبکه کامپیوتری جهت ارتباط، ایجاد تشکیلاتی جهت سازماندهی و آموزش.

3- ثبت تغییرات دینامیکی در بانک اطلاعاتی تشکیل شده نظیر :
وضعیت ترافیک، وضعیت هندسی خط، عوامل جوی، سوانح عملیات تعمیر ونگهداری.

4- آنالیز و پردازش اطلاعات جمع آوری شده :
- شناسایی اجزاء مختلف، تعیین تاثیر پارامترهای مختلف در مدل با توجه به شرایط ویژه راه آهن ایران، وارد کردن مدل تایید شده در نرم افزار شبکه بانک اطلاعاتی.

5- ارائه مدل تعمیر ونگهداری با توجه به برنامه ریزی صورت گرفته در سیستم
روشهای بازرسی وضعیت خط، تشخیص نیازهای تعمیر ونگهداری، برنامه ریزی برای انجام کار

6- زمانبندی مراحل تعمیر ونگهداری و آموزش پرسنل میدانی خط(جهت وروداطلاعات بازدید شده به سیستم)

7- اجزاء سیستم پیشنهادی و کنترل آن

8- بازتاب نتایج انجام کارها و منظور نمودن آن در مراحل قبلی و نگهداری سیستم در حالت پویا
پیش بینی می گردد که وجود این سیستمها در شبکه منجر به صرفه جویی غیر مستقیم ناشی از افزایش حجم و ارتقاء قابلیت اطمینان وافزایش در آمد بالای ناشی از افزایش ترافیک خواهد شد. Question

منابع و ماخذ:
1. Ruppert, C. J. Jr. (1997), “ Implementing a Railway Infrastructure Management System “ Technical Conference 1997.
2. Ebersohn, Willem (1997) “Track Maintenance Management Philosophy” IHHA 1997.
3. Shima, Seiji “Application of New Track Maintenance Technology by JR East “, East Japan Railway Company.
4. Hunt, and Tunna, “Vehicle and Track Strategies to minimize Through- life costs” IMECHE 1999.
5. Rail Engineer- IRG – RTRJ
6-Using Integrated GPS & LIDER and Vidio Imaging in Railway Industry _ Willem Ebersohn
7- دکتر سعید منجم 1369 (نگهداری خطوط راه آهن ) - دفتر آموزش فنی راه آهن

منبع:
www.Vojoudi.com