درباره واگن خودروهای برقی چه می دانیم؟ – زومیت

فناوری قطارهای باری در 200 سال گذشته تغییر چندانی نکرده است. زیرا از قرن نوزدهم، لوکوموتیوهای سنگین قطار واگن باری را دنبال می کردند. البته طرفداران صنعت راه آهن می گویند که از آن زمان تا کنون خیلی چیزها تغییر کرده است. با این حال، اگر به طور کلی به این رویداد نگاه کنیم، اساس قطارهای باری از زمان اختراع آنها تغییر چندانی نکرده است.

اکنون، سه مهندس سابق اسپیس ایکس که اسپیس‌ایکس را ترک کرده و استارت‌آپ خود را راه‌اندازی کرده‌اند، در تلاش هستند تا نحوه استفاده از ریل را تغییر دهند. با تأسیس ابتکار سیستم های موازی، هر سه به دور از اخبار، به طور مخفیانه در حال توسعه فناوری جدیدی برای بهره برداری از شبکه ریلی جهانی هستند.

این شرکت اخیراً نمونه اولیه محصولات خود را با تکیه بر پیشرفت‌های صنعت باتری و خودروهای خودران برای ایجاد تغییرات گسترده در دنیای قطارهای باری رونمایی کرده است. همانطور که شبکه ریلی موجود هیجان انگیزتر می شود، آنها امیدوارند که استفاده از این زیرساخت را به طور گسترده تر گسترش دهند.

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

هدف سیستم های موازی تنها جایگزینی موتورهای الکتریکی جدید با موتورهای دیزل لوکوموتیو قدیمی نیست. در عوض، این شرکت قصد دارد از موتورهای الکتریکی در واگن های جداگانه استفاده کند. اکثر قطارهای مسافربری برقی اکنون از فناوری نیروی محرکه الکتریکی استفاده می کنند. با این حال، روند گسترش استفاده از این فناوری در صنعت قطارهای باری کند بوده است. این موضوعی است که سیستم های موازی و بنیانگذاران آن می خواهند به آن بپردازند.

هر واگن از یک باتری، یک موتور الکتریکی، چهار چرخ و مجموعه‌ای از حسگرها برای حرکت خودکار استفاده می‌کند. از آنجایی که بیشتر محموله های جهان در کانتینرهای 20 فوتی حمل می شود، وسایل نورد جدیدی برای حمل این کانتینرها طراحی شده است. 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 صورت 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. سپس یک جرثقیل ظرف را پایین می آورد تا هر دو طرف روی یک دستگاه قرار گیرند. سپس این دو وسیله نقلیه با استفاده از موتورهای الکتریکی، دوربین های برد کوتاه و بلند و مجموعه ای از سنسورها به طور خودکار به سمت هدف حرکت می کنند.

از نظر تئوری، لازم نیست که بخشی از یک قطار بزرگ خودروی چهار چرخ محرک باشد، زیرا هر وسیله نقلیه دارای تمام ابزارهای لازم برای ناوبری و کروز کنترل است. اما 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 خودروهای برقی آنها حتی زمانی که در حال حرکت هستند به صورت گروهی به یکدیگر متصل نمی شوند. مت سوولمدیر عامل سیستم های موازی می گوید:

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

طبق استانداردهای امروزی، قطاری با 50 واگن یک قطار تا حدی کوتاه در نظر گرفته می شود. سوول می گوید:

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

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

سهم شبکه ریلی را در حمل و نقل کالا افزایش خواهیم داد. با کوتاه‌تر شدن قطارها، ایستگاه‌های قطار کوچک‌تر می‌شوند و می‌توانند در نزدیکی شهرها یا زیرساخت‌های دیگر ساخته شوند و دسترسی بهتری به مشتریان یا کشتی‌های باری فراهم کنند.

خودروهای برقی سیستم موازی می توانند با یک بار شارژ 800 کیلومتر را طی کنند و دو وسیله نقلیه می توانند با کمک یکدیگر یک یا دو کانتینر روی هم با وزن کلی 29000 کیلوگرم را جابه جا کنند. سیستم دید مبتنی بر دوربین خودروها می تواند شیب و انحنای مسیر و سایر وسایل نقلیه و موانع را تشخیص دهد.

