در مورد خودروهای برقی چه می دانیم؟ – ومیت

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

اکنون، سه مهندس سابق اسپیس ایکس، پس از جدایی و راه اندازی استارت آپ خود، به دنبال تغییر روش استفاده از ریل هستند. با تأسیس استارت آپ Parallel Systems، این سه به دور از هیاهوی اخبار، مخفیانه فناوری جدیدی را برای استفاده از شبکه ریلی جهانی توسعه دادند.

این شرکت به تازگی اولین نمونه از محصولات خود را بر اساس تحولات صنعت باتری و خودروهای خودران با هدف ایجاد تغییرات اساسی در دنیای قطارهای باری ارائه کرده است. آنها امیدوارند که با افزایش برق شبکه ریلی 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 چقدر از ایده استفاده از نوع جدیدی از حمل و نقل ریلی راضی هستند.

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

هر واگن قطار از یک باتری، یک موتور الکتریکی، چهار چرخ و مجموعه ای از حسگرها برای حرکت خودکار استفاده می کند. از آنجایی که بیشتر کالاهای جهان در کانتینرهای 20 فوتی حمل و نقل می شوند، وسایل نقلیه ریلی جدید برای جابجایی این کانتینرها طراحی شده اند. به گونه ای 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 می گیرند. سپس یک جرثقیل ظرف را به گونه ای پایین می آورد که هر طرف روی یک دستگاه باشد. سپس این دو وسیله نقلیه با استفاده از موتورهای الکتریکی و دوربین های برد کوتاه و دور و مجموعه ای از سنسورها به طور خودکار به مقصد حرکت می کنند.

از نظر تئوری، از آنجایی که هر وسیله نقلیه دارای تمام ابزارهای لازم برای ناوبری و کنترل سرعت است، لازم نیست بخشی از یک قطار بزرگ 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 به صورت گروهی به یکدیگر متصل نمی شوند، حتی زمانی که حرکت می کنند. مت سوولمدیر عامل سیستم های موازی می گوید:

ما فکر می کنیم که اندازه گروه ها در حالت ایده آل بین 10 تا 50 ماشین است. در گروه های اعشاری، بار آیرودینامیکی بهتر در 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 فعلی، قطاری با 50 واگن تا حدودی قطار کوتاهی در نظر گرفته می شود. سوول بیان می کند:

قطارها همیشه بزرگ و طولانی بوده اند. اما در سال های اخیر، قطارهای باری طولانی تر شده اند. زیرا این امر باعث می شود تا جابجایی خودرو ارزان تر 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، حمل و نقل کالا به مناطق بیشتری از طریق ریل امکان پذیر باشد. به خصوص در مناطقی که در حال حاضر تامین کالا بر عهده شرکت های کامیونت است. او توضیح می دهد:

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

خودروهای برقی در سیستم های موازی با یک بار شارژ می توانند 800 کیلومتر را طی کنند و دو وسیله نقلیه با کمک یکدیگر می توانند یک یا دو کانتینر را که روی هم قرار گرفته اند با وزن کل 29000 کیلوگرم حرکت دهند. 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 هدایت وسیله نقلیه و حرکت خودکار در یک محیط نسبتا ساده مناسب است و می تواند به راحتی کار را مدیریت کند. با این حال، او می افزاید، اپراتور انسانی می تواند به خودروها در تصمیم گیری در موقعیت های خاص و حساس کمک کند.

خودروی نسل اول این شرکت در یک مسیر راه آهن در جنوب کالیفرنیا در حال آزمایش است و سوول می گوید که نسخه بازطراحی شده نسل دوم به زودی آزمایش خواهد شد. او 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 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 است. در بسیاری از این مناطق، خطوط راه آهن از کار افتاده یا نیاز به تعمیرات اساسی دارند. لاووتالا را می گذراندمدیر برنامه راه آهن دانشگاه صنعتی میشیگان می گوید:

موفقیت این ایده به طول شبکه راه آهن و ایستگاه های قابل استفاده بستگی دارد. اکثر شهرهای کوچک از راه آهن بی استفاده هستند 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 کانتینر و راه اندازی و نگهداری خودروی برقی ایجاد کنند. هیچ یک از این مشکلات غیر قابل حل نیست. اما شرکت هایی مانند سیستم های موازی با چالش های بزرگی روبرو هستند.

مسائل لجستیکی شاید مشکل اصلی آنها باشد. ترافیک شبکه ریلی جهانی به دو روش کنترل می شود: سیستم سیگنالینگ بلوک (BS) من 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. اپراتورهایی به نام دیسپچر یا دیسپاچر.

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

صنعت ریلی ایالات متحده در استفاده از سیستم کنترل مثبت قطار در مقایسه با رقبای بین المللی از رقبا عقب مانده است. در سال 2008، دولت ایالات متحده طبق قانون موظف شد 93000 مایل از 225000 مایل شبکه ریلی ملی را به سیستم کنترل مثبت مجهز کند. هدفی که 12 سال بعد، در سال 2020 به دست آمد. بنابراین، بسیاری از خطوط راه آهن ایالات متحده هنوز از سیستم کنترل مثبت قطار استفاده نمی کنند. این موضوعی است که ورود فناوری های جدید به این عرصه را با مشکل مواجه کرده است. لاووتالا می گوید:

با کمک سیستم‌های خودکار مدرن، می‌توانید قطارها را سریع‌تر و مسافت‌های کوتاه‌تر حرکت دهید. اما در اینجا ما هنوز از سیستم سیگنالینگ بلوک منسوخ استفاده می کنیم.

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

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

نبرد برای محموله

صرف‌نظر از تلاش‌های استارت‌آپ سیستم‌های موازی برای معرفی فناوری‌های جدید، صنعت ریلی باید در نهایت برای شکوفایی و گسترش با مشکلات خود مواجه شود. لاووتالا در این باره می گوید:

من فکر می کنم اگر صنعت ریلی و شرکت های آن می خواهند سهم خود را در بازار حمل و نقل افزایش دهند، باید بر حمل و نقل کالا در مسیرهای کوتاه تر تمرکز کنند.

در این مسیر، صنعت ریلی با یک رقیب بزرگ روبرو است: حمل و نقل کالا با کامیون که قبلاً از ورود فناوری های جدید و برق استقبال می کرد. کامیون های برقی خودکششی می توانند هزینه حمل و نقل بار را تا حد زیادی کاهش دهند. کامیون های خودکششی می توانند هزینه های شرکت های باربری را به نصف کاهش دهند و کامیون های برقی به کاهش بیشتر هزینه ها کمک خواهند کرد.

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 ناوگان کامیون ها و خودروهای برقی می تواند هزینه ها و آلودگی را کاهش دهد. دو حوزه ای که صنعت ریلی در آن ها رقیبی نداشت. سوول در پایان می افزاید:

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