Με τη βοήθεια δύο από τους πρωτοπόρους των σιδηροδρόμων μεγάλης ταχύτητας, ο David Briginshaw καταγράφει την τεράστια πρόοδο που έχει επιτευχθεί από το άνοιγμα της πρώτης γραμμής στην Ιαπωνία το 1964 και εξετάζει τις μελλοντικές προκλήσεις.
Η έναρξη της γραμμής Paris-Sud-Est στη Γαλλία το 1981 σηματοδότησε την εισαγωγή σιδηροδρομικών ταξιδιών υψηλής ταχύτητας στην Ευρώπη.
Γράφει ο Ντέιβιντ Μπίνγκσχα
Ο σιδηρόδρομος HIGH-SPEED έχει διανύσει πολύ δρόμο από τότε που τα ιαπωνικά τρένα με σφαίρες άρχισαν να τρέχουν στον πρώτο σιδηροδρομικό σταθμό υψηλής ταχύτητας στον κόσμο, το Τόκιο 515km - Osaka Tokaido Shinkansen, το 1964. Υπάρχουν τώρα 18 χώρες στον κόσμο με σκοπό- χτισμένοι σιδηρόδρομοι με μέγιστη ταχύτητα 250km / h και άνω. Εκτός από το Μαρόκο και τη Σαουδική Αραβία, όλα τα δίκτυα που έχουν δημιουργηθεί μέχρι στιγμής βρίσκονται στην Ευρώπη και την Ασία. Οι γραμμές υψηλής ταχύτητας βρίσκονται υπό κατασκευή στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ινδονησία, την Ταϊλάνδη και την Ινδία, με πολλές περισσότερες χώρες να αναπτύσσουν σχέδια για νέες γραμμές.
Το πιο αξιοσημείωτο επίτευγμα ήταν στην Κίνα που άνοιξε μόνο την πρώτη γραμμή 115 χιλιομέτρων που συνδέει το Πεκίνο με την Τιαντζίν το 2008. Μέχρι το τέλος του 2020, το σιδηροδρομικό δίκτυο υψηλής ταχύτητας της Κίνας είχε φτάσει τα 37.900 χιλιόμετρα, συμπεριλαμβανομένης της μακρύτερης συνεχούς γραμμής υψηλής ταχύτητας στον κόσμο, του Σιδηροδρομικός σταθμός 3422km που συνδέει το λιμάνι του Lianyungang με το Urumqi . Πολλές από τις γραμμές έχουν μέγιστη ταχύτητα λειτουργίας 350km / h. Η Ισπανία, η οποία διαθέτει το μεγαλύτερο δίκτυο υψηλής ταχύτητας στην Ευρώπη, είναι η μόνη άλλη χώρα όπου επιτρέπεται η λειτουργία 350km / h.
Οι σιδηροδρομικές μεταφορές είναι ο μόνος τρόπος εμπορικής μεταφοράς επιβατών όπου η μέγιστη ταχύτητα έχει σταθερά αυξηθεί. οι αεροπορικές μεταφορές επέστρεψαν σε υποηχητικές ταχύτητες μετά την κατάρρευση του Concorde, το οποίο τερμάτισε τα υπερηχητικά ταξίδια και η ταχύτητα των αυτοκινήτων είναι περιορισμένη λόγω ανησυχιών για την ασφάλεια.
Ωστόσο, η ταχύτητα αυτή καθεαυτή δεν είναι ποτέ η μόνη λογική για την κατασκευή γραμμών υψηλής ταχύτητας. Πράγματι, η μέγιστη ταχύτητα πρέπει να είναι συνάρτηση της εμπορικής ταχύτητας που απαιτείται για να επιτευχθεί ανταγωνιστικός χρόνος ταξιδιού, ο οποίος θα καταστήσει τον νέο σιδηρόδρομο βιώσιμο από την άποψη της κυκλοφορίας και των εσόδων. Ένας σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας με απαλές καμπύλες, χωρίς ισόπεδες διαβάσεις ή συγκρουόμενες κινήσεις αμαξοστοιχιών, και λειτουργεί με τρένα με τα ίδια χαρακτηριστικά απόδοσης επιτρέπει τη διατήρηση υψηλών μέσων στροφών για μεγάλες αποστάσεις, το οποίο είναι το κλειδί για την επίτευξη σύντομων, πολύ ανταγωνιστικών χρόνων ταξιδιού .
Παρόλο που το στάνταρ μετρητή Tokaido Shinkansen είχε μόνο μέγιστη ταχύτητα 210km / h όταν άνοιξε, στη συνέχεια αυξήθηκε στα 285km / h, εξακολουθούσε να αντιπροσωπεύει μια βαθμιαία αλλαγή στη συμβατική γραμμή που ήταν συμφόρηση και περιορισμένη από την άποψη του μετρητή φόρτωσης και της μέγιστης ταχύτητας λόγω του εύρους τροχιάς 1067 mm.
