https://bodybydarwin.com
Slider Image

Alle Möglichkeiten, wie wir Züge sicherer und intelligenter machen könnten

2022

Reisen mit dem Zug kann reibungslos und ereignislos sein - oder absolut miserabel. In diesem Frühjahr kam es zu einer Reihe von Entgleisungen und Verzögerungen, die durch veraltete Ausrüstungen an der New York Penn Station verursacht wurden. Das führte zu einem Plan für dringend benötigte Reparaturen, der die Pendlerfahrpläne für Monate stören wird.

Wir sind weit davon entfernt, diese Art von Belästigungen durch Züge zu beseitigen, und die Fahrgastschienen in den Vereinigten Staaten haben weiterhin Probleme mit der alten Infrastruktur und der schlechten Finanzierung. Aber die Schiene ist ein ziemlich sicherer Weg, um sich fortzubewegen (mehr als das Fahren, und es gibt einige Möglichkeiten, wie Züge und die Gleise, auf denen sie fahren, verbessert werden können. Hier sind fünf Technologien, die wir verwenden, um Züge schneller, sicherer und sicherer zu machen effizienter:

Positive Zugkontrolle

Diese Technologie kann Unfälle verhindern, indem ein Zug angehalten wird, bevor er in Schwierigkeiten gerät. Ein Zug, der mit einer positiven Zugsteuerung ausgestattet ist, ermittelt anhand von GPS, WLAN und Funksignalen, was auf der vor ihm liegenden Strecke zu erwarten ist, und ermittelt anhand seiner Geschwindigkeit und seines Gewichts, wann er langsamer werden sollte.

Wenn also ein Zug zu schnell fährt oder der Ingenieur ein Stoppsignal nicht beachtet, kann die positive Zugsteuerung die Bremsen betätigen, bevor der Zug entgleist oder auf einen anderen Zug trifft. In anderen Situationen - zum Beispiel wenn ein Auto an einem bevorstehenden Bahnübergang hängen bleibt - ist dies möglicherweise keine große Hilfe. Andere Technologien werden entwickelt, um Menschen, Bäume und Autos auf den Gleisen zu entdecken und einen Zug zu warnen, sagt Devin Rouse, Direktor der Fahrgastschienenabteilung der Bundesbahnverwaltung.

Ursprünglich sollte sich eine positive Zugsteuerung bis Ende 2015 verbreiten. Der Kongress hat diese Frist seitdem auf Ende 2018 verschoben, obwohl die Technologie in einigen Bereichen übernommen wurde. Ein Grund für die schwierige Einführung einer positiven Zugsteuerung ist, dass Züge in den USA häufig auf Schienen anderer Bahnen verkehren. Jessica Kahanek, Pressesprecherin der Association of American Railroads, sagt: „Wenn es sich um einen BNSF [Güter] -Zug handelt, muss er im selben Netzwerk wie reagieren ein Amtrak-Zug würde. "

Sobald jedoch eine positive Zugsteuerung in einem Zug installiert ist, können einige zusätzliche Tricks ausgeführt werden. "Die Industrie hat viel Geld in diese Technologie investiert, die im Grunde genommen diesen Computer an Bord bringt, der viel mehr kann als das, was sie gerade damit machen", sagt Rouse.

Derzeit verwenden die meisten Eisenbahnen und U-Bahnen feste Blocksignale, bei denen das Gleis in verschiedene Abschnitte unterteilt ist, die jeweils nur von einem Zug befahren werden können. "Das könnte meilenweit sein, wo man nur einen Zug im Signalblock haben könnte, sagt Rouse.

Idealerweise verwenden Züge ein Moving-Block-System, bei dem eine Sicherheitszone um den eigentlichen Zug berechnet wird. Dieser Puffer würde es mehr Zügen ermöglichen, näher aneinander zu fahren, ohne Kollision zu riskieren.

Mit ein wenig Planung könnten Sie die "intelligenten" Funktionen von PTC nutzen, um die Migration von Zügen auf Systeme mit beweglichen Blöcken zu unterstützen. Sie können beispielsweise Sensoren im Zug hinzufügen, um dem Computer das genaue Gewicht mitzuteilen. Dann könnte es weniger Rätselraten geben, wie lange es dauern würde, bis der Zug langsamer wird.

