در مورد خودروهای برقی چه می دانیم؟ – زومیت

در 200 سال گذشته، فناوری قطارهای باری تغییر چندانی نکرده است. زیرا از قرن 19، لوکوموتیوهای سنگین قطارهای کامیون ها را دنبال می کردند. البته طرفداران صنعت ریلی می گویند که از آن زمان تا کنون تغییرات زیادی صورت گرفته است. اما اگر به کلیت نگاه کنیم، اساس قطار باری از زمان شروع به کار تغییر چندانی نکرده است.

اکنون سه مهندس سابق اسپیس ایکس، پس از جدا شدن از آن و ایجاد استارت آپ خود، به دنبال تغییر روش استفاده از راه آهن هستند. با راه‌اندازی سیستم‌های موازی، این سه نفر به‌طور مخفیانه فناوری‌های جدیدی را برای استفاده از شبکه راه‌آهن جهانی توسعه می‌دهند، به دور از هیاهو.

این شرکت به تازگی اولین نمونه از محصولات خود را بر اساس توسعه صنعت باتری و وسایل نقلیه خودران با هدف ایجاد تغییر 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 یک استارت آپ به تعداد صنایع راه آهن بستگی دارد و مشتریان آن از ایده استفاده از نوع جدیدی از حمل و نقل ریلی خوشحال خواهند شد.

سیستم موازی فقط نمی خواهد موتورهای الکتریکی جدید را با لوکوموتیوهای قدیمی جایگزین کند. در عوض، این شرکت قصد دارد در هر خودرو از موتورهای الکتریکی استفاده کند. اکثریت قریب به اتفاق قطارهای مسافربری برقی اکنون از فناوری نیروی محرکه الکتریکی استفاده می کنند. اما روند گسترش استفاده از این فناوری در حوزه قطارهای باری کند بوده است. این مشکلی است که سیستم های موازی و بنیانگذاران آن به دنبال آن هستند.

هر واگن ریلی از باتری ها، موتورهای الکتریکی چهار چرخ و سنسورها برای حرکت خودکار استفاده می کند. از آنجایی که بیشتر کالاهای دنیا در کانتینرهای 20 فوتی حمل و نقل می شوند، واگن های ریلی جدید برای جابجایی این نوع کانتینر طراحی شده اند. به هر حال 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 یک دستگاه قرار گیرد. سپس هر دو خودرو با استفاده از یک موتور الکتریکی و دوربین های برد کوتاه و دور و همچنین مجموعه ای از سنسورها به طور خودکار به مقصد می روند.

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

سیستم موازی از کلمه “گروه” به جای کلمه قطار استفاده می کند. زیرا خودروهای برقی آنها حتی هنگام حرکت به صورت گروهی به هم متصل نیستند. مت سوولمدیرعامل سیستم های موازی می گوید:

ما فکر می کنیم اندازه گروه در حالت ایده آل بین 10 تا 50 ماشین است. در گروه اعشاری، بار هوا به بهترین وجه بین وسایل نقلیه توزیع می شود. اما از نظر تجاری، اگر سپرده ها زیاد بود، فکر می کردیم حداکثر تعداد خودروها 50 دستگاه باشد.

طبق استانداردهای امروزی، قطارهایی با 50 واگن اندکی کوتاهتر در نظر گرفته می شوند. سوول این را تأیید می کند:

قطارها همیشه 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 کوتاهتر شدن قطار، بتواند کالاها را با قطار به مناطق بیشتری منتقل کند. به خصوص در مناطقی که تامین فعلی کالا بر عهده شرکت حمل و نقل است. او توضیح می دهد:

سهم شبکه ریلی را برای حمل و نقل کالا افزایش خواهیم داد. هرچه قطار کوتاه‌تر باشد، ایستگاه کوچک‌تر است و می‌توان آن را نزدیک‌تر به شهر یا زیرساخت‌های دیگری ساخت که به مشتریان یا کشتی‌های باری دسترسی بهتری می‌دهد.

سیستم موازی وسایل نقلیه الکتریکی می تواند با یک بار شارژ مسافت 800 کیلومتری را طی کند و دو وسیله نقلیه که به یکدیگر کمک می کنند می توانند یک یا دو کانتینر روی هم با وزن کلی 29000 کیلوگرم را جابجا کنند. سیستم بصری دوربین خودرو، وسایل نقلیه و موانع و همچنین شیب و پیچ های جاده را تشخیص می دهد.

سئول معتقد است این سیستم برای ناوبری وسیله نقلیه و حرکت خودکار در محیط های بدون عارضه مناسب است و می تواند وظایف را به راحتی انجام دهد. با این حال، وی افزود که اپراتورهای انسانی می توانند به خودروها در تصمیم گیری در شرایط خاص و حساس کمک کنند.