Η ανακούφιση της συμφόρησης και η ικανότητα διαχωρισμού των αργών επιβατικών και εμπορευματικών αμαξοστοιχιών από τα γρήγορα τρένα είναι συχνά οι λόγοι για την κατασκευή σιδηροδρόμων υψηλής ταχύτητας. Πράγματι, αυτό είναι το σκεπτικό για την κατασκευή του HS2, της γραμμής Λονδίνο - Μπέρμιγχαμ - Μάντσεστερ / Λιντς στη Βρετανία. Άλλοι λόγοι για την κατασκευή γραμμών υψηλής ταχύτητας είναι η μείωση της σιδηροδρομικής απόστασης μεταξύ των μεγάλων πόλεων, επειδή ο υφιστάμενος σιδηρόδρομος ακολουθεί μια κυκλική διαδρομή όπως η Μαδρίτη - Σεβίλλη στην Ισπανία. να συνδέσετε κενά στο δίκτυο. ή επειδή η ευθυγράμμιση του υπάρχοντος δικτύου είναι πολύ κακή. Το συμβατικό δίκτυο στην Τουρκία, για παράδειγμα, πάσχει από όλες αυτές τις ελλείψεις.
Ο σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας θεωρείται πλέον ως ένα από τα εργαλεία για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής, αντικαθιστώντας τις πτήσεις μικρών αποστάσεων και τις διαδρομές με τα τρένα υψηλής ταχύτητας. Υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι τα τρένα υψηλής ταχύτητας αντικαθιστούν τα αεροσκάφη ως το κυρίαρχο τρόπο σε βασικούς διαδρόμους όπως το Λονδίνο - Παρίσι, Παρίσι - Βρυξέλλες, Μαδρίτη - Βαρκελώνη, Ρώμη - Μιλάνο και Τόκιο - Οζάκα. Πράγματι, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θέσει μια πρόκληση να διπλασιάσει τη σιδηροδρομική κίνηση υψηλής ταχύτητας έως το 2030 και να την τριπλασιάσει έως το 2050. Αυτό θα επιτευχθεί μέσω ενός συνδυασμού αυξανόμενης κυκλοφορίας σε υπάρχουσες γραμμές και δημιουργίας νέων γραμμών. Ο ανταγωνισμός μεταξύ των χειριστών θα μπορούσε επίσης να διαδραματίσει κάποιο ρόλο. Η είσοδος της NTV για να ανταγωνιστεί την τρέχουσα Trenitalia στην Ιταλία το 2012 αύξησε το συνολικό μέγεθος της αγοράς και αύξησε τα πρότυπα ποιότητας.Ας ελπίσουμε ότι αυτό θα επαναληφθεί στην Ισπανία όπου μόλις αρχίζει ο ανταγωνισμός.
Ιαπωνία
Η αντίληψη σήμερα μεταξύ πολιτικών και σχεδιαστών ότι ο σιδηρόδρομος μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στο μείγμα μεταφορών απέχει πολύ από την κατάσταση στη δεκαετία του 1960, όταν ο σιδηρόδρομος θεωρήθηκε ευρέως ως ένας ξεπερασμένος τρόπος μεταφοράς με το μέλλον να βρίσκεται στα αυτοκίνητα και τα αεροπλάνα. . Η σιδηροδρομική βιομηχανία οφείλει ευγνωμοσύνη στην Ιαπωνία που βοήθησε να αλλάξει σταδιακά την αντίληψη των σιδηροδρόμων - η εικόνα ενός τρένου με σφαίρες που περνούσε πέρα από το όρος Φούτζι έγινε γρήγορα διάσημη παγκοσμίως και συνώνυμη με τη νεωτερικότητα.
«Το Tokaido Shinkansen ονομαζόταν« Dream Super Express »μεταξύ των ιαπωνικών ανθρώπων τότε», λέει ο κ. Naoyuki Ueno, γενικός διευθυντής του Central Japan Railway (JR Central) στο Λονδίνο. «Νομίζω ότι πραγματικά έδωσε την ελπίδα των Ιαπώνων, συνέβαλε στην ενίσχυση της οικονομίας και καλλιέργησε δραματικά το μέλλον των σιδηροδρόμων. Το Tokaido Shinkansen είχε μεγάλο αντίκτυπο όχι μόνο για τους Ιάπωνες αλλά και παγκοσμίως και έδωσε την ευκαιρία στους σιδηροδρόμους του κόσμου να καινοτομήσουν.
Το άνοιγμα του Ιαπωνικού Tokaido Shinkansen μεταξύ Τόκιο και Οζάκα το 1964 ήταν μια επαναστατική στιγμή.
«Οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο καταλαβαίνουν ότι το Shinkansen είναι πρωτοπόρος στον παγκόσμιο σιδηρόδρομο υψηλής ταχύτητας και υπερέχει στην ασφάλεια, την ακρίβεια, την άνεση και την ευκολία του, και επομένως εμπιστεύονται το σύστημα Shinkansen. Ταυτόχρονα, πρέπει να βελτιώσουμε περαιτέρω το σύστημα Shinkansen έτσι ώστε να μπορούμε να διατηρήσουμε την εμπιστοσύνη και τις προσδοκίες των ανθρώπων από όλο τον κόσμο. "
Το Ιατρικό Ινστιτούτο Τεχνικών Ερευνών της Ιαπωνίας (RTRI) αναφέρει ότι το άνοιγμα του Tokaido Shinkansen όχι μόνο είχε μεγάλο κοινωνικοοικονομικό αντίκτυπο στην ιαπωνική κοινωνία, αλλά προκάλεσε επίσης μια σειρά τεχνικών εξελίξεων. Σε αυτά περιλαμβάνονται τροχοφόροι αμαξοστοιχίες υψηλής ταχύτητας με εξαιρετική σταθερότητα κίνησης, κατανεμημένη πρόσφυση από την αρχή και όχι αμαξοστοιχίες που αποτελούνται από αυτοκίνητα και προπονητές ρυμουλκουμένων, και αυτόματα συστήματα ελέγχου αμαξοστοιχίας (ATC) με σηματοδότηση καμπίνας «Αυτές οι εξελίξεις έθεσαν τα θεμέλια για περαιτέρω βελτίωση των τεχνολογιών Shinkansen τα επόμενα χρόνια», λέει ο RTRI.
Το δίκτυο υψηλής ταχύτητας της Ιαπωνίας έχει επεκταθεί σταθερά από το 1964 και τώρα εκτείνεται από το Kagoshima στο Kyushu έως το Shin Hakodate-Hokuto στο Hokkaido, με αρκετές γραμμές σχεδιασμένες για λειτουργία 320km / h. Η Ιαπωνία έχει μεταφέρει περίπου 6,6 δισεκατομμύρια επιβάτες σιδηροδρόμων μεγάλης ταχύτητας από το 1964 και δεν υπέστη κανένα θάνατο λόγω ατυχήματος σε τρένο, ενώ η μέση καθυστέρηση του τρένου είναι μικρότερη από ένα λεπτό. «Είναι ζωτικής σημασίας να προσπαθούμε συνεχώς να επιτυγχάνουμε υψηλά επίπεδα ασφάλειας και ακρίβειας», λέει ο Ueno. «Αυτό που πρέπει να αποφύγουμε είναι ο εφησυχασμός στην ασφάλεια.»
Ευρώπη
Παρόλο που η Ιταλία ήταν η πρώτη χώρα που άνοιξε σιδηροδρόμους υψηλής ταχύτητας στην Ευρώπη - το πρώτο τμήμα 138 χλμ της Ρώμης - η Φλωρεντία Direttissima εγκαινιάστηκε το 1977 - οι ιταλικοί κρατικοί σιδηρόδρομοι (FS) δεν διέθεταν τρένα ικανά να λειτουργούν στα 250km / h. Μόλις η πρώτη παραγωγή ETR 450 με κλίση Pendolino άρχισε να λειτουργεί το 1988, ξεκίνησε η λειτουργία 250km / h στην Ιταλία. Η γραμμή των 254 χιλιομέτρων δεν ολοκληρώθηκε μέχρι το 1992 λόγω τεχνικών και χρηματοδοτικών προβλημάτων και έκτοτε η Ιταλία επέκτεινε την πρώτη γραμμή βόρεια και νότια με 300 χιλιόμετρα / ώρα γραμμές σχηματίζοντας σταδιακά ένα δίκτυο σχήματος Τ.
Η Γαλλία ξεκίνησε την κατασκευή της γραμμής 409km Παρίσι - Sud-Est στη Λυών το 1977 με το πρώτο άνοιγμα το 1981. Καθώς η γραμμή Paris - Sud-Est είχε μέγιστη ταχύτητα 260km / h και στόλο TGV ικανό να λειτουργήσει σε αυτό ταχύτητα, η Γαλλία έγινε η δεύτερη χώρα στον κόσμο που εκμεταλλεύτηκε σιδηροδρόμους υψηλής ταχύτητας και η πρώτη στην Ευρώπη. Ακολούθησε η ολοκλήρωση της πρώτης γραμμής στη Γερμανία μεταξύ Ανόβερου και Würzberg το 1991, και η πρώτη γραμμή της Ισπανίας μεταξύ Μαδρίτης και Σεβίλλης το 1992.
Η Γαλλία πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο το 1989 με το άνοιγμα του πρώτου σταδίου της γραμμής υψηλής ταχύτητας Atlantique, καθώς αυτός ήταν ο πρώτος σιδηρόδρομος σχεδιασμένος για λειτουργία 300km / h.
Καθώς το γαλλικό δίκτυο υψηλής ταχύτητας έχει επεκταθεί σταθερά, το ίδιο ισχύει και για την τεχνολογία.
