Μηχανικοί στην Κίνα ολοκλήρωσαν την πρώτη επιτυχημένη δοκιμή μιας ασύρματης νηοπομπής τρένων, συντονίζοντας πολλαπλά εμπορευματικά τρένα χωρίς φυσικούς συνδέσμους. Το σύστημα δοκιμάστηκε στον σιδηρόδρομο Baoshen στην Εσωτερική Μογγολία υπό πραγματικές συνθήκες βαρέων μεταφορών.
english.news.cn
Αντί να είναι μηχανικά συνδεδεμένα, επτά τρένα επικοινωνούσαν μέσω ενός ασύρματου συστήματος ομαδικού ελέγχου που συγχρονίζει την ταχύτητα, το φρενάρισμα και την απόσταση. Αυτό επέτρεψε στη νηοπομπή να κινείται ως ενιαία μονάδα, ενώ παράλληλα παρέμενε φυσικά ξεχωριστή.
Το συνολικό φορτίο έφτασε σχεδόν τους 35.000 τόνους, καθιστώντας την μία από τις βαρύτερες συντονισμένες σιδηροδρομικές κινήσεις που επιχειρήθηκαν ποτέ. Η άμεση απόκριση στις αλλαγές ταχύτητας βοήθησε στη διατήρηση της ασφάλειας και της σταθερότητας σε ολόκληρη τη νηοπομπή.
Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να αυξήσει δραματικά τη σιδηροδρομική χωρητικότητα χωρίς να κατασκευάσει νέες γραμμές ή να επεκτείνει σιδηροδρομικούς διαδρόμους. Μεγιστοποιώντας την υπάρχουσα υποδομή, οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να μετακινούν περισσότερο φορτίο με χαμηλότερο κόστος κατασκευής και περιβάλλοντος.
Εάν υιοθετηθούν σε μεγάλη κλίμακα, οι ασύρματες νηοπομπές θα μπορούσαν να αναδιαμορφώσουν την παγκόσμια εφοδιαστική εμπορευμάτων μειώνοντας τα σημεία συμφόρησης και βελτιώνοντας την αποδοτικότητα. Υπογραμμίζει επίσης πώς ο αυτοματισμός και η συνδεσιμότητα επαναπροσδιορίζουν την παραδοσιακή σιδηροδρομική μηχανική.
Για πάνω από έναν αιώνα, η μετακίνηση περισσότερου φορτίου σήμαινε την κατασκευή μεγαλύτερων τρένων. Αλλά η φυσική αντεπιτίθεται. Όσο μεγαλύτερο ήταν το τρένο, τόσο πιο έντονες ήταν οι δυνάμεις που χτυπούσαν τους χαλύβδινους συνδέσμους του κατά τις εκκινήσεις και τις στάσεις, διακινδυνεύοντας θραύσεις. Η ασφαλής λειτουργία απαιτεί επίσης ορισμένες αποστάσεις μεταξύ των τρένων, δημιουργώντας ένα φυσικό ανώτατο όριο που περιορίζει τον αριθμό των τρένων που μπορούν να κινούνται κάθε μέρα.
Η κινεζική λύση, που αναπτύχθηκε από την Ομάδα Έρευνας και Σχεδιασμού του Ινστιτούτου Σήματος και Επικοινωνίας Σιδηροδρόμων της Κίνας (CRSC), είναι κομψά απλή στη σύλληψη αλλά και πολύπλοκη στην εκτέλεση, αφήνοντας ουσιαστικά τα τρένα να «μιλούν» αντί να ρυμουλκούν.
Κατά τη διάρκεια της εναρκτήριας δοκιμής του ομαδικού τρένου βαρέων μεταφορών 35.000 τόνων, του μακρύτερου και βαρύτερου τέτοιου σχηματισμού στον κόσμο, επτά μεμονωμένα εμπορευματικά τρένα 5.000 τόνων, σταθμευμένα ξεχωριστά σε τέσσερις σταθμούς, συναρμολογήθηκαν δυναμικά σε μία συγχρονισμένη ομάδα χρησιμοποιώντας ένα σύστημα «εικονικής ζεύξης».
