درباره تراموای برقی چه می دانیم؟ –

در 200 سال گذشته، تکنولوژی حمل و نقل ریلی تغییر چندانی نکرده است. زیرا از قرن نوزدهم ماشین آلات سنگین قطارهای باری را دنبال می کردند. البته طرفداران صنعت راه آهن می گویند که از آن زمان تا کنون تغییرات زیادی صورت گرفته است. اما اگر به کل قضیه نگاه کنیم، اصول اساسی قطارهای باری از زمان نوآوری تغییر چندانی نکرده است.

اکنون، سه مهندس سابق اسپیس ایکس، پس از جدا شدن از آن و راه اندازی استارت آپ خود، به دنبال تغییر روش استفاده از ریل هستند. با راه‌اندازی اولیه سیستم‌های موازی، این سه نفر مخفیانه برای توسعه فناوری‌های جدید برای استفاده از شبکه‌های ریلی جهانی و به دور از اخبار هیاهو ایجاد شدند.

به تازگی این شرکت اولین نمونه اولیه از محصولات خود را بر اساس توسعه صنعت باتری و خودروهای خودران با هدف ایجاد تحولی بزرگ در دنیای قطارهای باری معرفی کرده است. آنها امیدوارند با افزایش برق شبکه ریلی موجود، استفاده از این زیرساخت را به منطقه وسیع تری گسترش دهند.

موفقیت راه اندازی به میزان پیشرفت صنعت راه آهن بستگی دارد و مشتریان از ایده استفاده از نوع جدیدی از حمل و نقل ریلی خوشحال خواهند شد.

سیستم موازی نه تنها به دنبال جایگزینی موتور جدید با موتور دیزلی لوکوموتیو قدیمی است. در عوض، این شرکت قصد دارد از موتورهای الکتریکی در واگن های فردی استفاده کند. درصد زیادی از قطارهای مسافربری برقی اکنون از فناوری نیروی محرکه الکتریکی استفاده می کنند. با این حال، روند استقرار این فناوری در بخش راه آهن باری هنوز دیر است. این موضوعی است که سیستم های موازی و بنیانگذاران آن به دنبال حل آن هستند.

هر ریل از باتری ها، یک 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 خودرو را پر می کند. ایده اصلی مهندسان این بود که هر کانتینر به صورت خودکار و بدون نیاز به اپراتور با دو وسیله نقلیه الکتریکی به مقصد برسد.

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

در تئوری، از آنجا که هر وسیله نقلیه دارای تمام ابزارهای لازم برای ناوبری و کنترل سرعت است، لازم نیست که بخشی از قطار بزرگتر از همه وسایل نقلیه رانندگی باشد. با این حال، در عمل، خودروها ممکن است 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 به صورت گروهی و حتی در حال حرکت به هم متصل نیستند. مت سوولمدیرعامل سیستم های موازی می گوید:

به نظر ما اندازه گروه بین 10 تا 50 ماشین مناسب است. در گروه اعشاری، بار آیرودینامیکی به بهترین وجه بین وسایل نقلیه توزیع می شود. اما از نظر تجاری، اگر سپرده زیاد باشد، حداکثر تعداد خودروها را 50 فرض می کنیم.

طبق استانداردهای امروزی، قطاری با 50 واگن قطار نسبتا کوتاهی در نظر گرفته می شود. سوول می گوید:

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

سوول امیدوار است که با کوتاه شدن قطارها، بتواند کالاهای بیشتری را از طریق راه آهن به منطقه منتقل کند. بخصوص در حوزه تامین هم اکنون بر عهده شرکت کامیونت می باشد. او توضیح می دهد:

ما سهم خود را از شبکه ریلی در حمل و نقل بار افزایش خواهیم داد. با کوتاه‌تر شدن قطارها، ایستگاه کوچک‌تر می‌شود و می‌توان آن را نزدیک‌تر به شهر یا زیرساخت‌های دیگر ساخت و به مشتریان یا کشتی‌های باری دسترسی بهتری به آنها می‌دهد.

خودروهای برقی موازی می توانند با یک بار شارژ 800 کیلومتر را طی کنند و دو وسیله نقلیه با کمک متقابل می توانند یک یا دو کانتینر که روی هم قرار گرفته اند با وزن کل 29000 کیلوگرم حرکت دهند. سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین خودرو می‌توانند وسایل نقلیه و سایر موانع و همچنین شیب و انحنای جاده را تشخیص دهند.