«Η πραγματική δύναμη του TGV ξέρει πώς να επαναπροσδιορίζεται συνεχώς για 40 χρόνια, τόσο τεχνικά όσο και εμπορικά.»
Κ. Antoine Leroy, διευθυντής πρόσφυσης με τους εθνικούς σιδηροδρόμους της Γαλλίας (SNCF)
Ο σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας είναι ο κύριος μοχλός της τεχνολογικής καινοτομίας, καθώς απαιτεί το σύστημα σιδηροδρόμων να λειτουργεί με κορυφαίες επιδόσεις από άποψη ποιότητας οδήγησης, αξιοπιστίας και ασφάλειας. Η ανάπτυξη των Shinkansen, TGV στη Γαλλία και ICE στη Δυτική Γερμανία περιελάμβανε μια τεράστια προσπάθεια από τους σιδηροδρόμους, τα ερευνητικά ινστιτούτα, τα πανεπιστήμια και τους κατασκευαστές να αναπτύξουν τις τεχνολογίες που απαιτούνται για ασφαλή λειτουργία υψηλής ταχύτητας που περιλαμβάνει πολλά χρόνια πειραματισμού και δοκιμών. Τεράστια άλματα προς τα εμπρός επιτεύχθηκαν και συνεχίζουν να επιτυγχάνονται σε τομείς όπως ο σχεδιασμός τροχιάς και τα υλικά, η ηλεκτροδότηση, η αεροδυναμική, ο εξοπλισμός έλξης, τα φορεία, τα συστήματα ανάρτησης, το φρενάρισμα, η σχεδίαση αμαξοστοιχίας, οι πολύ σημαντικές διεπαφές τροχού και παντογράφου-αλυσίδας, σταθερότητα οδήγησης , έλεγχος αμαξοστοιχίας, συντήρηση και άνεση επιβατών.
«Η πραγματική ισχύς της TGV ξέρει πώς να επαναπροσδιορίζεται συνεχώς για 40 χρόνια, τόσο τεχνικά όσο και εμπορικά», λέει ο κ. Antoine Leroy, διευθυντής πρόσφυσης με τους Γαλλικούς Εθνικούς Σιδηροδρόμους (SNCF). «Το 1981, το πρώτο TGV έτρεξε στα 260km / h. Δύο χρόνια αργότερα, η εμπορική ταχύτητα αυξήθηκε στα 270km / h. Το 1989, τα τρένα TGV Atlantique δεύτερης γενιάς βγήκαν από το εργοστάσιο με μέγιστη ταχύτητα 300km / h. Από το 2007, νέες γραμμές υψηλής ταχύτητας έχουν δει τα TGV να λειτουργούν στα 320km / h.
«Το πραγματικό επίτευγμα ήταν να επιτύχουμε στην τροποποίηση των πρώτων τρένων TGV που κατασκευάστηκαν το 1980 και σχεδιάστηκαν για να λειτουργούν με μέγιστη ταχύτητα 270km / h αυξάνοντας τη μέγιστη ταχύτητά τους στα 300km / h ενώ εγγυάται ένα υψηλό επίπεδο αξιοπιστίας.
«Όσον αφορά τα συστήματα σηματοδότησης, οι τεχνικές έχουν εξελιχθεί σημαντικά. Με τη μικρογραφία των εξαρτημάτων, είμαστε σε θέση να μεταφέρουμε όλο και περισσότερες πληροφορίες μεταξύ της πίστας και της αμαξοστοιχίας παρά τις πολύ υψηλές ταχύτητες. Η άφιξη του ERTMS στη Γαλλία και την Ευρώπη είναι το αποκορύφωμα αυτής της προόδου. "
Η TGV Atlantique ήταν ο πρώτος στόλος τρένων υψηλής ταχύτητας που είχε υπολογιστές επί του σκάφους. «Αυτό έφερε την επανάσταση στην οδήγηση και τη συντήρηση», λέει ο Leroy. «Ο οδηγός ήταν πλέον σε θέση να αλληλεπιδράσει με το μηχάνημά του μέσω υπολογιστή και να γνωρίζει σε πραγματικό χρόνο την τεχνική κατάσταση του τρένου του. Αυτές οι αμαξοστοιχίες ήταν επίσης εξοπλισμένες με αυτόνομους συγχρονισμένους κινητήρες σε σύγκριση με τους πρώτους TGV που ήταν εφοδιασμένοι με κινητήρες έλξης DC.