سئول معتقد است این سیستم برای هدایت وسیله نقلیه و حرکت خودکار در یک محیط نسبتاً بدون پیچیدگی مناسب است و می تواند به راحتی کار را انجام دهد. اما او اضافه می کند که اپراتور انسانی می تواند به خودروها در تصمیم گیری در موقعیت های خاص و حساس کمک کند.

خودروهای نسل اول این شرکت در یک راه آهن در جنوب کالیفرنیا در حال آزمایش هستند و سوول می گوید که نسل دوم نسخه بازطراحی شده آن 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 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 به دلیل استفاده روزافزون از راه آهن در مناطقی است که تا کنون بیشتر به حمل و نقل کالا وابسته بوده اند. در بسیاری از این مناطق، خطوط راه آهن شکسته شده یا نیاز به تعمیرات گسترده دارند. پاسی لاووتالامدیر برنامه حمل و نقل ریلی در دانشگاه فناوری میشیگان می گوید:

موفقیت این ایده به گستردگی شبکه ریلی و ایستگاه های موجود بستگی دارد. اکثر شهرهای کوچک یا از راه آهن بی بهره هستند یا راه آهن کار نمی کند.

پس از تعمیر راه‌آهن توسط دولت، شرکت‌های کشتیرانی باید زیرساخت‌های لازم را برای جابجایی کانتینر و راه‌اندازی و نگهداری خودروی الکتریکی 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 شاید بزرگترین مشکل آنها باشد. ترافیک شبکه ریلی جهانی به دو روش کنترل می شود: سیستم سیگنالینگ بلوک (BS) و 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 اکثر خطوط راه آهن ملی در ایالات متحده توسط یک سیستم سیگنالینگ کنترل می شود. با این حال، استفاده از یک سیستم کنترل مثبت جدید می تواند باعث شود قطارها در فواصل کوتاهتر از یکدیگر سریعتر حرکت کنند و در نتیجه کارایی شبکه ریلی افزایش یابد.

صنعت ریلی ایالات متحده در استفاده از سیستم 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 مورد از 225000 مایل شبکه ریلی سراسری خود را به سیستم کنترل مثبت مجهز کند. 12 سال بعد، در سال 2020 به یک هدف رسید. به همین دلیل، بسیاری از خطوط راه آهن ایالات متحده هنوز از سیستم کنترل قطار مثبت استفاده نمی کنند. این موضوعی است که ورود فناوری های جدید به این عرصه را دشوار می کند. لاووتالا می گوید:

با کمک سیستم های خودکار مدرن، می تواند قطارها را سریعتر و در فواصل کوتاهتر از یکدیگر حرکت دهد. اما در اینجا ما هنوز از سیستم سیگنالینگ بلوک قدیمی استفاده می کنیم.

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

لاووتالا می گوید ایده Parallels Systems برای حل مشکلات صنعت ریلی قانع کننده به نظر نمی رسد، زیرا سیستم های قدیمی در شبکه ریلی استفاده می شود و کانتینرهای بار در فواصل طولانی دوباره توزیع نمی شوند. او می گوید: «با این حال، ایده های او جالب و جذاب هستند.

نبرد بر سر محموله

صرف‌نظر از تلاش‌های ابتکاری سیستم‌های موازی برای معرفی فناوری‌های جدید، صنعت ریلی در نهایت باید با چالش‌های خود برای رشد و توسعه روبرو شود. لاووتالا در این مورد چنین می گوید:

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

در این مسیر، صنعت ریلی با یک رقیب بزرگ روبرو است: حمل و نقل باری 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 خودران می توانند هزینه های شرکت های حمل و نقل را به نصف کاهش دهند و کامیون های برقی به کاهش بیشتر هزینه ها کمک می کنند.

علاوه بر این، این صنعت می تواند با تکیه بر فناوری محرک الکتریکی، انتشار کربن را کاهش دهد. در نهایت می توان ادعا کرد که استفاده از ناوگان کامیون و خودروهای برقی می تواند هزینه ها و آلودگی را کاهش دهد. دو حوزه ای که صنعت ریلی بی رقیب است. سوول به پایان می افزاید:

مزیت صنعت ریلی این است که حمل بار همیشه ارزان تر از کامیون است. اما اکنون کامیون داران آماده اند تا هزینه ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. اگر چنین است، چه آینده ای در انتظار صنعت ریلی است؟ ما اینجا هستیم تا پاسخ این سوال را پیدا کنیم.