سئول معتقد است این سیستم برای ناوبری وسایل نقلیه و تحرک خودکار در محیط های نسبتاً ساده و با مدیریت آسان مناسب است. با این حال، وی افزود، اپراتورهای انسانی می توانند به خودروها در تصمیم گیری در موقعیت های خاص و حساس کمک کنند.

اولین خودروی این شرکت در راه آهن کالیفرنیای جنوبی در حال آزمایش است و سوول می گوید که طرح جدید به زودی آزمایش خواهد شد. او امیدوار است نسل سوم این خودروها آماده تولید شود.

انواع جدید حمل و نقل ریلی

آیا این فناوری جدید در زمینه سازی صنعت حمل و نقل موفق خواهد بود؟ سیستم های موازی مشکلات زیادی دارند. اولین مشکل این است که موفقیت شرکت در حمل و نقل ریلی منوط به افزایش استفاده از ریل در منطقه است که تا کنون به جابجایی کالا با کامیون بستگی دارد. در بسیاری از این مناطق، راه‌آهن‌ها بدون نظارت هستند یا نیاز به تعمیرات گسترده دارند. فارسی لاووتالامدیر برنامه حمل و نقل ریلی دانشگاه صنعتی میشیگان گفت:

موفقیت این ایده به گستره شبکه قطار و ایستگاه های قابل استفاده بستگی دارد. اکثر شهرهای کوچک راه آهن ندارند یا راه آهن آنها بی نظم است.

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

مشکلات حمل و نقل شاید بزرگترین مشکل آنها باشد. ترافیک جهانی ریلی به دو صورت کنترل می شود: سیستم سیگنال بلوک (BS) و کنترل مثبت قطار (PTC). در یک سیستم سیگنال بلوک، خط به عنوان یک بلوک نشان داده می شود و حرکت بلوک توسط یک اپراتور انسانی کنترل می شود. به کارآفرینان دیسپچر یا دیسپچر می گویند.

سیستم کنترل مثبت قطار از سیگنال های GPS و فناوری مشابه برای کنترل حرکت قطار استفاده می کند. ترافیک ریلی در اکثر خطوط راه آهن ملی ایالات متحده توسط یک سیستم سیگنال کنترل می شود. با این حال، معرفی یک سیستم کنترل مثبت جدید می تواند منجر به حرکت سریع تر قطار در فواصل کوتاهتر از یکدیگر و در نتیجه افزایش کارایی شبکه ریلی شود.

صنعت ریلی ایالات متحده در استفاده از سیستم های کنترل مثبت قطار در مقایسه با رقبای بین المللی از رقبای خود عقب است. در سال 2008، دولت ایالات متحده طبق قانون موظف شد 93000 مایل از 225000 مایل شبکه ریلی سراسری را با سیستم کنترل مثبت ارائه دهد. اهداف قرار است 12 سال بعد، تا سال 2020 محقق شوند. در نتیجه، اکثر راه‌آهن‌های ایالات متحده هنوز از سیستم کنترل راه‌آهن مثبت استفاده نمی‌کنند. این مشکلی است که مشکلاتی را برای ورود فناوری های جدید به این حوزه ایجاد کرده است. لاووتالا می گوید:

با کمک سیستم های اتوماسیون مدرن، می توانید قطارها را سریعتر و در فواصل کوتاهتر از یکدیگر حرکت دهید. اما در اینجا ما از سیستم سیگنال بلوک قدیمی نیز استفاده می کنیم.

در این صورت قطارها باید مقداری از همدیگر را طی کنند که معمولاً 3 کیلومتر است. این سیستم برای کنترل قطارهای طولانی ایده آل است. بنابراین، یکی از شروط کلیدی برای اجرای سیستم موازی، بهبود شبکه راه آهن ایالات متحده است.

لاووتالا می‌گوید به دلیل استفاده از سیستم‌های قدیمی در شبکه ریلی و عدم توزیع مجدد کانتینر در مسافت‌های طولانی، ایده Parallels Systems برای مقابله با صنعت راه‌آهن غیرقابل اعتماد به نظر می‌رسد. او گفت: با این حال، ایده های آنها جالب و جذاب است.

نبرد با کالا

صرف نظر از تلاش های Startup Parallel Systems برای معرفی فن آوری های جدید، صنعت راه آهن در نهایت با چالش هایی برای رشد و توسعه مواجه است. لاووتالا در مورد این موضوع صحبت می کند:

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

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

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 کامیون و خودروهای برقی می تواند هزینه ها و آلودگی را کاهش دهد. دو حوزه ای که صنعت راه آهن در آن بی رقیب است. سوول افزود:

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