Knautschzonen

Wenn ein Auto in einen Unfall gerät, zerknittert die Motorhaube und absorbiert die Energie, um die Insassen zu schützen. Es sei schwieriger, herauszufinden, wie man ähnliche Knautschzonen für Züge entwirft, sagt Rouse. Es sind viele Tests erforderlich, um sicherzustellen, dass Sie ein Fahrzeug so "ausfallen" lassen, wie Sie es möchten. Triebwagen sind viel größer als Autos, daher wird es sehr schnell sehr teuer, ein paar zu opfern, um sie zu zerschlagen.

Und weil die Züge so groß und schwer sind, muss bei einem Unfall mehr Energie absorbiert werden, als ein Auto benötigen würde. „Sie sprechen von einer ganz anderen Welt, was das Material tatsächlich kann“, sagt Rouse. „Es ist eine viel kompliziertere Frage, wie sich diese Struktur verhalten wird. Es ist kein schönes kleines, kompaktes Rahmenset, wie es ein Auto haben würde. “

Erst kürzlich hatten wir Computer, die verschiedene Crash-Szenarien ausführen und vorhersagen können, wie ein Triebwagen reagieren würde, sodass Ingenieure endlich Crumple-Zonen für Züge entwerfen können. Die meisten neuen Züge sind mit dieser Sicherheitsfunktion ausgestattet, die als Crash-Energiemanagement bezeichnet wird.

Kontrolluntersuchungen

Es sind nicht nur menschliche Fehler, die einen Unfall verursachen können, sondern auch Probleme mit dem Zug selbst oder den Gleisen, auf denen er fährt. Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, diese Mängel frühzeitig zu beheben.

Das Transportation Technology Center, Inc. in Pueblo, Colorado, testet die Eisenbahnausrüstung, um herauszufinden, wie sie verbessert werden kann oder wann eine Optimierung erforderlich ist. Dies kann bedeuten, dass Räder oder Triebwagen im Labor missbraucht werden, um zu sehen, wie viel Verschleiß sie ertragen können, bevor sie ausfallen, sagt Kahanek. Eine Maschine rüttelt Triebwagen, um die jahrelangen Vibrationen eines fahrenden Zuges nachzuahmen.

Andere Technologien überprüfen Züge und Gleise, die bereits in Betrieb sind, um festzustellen, wie gut sie altern. Entlang der Gleise können Streckendetektoren installiert werden, um vorbeifahrende Züge auf Probleme wie z. B. gerissene Räder zu untersuchen. Andere Ingenieure arbeiten an Sensoren, die sich in Zügen verstauen lassen. Während der Zug seinen Betrieb aufnimmt, überprüfen diese Sensoren das Gleis darunter auf Fehler.

Ein solcher Fehler sind die Lücken, die sich zwischen den Kreuzungen bilden können - den Holzbalken, die die Eisenbahnschienen tragen - und den zerkleinerten Steinen, die sie an Ort und Stelle halten sollen. Diese Hohlräume sind ein bisschen wie Schlaglöcher; Wenn sie wachsen, können sie die Aufhängung eines Zuges beschädigen oder ihn sogar entgleisen. Forscher von Siemens und der University of Huddersfield in Großbritannien haben eine Methode entwickelt, um nach diesen unerwünschten Lücken zu suchen: Ihr Sensor erkennt Lücken, indem er die subtilen Änderungen in der Bewegung eines Zuges beim Überfahren abliest.

Normalerweise werden diese Probleme von Spezialfahrzeugen entdeckt, die regelmäßig nach Problemen suchen. Die neue Technologie ist jedoch so einfach, dass sie in Personenzügen installiert werden kann, sodass kein Streckenabschnitt für lange Zeit unbemerkt bleibt. „Mit diesem System fahren die Züge nicht mehr alle paar Monate, sondern nur einmal alle paar Monate, “ sagt Farouk Balouchi, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Eisenbahnforschung der Universität.

Diese Technologie könnte für andere Zwecke angepasst werden - beispielsweise um sicherzustellen, dass ein Zug den Fahrgästen eine reibungslose Fahrt ermöglicht. "Die Fahrzeuge sollen ... mit einer bestimmten Fahrqualität fahren, und dieses System kann erkennen, ob es eine Underperformance aufweist", sagt Balouchi.