خودروی نسل اول این شرکت در راه آهنی در جنوب کالیفرنیا در حال آزمایش است و سوول می گوید خودروی نسل دوم بازطراحی شده 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 موازی مشکلات زیادی دارد. اولین مشکل این است که موفقیت شرکت در حمل و نقل ریلی منوط به افزایش استفاده از خطوط ریلی در منطقه است که تاکنون متکی به جابجایی کالا با کامیون بوده است. در این مناطق، بسیاری از خطوط راه آهن از کار افتاده یا نیاز به تعمیرات گسترده دارند. پاسی لائو تالامدیر برنامه حمل و نقل ریلی دانشگاه فناوری میشیگان می گوید

موفقیت این مفهوم به گستره شبکه راه آهن و ایستگاه های موجود بستگی دارد. اکثر شهرهای کوچک بی فایده هستند زیرا راه آهن یا راه آهن آنها کار نمی کند.

پس از تعمیر راه آهن توسط دولت، شرکت های حمل و نقل باید زیرساخت های لازم را برای جابجایی کانتینرها و راه اندازی و نگهداری خودروهای برقی ایجاد کنند. هیچ کدام از این مشکلات قابل حل نیست. اما شرکت هایی مانند سیستم های موازی با چالش های مهمی روبرو هستند.

مسائل لجستیکی احتمالا بزرگترین مشکل آنهاست. ترافیک شبکه ریلی جهانی به دو روش کنترل می شود: سیستم سیگنال بلوک (BS) و کنترل مثبت قطار (PTC). در سیستم سیگنال بلوک، خطوط به صورت بلوک نمایش داده می شوند و حرکت بلوک ها توسط اپراتور انسانی کنترل می شود. اپراتور را Dispatcher یا Dispatcher می نامند.

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

صنعت ریلی ایالات متحده در استفاده از سیستم کنترل مثبت قطار نسبت به رقبای بین المللی خود از رقبای خود عقب است. در سال 2008، دولت ایالات متحده طبق قانون موظف شد تا 93000 نفر از 225000 کیلومتر شبکه ریلی کشور را به سیستم نظارت مثبت مجهز کند. هدف محقق شده در 12 سال آینده تا سال 2020 است. در نتیجه، بسیاری از راه آهن ایالات متحده هنوز از سیستم کنترل ریل مثبت استفاده نمی کند. این مشکلی است که ورود فناوری های جدید به این حوزه را دشوار می کند. 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 هنوز از سیستم سیگنال بلوک منسوخ استفاده می کنیم.

در این حالت قطارها باید فاصله مشخصی را از یکدیگر طی کنند که معمولاً 3 کیلومتر است. این سیستم برای مدیریت قطار طولانی مناسب است. بنابراین شرط مهم اجرای سیستم موازی، به روز رسانی شبکه ریلی آمریکا است.

لاووتالا می‌گوید به دلیل استفاده از سیستم‌های قدیمی در شبکه ریلی و عدم توزیع مجدد کانتینرهای بار در مسافت طولانی، ایده Parallels Systems برای مقابله با صنعت ریلی غیرقابل باور به نظر می‌رسد. او می گوید: «با این حال، ایده های آنها جالب و جالب است.

مبارزه بر سر کالا

صرف‌نظر از تلاش‌های مداوم سیستم‌های موازی برای معرفی فناوری‌های جدید، صنعت راه‌آهن باید برای رشد و گسترش با چالش‌های خود روبرو شود. لاووتالا در این مورد صحبت می کند:

من معتقدم اگر صنعت راه‌آهن و شرکت‌های آن بخواهند سهم خود را در بازار حمل‌ونقل افزایش دهند، باید روی جابه‌جایی کالا در مسیر کوتاه‌تری تمرکز کنند.

در این مسیر صنعت ریلی با رقیب بزرگی یعنی حمل و نقل باری مواجه است که پیش از این از ظهور فناوری های جدید و برق استقبال کرده بود. کامیون های برقی خودکششی می توانند هزینه های حمل و نقل را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. کامیون های خودکششی می توانند هزینه های حمل و نقل را به نصف کاهش دهند و حمل و نقل الکتریکی هزینه ها را بیشتر کاهش می دهد.

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

مزیت صنعت راه آهن همیشه ارزان تر بودن حمل و نقل نسبت به کامیون ها بوده است. اما اکنون حمل و نقل ها قرار است هزینه ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. اگر چنین است، آینده صنعت ریلی چگونه خواهد بود؟ ما اینجا هستیم تا پاسخ این سوال را پیدا کنیم.