https://bodybydarwin.com
Slider Image

Alle manieren waarop we treinen veiliger en slimmer kunnen maken

2020

Reizen met de trein kan soepel en saai zijn - of absoluut ellendig. Dit voorjaar snauwde een reeks ontsporingen en vertragingen als gevolg van verouderde apparatuur op Penn Station in New York op de drukste treinhub in Noord-Amerika, met als hoogtepunt een plan voor hoognodige reparaties die de planning van forensen maanden kunnen verstoren.

We zijn nog ver verwijderd van het elimineren van dit soort treingerelateerde overlast, en passagiersrail in de Verenigde Staten blijft worstelen met oude infrastructuur en slechte financiering. Maar rail is een redelijk veilige manier om je te verplaatsen (meer dan rijden, en er zijn een paar manieren waarop treinen en de sporen waarop ze rijden kunnen worden verbeterd. Hier zijn vijf technologieën die we gebruiken om treinen sneller, veiliger en efficiënter:

Positieve treinbesturing

Deze technologie kan ongevallen voorkomen door een trein te stoppen voordat deze in de problemen raakt. Een trein uitgerust met positieve treinbesturing gebruikt GPS, wifi en radiosignalen om erachter te komen wat te verwachten op het komende spoor en vervolgens te bepalen wanneer het moet vertragen op basis van zaken als zijn eigen snelheid en gewicht.

Dus als een trein te snel gaat of als de monteur geen stopsignaal in acht neemt, kan de positieve treinbesturing de rem in werking stellen voordat deze ontspoort of een andere trein raakt. Maar in andere situaties - zoals wanneer een auto vastloopt in een komende spoorwegovergang - is het misschien niet veel hulp. Andere technologieën worden bedacht om mensen, bomen en auto's op het spoor te spotten en een trein te waarschuwen, zegt Devin Rouse, directeur van de divisie Passenger Rail van de Federal Railroad Administration.

Oorspronkelijk werd verondersteld dat positieve treinbesturing eind 2015 wijdverbreid zou zijn; Sindsdien heeft het Congres die deadline teruggedrongen tot eind 2018, hoewel de technologie op sommige gebieden is overgenomen. Een reden dat positieve treinbesturing moeilijk uit te voeren is, is dat treinen in de Verenigde Staten vaak op sporen van andere spoorwegen rijden. "Ze moeten met elkaar kunnen praten, ongeacht de spoorlijn, zegt Jessica Kahanek, perssecretaris van de Association of American Railroads." Als het een BNSF [vracht] trein is, moet deze in hetzelfde netwerk reageren als een Amtrak-trein zou. "

Zodra positieve treinbesturing op een trein is geïnstalleerd, kan deze echter worden aangepast om een ​​paar extra trucs uit te voeren. De industrie heeft veel geld geïnvesteerd in deze technologie die deze computer in feite aan boord brengt die veel meer kan dan wat ze er nu mee doen, zegt Rouse.

Momenteel maken de meeste spoorwegen en metro's gebruik van vaste bloksignalering, waarbij het spoor is verdeeld in verschillende secties die slechts met één trein tegelijk kunnen worden doorkruist. "Dat kunnen kilometers en kilometers zijn waar je maar één trein in het seinblok kunt hebben, zegt Rouse.

Idealiter zouden treinen een bewegend bloksysteem gebruiken, waarin een veilige zone rond de eigenlijke trein wordt berekend. Met deze buffer kunnen meer treinen sneller naar elkaar toe rijden, sneller zonder botsing.

Met een beetje planning kunt u de 'smarts' van PTC gebruiken om treinen te helpen migreren naar bewegende bloksystemen. U kunt bijvoorbeeld sensoren in de trein toevoegen om de computer het exacte gewicht te laten weten. Dan kan er minder giswerk nodig zijn om erachter te komen hoe lang het zou duren om die trein te vertragen.

