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

در طول 200 سال گذشته، تکنولوژی قطارهای باری تغییر چندانی نکرده است. زیرا از قرن نوزدهم لوکوموتیوهای سنگین واگن های باری را به حرکت درآورده اند. البته طرفداران صنعت راه آهن می گویند که از آن زمان تا کنون تغییرات زیادی صورت گرفته است. اما اگر قضیه را در مجموع در نظر بگیریم، اساس قطارهای باری از زمان اختراعشان تغییر چندانی نکرده است.

اکنون سه مهندس سابق اسپیس ایکس پس از جدا شدن از آن و ایجاد استارت آپ خود، در تلاش هستند تا نحوه استفاده از ریل را تغییر دهند. با تأسیس استارت آپ Parallel Systems، این سه به دور از اخبار، مخفیانه فناوری جدیدی را برای استفاده از شبکه راه آهن جهانی توسعه دادند.

این شرکت به تازگی اولین مدل از محصولات خود را بر اساس توسعه صنعت باتری و خودروهای خودران معرفی کرده است تا تغییرات قابل توجهی در دنیای قطارهای باری ایجاد کند. آنها امیدوارند که با برقی شدن شبکه راه آهن موجود، استفاده از این زیرساخت را به منطقه وسیع تری گسترش دهند.

موفقیت یک استارت آپ بستگی به این دارد که صنعت راه آهن و مشتریان آن تا چه حد از ایده استفاده از نوع جدیدی از حمل و نقل ریلی راضی باشند.

سیستم موازی تنها به دنبال جایگزینی موتورهای الکتریکی جدید با موتورهای دیزلی قدیمی لوکوموتیو نیست. در عوض، این شرکت قصد دارد از موتورهای الکتریکی در خودروهای فردی استفاده کند. بسیاری از قطارهای مسافربری برقی اکنون از فناوری موتور الکتریکی استفاده می کنند. با این حال، روند گسترش استفاده از این فناوری در بخش قطارهای باری کند بوده است. سیستم های موازی و بنیانگذاران آن در تلاش برای حل این مشکل هستند.

هر خودرو از یک باتری، یک موتور الکتریکی، چهار چرخ و مجموعه ای از سنسورها 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 طوری که کانتینر فاصله بین محورهای دو خودرو را پر می کند. ایده اصلی مهندسان این است که هر کانتینر بار با دو وسیله نقلیه الکتریکی 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 گرفته اند. سپس شیر ظرف را پایین می آورد تا هر طرف روی دستگاه باشد. سپس دو وسیله نقلیه به کمک موتورهای الکتریکی، دوربین های برد کوتاه و بلند و مجموعه ای از سنسورها به طور خودکار به سمت مقصد حرکت می کنند.

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

سیستم های موازی از کلمه “گروه” به جای کلمه قطار استفاده می کنند. زیرا خودروهای برقی آنها حتی هنگام حرکت به صورت گروهی با یکدیگر ارتباط برقرار نمی کنند. مت سوولمدیرعامل سیستم های موازی می گوید:

ما معتقدیم که اندازه گروه ها به طور ایده آل از 10 تا 50 ماشین است. در گروه های اعشاری، بار آیرودینامیکی به بهترین وجه 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 یک قطار تا حدی کوتاه در نظر گرفته می شود. سوول در این زمینه می گوید:

قطارها همیشه بزرگ و طولانی بوده اند. اما در سال های اخیر، قطارهای باری طولانی تر شده اند. زیرا حرکت خودرو را به صرفه تر می کند. با این حال، مشکل این است که برخی از قطارها می توانند تا 5 کیلومتر طول داشته باشند. کجا می توان چنین وسیله عظیمی را پارک کرد؟ جواب همه جا نیست.

سوول امیدوار است که با کوتاه شدن قطارها، حمل و نقل کالا به مناطق بیشتری از طریق راه آهن امکان پذیر باشد. به خصوص در مناطقی که در حال حاضر تامین کالا بر عهده شرکت های باربری است. او توضیح می دهد:

در حال افزایش سهم شبکه ریلی در حمل و نقل بار هستیم. با کوتاه‌تر شدن قطارها، ایستگاه‌های راه‌آهن کوچک‌تر می‌شوند و می‌توانند در نزدیکی شهرها یا زیرساخت‌های دیگری ساخته شوند که به مشتریان یا کشتی‌های باری دسترسی بهتری به آن‌ها بدهد.

وسایل نقلیه الکتریکی با سیستم های موازی می توانند با یک بار شارژ 800 کیلومتر را طی کنند و دو وسیله نقلیه می توانند از یکدیگر برای جابجایی یک یا دو کانتینر روی هم به وزن 29000 کیلوگرم استفاده کنند. یک سیستم دید خودرو مبتنی بر دوربین می تواند سایر وسایل نقلیه و موانع و همچنین شیب و انحنای مسیر را تشخیص دهد.

سئول معتقد است که این سیستم برای ناوبری وسایل نقلیه و حرکت خودکار در شرایط نسبتاً ساده مناسب است و می تواند به راحتی از پس کار برآید. با این حال، او می افزاید، اپراتور انسانی می تواند به خودروها در تصمیم گیری در موقعیت های خاص و حساس کمک کند.

نسل اول خودروهای این شرکت در راه آهنی در جنوب کالیفرنیا در حال آزمایش است و سوول می گوید نسخه به روز شده نسل دوم به زودی آزمایش خواهد شد. وی امیدوار است نسل سوم این خودروها آماده تولید شود.