«Το 1996, η άφιξη του TGV Duplex σηματοδότησε μια σημαντική καινοτομία όσον αφορά την τεχνική απόδοση. Μια νέα δομή αμαξώματος αλουμινίου επέτρεψε στην αμαξοστοιχία να σέβεται το μέγιστο φορτίο αξίας 17 τόνων παρά το ότι είναι αμαξοστοιχία διώροφων. Το 2006, τα POS TGV για λειτουργία στο Παρίσι - Φρανκφούρτη / Μόναχο εφοδιάστηκαν με ασύγχρονες μηχανές έλξης και εξοπλισμό ERTMS. "
Η Γαλλία έχει μακρά παράδοση για τον καθορισμό ρεκόρ ταχύτητας παγκόσμιου σιδηροδρόμου. «Από τον Μάρτιο του 1955, όταν οι ατμομηχανές BB 9004 και CC 7107 κατέγραψαν 331km / h, κάθε δίσκος είναι μαθητεία», λέει ο Leroy. «Μια απόπειρα ρεκόρ καθιστά προφανώς δυνατή τη δοκιμή νέων τεχνολογιών και, πάνω απ 'όλα, να μαθαίνουμε συνεχώς πώς θα συμπεριφέρεται ο εξοπλισμός στην οροφή ή κάτω από το αμάξωμα και να παρατηρούμε την εξέλιξη της σταθερότητας του τρένου ως συνάρτηση της ταχύτητας. Η εκμάθηση από το παρελθόν μας επιτρέπει να αναλάβουμε την ευθύνη για τις επιλογές μας για μελλοντικά τρένα.
«Για την απόπειρα εγγραφής του 2007 με TGV POS, τα ενδιάμεσα φορεία τροφοδοτήθηκαν από συγχρονισμένους κινητήρες μόνιμου μαγνήτη. Παρόλο που η κατανεμημένη λύση έλξης δεν διατηρήθηκε στις ακόλουθες σειρές (TGV 2N2 διώροφα τρένα), το ρεκόρ του 2007 μάς έμαθε πολλά για τα κέρδη που θα μπορούσαμε να κάνουμε στους τομείς της αεροδυναμικής ή της παντογράφου σε επαφή με την αλυσίδα. Μας έδειξε επίσης τα όριά μας. Στα 574,8km / h, οι αισθητήρες στη μύτη του TGV κατέγραψαν πιέσεις περίπου 7 τόνων ανά τετραγωνικό εκατοστό. Πέρα από αυτές τις ταχύτητες, οι περιορισμοί που βαρύνουν τον εξοπλισμό και τις εγκαταστάσεις μοιάζουν περισσότερο με την αεροναυτική. "
Μια πρόκληση για το SNCF είναι ο σχεδιασμός εξοπλισμού που να είναι ενεργειακά αποδοτικός, ενώ ταυτόχρονα μπορεί να ανταποκριθεί στους περιορισμούς των γραμμών με απότομες κλίσεις.
Εκτός από ένα έργο επέκτασης της γραμμής Sud Aquitaine από το Μπορντό στην Τουλούζη, το οποίο είναι υπό μελέτη, ο Leroy αναφέρει ότι το μέλλον των σιδηροδρόμων υψηλής ταχύτητας στη Γαλλία είναι κατά κύριο λόγο ο εκσυγχρονισμός των υφιστάμενων εγκαταστάσεων. Η γραμμή Παρίσι - Sud-Est θα γιορτάσει την 40η επέτειό της φέτος και είναι η πιο πολυσύχναστη γραμμή υψηλής ταχύτητας στην Ευρώπη με 240 τρένα την ημέρα. «Η κίνηση αυξήθηκε από 7 εκατομμύρια επιβάτες ετησίως το 1981 σε 44,5 εκατομμύρια το 2017», επισημαίνει ο Leroy.
Μια σημαντική ανακαίνιση αυτής της γραμμής βρίσκεται σε εξέλιξη με κόστος 607 εκατ. Ευρώ. Αυτό καλύπτει την αντικατάσταση των διακοπτών και των διασταυρώσεων, την ενίσχυση της αλυσοειδούς και την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, και κυρίως την εγκατάσταση του ERTMS Όταν ολοκληρωθεί η εργασία το 2025, θα είναι δυνατή η αύξηση του αριθμού των τρένων ανά ώρα και η βελτίωση της κανονικότητας της κυκλοφορίας.
Μια πρόκληση για το SNCF είναι ο σχεδιασμός εξοπλισμού που είναι και ο δύο ενεργειακά αποδοτικός, ενώ παράλληλα μπορεί να ανταποκριθεί στους περιορισμούς των γραμμών με απότομες κλίσεις, όπως η γραμμή Παρίσι - Sud-Est όπου οι κλίσεις είναι της τάξης του 3,5%. «Η αεροδυναμική συνδέεται απαραίτητα με αυτά τα ζητήματα», λέει ο Leroy. "Η αναζήτηση της καλύτερης δυνατής αεροδυναμικής σε συνδυασμό με τη βελτιστοποιημένη οδήγηση σύμφωνα με το προφίλ της γραμμής (κλίση) θα επιτρέψει σημαντική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας ενός τρένου."