Λειτουργώντας ως ενιαία οντότητα υπό αυστηρό συνεργατικό έλεγχο, το σχεδόν συνδεδεμένο τρένο ταξίδεψε σε στενό σχηματισμό πριν αποσυνδεθεί αυτόματα κατά την άφιξή του στον προορισμό του, που ήταν ο σταθμός Wanshuiquannan. Αυτή η επιτυχημένη δοκιμή επικύρωσε την τεχνολογία πυρήνα συντονισμού, δήλωσε ο Liu.
Το σύστημα, έτοιμο για μελλοντική επιχειρησιακή ανάπτυξη, αναμένεται να ενισχύσει σημαντικά την αποδοτικότητα των μεταφορών και να αποφέρει σημαντικά οικονομικά οφέλη, σημείωσε.
Με την ονομασία «εικονική σύζευξη», το σύστημα χρησιμοποιεί ένα ασφαλές δίκτυο για να δημιουργήσει μια ψηφιακή σύνδεση σε πραγματικό χρόνο μεταξύ ανεξάρτητα κινούμενων τρένων.
Σκεφτείτε έναν ακριβώς συντονισμένο στόλο αυτόνομων φορτηγών σε έναν αυτοκινητόδρομο. Ένα κεντρικό σύστημα ελέγχου εδάφους, που αναπτύχθηκε από την Ομάδα του Ινστιτούτου Έρευνας & Σχεδιασμού CRSC, τροφοδοτεί ταυτόχρονα όλες τις μονάδες με δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τη θέση, την ταχύτητα και τις εντολές.
«Είναι σαν μια εξαιρετικά πειθαρχημένη νηοπομπή», δήλωσε ο Zhang Guozhen, επικεφαλής του έργου στην Ομάδα του Ινστιτούτου Έρευνας και Σχεδιασμού CRSC. «Κάθε τρένο γνωρίζει την ακριβή θέση, την ταχύτητα και την πρόθεση των άλλων. Όταν το επικεφαλής τρένο φρενάρει, το σήμα αναβοσβήνει πίσω στην ομάδα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου και και τα επτά φρενάρουν σε τέλειο συγχρονισμό».
Αυτή η «ήπια σύνδεση» εξαλείφει τις καταστροφικές δυνάμεις των παραδοσιακών μακριών τρένων και μειώνει το υποχρεωτικό προστατευτικό ασφαλείας. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, τα φορτωμένα τρένα διατήρησαν ένα κενό μικρότερο από 1.100 μέτρα, με τα άδεια τρένα να πλησιάζουν τα 943 μέτρα -- αποστάσεις αδύνατες για συμβατικές μεταφορές βαρέων μεταφορών, σύμφωνα με τον Ζανγκ.
ΕΠΑΝΑΣΤΑΣΗ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΧΩΡΙΣ ΝΕΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ
Ο πιο άμεσος αντίκτυπος είναι στα τελικά αποτελέσματα, δηλαδή στη χωρητικότητα μεταφοράς πρώτων υλών. Ο σιδηρόδρομος Μπαοτόου-Σένμου, ένας κρίσιμος διάδρομος άνθρακα, δέχεται σήμερα ετήσια εμπορευματικά εμπορεύματα περίπου 180 εκατομμυρίων τόνων. Αυτό το νέο σύστημα, που δεν απαιτεί επέκταση ή τροποποίηση γραμμών ή σταθμών, υπολογίζεται ότι θα αυξήσει αυτή τη χωρητικότητα κατά πάνω από 50%, σύμφωνα με τον Λιού.
«Η ομορφιά έγκειται στη χρήση της νοημοσύνης αντί του σιδήρου», εξήγησε. «Αποσπούμε περισσότερη αποτελεσματικότητα από την υποδομή που ήδη διαθέτουμε».