نوع جدیدی از حمل و نقل ریلی

آیا این فناوری جدید راه را برای صنعت حمل و نقل هموار خواهد کرد؟ سیستم های موازی مشکلات زیادی دارند. اولین مشکل این است که موفقیت این شرکت در حمل و نقل ریلی منوط به افزایش استفاده از راه آهن در مناطقی است که تاکنون بیشتر به جابجایی کالا با کامیون وابسته بوده اند. در بسیاری از این مناطق، خطوط راه آهن از کار افتاده یا نیاز به تعمیرات اساسی دارند. پاسی لاوتالمدیر برنامه حمل و نقل ریلی موسسه فناوری میشیگان می گوید:

موفقیت این ایده به اندازه شبکه راه آهن و ایستگاه های قابل استفاده بستگی دارد. اکثر شهرهای کوچک یا راه آهن بی فایده هستند یا راه آهن آنها کار نمی کند.

پس از تعمیر راه‌آهن توسط دولت، شرکت‌های حمل‌ونقل باید زیرساخت‌های لازم را برای جابجایی کانتینرها، راه‌اندازی و نگهداری خودروهای برقی ایجاد کنند. هیچ یک از این مشکلات غیر قابل حل نیست. اما شرکت هایی مانند سیستم های موازی با چالش های مهمی روبرو هستند.

مشکلات لجستیکی احتمالا بزرگترین مشکل آنهاست. ترافیک جهانی ریلی به دو صورت کنترل می شود: سیستم هشدار بلوک (BS) و کنترل مثبت قطار (PTC). در سیستم هشدار 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 قطار استفاده می کند. حرکت قطارها در بسیاری از خطوط راه آهن ملی در ایالات متحده توسط یک سیستم هشدار کنترل می شود. با این حال، استفاده از سیستم جدید کنترل مثبت می تواند منجر به حرکت سریعتر قطارها در فواصل کوتاهتر از یکدیگر و در نتیجه افزایش کارایی شبکه ریلی شود.

صنعت ریلی ایالات متحده در استفاده از سیستم مدیریت قطار مثبت در مقایسه با رقبای بین المللی از رقبا عقب است. در سال 2008، دولت ایالات متحده طبق قانون موظف شد 93000 کیلومتر از 225000 کیلومتر شبکه ریلی سراسری را به سیستم کنترل مثبت مجهز کند. هدفی که 12 سال بعد در سال 2020 محقق شد. بنابراین، بسیاری از راه‌آهن‌های ایالات متحده هنوز از سیستم مدیریت قطار مثبت استفاده نمی‌کنند. این مشکلی است که نفوذ فناوری های جدید به حوزه فعالیت را پیچیده کرده است. لاووتالا می گوید:

با کمک سیستم های اتوماتیک مدرن می توانید قطارها را سریعتر و با فاصله کمتری از یکدیگر حرکت دهید. اما در اینجا ما هنوز از سیستم هشدار بلوک قدیمی استفاده می کنیم.

قطارها باید در فاصله مشخصی از یکدیگر حرکت کنند که معمولاً 3 کیلومتر است. این سیستم برای راندن قطارهای طولانی مناسب است. بنابراین یکی از شروط مهم برای اجرای سیستم سیستم های موازی ارتقاء شبکه ریلی آمریکا است.

لاووتالا می گوید به دلیل استفاده از سیستم های قدیمی در شبکه ریلی و عدم توزیع مجدد کانتینرهای بار در مسافت های طولانی، ایده سیستم های موازی برای حل مشکلات صنعت راه آهن قانع کننده به نظر نمی رسد. او می گوید: «و با این حال ایده آنها جالب و جذاب است.

نبرد برای محموله

علیرغم تلاش استارتاپ سیستم های موازی برای معرفی فناوری های جدید، صنعت ریلی در نهایت باید برای شکوفایی و گسترش با چالش های خود روبرو شود. لاووتالا این سوال را می گوید:

معتقدم اگر صنعت ریلی و شرکت‌های آن می‌خواهند سهم خود را از بازار حمل‌ونقل افزایش دهند، باید بر حمل و نقل کالا در مسیرهای کوتاه‌تر تمرکز کنند.

در این راستا، صنعت راه آهن با یک رقیب بزرگ روبرو است: حمل و نقل بار با کامیون که قبلاً از ورود فناوری های جدید و برق استقبال می کرد. کامیون های برقی خودکششی می توانند هزینه حمل و نقل کالا را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. کامیون های خودکششی می توانند هزینه های شرکت های باربری را به نصف کاهش دهند و برقی شدن کامیون ها به کاهش بیشتر هزینه ها کمک می کند.

علاوه بر این، این صنعت می تواند با تکیه بر فناوری موتور الکتریکی، انتشار کربن را کاهش دهد. در نهایت می توان گفت که استفاده از ناوگان کامیون و خودروهای برقی می تواند هزینه ها و آلودگی را کاهش دهد. دو حوزه ای که صنعت راه آهن در آنها برابری نداشت. در نهایت سوول می افزاید:

مزیت صنعت راه آهن همیشه این بوده است که حمل و نقل ارزان تر از بار بوده است. اما اکنون کامیون داران هزینه ها را به شدت کاهش می دهند. اگر چنین است، چه آینده ای در انتظار صنعت راه آهن است؟ ما اینجا هستیم تا پاسخ این سوال را پیدا کنیم.