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美国采用五大技术让火车更安全、更智能,还准备引进日本新干线?

2017-5-23 08:24| 投稿: heilong916 |来自: 互联网

摘要: 编者按:火车晚点总是让人又爱又恨。偶尔赶火车路上遇着拥堵,巴不得火车晚点,一旦急事缠身可就耽误事儿了。所以,应广大乘客的要求,技术人员和铁路部门也是想尽办法防止各种状况造成的晚点和事故。下面就来看看如 ...

编者按:火车晚点总是让人又爱又恨。偶尔赶火车路上遇着拥堵,巴不得火车晚点,一旦急事缠身可就耽误事儿了。所以,应广大乘客的要求,技术人员和铁路部门也是想尽办法防止各种状况造成的晚点和事故。下面就来看看如今美国铁路客运采用了哪些技术让列车准点发车,安全智能运行。原文来自《Popular Science》:All the ways we could make trains safer and smarter。

纽约宾州车站是北美最繁忙的火车站,同时它也经常晚点,频发设备老化引起的事故。

乘火车出行可能非常顺利,也可能特别悲催。纽约宾州车站是北美最繁忙的交通枢纽,今年春天却发生了一系列脱轨事件,还有设备老化造成频频晚点,最终有关部门推出了一项为期数月的抢修计划,尽管这项计划必然会耽误上班族通勤。

要想彻底解决这些列车相关问题,我们还有很长的路要走,美国铁路客运还要继续与基础设施老旧和资金紧张等难题作斗争。不过,铁路交通确实是个很安全的出行方式(至少比开车安全,而且我们有不少法子可以完善列车和轨道。)这里介绍了五种我们目前使用的技术,有了这些技术,列车可以运行得更快,更安全,更高效:

精密列车操控系统(PTC)

在陷入麻烦前迫停列车,防止事故发生。列车配备了装有GPS的精密列车控制系统,Wi-Fi和说明前方轨道路况的无线电信号,可以根据自身运行速度和重量决定减速的时机。

所以,如果列车运行速度太快,或者工程师未能留意到停车信号,PTC可以在列车即将脱轨或撞上另一辆列车前及时刹车。但在其他情况下——如汽车被困在列车即将经过的铁路交叉口,这种技术可能就没有太大帮助了。联邦铁路局客运铁路分部主任Devin Rouse表示,他们正在设计其他可以提前发现前方轨道上的人,树木和汽车,并向列车发出警示的技术。

PTC原本预计2015年底普及,美国国会却将最后期限一直推到2018年底,不过,部分地区已经实现采用这一技术。PTC难以普及的原因之一是,美国的列车一般都是只在自家轨道上运行,不会共用轨道。美国铁路协会新闻秘书Jessica Kahanek说,“他们可能需要就列车运行路线的问题好好商量解决一下,比如,北伯林顿铁路公司(BNSF)的列车就只能在自家轨道路线运行。”

列车上安装上PTC后,它还可以略微调整以获得额外的技巧。Rouse说,“整个行业在这项技术上投入了大量资金,把计算机技术带到火车上可以实现很多以前和现在都做不到的事情。”

目前,大多数火车和地铁都是使用的固定闭塞信号,这种信号分为好几部分,一次只能通过一辆列车。他说,“很可能出现这样的情况:绵延数里,每个信号闭塞区域只有一辆列车”。

理想情况下,列车会使用移动闭塞系统,根据附近列车运行状况计算出一个安全区。这种缓冲允许火车更近距离地行驶,却不用担心发生碰撞。

也可以使用PTC的“智能”操作将列车转到移动闭塞系统。例如,在列车内部添加传感器,告诉计算机自身的精确重量。这样,计算火车多久能完成减速就比较精准了。

防撞缓冲区

汽车发生车祸时,发动机罩可以缓冲撞击力量,保护乘客。但Rouse说,我们很难弄清楚列车类似的缓冲区如何设计。确保车辆以自己想要的方式“变形”需要大量的测试。而且,火车比汽车大很多,相应地,测试成本必然很高。