Σύμφωνα με τον Ζανγκ, τα πιο ισχυρά παραδοσιακά τρένα βαρέων μεταφορών στον κόσμο έχουν σήμερα χωρητικότητα φορτίου περίπου 20.000 τόνων και μήκος έως και 2,8 χιλιόμετρα. Τέτοια τρένα απαιτούν εξειδικευμένες ατμομηχανές και το ακραίο μήκος τους θέτει προκλήσεις για τις υπάρχουσες πλατφόρμες, οι οποίες συχνά χρειάζονται τροποποιήσεις για να τα φιλοξενήσουν.
Ωστόσο, με το σύστημα «εικονικής ζεύξης», η συνδυασμένη μονάδα μπορεί να χωριστεί ξανά σε ξεχωριστά τρένα για να ελλιμενιστούν ξεχωριστά κατά την άφιξη ή όταν απαιτούνται προσαρμογές δρομολογίων. Αυτή η μέθοδος, επομένως, εξαλείφει την ανάγκη τροποποίησης των υπαρχουσών πλατφορμών, αυξάνοντας παράλληλα τη συνολική μεταφορική ικανότητα.
Για μια χώρα όπως η Κίνα που εξαρτάται από τις σιδηροδρομικές μεταφορές μεγάλων αποστάσεων για τη μεταφορά ζωτικών πόρων όπως ο άνθρακας και το μετάλλευμα από τη δύση στην ανατολή, αυτή η ώθηση που βασίζεται στο λογισμικό αποτελεί ένα στρατηγικό άλμα.
Επιπλέον, η συγχρονισμένη κίνηση εξαλείφει τους καταστροφικούς κραδασμούς που φθείρουν τις γραμμές και τους συνδέσμους, ενώ οι οδηγοί είναι σε θέση να μεταβούν από το αγχωτικό έργο της χειροκίνητης διαχείρισης ακραίων δυνάμεων στην εποπτεία ενός εξαιρετικά αυτοματοποιημένου συστήματος.
«Στην αρχή, το να βλέπω ένα τρένο τόσο κοντά ήταν λίγο τρομακτικό, φοβούμενος μια σύγκρουση. Σταδιακά, το συνήθισα επειδή το υπολογιζόμενο περιθώριο ασφαλείας του συστήματος είναι ασφαλές», δήλωσε ο μηχανοδηγός Σι Χαογκάνγκ, ο οποίος συμμετείχε στην πρώτη δοκιμή.
Ενώ η ιδέα του ψηφιακού συντονισμού των τρένων έχει διερευνηθεί στο εξωτερικό, κυρίως για τις επιβατικές υπηρεσίες, η δοκιμή της Κίνας σηματοδοτεί την οριστική της άφιξη στον απαιτητικό κόσμο των βαρέων εμπορευμάτων. Η κλίμακα, 35.000 τόνων και με επτά τρένα που συντονίζονται σε πολλαπλούς σταθμούς, είναι άνευ προηγουμένου, σύμφωνα με τον Liu Hongfei, επικεφαλής μηχανικό του έργου.
«Το σύστημά μας, που επιτρέπει την ευελιξία για τα τρένα που ξεκινούν από διαφορετικούς σταθμούς ώστε να σχηματίζουν δυναμικά μια ενιαία, εικονική μονάδα, αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός», δήλωσε ο Λιού.
Η επιτυχημένη δοκιμή προσφέρει ένα νέο πρότυπο για την παγκόσμια σιδηροδρομική εφοδιαστική. Σε μια εποχή που πολλές οικονομίες αναζητούν πιο οικολογικές εναλλακτικές λύσεις μεταφορών, η ενίσχυση της σιδηροδρομικής χωρητικότητας είναι ζωτικής σημασίας. Η επίδειξη της Κίνας παρέχει μια βιώσιμη πορεία.