Verfrommel zones

Wanneer een auto een ongeluk krijgt, is de motorkap ontworpen om te verkruimelen en de energie te absorberen om passagiers te beschermen. Het is moeilijker om erachter te komen hoe vergelijkbare kreukelzones voor treinen te ontwerpen, zegt Rouse. Het vergt veel testen om er zeker van te zijn dat je een voertuig hebt ontworpen om te "falen" zoals jij dat wilt. Treinwagons zijn veel groter dan auto's, dus het opofferen van een paar om in elkaar te slaan wordt heel snel erg duur.

En omdat treinen zo groot en zwaar zijn, is er meer energie te absorberen dan een auto zou moeten doen als ze crashen. Je spreekt over een hele andere wereld in termen van wat het materiaal daadwerkelijk kan doen, ”zegt Rouse. “Het is een veel gecompliceerdere vraag hoe deze structuur zich zal gedragen? Het is geen leuke kleine compacte set frames zoals een auto zou hebben. "

Pas recent hadden we computers die verschillende crashscenario's konden draaien en voorspellen hoe een treinwagon zou reageren, waardoor ingenieurs eindelijk kreukelzones voor treinen kunnen ontwerpen. De meeste nieuwe treinen zijn uitgerust met deze veiligheidsvoorziening, die crashenergiebeheer wordt genoemd.

Check-ups

Het zijn niet alleen menselijke fouten die een ongeluk kunnen veroorzaken, maar ook problemen met de trein zelf of de sporen waarop deze rijdt. Gelukkig zijn er manieren om deze gebreken vroeg op te vangen.

Het Transportation Technology Center, Inc. in Pueblo, Colorado test de treinapparatuur om erachter te komen hoe deze kan worden verbeterd of wanneer deze moet worden aangepast. Dit kan betekenen dat wielen of treinstellen in het laboratorium worden misbruikt om te zien hoeveel slijtage ze kunnen oplopen voordat ze beginnen af ​​te breken, zegt Kahanek. Eén machine schudt treinwagons om jarenlange trillingen van een rijdende trein na te bootsen.

Andere technologie controleert treinen en sporen die al in gebruik zijn om te zien hoe goed ze ouder worden. Langs de weg detectoren kunnen langs de sporen worden geïnstalleerd om passerende treinen te scannen op problemen zoals gebarsten wielen. Andere ingenieurs werken aan sensoren die in treinen kunnen worden gestopt. Terwijl de trein zijn werk doet, controleren deze sensoren het spoor eronder op gebreken.

Een van die tekortkomingen zijn de openingen die kunnen ontstaan ​​tussen kruisingen - de houten balken die treinrails ondersteunen - en de verpletterde rotsen bedoeld om ze op hun plaats te houden. Deze lege ruimtes zijn een beetje zoals kuilen; als ze achterblijven om te groeien, kunnen ze de ophanging van een trein beschadigen of zelfs laten ontsporen. Onderzoekers van Siemens en de Universiteit van Huddersfield in het Verenigd Koninkrijk hebben een manier bedacht om naar deze ongewenste gaten te zoeken - hun sensor detecteert lege ruimtes door de subtiele veranderingen in de beweging van een trein te lezen terwijl deze over hen rijdt.

Normaal worden dit soort problemen ontdekt door speciale voertuigen die periodiek voor problemen naar de scout worden gestuurd. Maar de nieuwe technologie is eenvoudig genoeg om te worden geïnstalleerd op passagierstreinen, dus geen enkel stuk spoor zal lang aan de aandacht ontsnappen. "In plaats van één spoorregistratievoertuig dat er misschien eens in de paar maanden overheen gaat, zullen treinen er regelmatiger over rijden met dit systeem aan boord", zegt Farouk Balouchi, een onderzoeker bij het Institute of Railway Research van de universiteit.