而且火车体积庞大又很沉重,他们遭遇撞击时需要吸收比汽车更大的冲击力量。他还说,“这里讨论的完全是个关于物质可以做什么的另一个领域,关于结构如何表现的问题也更加复杂,列车不像汽车,它没有那么紧凑的车体框架。”

直到最近,我们运用了计算机技术,可以hold住不同的碰撞情况,预测轨道作何回应,最终允许工程师设计列车缓冲区。很多新型火车都有这项冲击力管理安全功能。

安全检查

不仅人为因素会酿成事故,列车自身或轨道的问题都有可能导致事故。但幸运的是,我们有办法及早找到这些缺陷。

交通运输技术中心位于科罗拉多的普韦布洛,他们对铁路设备进行测试,以便确定如何改进或者何时需要调整,也就是在实验室里使用车轮或车厢,确定它们多破多旧才会出现运转故障——用机器晃动车厢,模拟行进中的列车振动。

其他检查服役时间较长的列车和轨道的技术已经投入使用。轨道沿线边上装有探测器,扫描来往列车是否正常,如车轮是否有裂纹。还有工程师在研究装在火车上的传感器,每当列车驶过时,传感器就会检查经过的轨道是否有问题。

扫描时需要注意支撑轨道的枕木是否裂开,碎岩是否足够撑起枕木。中间的空隙有点像呈凹下去的;如果任由空隙扩大可能会损坏列车减震装置,甚至造成脱轨。西门子和英国赫德斯菲尔德大学的研究人员已经找到一种探测有害空隙的方法——传感器受列车作用,读取列车行驶时的微妙变化,然后探测有害空隙。

通常情况下,这类问题由专门的检修车定期检查。但这一新技术简化了检查程序,还不用担心总是漏检了哪里。大学铁路研究所的研究员Farouk Balouchi说,“轨道每隔数月就会用这一技术检查记录一次,列车的安全排查更规律。”

这项技术还有其他用途,如确保乘客平稳的列车乘坐体验。他还说,“车辆都有一定的乘坐质量,而这个系统就能检测出车辆行驶时的乘坐质量。”

无人机

铁路也开始拿无人机试验了。无人机可以很方便的检查人类难以检查到的区域,比如桥梁。Kahanek说,“无人机可以在无人控制的情况下运作”。也可以在天气不好的时候运作,如天气特别冷的时候,钢轨可能出现裂纹。

同时,无人机也可以帮铁路公司应对紧急情况。2015年,BNSF铁路公司曾用无人机飞越受到德州和俄克拉荷马州洪水破坏,无法通行的铁轨路段。

当列车遭遇事故时,无人机可以“身先士卒”进入高温,有害化学物质,或其他危险区域工作。不用找人穿上防护衣进去,无人机还可以把救援包带过去,可以读取火车或轨道上的传感器并“全身而退”。

高速铁路

至于高铁,美国确实远远落后于其他国家。穿梭于华盛顿、波士顿等地的美国Acela特快列车,可以在以150英里每小时的速度运行,而有些地区的轨道只能承受25英里每小时的速度。

不过,我们有理由期待列车提速。加州计划在旧金山与洛杉矶之间铺设一条时速可达200的高铁路线,不过,建设进展比较缓慢。德州也表示出了修建高铁的意向。美国东北地区的高铁修建事宜仍在考虑中。

除了速度,高铁还有其他优点。虽然日本以子弹头列车闻名,但它并不是唯一值得注意的,以繁忙和快而闻名的新干线也很值得关注。他们利用强大的计算机系统操作列车,比我们习惯利用的技术更先进,也更能避免列车晚点。

Rouse还表示,美国很少有像日本这样把所有这些东西结合在一起的铁路系统,让现行铁路运行这种系统就更复杂了。而且,和PTC一样,要想运行这种系统必须先支持所有铁路共享轨道。虽然有点难度,但俗话说的好,办法总比问题多!

编译组出品。编辑:郝鹏程

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本文出自:http://36kr.com/coop/toutiao/5076077.html?ktm_source=toutiao

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