Πολλά έργα βρίσκονται υπό ανάπτυξη στη Γαλλία για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας:
τη χρήση υπολογιστών για να επιτρέψουν στους οδηγούς να βελτιστοποιήσουν την οδήγησή τους - επιτάχυνση και φρενάρισμα - και εξοικονόμηση έως και 10% ενέργειας σε ένα ταξίδι
Εξοπλισμός TGV με φωτισμό LED σε χώρους επιβατών για επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας 7% και χρονομετρημένο κλείσιμο των θυρών, έτσι ώστε να μην υπερβαίνουν τα συστήματα κλιματισμού και θέρμανσης.
Η SNCF λέει ότι είναι ευτυχής να παραμείνει με την τρέχουσα μέγιστη ταχύτητα των 320km / h. «Στη δεκαετία του 2000, υπήρχε μια αντανάκλαση στο SNCF για αύξηση της ταχύτητας στα 350km / h», λέει ο Leroy. "Ωστόσο, οι διάφορες μελέτες που έχουν διεξαχθεί έχουν δείξει ότι το οικονομικό μοντέλο δεν έχει σημασία, δεδομένου του πρόσθετου κόστους, ειδικά για τη συντήρηση εξοπλισμού και υποδομής που θα είχε δημιουργηθεί.
Ενώ η Γαλλία μπορεί να κολλήσει με μέγιστη ταχύτητα 320km / h, αυτό δεν συμβαίνει αλλού. Η Κίνα έχει πολλές γραμμές όπου τα τρένα μπορούν να κινούνται με ταχύτητα 350km / h. Οι αποστάσεις μεταξύ των κύριων πόλεων στην Κίνα είναι πολύ μεγαλύτερες από ό, τι στην Ευρώπη, επομένως η υψηλότερη ταχύτητα μπορεί να δικαιολογηθεί. Το HS2 της Βρετανίας στοχεύει να είναι ο πρώτος σιδηρόδρομος με μέγιστη ταχύτητα 360km / h. Ενώ η τεχνολογία maglev (βλ. Παρακάτω πίνακα) προσφέρει την προοπτική για πολύ υψηλότερες ταχύτητες, υπάρχει ακόμη πολλές δυνατότητες για ανάπτυξη χάλυβα τροχού σε τεχνολογία υψηλής ταχύτητας σιδηροτροχιάς.
Νέα γενιά
Τα τρένα υψηλής ταχύτητας νέας γενιάς αναπτύσσονται στην Ευρώπη και την Ασία. Η JR Central παρουσίασε το τρένο N700S Shinkansen επόμενης γενιάς πέρυσι. Η JR Central αναφέρει ότι το τρένο 16-αυτοκινήτων 285km / h είναι το πρώτο στον κόσμο που χρησιμοποιεί συσκευές καρβιδίου του πυριτίου (SiC) στο σύστημα έλξης Οι συσκευές SiC έχουν χαμηλότερη απώλεια ισχύος, υψηλότερη συχνότητα και υψηλότερο ρεύμα από τις συσκευές Si.
Το πλάτος του συστήματος μετατροπέα για το N700S είναι το μισό από το συμβατικό σύστημα που χρησιμοποιείται στα τρένα σειράς N700, ενώ το αξονικό μήκος του εξαπολικού κινητήρα έλξης για το N700S είναι 10% μικρότερο. Το βάρος του κύριου μετασχηματιστή μειώνεται εφαρμόζοντας ένα νέο σύστημα ψύξης αντί για εφαρμογές SiC. Ως αποτέλεσμα, το σύστημα πρόσφυσης N700S ζυγίζει 20% λιγότερο από το σύστημα έλξης της σειράς N700.
Αφού άνοιξε την πρώτη της γραμμή το 2008, η Κίνα λειτουργεί πλέον το μακρύτερο δίκτυο υψηλής ταχύτητας στον κόσμο. Φωτογραφία: Shutterstock / Ye Choh Wah
Η αναλογία βάρους προς ισχύ του εξαπολικού κινητήρα για N700S είναι 20% μικρότερη από ό, τι σε προηγούμενα τρένα, τα οποία διαθέτουν συμβατικούς τετράπολους κινητήρες. Το N700S διαθέτει επίσης σύστημα αυτοπροώθησης μπαταρίας ιόντων λιθίου που του επιτρέπει να λειτουργεί χωρίς αλυσοειδή με χαμηλή ταχύτητα σε περίπτωση σεισμού ή διακοπής ρεύματος.
Η δοκιμή ξεκίνησε με τα νέα τρένα της Alstom Avelia Liberty, τα οποία θα αντικαταστήσουν τα τρένα της Amtrak Acela στο Βόρειο Ανατολικό Διάδρομο της Βοστώνης - Νέας Υόρκης - Washington DC. Τα τρένα 300km / h είναι εξοπλισμένα με σύστημα κλίσης αμαξώματος Tiltronix για αύξηση της ταχύτητας μέσω καμπυλών. Τα τρένα είναι μακρύτερα, τα αυτοκίνητα είναι μικρότερα και η συνολική χωρητικότητα των επιβατών είναι έως και 30% υψηλότερη από ό, τι στα υπάρχοντα τρένα Acela. Ο Alstom λέει ότι τα τρένα μπορούν να επεκταθούν από εννέα αυτοκίνητα έως 12 χωρίς καμία τροποποίηση στο σύστημα έλξης και η μέγιστη ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί στα 350km / h χωρίς το σύστημα κλίσης.
