در مورد واگن های ریلی واگن برقی چه می دانیم؟ & زومیت

در 200 سال گذشته، فناوری حمل و نقل ریلی تغییر چندانی نکرده است. از قرن نوزدهم، لوکوموتیوهای سنگین قطاری از وسایل نقلیه باری را دنبال کردند. البته، طرفداران صنعت راه آهن می گویند که از آن زمان تا کنون خیلی تغییر کرده است. اما اگر به طور کلی به قضیه نگاه کنیم، اساس قطارهای باری از زمان اختراع تغییر چندانی نکرده است.

اکنون، سه مهندس سابق اسپیس ایکس، پس از جدا شدن از آن و تأسیس استارت آپ خود، به دنبال تغییر روش استفاده از ریل هستند. با تأسیس استارت آپ سیستم های موازی، این سه به دور از هیاهوی خبری، مخفیانه فناوری جدیدی را برای استفاده از شبکه راه آهن جهانی توسعه دادند.

این شرکت به تازگی اولین نمونه از محصولات خود را با تکیه بر پیشرفت های صنعت باتری و خودروهای خودران با هدف ایجاد تحولی گسترده در دنیای قطارهای باری معرفی کرده است. آنها امیدوارند که با برقی شدن شبکه ریلی فعلی، استفاده از این زیرساخت را به منطقه وسیع تری گسترش دهند.

موفقیت یک استارت آپ بستگی به این دارد که صنعت ریلی و مشتریان آن چقدر از ایده استفاده از این نوع جدید حمل و نقل ریلی خوشحال باشند.

سیستم موازی نه تنها به دنبال جایگزینی موتورهای الکتریکی جدید با موتورهای دیزل لوکوموتیو قدیمی است. در عوض، این شرکت قصد دارد از موتورهای الکتریکی در واگن های فردی استفاده کند. بخش بزرگی از قطارهای مسافربری برقی اکنون از فناوری نیروی محرکه الکتریکی استفاده می کنند. با این حال، روند گسترش استفاده از این فناوری در بخش قطارهای باری کند بوده است. این موضوعی است که سیستم های موازی و بنیانگذاران آن به دنبال حل آن هستند.

هر واگن ریلی از یک باتری، موتور الکتریکی، چهار چرخ و مجموعه ای از حسگرها برای حرکت خودکار استفاده می کند. از آنجایی که بیشتر محموله های جهان در کانتینرهای 20 فوتی حمل می شود، وسایل نقلیه ریلی جدید برای جابجایی این نوع کانتینر طراحی شده اند. به گونه ای که کانتینر فاصله بین محورهای دو وسیله نقلیه را پر می کند. ایده اصلی مهندسان این بود که هر کانتینر بار با دو وسیله نقلیه برقی به طور خودکار و بدون نیاز به اپراتور به مقصد برسد.

عملکرد سیستم به گونه ای است که دو دستگاه در فاصله مناسبی از یکدیگر قرار می گیرند. جرثقیل ظرف را به گونه ای پایین می آورد که هر طرف روی یک دستگاه باشد. در مرحله بعد، دو وسیله نقلیه به طور خودکار با استفاده از موتورهای الکتریکی و دوربین های برد کوتاه و دور و مجموعه ای از سنسورها به سمت مقصد حرکت می کنند.

در تئوری، از آنجایی که هر وسیله نقلیه دارای تمام ابزارهای لازم برای ناوبری و کنترل سرعت است، لازم نیست که بخشی از یک قطار بزرگ از وسایل نقلیه تمام چرخ متحرک باشد. با این حال، در عمل، خودروها می توانند در گروه های بزرگ به سمت مقصد حرکت کنند.

سیستم های موازی از کلمه “گروه” به جای کلمه قطار استفاده می کنند. زیرا وسایل نقلیه الکتریکی آنها حتی در هنگام حرکت به صورت گروهی به یکدیگر متصل نمی شوند. مت سوولمدیرعامل سیستم های موازی می گوید:

ما فکر می کنیم اندازه گروه ها در حالت ایده آل بین 10 تا 50 ماشین است. در گروه های اعشاری، بار آیرودینامیکی به بهترین وجه در بین وسایل نقلیه توزیع می شود. اما از نظر تجاری، اگر ودیعه بسیار زیاد باشد، فکر می کنیم حداکثر تعداد خودروها 50 عدد باشد.