Deze technologie kan worden aangepast voor ander gebruik, zoals ervoor zorgen dat een trein passagiers soepel genoeg rijdt. "De voertuigen worden verondersteld te reizen ... met een bepaalde rijkwaliteit, en dit systeem kan detecteren of het onderpresteert, " zegt Balouchi.

drones

Spoorwegen zijn ook begonnen met experimenteren met drones. Drones kunnen van pas komen door gebieden te inspecteren die moeilijk bereikbaar zijn voor mensen, zoals bruggen. "Deze drones kunnen eronder vliegen zonder een medewerker te moeten gebruiken, zegt Kahanek. Drones kunnen ook werken bij onaangenaam of gevaarlijk weer, zoals de winterse kou die ervoor kan zorgen dat stalen rails barsten.

Maar ze kunnen ook spoorwegen helpen beslissen hoe ze in noodgevallen moeten reageren. In 2015 vloog BNSF Railway met drones over stukken spoorweg getroffen door overstromingen in Texas en Oklahoma naar nul in de beschadigde gebieden die niet te voet bereikbaar waren.

En wanneer een trein crasht, kunnen drones ervoor zorgen dat hulpverleners weten wat voor soort hitte, chemicaliën of andere risico's ze lopen. "Ze kunnen deze [pakketten] erin laten vallen en ze laten vallen en sensoraflezingen krijgen zonder dat iemand het hazmat-pak hoeft aan te trekken, binnen te lopen, te laten vallen en dan naar buiten te komen, " zegt Kahanek.

Hogesnelheidslijn

Als het gaat om hogesnelheidstreinen, blijven de VS ver achter bij andere landen. De Acela Express-treinen van Amtrak, die steden tussen Washington, DC en Boston bedienen, kunnen met snelheden tot 150 mijl per uur rijden, maar sommige delen van het spoor kunnen alleen snelheden aan van 25 mijl per uur.

Toch zijn er redenen om op snellere doorvoer te hopen. Californië is van plan om een ​​hogesnelheidsspoorwegsysteem te installeren waarmee treinen met snelheden van meer dan 200 mijl per uur tussen San Francisco en Los Angeles zouden kunnen rondfladderen, hoewel de vooruitgang traag was. Texas kijkt ook naar hogesnelheidstreinen. Passagiers in de door Hyonloop voorgestelde Elon Musk zouden meer dan 700 mijl per uur reizen. Er worden ook voorstellen overwogen om maglev-treinen in het noordoosten te installeren.

En naast snelheid zijn er nog andere deugden. Japan staat bekend om zijn bullet-treinen, maar ze zijn eigenlijk niet de enige reden waarom zijn gewaardeerde Shinkansen-treinlijnen die bekend staan ​​om hun frequente en tijdige vertrekken soepel verlopen. "Ze hebben een computersysteem dat echt het brein achter die operatie is, dat veel meer doet dan we normaal gewend zijn om te vertrouwen op technologie om hier in de VS te doen Rouse zegt. Achter de schermen jongleert het met veel taken, van het plannen en verzenden van treinen tot het uitzoeken welke bemanningen en treinen beschikbaar zijn en treinen omleiden om vertragingen te voorkomen.

Er zijn zeer weinig of geen systemen die ik in de VS ken die al die dingen samenbrengen in termen van het runnen van de spoorweg zoals de Japanse systemen doen, zegt Rouse . Het zou ingewikkelder zijn om dit soort technologie uit te rollen voor bestaande spoorlijnen in de Verenigde Staten. Net als positieve treinbesturing zou het verschillende spoorwegen moeten wrangelen die dezelfde sporen delen.

Het maakt het een beetje ingewikkelder, maar je kunt zeker een manier vinden om het te doen, zegt Rouse.

Brain-interfaces zijn lang niet zo eenvoudig als Elon Musk ze doet lijken

Brain-interfaces zijn lang niet zo eenvoudig als Elon Musk ze doet lijken

Trekken drones regen uit woestijnwolken?

Trekken drones regen uit woestijnwolken?

Uw iPhone voor Android dumpen en uw bestanden meenemen

Uw iPhone voor Android dumpen en uw bestanden meenemen