Η Siemens δοκιμάζει νέα μηχανή για το τρένο υψηλής ταχύτητας επόμενης γενιάς Velaro Novo. Το Velaro Novo θα έχει ένα κλιμακωτό σύστημα πρόσφυσης για μέγιστες ταχύτητες που κυμαίνονται από 250 έως 360km / h, με εξόδους ισχύος που κυμαίνονται από 4,7MW έως 8MW για ένα τρένο επτά αυτοκινήτων μήκους 202m.
Οι αεροδυναμικές βελτιώσεις περιλαμβάνουν ένα βελτιωμένο περίβλημα φορείου, συνδέσεις διαδρόμων, κάλυμμα παντογράφου και καλυμμένο εξοπλισμό υψηλής τάσης στην οροφή.
Η Siemens λέει ότι το τρένο θα είναι περίπου 15% ελαφρύτερο από το σημερινό Velaro, μειώνοντας το βάρος ενός επτά-αμαξοστοιχίας κατά περισσότερους από 70 τόνους. Αυτό επιτεύχθηκε μέσω της χρήσης φορείων εσωτερικού πλαισίου, βοηθητικών μετατροπέων καρβιδίου πυριτίου και της χρήσης συγκόλλησης με τριβή για την κατασκευή αμαξώματος. Τόσο η Avelia όσο και η Velaro Novo χρησιμοποιούν την ιδέα του κοίλου σωλήνα για σχεδιασμό βαγονιών για να μεγιστοποιήσουν την ευελιξία του σχεδιασμού του εσωτερικού της αμαξοστοιχίας.
Τέλος, η Κίνα άνοιξε τη γραμμή Βορρά Πεκίνου - Zhangjiakou 174 χιλιομέτρων στις 30 Δεκεμβρίου 2019, τον πρώτο αυτοματοποιημένο σιδηρόδρομο υψηλής ταχύτητας στον κόσμο. Η γραμμή είναι εξοπλισμένη με Αυτόματη λειτουργία αμαξοστοιχίας (ATO) πάνω από το Σύστημα Ελέγχου Σιδηροδρόμων της Κίνας (CTCS) Επίπεδο 3. Ο Εθνικός Σιδηρόδρομος της Κίνας λέει ότι η χρήση του ATO στη γραμμή θα αυξήσει την ικανότητα, επιτρέποντας στα τρένα να λειτουργούν σε μικρότερους δρόμους και με μεγαλύτερη αξιοπιστία, μειώνοντας παράλληλα κατανάλωση ενέργειας.
Η Γαλλία και η Γερμανία επιδιώκουν επίσης αυτόματη λειτουργία, η οποία θα μπορούσε να είναι το επόμενο σημαντικό άλμα προς τα εμπρός στην τεχνολογία σιδηροδρόμων υψηλής ταχύτητας.
Η ανάπτυξη δικτύων υψηλής ταχύτητας, όπως στη Γερμανία, οδήγησε σε σημαντικές ανακαλύψεις στον σχεδιασμό των τρένων και των υποδομών. Το ICE 4 είναι το νεότερο τρένο στον στόλο υψηλής ταχύτητας DB. Φωτογραφία: Deutsche Bahn AG / Oliver Lang
Maglev: πιο ρεαλιστικό από το Hyperloop
Η τεχνολογία MAGLEV επιδιώκεται μόνο για ταξίδια μεγάλης ταχύτητας εντός πόλης στην Ασία μετά την εγκατάλειψη του συστήματος Transrapid maglev της Γερμανίας όταν η πίστα Emsland έκλεισε το 2011, παρά τη γραμμή 30,5 χιλιομέτρων που κατασκευάστηκε για τη σύνδεση του Διεθνούς Αεροδρομίου Shanghai Pudong - με το μετρό Longyang Road σταθμός στα νοτιοανατολικά της Σαγκάης.
Η JR Central κατασκευάζει την πρώτη φάση της υπεραγώγιμης γραμμής maglev Chuo Shinkansen 500km / h για να συνδέσει αρχικά το Τόκιο με τη Ναγκόγια και τελικά την Οζάκα.
«Επί του παρόντος, βρίσκονται υπό κατασκευή σταθμοί τερματικού σταθμού στο Shinagawa στο Τόκιο και στη Ναγκόγια, καθώς και σήραγγες βουνού και έξοδοι κινδύνου», λέει ο κ. Naoyuki Ueno, γενικός διευθυντής, Central Japan Railway (JR Central) στο Λονδίνο. «Προχωρήσαμε με το σχεδιασμό, την έρευνα και την απόκτηση γης, σε στενή συνεργασία με τις τοπικές περιοχές.