طبق استانداردهای امروزی، قطاری با 50 واگن قطار نسبتاً کوتاهی در نظر گرفته می شود. سوول در مورد آن گفت:

قطارها همیشه بزرگ و طولانی هستند. اما در سال های اخیر، قطارهای باری طولانی تر شده اند. زیرا حرکت وسیله نقلیه را مقرون به صرفه تر می کند. با این حال، مشکل این است که طول برخی از قطارها تا 5 کیلومتر می رسد. دستگاه عظیم را در کجا می توان پارک کرد؟ جواب همه جا نیست.

سوول امیدوار است که با کوتاه شدن قطارها، امکان تحویل کالا به نقاط بیشتری از طریق راه آهن وجود داشته باشد. به خصوص در مناطقی که در حال حاضر تامین کالا بر عهده شرکت های کامیونت است. او توضیح می دهد:

سهم شبکه راه آهن را در حمل و نقل کالا افزایش دهیم. با کوتاه‌تر شدن قطارها، ایستگاه‌های قطار کوچک‌تر می‌شوند و می‌توان آن‌ها را در نزدیکی شهرها یا زیرساخت‌های دیگر ساخت و دسترسی بهتری را برای مشتریان یا کشتی‌های باری به آنها فراهم کرد.

سیستم موازی خودروهای الکتریکی می توانند با یک بار شارژ 800 کیلومتر را طی کنند و دو وسیله نقلیه با کمک یکدیگر می توانند یک یا دو کانتینر را که روی هم قرار گرفته اند با وزن کل 29000 کیلوگرم حرکت دهند. سیستم دید مبتنی بر دوربین وسایل نقلیه می تواند سایر وسایل نقلیه و موانع و همچنین شیب و انحنای مسیر را ببیند.

سئول معتقد است این سیستم برای ناوبری وسایل نقلیه مناسب است و به طور خودکار در یک محیط نسبتاً بدون عارضه حرکت می کند و کار آسان است. با این حال، وی افزود، اپراتور انسانی می تواند به خودروها در تصمیم گیری در شرایط خاص و حساس کمک کند.

خودروهای نسل اول این شرکت در یک راه آهن در جنوب کالیفرنیا در حال آزمایش هستند و سوول گفت که نسل دوم نسخه بازطراحی شده به زودی آزمایش خواهد شد. او امیدوار است نسل سوم این خودروها آماده تولید شود.

نوع جدیدی از حمل و نقل ریلی

آیا این فناوری جدید در باز کردن راه صنعت حمل و نقل موفق خواهد بود؟ سیستم های موازی مشکلات زیادی دارند. اولین مشکل این است که موفقیت شرکت حمل و نقل ریلی منوط به استفاده روزافزون از راه آهن در مناطقی است که اکنون تا حد زیادی به جابجایی کالا با کامیون وابسته است. در بسیاری از این مناطق، خطوط راه آهن در وضعیت نامناسبی قرار دارند یا نیاز به تعمیرات گسترده دارند. پاسی لاووتالامدیر برنامه حمل و نقل ریلی دانشگاه صنعتی میشیگان گفت:

موفقیت این ایده به گستردگی شبکه قطار و ایستگاه های موجود بستگی دارد. اکثر شهرهای کوچک ممکن است از راه آهن بی استفاده باشند یا راه آهن آنها کار نکند.

پس از تعمیر ریل توسط دولت، شرکت های حمل و نقل باید زیرساخت های لازم را برای جابجایی کانتینر و راه اندازی و نگهداری خودروی برقی ایجاد کنند. هیچ یک از این مشکلات غیر قابل حل نیستند. اما شرکت هایی مانند سیستم های موازی با چالش های بزرگی روبرو هستند.

مشکلات لجستیکی احتمالا بزرگترین مشکل آنهاست. ترافیک در شبکه ریلی جهانی به دو صورت کنترل می شود: سیستم سیگنالینگ بلوک (BS) در کنترل مثبت قطار (PTC). در یک سیستم سیگنالینگ بلوک، خطوط به صورت بلوک نمایش داده می شوند و حرکت بلوک ها توسط اپراتورهای انسانی کنترل می شود. به اپراتورها دیسپاچر یا دیسپاچر می گویند.