Drohnen

Die Eisenbahnen haben auch begonnen, mit Drohnen zu experimentieren. Drohnen können sich als nützlich erweisen, wenn Sie Bereiche untersuchen, die für Menschen schwer erreichbar sind, z. B. Brücken. "Diese Drohnen können unterfliegen, ohne dass ein Arbeiter angeschnallt werden muss", sagt Kahanek. "Drohnen können auch bei unangenehmen oder gefährlichen Wetterbedingungen eingesetzt werden, beispielsweise bei winterlicher Kälte, die zum Reißen der Stahlschienen führen kann."

Sie können aber auch den Eisenbahnen bei der Entscheidung helfen, wie sie im Notfall reagieren sollen. Im Jahr 2015 flog BNSF Railway Drohnen über Strecken der Eisenbahn, die von Überschwemmungen in Texas und Oklahoma getroffen wurden, bis auf Null in den beschädigten Gebieten, die nicht zu Fuß erreicht werden konnten.

Und wenn ein Zug abstürzt, können Drohnen sicherstellen, dass Ersthelfer wissen, welcher Art von Hitze, Chemikalien oder anderen Risiken sie ausgesetzt sind. "Sie können diese [Pakete] einfliegen und ablegen und Sensorwerte abrufen, ohne dass jemand den Schutzanzug anziehen, hineingehen, ablegen und dann herauskommen muss", sagt Kahanek.

Hochgeschwindigkeitszug

Im Hochgeschwindigkeitsverkehr liegen die USA weit hinter anderen Ländern zurück. Die Acela Express-Züge von Amtrak, die Städte zwischen Washington, DC und Boston bedienen, können mit einer Geschwindigkeit von bis zu 250 Kilometern pro Stunde verkehren. Einige Streckenabschnitte können jedoch nur mit einer Geschwindigkeit von 40 Kilometern pro Stunde befahren werden.

Dennoch gibt es Gründe, auf einen schnelleren Transit zu hoffen. Kalifornien plant die Installation eines Hochgeschwindigkeitsbahnsystems, mit dem Züge mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200 Meilen pro Stunde zwischen San Francisco und Los Angeles hin und her sausen sollen, obwohl nur langsame Fortschritte zu verzeichnen sind. Texas hat auch Hochgeschwindigkeitszüge im Blick. Passagiere in Elon Musks vorgeschlagenem Hyperloop würden mehr als 700 Meilen pro Stunde zurücklegen. Vorschläge zur Installation von Magnetschwebebahnen im Nordosten werden ebenfalls geprüft.

Neben der Geschwindigkeit gibt es noch andere Tugenden. Japan ist berühmt für seine Hochgeschwindigkeitszüge, aber sie sind nicht der einzige Grund, warum die Shinkansen-Züge, die für ihre häufigen und pünktlichen Abfahrten bekannt sind, reibungslos verkehren. "Sie haben ein Computersystem, das wirklich das Gehirn hinter dieser Operation ist, das viel mehr leistet, als wir es normalerweise gewohnt sind, hier in den USA auf Technologie zu setzen", sagt Rouse. vom Planen und Versenden von Zügen bis hin zum Herausfinden, welche Besatzungen und Züge verfügbar sind, und Umleiten von Zügen, um Verspätungen zu vermeiden.

"Es gibt nur sehr wenige Systeme in den USA, die mir bekannt sind, um all diese Dinge miteinander zu verbinden, so wie es die japanischen Systeme tun", sagt Rouse . Es wäre komplizierter, diese Art von Technologie für bestehende Eisenbahnstrecken in den Vereinigten Staaten einzuführen. Wie bei einer positiven Zugsteuerung müsste es sich um verschiedene Eisenbahnen handeln, die sich die gleichen Gleise teilen.

»Es macht die Sache ein wenig komplizierter, aber Sie könnten sich sicher einen Weg ausdenken, dies zu tun«, sagt Rouse.

Dunkle Materie hat noch nie jemanden getötet, und Wissenschaftler wollen wissen, warum

Dunkle Materie hat noch nie jemanden getötet, und Wissenschaftler wollen wissen, warum

Diese Hummel ist die erste, die in Gefahr gerät - aber es wird nicht die letzte sein

Diese Hummel ist die erste, die in Gefahr gerät - aber es wird nicht die letzte sein

Sparen Sie bei Anker-Ladegeräten für Mobiltelefone, SoundPEATS-Kopfhörern und anderen Angeboten, die heute stattfinden

Sparen Sie bei Anker-Ladegeräten für Mobiltelefone, SoundPEATS-Kopfhörern und anderen Angeboten, die heute stattfinden