«Ωστόσο, θα είναι δύσκολο να ξεκινήσει η λειτουργία του το 2027 όπως είχε αρχικά προγραμματιστεί, επειδή οι κατασκευαστικές εργασίες στη Σιζουόκα έχουν σταματήσει. Αυτό οφείλεται στο ότι ο νομός Shizuoka και άλλες τοπικές κυβερνήσεις ανησυχούν για την παροχή νερού στις τοπικές περιοχές. Έχουμε δεσμευτεί να επιλύσουμε αυτό το ζήτημα το συντομότερο δυνατό και θα ξεκινήσουμε την κατασκευή με σκοπό να ανοίξουμε το τμήμα της πρώτης φάσης μόλις επιλυθούν οι ανησυχίες. "
«Επί του παρόντος, βρίσκονται υπό κατασκευή σταθμοί τερματικού σταθμού στο Shinagawa στο Τόκιο και στη Ναγκόγια, καθώς και σήραγγες βουνών και έξοδοι κινδύνου».
Κ. Naoyuki Ueno, γενικός διευθυντής, Central Japan Railway (JR Central)
Ο Ueno λέει ότι το Chuo Shinkansen θα παρέχει μια δεύτερη αρτηρία μεταφοράς που θα συνδέει το Τόκιο, τη Ναγκόγια και την Οζάκα. «Θα μας βοηθήσει να προετοιμαστούμε για τους κινδύνους που δημιουργεί μια γηράσκουσα γραμμή Tokaido Shinkansen, καθώς και μεγάλες φυσικές καταστροφές. Αναμένουμε ότι τα ταξίδια μεταξύ Τόκιο, Ναγκόγια και Οζάκα θα μεταφερθούν στη νέα γραμμή Chuo Shinkansen. Επομένως, ενδέχεται να είμαστε σε θέση να επιδιώξουμε νέες ευκαιρίες όπως η αύξηση του αριθμού των τρένων Hikari και Kodama στη γραμμή Tokaido Shinkansen, τα οποία έχουν περισσότερες στάσεις και θα μπορούσαν να βελτιώσουν περαιτέρω την ευκολία ταξιδιού για τους κατοίκους της περιοχής. "
Δύο έργα τρένων maglev βρίσκονται σε εξέλιξη στην Κίνα. Η CRRC Sifang ολοκλήρωσε δυναμικές δοκιμές χαμηλής ταχύτητας ενός πρωτότυπου αυτοκινήτου maglev 600km / h σε μια δοκιμαστική πίστα στο Πανεπιστήμιο Tongji στη Σαγκάη το 2020, ένα ορόσημο για το έργο που ξεκίνησε τον Ιούνιο του 2016. Αναμενόταν ένα πλήρες πρωτότυπο τρένο ικανό λειτουργίας 600km / h θα ολοκληρωθεί έως το τέλος του περασμένου έτους. Η Κίνα ανακοίνωσε σχέδια το 2019 για μια γραμμή maglev 200km στην επαρχία Hubei για δοκιμή λειτουργίας του πρωτοτύπου τρένου σε ταχύτητες άνω των 600km / h.
Ένα πρωτότυπο αυτοκίνητο maglev με ταχύτητα σχεδίασης 620km / h παρουσιάστηκε στο Chengdu στις 13 Ιανουαρίου , μαζί με μια δοκιμαστική διαδρομή μήκους 165 μέτρων. Το αυτοκίνητο ισχύος 12 τόνων μήκους 21 μέτρων , το οποίο χρησιμοποιεί τεχνολογία υπεραγωγού υψηλής θερμοκρασίας (HTS) και έχει ελαφρύ σώμα από ανθρακονήματα, αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Southwest Jiaotong, τον Εθνικό Σιδηρόδρομο της Κίνας και το CRRC. Η τεχνολογία υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας maglev είναι μια φθηνότερη εναλλακτική λύση σε σχέση με την τεχνολογία υπεραγωγών χαμηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται σε προηγούμενα έργα.
Ο καθηγητής Sun Zhang, ειδικός σιδηροδρόμων στο Πανεπιστήμιο της Σαγκάης Tongji, λέει ότι το νέο τρένο έχει σχεδιαστεί για λειτουργία σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση, παρά σε σωλήνα κενού όπως με το Hyperloop του Elon Musk όπου προτείνονται πολύ υψηλότερες ταχύτητες. «Τα κινέζικα τρένα είναι ρεαλιστικά, ενώ το Musk's Hyperloop είναι φουτουριστικό», δήλωσε η Sun στους Global Times της Κίνας .
https://www.railjournal.com/in_depth/the-high-speed-revolution
Επιμέλεια: Χρήστος Γιαννακίδης
sidirodromikanea.