سیستم کنترل مثبت قطار از سیگنال های GPS و فناوری های مشابه برای کنترل حرکت قطارها استفاده می کند. حرکت قطارها در بخش های بزرگی از راه آهن ملی در ایالات متحده توسط یک سیستم سیگنالینگ کنترل می شود. اما استفاده از سیستم کنترل مثبت جدید می تواند منجر به حرکت سریعتر قطارها در فواصل کوتاهتر از یکدیگر و در نتیجه افزایش کارایی شبکه قطار شود.

صنعت ریلی ایالات متحده در استفاده از سیستم کنترل ریلی مثبت در مقایسه با رقبای بین المللی از رقبا عقب است. در سال 2008، دولت ایالات متحده طبق قانون موظف شد یک سیستم کنترل مثبت برای 93000 از 225000 کیلومتر شبکه ریلی در سراسر کشور ارائه دهد. هدفی که 12 سال بعد، در سال 2020 به دست آمد. بنابراین، بسیاری از خطوط راه آهن ایالات متحده هنوز از سیستم کنترل راه آهن مثبت استفاده نمی کنند. این موضوعی است که ورود فناوری های جدید به این عرصه را با مشکل مواجه کرده است. لاووتالا گفت

با کمک سیستم های اتوماتیک مدرن، می توانید قطارها را سریعتر و در فواصل کوتاهتر از یکدیگر حرکت دهید. اما در اینجا ما همچنان از سیستم سیگنالینگ بلوک منسوخ استفاده می کنیم.

در این صورت قطارها باید مقداری از یکدیگر را طی کنند که معمولاً 3 کیلومتر است. این سیستم برای کنترل قطارهای طولانی مناسب است. بنابراین یکی از شروط مهم برای اجرای سیستم سیستم موازی، به روز رسانی شبکه ریلی آمریکا است.

لاووتالا گفت: با توجه به استفاده از سیستم‌های قدیمی در شبکه ریلی و عدم توزیع مجدد کانتینرهای بار در مسافت‌های طولانی، ایده Parallels Systems برای حل مشکلات صنعت ریلی قانع‌کننده به نظر نمی‌رسد. او گفت: «با این حال، ایده آنها جالب و جذاب است.

مبارزه باربری

فارغ از تلاش‌های استارتاپی سیستم‌های موازی برای معرفی فناوری‌های جدید، صنعت ریلی باید در نهایت برای شکوفایی و گسترش با مشکلات خود مواجه شود. لاووتالا درباره این موضوع گفت:

من معتقدم اگر صنعت ریلی و شرکت‌های آن می‌خواهند سهم خود را در بازار حمل‌ونقل افزایش دهند، باید روی جابه‌جایی کالا در مسیر کوتاه‌تر تمرکز کنند.

در این راستا صنعت ریلی با رقیب بزرگی مواجه است: حمل و نقل بار با کامیون که قبلاً از ورود فناوری های جدید و برق استقبال کرده بود. کامیون های برقی خودکششی می توانند هزینه های حمل و نقل کالا را تا حد زیادی کاهش دهند. کامیون های خودکششی می توانند هزینه های شرکت های حمل و نقل را به نصف کاهش دهند و کامیون های برقی می توانند به کاهش بیشتر هزینه ها کمک کنند.

علاوه بر این، این صنعت می تواند با تکیه بر فناوری نیروی محرکه الکتریکی، انتشار کربن را کاهش دهد. در نهایت می توان گفت که استفاده از ناوگان کامیون ها و وسایل نقلیه برقی می تواند هزینه ها و آلودگی را کاهش دهد. دو حوزه ای که صنعت راه آهن در آن بی نظیر است. سوول در پایان افزود:

مزیت صنعت راه آهن همیشه حمل و نقل ارزان تر در مقایسه با کامیون است. اما اکنون، کامیون ها قرار است هزینه ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. اگر چنین است، چه آینده ای در انتظار صنعت راه آهن است؟ ما اینجا هستیم تا پاسخ این سوال را پیدا کنیم.